Оценка зависимости реакции миграции лейкоцитов от уровня ингаляционного воздействия приоритетных загрязнителей воздушной среды

В последние десятилетия увеличивается распространенность аллергических заболеваний, которыми страдает уже каждый четвертый человек [11, 14]. Установлено, что в промышленных городах и экологически неблагоприятных регионах частота встречаемости аллергопатологии выше [6, 7, 11, 15, 17, 18]. При этом отмечается увеличение случаев развития аллергонепереносимости к различным химическим веществам, в том числе достаточно инертным

[2], а также выявлена способность экополлютантов выступать в качестве аллергенов и сенсибилизирующих агентов [3, 12]. К последним может быть отнесен формальдегид, обладающий общетоксическим, сенсибилизирующим и аллергенным действиями на организм [6, 13, 16, 18, 19]. Выявлено, что в промышленных городах Восточной Сибири, где в суммарном индексе опасности ингаляционного воздействия 14 % принадлежит диоксиду азота, 9–18 % –

формальдегиду [8], 28–36 % детей страдают аллергическим ринитом или бронхиальной астмой [1]. Следует учесть, что в настоящее время отсутствуют данные, доказывающие наличие сенсибилизирующего действия у одного из приоритетных экополлютантов – диоксида азота, однако формирование чувствительности к нему может быть обусловлено развитием окислительного стресса и следующим за ним каскадом про- и противовоспалительных процессов, вызванных воздействием данных веществ. Проведенными ранее исследованиями была установлена высокая частота сенсибилизации к формальдегиду и нитриту натрия у детей, проживающих в промышленных городах с большой распространенностью аллергопатологии [4]. В то же время доказательства роли данных экологических факторов в развитии этих заболеваний отсутствуют.

В связи с этим целью исследования явилось выявление связи между выраженностью реакции торможения миграции лейкоцитов на формальдегид и уровнем ингаляционного воздействия химическими соединениями.

Материалы и методы. В обследование были включены 410 подростков в возрасте 14–17 лет, постоянно проживающих в промышленных центрах Иркутской области (г. Ангарск и Саянск), после подписания их родителями (законными представителями) информированного согласия.

Оценка качества атмосферного воздуха была осуществлена по данным стационарных постов Гидрометеослужбы, расположенных в г. Ангарске и Саянске. В пробах воздуха жилых и учебных помещений, отбор которых был выполнен сотрудниками ФГБНУ ВСИМЭИ (канд. биол. наук Л.Г. Лисецкая и канд. биол. наук Н.А. Тараненко), изучено содержание диоксидов серы и азота, оксида углерода, формальдегида и взвешенных веществ. При расчете индивидуальной химической нагрузки на организм подростков формальдегида и диоксида азота использовали данные о содержании примесей в атмосферном воздухе, в воздухе жилых и учебных помещений, информацию об организации учебного процесса и отдыха учащихся (анкетирование выполнено сотрудником ФГБНУ ВСИМЭИ канд. мед. наук И.В. Мыльниковой), антропометрические и спирометрические параметры (по данным медицинского обследования врачами клиники ФГБНУ ВСИМЭИ) [8]. Индивидуальные коэффициенты опасности ингаляционного воздействия химических соединений были рассчитаны в соответствии с руководством [10].

Исследование назальной слизи (риноцито-грамма) осуществлялось общепринятым методом микроскопии. Расчет количества эозинофилов в мазках проводился на 100 подсчитанных клеток. Реакцию торможения миграции лейкоцитов (РТМЛ) осуществляли с использованием планшетов Costar по методике, описанной ранее, с добавлением хемокинетического фактора – формальдегида [9]. Подбор концентраций химического митогена для проведения РТМЛ производили экспериментальным путем. Индекс миграции (ИМ) вычисляли по соотношению размеров колоний тестируемых образцов к интактному контролю и выражали в процентах. Значения ИМ, выходящие за пределы диапазона (–20…+20 %), считали положительными.

Анализ результатов исследований осуществляли при помощи программы Statistica 6.0 непараметрическими методами – ранговой корреляции Спирмена ( r ), U -критерия Манна – Уитни. Сравнение частот отклонений от нормы содержания изучаемых показателей проводили с использованием метода распространенности признака в выборке. Для оценки влияния химических факторов на значение ИМ в РТМЛ применялась нелинейная регрессия с пошаговым включением. Во всех случаях различия считали статистически значимыми при p < 0,05.

Результаты и их обсуждение. Учитывая исследования, проведенные ранее на территории изучаемых промышленных городов, которыми было установлено, что наибольший вклад в формирование риска нарушений иммунной системы вносят формальдегид и диоксид азота [5, 8], был осуществлен расчет индивидуальной экспозиционной нагрузки указанными соединениями на организм подростков.

Коэффициенты опасности ( HQ ) воздействия формальдегида варьировались от 0,6 до 1,76, диоксида азота – от 0,05 до 0,59. В соответствии со значениями HQ воздействия загрязнителей воздушной среды обследованные подростки были разделены на группы. Подростки со значениями HQ воздействия формальдегида менее 1 вошли в группу I FА (190 подростков), с уровнем 1 и выше – в группу II_{F А} (220 школьников).

