Маркеры иммунной регуляции у детей в условиях экспозиции алюминием

В условиях дестабилизации среды обитания и повышения уровня техногенного воздействия состояние здоровья населения определяется прежде всего адаптационными возможностями регуляторных систем организма, в том числе и функциональным состоянием факторов иммунной регуляции [Зайцева и др., 2016; Ланин, Лебедева, 2016;

Долгих и др., 2017].

Способность металлов, включая и алюминий, влиять на систему иммунной регуляции отмечается многими исследованиями, в первую очередь, им-мунотоксическое действие и реакции гиперчувствительности, однако, данные остаются достаточно противоречивыми, поскольку в зависимости от ис-

точника, количества и продолжительности воздействия алюминий способен оказывать и стимулирующие эффекты на отдельные компоненты системы иммунной реактивности [Zhu et al., 2014; McKee, Fontenot, 2016; Долгих и др., 2018].

Цель работы – исследовать особенности иммунной регуляции у детского населения, проживающего в условиях воздействия алюминием.

Материалы и методы исследований

Обследовали детское население в возрасте 7–11 лет, постоянно проживающее в крупном промышленном центре (г. Шелехов Иркутской обл.) в зоне влияния предприятия по производству алюминия филиала ОАО РУСАЛ Братск, группу наблюдения составили 111 чел. (50 мальчиков и 61 девочка). Группу сравнения включала 25 человек (15 мальчиков и 10 девочек) из «условно чистого» района (пос. Листвянка Иркутской обл.). Группы были сопоставимы по полу, возрасту, соматической заболеваемости.

Определение массовых концентраций алюминия в биосредах населения проводили методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в соответствие с документом ФР.1.31.2017.27357 на масс-спектрометре Agilent 7500 сх (Agilent Technologies Inc., США). Показатели фагоцитоза исследовали с использованием в качестве объектов формалинизированные эритроциты барана, содержание сывороточных иммуноглобулинов (IgG, IgM, IgA) оценивали методом радиальной иммунодиффузии по Манчини, специфические антитела к алюминию по критерию IgG определяли методом аллергосорбентного тестирования с ферментной меткой. Популяции и субпопуляции лимфоцитов по мембранным CD-маркерам исследовали на проточном цитометре FACSCalibur («Becton Dickinson», США) с использованием панели меченых моноклональных антител к мембранным CD-рецепторам («Becton Dickinson», США) и универсальной программы CellQuest.PrO, суммарно регистрируя не менее 10000 событий.

Полученные данные обрабатывали в пакете прикладных программ Statistica 6.0 (Statsoft, США) методом вариационной статистики, рассчитывали среднее арифметическое (М) и стандартную ошибку среднего (m). Достоверность различий между группами определяли по t-критерию Стьюдента. Модели зависимости «маркер экспозиции – маркер эффекта» определяли методом корреляционно-регрессионного анализа по критерию Фишера и коэффициенту детерминации (R2). Различия между группами считались достоверными при р<0.05.

Результаты и их обсуждение

Результаты химико-аналитического исследования показали присутствие алюминия в крови обследованной группы детского населения с повышенным содержанием металла в 38.3% случаев относительно уровней в группе сравнения, в среднем в 2.18 раза (группа наблюдения 0.037±0.013 мг/дм3, группа сравнения 0.017±0.0057 мг/дм3, p < 0.05).

Клинико-лабораторное исследование выявило изменение показателей иммунной регуляции у детского населения территории наблюдения (таблица). Параметры фагоцитарной активности достоверно не отличались от установленной физиологической нормы, за исключением пониженного у 85.2% детей «фагоцитарного числа» (p < 0.05), а также «процента фагоцитоза» у 40.6% обследованных и «фагоцитарного индекса», различия достоверны по кратностям превышения нормы (p < 0.05). Отмечено снижение фагоцитоза по критерию «фагоцитарного индекса» в 1.10 раза относительно группы сравнения (p < 0.05). Использование математического моделирования и методического приема оценки отношения шансов изменения иммунологических тестов при возрастании концентрации контаминантов в биологических средах показало достоверное снижение «фагоцитарного индекса» при увеличении содержания алюминия в крови и в моче (R2 = 0.23–0.81; p < 0.05).

При сравнительном анализе CD-иммунограммы с референтными уровнями показано достоверное повышение относительного количества регуляторных CD4+CD25+CD127--лимфоцитов у 80.0% детей группы наблюдения (p < 0.05), при этом абсолютное и процентное содержание CD16+CD56+-клеток снижалось в 33.3–38.1% случаев, а относительный показатель CD3+CD4+-лимфоцитов у 28.6% обследованных проб, различия достоверны по кратностям превышения нормы (p < 0.05). Отмечено снижение как абсолютного, так и относительного количества CD16+CD56+-лимфоцитов относительно показателей группы сравнения, в среднем в 1.72–1.92 раза, и содержания CD19+-клеток в 1.29 раза, а также повышение относительной концентрации CD3+CD95+-лимфоцитов в 1,86 раза (p < 0.05).

Анализ отношения шансов изменения показателей иммунитета при повышении концентрации контаминантов в биологических средах выявил достоверное увеличение уровня CD3+CD8+- и CD3+CD95+-лимфоцитов при возрастании содержания алюминия в моче (R2 = 0.40–0.95; p < 0.05).

Наблюдалось изменение концентрации сывороточных иммуноглобулинов IgG по сравнению с возрастной нормой, достоверно пониженных у 65.5% группы наблюдения (p<0.05), а также IgM и IgА у 39.1 и 26.4% обследованных, различия дос- товерны по кратностям превышения нормы (p < относительно группы сравнения в 1.48, 1.30 и 1.21 0.05). В то же время содержание сывороточных раза соответственно (p < 0.05).

иммуноглобулинов IgG, IgМ и IgА было снижено

Показатели иммунной регуляции у детского населения в условиях экспозиции алюминием

Одновременно у 22.7% обследованных выявлен повышенный уровень общей сенсибилизации по содержанию IgE общего, не достигший, однако, уровня достоверности. Возрастание показателя IgE общего связано с изменением уровня алюминия в моче (R2 = 0.69; p < 0.05) Кроме того, при сравнении с референтными значениями показано возрастание уровня специфической сенсибилизации по концентрации специфических антител IgG к алюминию у 66.4% детского контингента (p < 0.05). Также повышение уровня специфических антител IgG к алюминию в 1.86 раза отмечено относительно аналогичного показателя группы сравнения (p < 0.05). Увеличиваются шансы повышения концентрации антител IgG к алюминию при возрастании содержания алюминия в крови (R2 = 0.57; p < 0.05).

Таким образом, полученные в настоящей работе данные подтверждают существующие представления о способности алюминия оказывать иммуномодулирующие эффекты, влияя на функциональную активность иммунокомпетентных клеток [Zhu et al., 2011, 2012, 2013; Hogenesch, 2013]. При этом проведенное исследование выявило преимущественно угнетающее действие алюминия на клеточные и гуморальные факторы иммунной реактивности с развитием процессов гиперчувствительности к специфическому фактору химического окружения.

Заключение

Результаты исследования особенностей иммунной регуляции у детского населения, проживающего на территории промышленного загрязнения алюминием, показали угнетение фагоцитарной активности, снижение продукции сывороточных иммуноглобулинов основных классов, активацию регуляторных Т-лимфоцитов, повышение уровня специфической сенсибилизации к алюминию. Выявленные изменения иммунных показателей позволяют рассматривать их в качестве маркерных индикаторов влияния алюминия на здоровье населения и формирования патологических тенденций иммуноопосредованных заболеваний.