Інститут фтизіатрії і пульмонології

ім. Ф.Г. Яновського

Академії медичних наук України

Бєлкіна олена борисівна

УДК 616.233 - 057.2 : 615.37 : 622.012.02

змінИ БРОНХІАЛЬНОЇ ПРОХІДНОСТІ, ІМУННОї реактивності та Електролітного складу крові у ГІРНИКІВ ВУГІЛЬНИХ ШАХТ

різних професійних груп

14.01.27 - пульмонологія

Автореферат

Дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Київ - 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Луганському державному медичному університеті МОЗ України.

Науковий керівник:

доктор медичних наук, доцент Ребров Борис Олексійович,

Луганський державний медичний університет МОЗ України,

завідувач кафедри терапії факультету післядипломної освіти

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Гаврисюк Володимир Костянтинович

Інститут фтизіатрії і пульмонології ім. Ф.Г. Яновського АМН України,

завідувач клініко-функціонального відділення

доктор медичних наук, професор Орнат Степан Ярославович

Івано-Франківська державна медична академія МОЗ України,

завідувач кафедри шпитальної терапії № 2

Провідна установа:

Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця,

кафедра фтизіатрії с курсом пульмонології

Захист відбудеться “ 27 ” листопада 2001 р. о 1000годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.552.01. при Інституті фтизіатрії і пульмонології ім. Ф.Г. Яновського АМН України (03680, м. Київ, узвіз Протасів Яр, 7).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фтизіатрії і пульмонології ім. Ф.Г. Яновського АМН України (м. Київ, узвіз Протасів Яр, 7).

Автореферат розісланий “_19_” жовтня_ 2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Бегоулева Ж.Б.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Хвороби органів дихання залишаються найрозповсюдженішими в Україні, питома вага їх серед усіх вперше зареєстрованих захворювань дорівнює 26,1 % (Фещенко Ю.І., 2000). Вугільна промисловість України є найбільш небезпечним для здоров'я працюючих виробництвом, де ризик розвитку захворювань органів дихання у 5-10 разів вищий, ніж в інших галузях народного господарства (Кундиев Ю.И., 2000).

Актуальність теми. Найбільша захворюваність гірників вугільних шахт пов'язана із захворюваннями органів дихання (Дзюблик О.Я., 1997; Олейник Н.Н., 2000). На організм гірників в умовах глибоких вугільних шахт діє велика кількість несприятливих факторів: запиленість повітря, нагріваючий мікроклімат у поєднанні з високою вологістю повітря, важка фізична праця в умовах гіпоксії, підвищений ризик аварійних ситуацій та ін. (Гребняк В.П., 1998). Підвищення якості діагностики, профілактики та лікування захворювань органів дихання у робітників вугільних шахт є найважливішою задачею сучасної пульмонології.

Порушення бронхіальної прохідності є найбільш частим патофізіологічним синдромом при більшості захворювань органів дихання (Гаврисюк В.К., 1999). Основними причинами розвитку бронхообструкції є бронхоспазм та запальний процес (Федосеев Г.Б., 1998). Визначення значимості бронхоспазму та запалення в розвитку захворювань органів дихання у гірників має важливе клінічне значення і дозволить проводити диференційовану патогенетичну терапію.

Значна роль у регуляції бронхіальної прохідності належить електролітному составу крові, зміни якого можуть приводити до порушень кліренсу трахеобронхіального секрету і сприяти розвитку бронхообструкції та запальних реакцій у органах дихання (Boucher R.C., 1996).

Важлива роль у розвитку захворювань органів дихання належить порушенням імунної системи (Чернушенко К.Ф., Фещенко Ю.І, 2000). Несприятливі фактори вугільної шахти викликають стан хронічного патофізіологічного стресу, який супроводжується дестабілізацією функції імунної системи, та значно підвищує можливість розвитку імунодефіцитних станів у гірників (Трунова О.А., 2000).

Велике значення в регуляції імунної та запальної відповіді надається ендогенним імуномодуляторам, до яких належать інтерлейкіни (Кетлінський С.А. 1995; Mulligan M.S., 1997). Зміна співвідношення прозапального інтерлейкіна-6 та протизапального інтерлейкіна-10 може призводити до імунологічної недостатності, порушувати амплітуду реакції запалення і сприяти розвитку захворювань органів дихання (Downey G.H., 1997; Martiner J.A. et all, 1997).

У теперішній час діагностика та лікування захворювань органів дихання у робітників промислових підприємств відбувається, в основному, на стадії виражених клінічних проявів хвороби та обмеження працездатності (Данилик В.М., 1997; Орнат С.Я., 1999). Виявлення ранніх порушень функціонального стану дихальної системи та вивчення механізмів їхнього розвитку може дозволити розробити методи ранньої профілактики, лікування та реабілітації гірників.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами: робота виконана згідно з планом НДР Луганського медичного університету і є фрагментом НДР "Клініко-патогенетична характеристика захворювань внутрішніх органів і їхня корекція" (№ держреєстрації 0198U002238).

Мета дослідження: встановити особливості змін функції зовнішнього дихання, імунного статусу, експресії інтерлейкінів та рівнів електролітів крові, як факторів ризику розвитку захворювань органів дихання у практично здорових гірників вугільних шахт різних професійних груп і розробити методи їх корекції.

