Особенности клеточного звена иммунитета у детей в условиях внешнесредовой экспозиции толуолом, формальдегидом, фенолом

Многообразие и интенсивность неблагоприятной химической нагрузки на индустриальных территориях соответствуют высокому содержанию токсикантов в биосредах и способствуют изменению иммунной системы [2-4]. Иммунная система является высоко специализированной, сложно регулируемой системой, её клеточные элементы находятся в состоянии постоянной пролиферации. В этой связи любое токсическое воздействие химического вещества обязательно амплифицирует-ся. При этом повреждение иммунной системы может проявляться усилением или супрессией иммунных функций организма, либо вообще не проявляться клинически. Для ранней диагностики нарушений здоровья при различных путях поступления химических веществ в организм, в том числе аэрогенным способом, актуальным является выявление особенностей маркеров клеточного звена иммунной системы.

Цель работы : оценить особенности клеточного звена иммунной системы детей на территориях, характеризующихся внешнесредовой экспозицией толуолом, формальдегидом, фенолом.

Материалы и методы. Исследования выполнены на примере детского населения Пермского края. Всего обследовано 360 детей, проживающих на территориях с различным уровнем воздействия промышленных химических факторов. Биомедицинские исследования у детей выполнены в

соответствии с обязательным соблюдением этических принципов медико-биологических исследований, изложенных в Хельсинкской декларации 1975 г. с дополнениями 1983 г. Для выявления воздействия химических факторов среды обитания на состояние здоровья проведены натурные исследования содержания приоритетных загрязняющих веществ (толуол, формальдегид, фенол) в атмосферном воздухе в районе детских садов на территориях интенсивного промышленного освоения (территория наблюдения). Одновременно, по этим же показателям, были проанализированы пробы атмосферного воздуха на территориях с минимальным техногенным воздействием (контрольная территория). Химический анализ крови детей включал количественное определение содержания толуола, формальдегида и фенола. Идентификация органических веществ в биосредах (кровь) выполнялось методами газовой хроматографии и высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) в соответствии с методическими указаниями «Сборник методик по определению химических соединений в биологических средах», утвержденными Минздравом России 06.09.99. №763-99 – 4.1.779.-99.

Основную группу составили 195 детей (средний возраст 5,32±0,08 лет), проживающие на территориях интенсивного промышленного освоения. Контрольная группа– 165 детей (средний возраст 5,66±0,18 лет), проживающие вне зоны антропогенного влияния промышленных предприятий. Критериями включения в исследование явились: возраст детей от 4 до 6 лет, проживание на изучаемых территориях. Критерии исключения: невозможность или нежелание родителей обследуемых детей подписать информационное согласие на участие в исследовании, участие обследуемых детей в другом исследовании. Все родители (опекуны) подписали информированное согласие на участие в исследовании и использовании персональных данных.

Фенотипирование лимфоцитов и детекцию апоптоза проводили на проточном цитометре FACSCalibur фирмы «Becton Dickinson» («BD», USA) с использованием универсальной программы CellQuestPrO с помощью компьютера Macintosh («BD», USA). Определение популяций и субпопуляций лимфоцитов (CD3⁺, CD4⁺, CD8⁺, CD3^-CD16⁺CD56⁺, CD25⁺, CD95⁺) проводили методом мембранной иммунофлюоресценции с использованием панели меченых моноклональных антител к мембранным CD-рецепторам («BD», USA). Для статистической обработки результатов исследования применялись методы математической статистики с помощью программы Microsoft^® Office Excel 2003 и пакета прикладных программ Statistica 6.0. (StatSoft, USA). Для оценки уровня достоверности полученных данных использовали параметрический критерий Стьюдента с учётом нормального распределения переменных в сравниваемых группах. Для изучения взаимосвязи двух метрических переменных измеренных на одной и той же выборке применялся коэффициент корреляции Спирмена (r). Результаты исследования представлены в виде среднего значения ( М ) и ошибки средней ( m) изученных показателей. Различия между группами считали статистически значимыми при р <0,05 [1].