Установлено, что количество эозинофилов в назальной слизи, повышение которых свидетельствует об аллергической настроенности организма, у групп подростков с различным уровнем ингаляционной нагрузки формальдегидом не различалось (табл. 1). Обращает на себя внимание тот факт, что отклик организма на формальдегид отмечен у 40 % обследованных, что указывает на наличие у них сенсибилизации к данному веществу. При этом среднегрупповое значение ИМ на формальдегид у школьников с HQ воздействия данного токсиканта ≥1 было статистически значимо выше, чем у их сверстников с HQ до 1. Следует отметить, что в группе IFА статистически значимо чаще встречались случаи торможения миграции лейкоцитов (33,9 %) и в два раза реже выявлялись случаи активации (10,7 %) по сравнению с группой IIFА (17,0 %, р = 0,01 и 21,8 %, р = 0,08 соответственно).

Деление на группы обследованных в соответствии с HQ воздействия диоксида азота (NO 2 ) осуществляли следующим образом: 104 человека со значениями данного показателя менее 0,3 вошли в группу I NO₂ , 306 школьников с уровнем ингаляционной нагрузки диоксидом азота 0,3 и выше составили группу II NO₂ .

При анализе относительного содержания эозинофилов в назальной слизи у подростков с различным HQ воздействия диоксида азота было выявлено, что их количество у школьников II NO₂ группы было выше, чем в I NO₂ (табл. 2). Обращает на себя внимание тот факт, что при делении обследуемых на группы в зависимости от HQ воздействия диоксида азота характер ответной реакции лейкоцитов на формальдегид в реакции торможения имел противоположную направленность по сравнению с группами I FА и II FА . Так, увеличение экспозиционной нагрузки диоксидом азота приводило к изменению ИМ на формальдегид со значений, свидетельствующих об активации миграции лейкоцитов (I NO₂ группа), на значения, характеризующие реакцию как торможение (II NO₂ ).

Анализ корреляционных связей позволил установить наличие ассоциации слабой силы между HQ воздействия формальдегида, HQ воздействия диоксида азота и ИМ на формальдегид ( R = 0,18, р = 0,01 и R = –0,19, р = 0,01 соответственно). При помощи регрессионного анализа было выявлено, что содержание эозинофилов в назальной слизи подростков зависит от ингаляционной нагрузки как формальдегидом, так и диоксидом азота. Уравнение, описывающее эту зависимость, имело следующий вид: ЭОЗ = = 71,57 – 0,13 HQ NO₂ – 2,86 HQ FА + 2,68( HQ NO₂ )², где ЭОЗ – относительное содержание эозинофилов в назальной слизи, HQ NO₂ – HQ воздействия диоксидом азота, HQ FА – HQ воздействия формальдегидом. Для данной модели F (3,353) = 4,923, p <0,002, R = 0,20, R ² = 0,04, скорректированный R ² = 0,03.

Таблица 1

Показатели аллергической настроенности и сенсибилизации организма у подростков с различной ингаляционной нагрузкой формальдегидом, Med (LQ–UQ)

Таблица 2

Показатели аллергической настроенности и сенсибилизации организма у подростков с различной ингаляционной нагрузкой диоксидом азота, Med (LQ–UQ)

Также были получены модели, описывающие зависимость степени сенсибилизации к формальдегиду от химической ингаляционной нагрузки изучаемыми соединениями. ИМ FА = = 56,29 + 2,00( HQ FА )² – 0,32( HQ NO₂ )² – 1,55 HQ FА , где ИМ FА – ИМ на формальдегид, HQ NO₂ – HQ воздействия диоксидом азота, HQ FА – HQ воздействия формальдегидом. Для модели определения ИМ FА F (3,197) = 3,921, p < 0,009, R = 0,24, R ²= 0,06, скорректированный R ²= 0,04.

Выводы. Полученные результаты доказывают факт влияния ингаляционной нагрузки формальдегидом на наличие к нему сенсибилизации у подростков промышленных городов. Истинная реакция торможения миграции лейкоцитов к формальдегиду чаще проявляется у индивидуумов, имеющих HQ данным токсикантом <1, к нитриту натрия – у школьников с уровнем HQ воздействия диоксида азота более 0,3. Детерминированность индекса миграции лейкоцитов в реакции на формальдегид и содержание эозинофилов в назальной слизи не имеет линейного характера и зависит не только от нагрузки формальдегидом, но и от уровня поступления в организм диоксида азота, что свидетельствует в пользу предположения о косвенном влиянии данного поллютанта на уровень сенсибилизации и аллергизации организма.

Выявленная сенсибилизация организма подростков к химическим веществам, загряз- няющим воздушную среду помещений и атмосферный воздух, обусловливает необходимость проведения мероприятий, направленных на снижение химической ингаляционной нагрузки и риска развития аллергопатологии, связанных с образом жизни, питанием и т.д.