Завдання дослідження:

1. Вивчити захворюваність органів дихання з тимчасовою втратою працездатності у гірників типового вугледобувного підприємства.

2. Визначити вплив праці в підземних умовах глибокої вугільної шахти та ії важкості, стажу роботи та віку на показники функції зовнішнього дихання у практично здорових гірників.

3. Встановити роль бронхоспазму у змінах бронхіальної прохідності у практично здорових гірників у пробі з 2-агоністом – сальбутамолом.

4. Виявити зміни електролітів крові у практично здорових гірників глибоких вугільних шахт, з'ясувати характер змін залежно від важкості праці, стажу роботи в підземних умовах та віку.

5. Встановити концентрації інтерлейкіна-6 та інтерлейкіна-10 у плазмі крові практично здорових гірників та їх зміни залежно від важкості праці, стажу роботи в підземних умовах та віку.

6. Дослідити стан імунного статусу у практично здорових гірників глибоких вугільних шахт та з'ясувати характер змін залежно від важкості праці, стажу роботи в підземних умовах та віку.

7. Розробити патогенетично обґрунтований метод корекції виявлених змін як засіб профілактики захворювань органів дихання у гірників глибоких вугільних шахт.

Об'єкт дослідження. Захворювання органів дихання у гірників.

Предмет дослідження. Особливості змін бронхіальної прохідності, електролітів крові, імунного статусу та експресії інтерлейкінів у практично здорових гірників глибоких вугільних шахт.

Методи дослідження. З метою визначення особливостей змін функції зовнішнього дихання проводилося спірографічне дослідження з аналізом кривої "потік-об’єм"; при вивченні бронхіальної прохідності використовувався тест із 2-адреноміметиком сальбутамолом; електроліти плазми крові визначали методом полум'яної фотометрії; дослідження рівнів ІЛ-6 та ІЛ-10 у плазмі крові здійснювалося шляхом імуноферментного аналізу; визначення показників імунного статусу - з використанням панелі моноклональних антитіл.

Наукова новизна роботи. Вперше у практично здорових гірників глибокої вугільної шахти проведено комплексне вивчення ранніх змін функції зовнішнього дихання, імунного статусу, рівнів інтерлейкінів та електролітів крові як факторів ризику захворювань органів дихання.

Уточнено механізм змін бронхіальної прохідності у гірників глибоких вугільних шахт, який полягає у домінуючій ролі запального компоненту.

Вперше встановлено дисбаланс між прозапальним інтерлейкіном-6 та протизапальним інтерлейкіном-10 у практично здорових гірників глибоких вугільних шахт, та виявлена залежність змін їх рівнів від важкості праці гірників глибоких вугільних шахт.

Встановлені взаємозв'язки між рівнями інтерлейкіна-10 та Т-лімфоцитів, інтерлейкіна-10 та Т-хелперів.

Розроблено новий метод профілактики захворювань органів дихання у гірників вугільних шахт, який полягає у використанні препарату “Антраль”, що має протизапальну та імунокорегуючу дію .

Практична значимість результатів роботи. Визначені фактори ризику розвитку захворювань органів дихання у шахтарів, які полягають у наявності змін функції зовнішнього дихання, електролітного складу крові, імунної реактивності та дисбалансу контррегулюючих інтерлейкінів.

На підставі отриманих даних про механізми розвитку захворювань органів дихання можна проводити диференційовану патогенетично обґрунтовану профілактику та лікування гірників.

Препарат “Антраль”, який має протизапальні та імунокорегуючі властивості, доцільно використовувати у комплексному лікуванні запальних захворювань органів дихання у гірників.

Отримані дані про роль змін бронхіальної прохідності, імунного статусу та експресії інтерлейкінів у розвитку захворювань органів дихання у гірників використовуються в лекційному курсі для студентів, лікарів-інтернів та лікарів-слухачів факультету післядипломної освіти Луганського державного медичного університету.

На основі результатів застосування препарату "Антраль" для профілактики захворювань органів дихання у гірників вугільних шахт оформлені та отримані посвідчення на 2 раціоналізаторські пропозиції, надруковані методичні рекомендації "Дослідження функції зовнішнього дихання", 2000 р.

Основні результати проведених досліджень впроваджені в практичну роботу Донецької та Луганської обласних клінічних лікарень, поліклінічних відділень лікарень міст Луганська, Антрацита, Ровеньків, Ясенівська та Міусинська.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом самостійно проводився огляд гірників та аналіз медичної документації з метою відбору контингенту для поглибленого дослідження, визначення рівнів інтерлейкіна-6 та інтерлейкіна-10, дослідження імунного статусу і визначення електролітів крові, дослідження функції зовнішнього дихання та проведення тесту з сальбутамолом, проведено аналіз отриманих результатів за адаптованою комп'ютерною програмою, та вибір препарату для корекції виявлених змін і розроблена схема його застосування.