Результаты и их обсуждение. В ходе инструментальных натурных исследований отобрано 210 проб атмосферного воздуха на территориях детских садов на исследуемых территориях. Пробы отбирали в период отбора проб крови у детей, посещающих детские дошкольные учреждения (ДДУ). На территории интенсивного промышленного освоения размещено около 1,5 тысяч стационарных источников выбросов 40 разнопрофильных предприятий, в том числе четырех крупных предприятий нефтеперерабатывающей и химической промышленности. При исследовании качества атмосферного воздуха на территории наблюдения установлено превышение ПДК м.р . (предельно допустимая концентрация максимально разовая) толуола более чем в 3 раза, кратность превышения ПДК м.р . формальдегида и фенола составляет 1,5 и 1,2 раза соответственно (табл. 1). На контрольной территории не выявлено превышений ПДК м.р. толуола, формальдегида и фенола ни в одной из проанализированных проб.

Анализ результатов химико-аналитического исследования крови детей основной и контрольной групп позволил выявить наличие достоверно значимых различий средних концентраций в группах по анализируемым веществам (табл. 2).

Таблица 1. Результаты исследований качества атмосферного воздуха на территории наблюдения

Таблица 2. Уровень контаминации низкомолекулярных химических соединений в крови обследованных детей ( M±m )

Примечание: * - разница достоверна по сравнению с контрольной группой (р<0,05).

Оценка клеточного звена иммунной системы выявила, что в крови детей основной группы статистически значимо снижено процентное содержание CD3+-, CD4+-, CD16+56+-лимфоцитов относительно значений, полученных в группе контроля (р<0,05). Отмечено, что у детей с техногенно загрязненной территории достоверно повышена экспрессия CD19+-рецептора и CD25+-рецептора на Т-лимфоцитах (по относительному и абсолютному показателю) в сравнении с результатами, зафиксированными в группе детей, проживающих на территории минимального техногенного загрязнения (р<0,05). Корреляционный анализ продемонстрировал, что у детей основной группы существует достоверная положительная взаимосвязь численности клеток, экспрессирующих ранний маркер активации, с концентрацией толуола в биосредах (r=0,43; р<0,05).

Различные химические вещества могут вызывать нарушения функций организма, проявляющиеся неадекватными иммунными реакциями. В основе нарушений могут лежать разнообразные эффекты, от грубого повреждения стволовых клеток костного мозга, до изменения продукции цитокинов и модуляции плотности рецепторов для молекул-регуляторов на мембранах иммунокомпетентных клеток (как в сторону уменьшения, так и увеличения). Нарушения могут быть количественными (уменьшение числа клеток вследствие селективной цитотоксичности ксенобиотика) и качественными (функциональные трансформации клеток или клеточных рецепторов) [5].

Таблица 3. Характеристика показателей клеточного звена иммунной системы всех обследуемых детей ( M±m )

Примечание: * - разница достоверна по сравнению с контрольной группой ( р <0,05).

ответственными за рост, дифференцировку клеток организма, распознавание и уничтожение трансформированных и отживших клеток. Выявленный в данном исследовании дисбаланс субпопуляций лимфоцитов у детей, проживающих в условиях экспозиции толуолом, формальдегидом и фенолом, свидетельствует об отсутствии адекватного иммунного ответа на антигенный раздражитель (гаптен), об относительном истощении возможностей иммунной системы и неспособности последней к выработке соответствующего ответа на чужеродный агент.

Для доказательства взаимосвязи между гигиеническими факторами и состоянием здоровья населения необходима комплексная оценка, включающая в себя наряду с контролем качества объектов среды обитания анализ содержания вредных химических соединений в биологических средах человека, а также оценка лабораторных показателей клеточного звена иммунной системы.