Апробація роботи. Матеріали дисертації представлені на ІV Республіканській науково-практичній конференції “Актуальні питання алергології та клінічної імунології” (Київ, 1999), на 5 Міжнародному конгресі молодих учених (Катовіце, Польща, 2000), на Міжнародній науково-практичній конференції, присвяченій 75-річчю НДІ медико-екологічних проблем Донбасу та вугільної промисловості, “Актуальні проблеми медицини праці та екології Донбасу” (Донецьк, 2000), на Пленумі Українського товариства терапевтів “Розвиток науково-практичної спадщини професора В.П. Образцова в клініці внутрішніх хвороб” (Київ, 2001), республіканській науково-практичній конференції “Досягнення та перспективи розвитку клініки внутрішніх хвороб” (Харків, 2001), Міжнародній науково-практичній конференції молодих учених “Медикаментозна та немедикаментозна профілактика та відновне лікування у клінічній практиці” (Київ, 2001).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 10 друкованих праць, з них 6 у фахових наукових виданнях (3 одноосібних).

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, 4 розділів (огляду літератури, 2 розділів власних досліджень, заключення), висновків, списку використаних джерел. Повний обсяг дисертації - 139 сторінок. Роботу ілюстровано 24 таблицями та 26 рисунками. Список використаних джерел містить 128 вітчизняних та 69 іноземних найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Матеріали та методи дослідження. На глибокій вугільній шахті “Ніканор” ДХК “Луганськвугілля”, що є типовим вугледобувним підприємством, було проведено комплексне обстеження 860 гірників, з яких були відібрані практично здорові.

Усі гірники були розділені на групи: I - практично здорові гірники, незалежно від важкості праці (77 чол.); II - робітники, що виконують важку фізичну роботу в найбільш несприятливих умовах підземних виробок (34 чол.); III - робітники, що виконують роботи середньої тяжкості (43 чол). Контрольну групу склали 30 осіб, які не працюють в умовах вугільної шахти.

Усі дослідження проводилися безпосередньо після закінчення робочої зміни, у період з 1400 до 1500.

Функцію зовнішнього дихання (ФЗД) у гірників досліджували методом спірографії на апараті “Spirosift 3000”, Fukuda Denshi, Японія, відповідно до вимог, пред'явлених до даного дослідження. Отримані показники порівнювалися з належними величинами (Клемент Р.Ф., 1989).

Для виявлення прихованого бронхоспазму використовувався фармакологічний тест із 2-адреноміметиком сальбутамолом (СЛ; Польща) (А.А. Визель, 1990).

Вміст електролітів визначали методом полум'яної фотометрії за загальноприйнятою методикою.

Дослідження концентрації інтерлекінів (ІЛ) у плазмі крові здійснювалося шляхом імуноферментного аналізу системою ELISA. При цьому використовувалися набори фірми Амершам: Interleukine-6 [h IL-6] human, ELISA system-code RPN 2754 і Interleukin-10 [h IL-10] human, ELISA system-code RPN 2755. Усі етапи імуноферментного аналізу проводилися відповідно до інструкції, яка подавалася до дослідницьких наборів.

При дослідженні клітинного та гуморального імунітету гірників визначалася кількість лімфоцитів (Л) у периферичній крові (Boyum A., 1986). Визначення Т-лімфоцитів, субпопуляцій Т-хелперів/індукторів та Т-супресорів/кілерів, В-лім-фоцитів за допомогою панелі моноклональних антитіл CD3, CD4, CD8, CD22 (Orho Diagnostic Systems Inc., США) (Фролов В.М., 1989). Імуноглобуліни сироватки класів А, М, G визначали методом радіальної імунодифузії (Mancini G., 1965). Рівень ЦІК визначали методом Lauri з наступним перерахуванням вмісту ЦІК у досліджуваній сироватці (Гайдаш И.С., 1993).

Отримані в результаті досліджень дані оброблялися за допомогою спеціального пакета програм Statistica V 5.5. При цьому визначалися середні величини, їхня помилка, критерії вірогідності за допомогою t-Стюдента та коефіцієнта кореляції r.

Результати дослідження та їх обговорення. При аналізі захворюваності з тимчасовою втратою працездатності гірників шахти “Ніканор” за період з 1995 р. до 1999 р. було встановлено, що значну частину загальної захворюваності складають хвороби органів дихання (ОД). Відсоток захворюваності ОД від загальної у середньому складав 40 % у випадках та 23 % у днях тимчасової непрацездатності гірників. У той же час захворюваність ОД по Луганській області складала у середньому 20 % від загальної, а по Україні у середньому 18 %.

При аналізі динаміки захворюваності ОД у гірників вугільної шахти за період з 1995 р. по 1999 р. визначався зріст захворюваності ОД у 1996 р., у 1997 р. відбувалося зниження, потім знову відзначався зріст захворюваності, досягаючи максимуму у 1999 р. Необхідно відзначити, що в 1999 р. захворюваність за даною графою на шахті “Ніканор” була найвищою у вугледобувній галузі Луганської області.

Таким чином, захворюваність ОД складає значну частину від загальної захворюваності гірників, та удвічі перевищує показники у Луганській області та на України. При аналізі динаміки захворюваності ОД на шахті за період з 1995 р. по 1999 р. відзначався зріст захворюваності як в випадках так і в днях тимчасової непрацездатності.

При дослідженні ФЗД у І групі гірників при порівнянні з контрольною групою було виявлено достовірне зниження ЖЄЛ (p<0,001), ФЖЄЛ (p<0,001), ОФВ1 (p<0,001), СОШ0,2-1,2 та СОШ25-75 (p<0,05). У ІІ групі шахтарів відзначалося зниження ЖЄЛ (на 19 %; p<0,001), ФЖЄЛ (на 15 %; p<0,001), ОФВ1 (на 14 %; p<0,001), СОШ0,2-1,2 (на 11 %; p<0,05) та СОШ25-75 (на 10 %; p<0,05). У ІІІ групі гірників були знижені показники: ЖЄЛ, ФЖЄЛ (p<0,001, в обох випадках), ОФВ1 (p<0,001).

Тест зі СЛ оцінювався як позитивний при збільшенні ОФВ1 більше 10 %, а від 0 % до 10 % визначався як фізіологічна реакція (Calvert G., 1991). Приріст показника ОФВ1 у контрольній групі склав (4,250,77) %, у І групі гірників - (5,450,73) %, у ІІ групі - (5,410,83) %, а в ІІІ групі - (5,511,04) %, що свідчить про відсутність прихованого бронхоспазму або фізіологічну реакцію бронхів на тест зі СЛ.

При дослідженні ФЗД залежно від віку гірників було встановлено, що в групі гірників 31-40 років при порівнянні з групою 20-30 років були достовірно знижені показники ОФВ1 та ПОШвид (p<0,05, в обох випадках) як у абсолютних, так і у відносних величинах. Інші показники спірограми були знижені тільки у абсолютних величинах (ЖЄЛ, ФЖЄЛ, СОШ25-75, СОШ75-85, МОШ25, МОШ75, ПОШвд, МОШ50ВД). У групі 41-50 років були знижені абсолютні показники ЖЄЛ, ФЖЄЛ, ОФВ1, СОШ75 при порівнянні з групою 20-30 років (p<0,05, у всіх випадках). Різниці до і після тесту зі СЛ у гірників залежно від віку не було встановлено, виняток склали СОШ25-75 (p<0,01) та МОШ50 (p<0,05) у віковій групі 20-30 років, однак приріст ОФВ1 у цій віковій групі був у межах фізіологічного та складав (5,000,96) %. Приріст показника ОФВ1 склав у гірників у групі 31-40 років - (5,641,05) %, у групі 41-50 років - (5,892,53) %.

При дослідженні ФЗД залежно від стажу робіт у підземних умовах було встановлено, що у гірників зі стажем 5-10 років знижувалися показники ОФВ1/ФЖЄЛ, ЧВ, СОШ75-85 при порівнянні з групою до 5 років (p<0,05, в обох випадках). У гірників зі стажем 11-15 років не виявлено змін показників спірограми при порівнянні з іншими стажевими групами, що може бути пов'язане з адаптацією дихальної системи гірників. При подальшому збільшенні стажу роботи можлива декомпенсація адаптаційних механізмів (Чумак А.А., 1997). При цьому спочатку відзначаються зміни бронхіальної прохідності (зниження показника ОФВ1), що відзначалося в групі зі стажем 16-20 років. При збільшенні стажу до 25 років до обструктивних змін приєднуються рестриктивні (у групі гірників зі стажем 21-25 років були найменші показники ЖЄЛ, ФЖЄЛ). Приріст показника ОФВ1 після тесту зі СЛ у групах гірників зі стажем: до 5 років склав (5,751,56) %, 5-10 років - (3,711,18) %, 11-15 років - (6,131,38) %, 16-20 років - (4,802,52) % та 21-25 років - (10,502,10) %.

Таким чином, у практично здорових гірників при порівнянні з контролем відзначаються початкові зміни ФЗД за змішаним типом, найбільш виражені у гірників, зайнятих важкою працею в найбільш несприятливих мікрокліматичних умовах вугільної шахти. Зі збільшенням віку показники ФЗД знижуються, при цьому найбільш виражені зміни відзначаються у віці 31-40 років. При збільшенні стажу роботи в підземних умовах у шахтарів відбувається погіршення показників ФЗД. У робітників зі стажем більше 15 років розвиваються зміни за обструктивним типом, а при подальшому збільшенні стажу приєднуються рестриктивні. Тест зі СЛ не показує провідної участі бронхоспазму у змінах бронхіальної прохідності у практично здорових гірників.

З огляду на важливу роль гіперосмолярності трахеобронхіального секрету у змінах бронхіальної прохідності були досліджені рівні Са2+, К+, Na+ крові у практично здорових гірників.

При цьому було встановлено, що в гірників І групи при порівнянні з контрольними показниками збільшувався вміст К+ (на 8 %; р<0,05) і Na+ (на 2 %; р<0,05), найбільш виражений у робітників II групи (К+ на 11 %; Na+ на 2 %; р<0,05). У ІІІ групі визначалося збільшення тільки рівня Na+ (на 1,9 %; р<0,05). Достовірних змін рівня Са2+ крові у гірників не було виявлено.

Зі збільшенням віку та стажу підземних робіт рівні електролітів крові у шахтарів суттєво не змінювалися (р>0,05).

Таким чином, важка фізична праця в умовах глибокої вугільної шахти веде до підвищення концентрацій К+ та Na+ у крові, що, можливо, є наслідком підвищеної вологовтрати (Рябов Г.А., 1994).

З огляду на важливу роль запального компонента у розвитку змін бронхіальної прохідності виявилося доцільним досліджувати рівні інтерлейкінів (ІЛ), що володіють прозапальними та протизапальними властивостями, дисбаланс яких може призводити до розвитку захворювань органів дихання (Downey G.H., 1997).

При дослідженні рівнів ІЛ у плазмі крові гірників I групи було встановлено зниження концентрації ІЛ-10 у 1,1 рази (табл. 1). У II групі гірників рівень ІЛ-6 збільшувався у 1,6 рази, а рівень ІЛ-10 був найменшим у цій групі та вірогідно відрізнявся тільки від контролю (р<0,05). Рівні ІЛ у осіб III та контрольної групи суттєво не розрізнялися (табл. 1).

Таблиця 1

Концентрація ІЛ у плазмі крові гірників (Mm)

Групи

Показники | Контрольна

(n=20) | І

(n=45) | ІІ

(n=26) | ІІІ

(n=19)

ІЛ-6 пг/мл | 6.231.11 | 8.441.07 | 10.011.22* | 5.971.72

ІЛ-10 пг/мл | 13.010.64 | 11.460.23* | 10.930.48* | 11.620.37

* - достовірне розходження з контрольною групою (р<0,05)

При аналізі змін рівнів ІЛ залежно від віку відзначалася тенденція до збільшення рівня ІЛ-6 до максимуму у віковій групі 31-40 років ((8,952,31) пг/мл). При подальшому збільшенні віку рівень ІЛ-6 знижувався до мінімуму у групі 41-50 років ((3,140,41) пг/мл), вірогідно відрізняючись від попередньої вікової групи (р<0,05). Рівень ІЛ-10 залежно від віку суттєво не змінювався.

При аналізі рівнів ІЛ залежно від стажу підземних робіт була встановлена тенденція до збільшення рівня ІЛ-6 до максимуму у групі зі стажем 11-15 років ((9,271,69) пг/мл). При подальшому збільшенні підземного стажу у групі 16-20 років відзначалося зниження рівня ІЛ-6 ((4,691,17) пг/мл) у порівнянні з групою 11-15 років (р<0,05). Рівень ІЛ-10 збільшувався та був максимальним у групі 11-15 років ((12,700,67) пг/мл). Надалі рівень ІЛ-10 мав тенденцію до зниження.

Таким чином, у робітників, що виконують важкі роботи в найбільш несприятливих умовах підземних виробок, встановлений дисбаланс контррегулюючих інтерлейкінів (збільшення прозапального ІЛ-6 та зниження протизапального ІЛ-10), що може сприяти розвитку захворювань органів дихання (Peng Wang et all, 1994). З огляду на найбільшу захворюваність гірників основних професій (ГРОВ, прохідник) (Трунова О.А., 1999) можна припустити участь ІЛ-6 та ІЛ-10 у патогенезі розвитку захворювань органів дихання у даного контингенту робітників. Збільшення ІЛ-6 у робітників 31-40 років, можливо, сприяє вищезгаданим змінам бронхіальної прохідності у цієї вікової групи. Підвищення рівня ІЛ-6 у гірників з підземним стажем 11-15 років веде до підвищеної експресії ІЛ-10 у результаті негативного зворотного зв'язку (Кашкин К.П., 1998), при цьому зберігається баланс цитокінів і, можливо, тому в цій групі не встановлено суттєвих змін ФЗД.

З огляду на важливу роль імунної реактивності у патогенезі захворювань ОД (Чернушенко Е.Ф., 2000) було розпочато вивчення імунного статусу у практично здорових гірників.

При цьому було встановлено, що у всіх обстежених гірників при порівнянні з контрольною групою знижувалася кількість лейкоцитів (L) в 1,2 рази та лімфоцитів (Л) в 1,5 раза. Вміст Т-лімфоцитів (CD3+), Т-хелперів (CD4+), та імунорегулюючий індекс (CD4+/CD8+, в 1,7 рази) так само були знижені. Відносна кількість Т-супресорів (CD8+) була збільшена на 21 %. Вміст IgА, IgG та IgМ у крові шахтарів був знижений. У той же час рівень циркулюючих імунних комплексів (ЦІК) виявився підвищеним на 26 %. Різниці показників імунного статусу залежно від важкості праці не було виявлено. При розподілі гірників залежно від віку та стажу підземних робіт суттєвих змін імунного статусу у практично здорових гірників не встановлено.

Таким чином у практично здорових гірників, що працюють в підземних умовах вугільної шахти встановлені зміни імунного статусу при порівнянні з контрольною групою.

Аналіз кореляційних зв'язків між досліджуваними показниками в контрольній групі не показав наявність стійких кореляцій. У І групі визначався сильний позитивний зв'язок між К+ та Na+ (r=+0,736, р<0,001), ІЛ-6 корелював з К+ та Na+ (r=+0,583, р<0,01; r=+0,523, р<0,01 відповідно). Крім того відзначався прямий зв'язок між ІЛ-10 та CD3+ (r=+0,330, р<0,05). У ІІ групі сильні прямі зв'язки були між К+ і Na+ (r=+0,779, р<0,001), ІЛ-6 та К+, Na+ (r=+0,620; р<0,001 і r=+0,651; р<0,001 відповідно), а так само між ІЛ-10 та CD4+ (r=+0,413, р<0,01). У ІІІ групі ІЛ-6 корелював з CD8+ та ЦІК (r=+0,584; р<0,05 і r=+0,599; р<0,05 відповідно), при цьому зв'язок між К+ та Na+ (r=+0,559, р<0,05) у цій групі був більш слабким.

Таким чином, аналіз кореляційних зв'язків показав, що зв'язок між К+ та Na+ найбільш виражений у робітників, що виконують важкі фізичні роботи в несприятливих умовах глибокої вугільної шахти. У всіх обстежених шахтарів існує пряма залежність між рівнем інтерлейкіна-10 та CD3+, а в гірників основних професій рівень ІЛ-10 прямо залежить від рівня CD4+.

Отже, вплив виробничих факторів глибокої вугільної шахти в поєднанні з важкою фізичною працею веде до підвищеної вологовтрати та збільшення концентрації у плазмі крові К+ та Nа+, це призводить до розвитку гіперосмолярності трахеобронхіального секрету. Збільшення електролітів крові, можливо, індукує експресію прозапального інтерлейкіна-6, що запускає каскад реакцій запалення. Одночасно з цим важка фізична праця у несприятливих умовах глибокої вугільної шахти призводить до розвитку у гірників змін імунної реактивності. Зниження субпопуляції Т-клітин Т-хелперів, що виникає при цьому, сприяє зниженню вироблення протизапального інтерлейкіна-10. У свою чергу зниження експресії інтерлейкіна-10 призводить до зменшення гальмування вироблення прозапальних цитокінів та, зокрема, інтерлейкіна-6 (Peng Wang et all, 1994). Збільшення концентрації Nа+ крові та гіперосмолярність трахеобронхіального секрету сприяє розвитку запалення в органах дихання (Трунова О.А., 2000). Таким чином, зміни концентрацій електролітів крові, дисбаланс контррегулюючих ІЛ та зрушення показників імунного статусу у сукупності призводять до розвитку запальних реакцій, що сприяють бронхообструкції, яка є патогенетичною ланкою захворювань органів дихання.

Виявлені початкові зміни ФЗД у практично здорових гірників, збільшення рівнів К+ та Na+ крові, дисбаланс контррегулюючих інтерлейкінів та зміни імунного статусу вимагали розробки профілактичних заходів.

З метою корекції виявлених змін був використаний вітчизняний препарат “Антраль”, який має протизапальні та імунокорегуючі властивості (Григорьева А.С., 1993). Антраль - це препарат, синтезований в Інституті фізичної хімії АН України та затверджений фармакологічним комітетом МОЗ України від 27.01.1994 р. (протокол N 1). Антраль являє собою координаційне з'єднання - тріс-(N)2,3-діетил-феніл (антранілато) алюміній. Фармакологічні препарати такого типу (координаційні з'єднання металів з органічними лігандами, у даному випадку з амінокарбоновою кислотою) характеризуються низькою токсичністю, високим рівнем та тривалістю лікувального ефекту, а також відсутністю вираженої побічної дії.

Робітники вугільної шахти "Ніканор" приймали по 200 мг тричі на добу протягом 10 днів.

При дослідженні функції зовнішнього дихання у гірників після прийому препарату "Антраль" більшість показників спірограми поліпшувалося. Однак статистично достовірних розходжень з вихідними показниками отримано не було. У той же час при порівнянні з показниками контрольної групи зникали розходження показників СОШ0,2-1,2 та СОШ25-75, абсолютного показника ОФВ1, які відзначалися у робітників до лікування.

При дослідженні рівнів інтерлейкінів після прийому препарату встановлено, що рівень інтерлейкіна-6 зменшувався в 1,8 рази і не відрізнявся від показників контрольної групи. Рівень інтерлейкіна-10 після прийому препарату суттєво не змінювався (рис. 1).

Після прийому препарату "Антраль" у підземних гірників вугільної шахти збільшувався вміст CD3+ у відносних показниках, знижувався вміст CD8+ у відносних показниках (табл. 2).

Імунорегулюючий індекс CD4+/CD8+ та вміст CD22+ у відносних показниках після прийому достовірно збільшувалися. Вміст IgМ та IgА у крові гірників також збільшувався. Вміст ЦІК у крові робітників зменшувався.

Таким чином, застосування препарату “Антраль” у гірників глибоких вугільних шахт веде до поліпшення бронхіальної прохідності, до зниження прозапального інтерлейкіна-6 та поліпшення показників імунного статусу.

Таблиця 2

Вплив препарату "Антраль" на імунний статус гірників (М±m)

Групи

Показники | До лікування

(n=17) | Після лікування

(n=17)

L, 109/л | 5,87±0,6 | 6,2±0,5

Л, % | 20,6±3,1 | 22,0±5,1

109/л | 1,22±0,18 | 1,52±0,23

CD3, % | 55,8±2,6 | 64,7±3,5*

109/л | 0,66±0,22 | 0,98±0,21

CD4, % | 34,4±1,7 | 39,8±2,8

109/л | 0,42±0,1 | 0,6±0,06

CD8, % | 26,9±1,2 | 22,8±1,4*

109/л | 0,30±0,07 | 0,34±0,08

CD4/CD8 | 1,28±0,17 | 1,75±0,13*

CD22, % | 17,4±1,3 | 21,2±1,4*

109/л | 0,21±0,09 | 0,32±0,07

IgМ, г/л | 1,10±0,09 | 1,33±0,06*

IgG, г/л | 8,06±0,26 | 8,43±0,28

IgА, г/л | 1,58±0,14 | 2,1±0,11*

ЦІК, г/л | 2,43±0,14 | 2,1±0,09*

*– розходження достовірні між показниками груп (р<0,05)

Висновки

У практично здорових гірників різних професійних груп визначені особливості змін бронхіальної прохідності, імунної реактивності і електролітного складу крові та розроблено метод їх корекції, що дозволяє вирішити актуальне завдання пульмонології - підвищення якості діагностики, профілактики та лікування захворювань органів дихання у гірників вугільних шахт.

1. Початкові зміни функції зовнішнього дихання, імунного статусу, електролітів крові та дисбаланс контррегулюючих інтерлейкінів є факторами ризику розвитку захворювань органів дихання у гірників глибоких вугільних шахт.

2. Фактори ризику розвитку захворювань органів дихання у практично здорових гірників та їх взаємозв’язки визначені за допомогою епідеміологічного, спірографичного, біохімічного, імунологічного та імуноферментного досліджень.

3. Захворюваність органів дихання у гірників типового вугледобувного підприємства складає у середньому 40% від загальної захворюваності й удвічі перевищує показники Луганської області (20%) та України (18%).

4. У практично здорових гірників встановлені початкові зміни функції зовнішнього дихання за змішаним типом (зниження об’ємних показників на 16% та швидкісних на 12% у порівнянні з контролем), найбільш виражені у гірників основних професій, а також у осіб у віці 31-40 років та робітників з підземним стажем більше 15 років.

5. Тест із 2-агоністом - сальбутамолом не виявив достовірної участі бронхоспазму у розвитку змін бронхіальної прохідності у практично здорових гірників вугільних шахт.

6. Важка фізична праця в умовах глибоких вугільних шахт призводить до збільшення рівнів К+ (на 11%) та Na+ (на 2%) крові гірників, що сприяє гіперосмолярності трахеобронхіального секрету. Зміни електролітів крові суттєво не залежать від віку шахтарів та стажу роботи в підземних умовах.

7. У практично здорових гірників глибоких вугільних шахт відзначається зниження протизапального інтерлейкіна-10 (у 1,1 рази). У гірників, які виконують важку фізичну роботу в найбільш несприятливих умовах глибоких вугільних шахт, виявлений дисбаланс контррегулюючих цитокінів, що полягає у підвищенні прозапального інтерлейкіна-6 (у 1,6 рази) та зниженні протизапального інтерлейкіна-10 (у 1,2 рази). У шахтарів у віці 31-40 років та осіб зі стажем 11-15 років підвищується рівень інтерлейкіна-6.

8. У практично здорових гірників глибоких вугільних шахт відзначаються зміни імунного статусу (зниження CD4+/CD8+ на 43%, IgM на 24%, IgA на 31%, IgG на 17% та підвищення ЦІК на 27%). Зміни імунного статусу гірників суттєво не залежать від важкості праці, віку шахтарів та стажу роботи в підземних умовах.

9. Застосування препарату “Антраль” у підземних гірників глибоких вугільних шахт приводить до поліпшення показників функції зовнішнього дихання, зниження рівня прозапального інтерлейкіна-6 (у 1,8 рази) і поліпшення показників імунного статусу та рекомендується для профілактики захворювань органів дихання у гірників.

практичні рекомендації

1.

2.

3.

4.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Белкина Е.Б. Роль интерлейкина-6, интерлейкина-10 в регуляции иммунных реакций и развитии заболеваний легких // Український медичний альманах.-1999.-№4.-С. 172-174.

2. Плоткин В.Я., Ребров Б.А., Белкина Е.Б. Изменение концентрации интерлейкина-6 и интерлейкина–10 в плазме крови горнорабочих глубоких угольных шахт // Лікарська справа.-2000.-№2.-С.112-115.

3. Ребров Б.А., Белкина Е.Б., Реброва О.А. Роль бронхоспазма в развитии нарушений функции внешнего дыхания у горнорабочих // Український пульмонологічний журнал.-2000.-№3.-С.42-44.

4. Белкина Е.Б. Роль взаимодействия интерлейкинов и электролитов крови в развитии заболеваний органов дыхания у горнорабочих угольных шахт // Український медичний альманах.-2000.-№6.- С.29-31.

5. Белкина Е.Б. Роль нарушений иммунного статуса в развитии заболеваний органов дыхания у горнорабочих // “Акушерство и гинекология, клиническая иммунология”. Сб. науч. статей. Луганск, 2001.- С.188-192.

6. Ребров Б.О., Бєлкіна О.Б. Використання препарату “Антраль” для профілактики захворювань органів дихання у гірників // Збірник наукових праць співробітників КМАПО ім. П.Л. Шупика. - 2001, Випуск 3.- С.1054-1059.

7. Плоткин В.Я., Ребров Б.А., Белкина Е.Б. Влияние возраста и стажа работы в условиях угольной шахты на содержание интерлейкина–6 и интерлейкина-10 у горнорабочих // Імунологія та алергологія. -1999.- №3.- С.78.

8. Belkina E.B. The influence of work at the levels of interleukin-6, interleukin-10 of mineworkers in coal mines // Congress book 5th IMSYDC.-Katowice (Poland).-2000.-P.59

9. Ребров Б.А., Белкина Е.Б., Реброва О.А. Нарушение функции внешнего дыхания у горнорабочих угольных шахт в зависимости от тяжести труда и стажа работы // Матер. Международной научно-практической конференции “Актуальные проблемы медицины труда и экологии Донбасса”, Донецк, 2000.-С.140-141.

10. Ребров Б.А., Белкина Е.Б., Волошинович А.Р., Реброва О.А., Строило Н.Г. Влияние приема препарата “Антраль” на показатели иммунного статуса и уровни интерлейкинов у горнорабочих угольных шахт // Матер. Респ. науково-практ. конференції “Досягнення та перспективи розвитку клініки внутрішніх хвороб”, Харків, 2001.-С.63.

Анотація

Бєлкіна О.Б. Зміни бронхіальної прохідності, імунної реактивності та електролітного складу крові у гірників вугільних шахт різних професійних груп. –Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.01.27. - пульмонологія. - Інститут фтизіатрії та пульмонології ім. Ф.Г. Яновського, Київ, 2001.

Дисертація присвячена вивченню особливостей змін бронхіальної прохідності, імунного статусу, експресії інтерлейкінів та електролітного складу крові у гірників вугільних шахт різних професійних груп. У практично здорових гірників встановлені початкові зміни функції зовнішнього дихання за змішаним типом та розкриті можливі причини змін бронхіальної прохідності, отримані дані про підвищення рівнів К+ та Na+ крові, дисбаланс контррегулюючих інтерлекінів (збільшення прозапального інтерлейкіна-6 та зниження протизапального інтерлейкіна-10) та зміни імунного статусу. Вивчені взаємозв’язки між показниками імунного статусу та інтерлейкінами. Розроблено оптимальний метод корекції виявлених змін із застосуванням вітчизняного препарату “Антраль”, який має протизапальні та імунокорегуючі властивості.

Ключові слова: захворювання органів дихання, бронхіальна прохідність, імунний статус, інтерлейкіни, електроліти крові, практично здорові гірники, препарат “Антраль”.

summary

Belkina Е.B. Changes of bronchial passableness, immune status, interleukins expression and electrolytes structure of blood with collier mineworkers of different professional groups.

Dissertation for the Degree of Candidate of the Medical Sciences on specialty 14.01.27. - pulmonology. - Institute phtisiatry and pulmonology named after F.G. Yanovsky, Kiev, 2001.

The dissertation is devoted to study of the bronchial passableness, immune status and interleukins expression changes in the development of organs of breath diseases with collier mineworkers. The initial changes of external breath function are established and the possible reasons of bronchial passableness changes with practically healthy mineworkers are opened. The disbalance in production of counterregulating interleukins is established, as well as the electrolytes of blood and character of infringements of the immune status. Interrelations between parameters of the immune status and interleukins are investigated. The optimum method of correction is developed with application of a preparation “Аntral”, which has proinflammatory and immunecorrecting properties.

Key words: organs of breath diseases, bronchial passableness, the immune status, interleukin-6 and interleukin-10, electrolytes of blood, practically healthy mineworkers, preparation “Аntral”.

Аннотация

Белкина Е.Б. Изменения бронхиальной проходимости, иммунной реактивности и электролитного состава крови горнорабочих угольных шахт разных профессиональных групп. –Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.01.27. - пульмонология. - Институт фтизиатрии и пульмонологии им. Ф.Г. Яновского, Киев, 2001.

Диссертация посвящена выявлению особенностей изменений бронхиальной проходимости, уровней электролитов крови, иммунного статуса и экспрессии интерлейкинов у практически здоровых горнорабочих угольных шахт, и разработке метода их коррекции. Обследовано 77 практически здоровых горнорабочих глубокой угольной шахты.

Изучены: структура заболеваемости горнорабочих за пять лет, состояние функции внешнего дыхания, уровни электролитов крови, интерлейкина-6, интерлейкина-10 и показатели иммунного статуса, для уточнения характера изменений бронхиальной проходимости проведен тест с сальбутамолом. Все изучаемые показатели были проанализированы в зависимости от профессиональных групп горнорабочих, возраста шахтеров и стажа подземных работ.

В результате проведенных исследований установлено, что заболеваемость органов дыхания у горнорабочих глубоких угольных шахт вдвое превышает аналогичные показатели в Украине. У практически здоровых горнорабочих установлены начальные изменения функции внешнего дыхания по смешанному типу (снижение объемных показателей на 16% и скоростных на 12% при сравнении с контролем), наиболее выраженные у горнорабочих основных профессий, а также у шахтеров в возрасте 31-40 лет и у лиц с подземным стажем более 15 лет. Тест с 2-агонистом - сальбутамолом не выявил достоверного участия бронхоспазма в развитии изменений бронхиальной проходимости у практически здоровых шахтеров. Установлено, что тяжелый физический труд в условиях глубокой угольной шахты приводит к увеличению уровней К+ (на 11%) и Na+ (на 2%) крови горнорабочих. Изменения электролитов крови существенно не зависят от возраста шахтеров и стажа работы в подземных условиях.

Впервые установлено, что у практически здоровых горнорабочих отмечается снижение противовоспалительного интерлейкина-10. Кроме того, у шахтеров, которые выполняют тяжелую физическую работу в наиболее неблагоприятных условиях глубокой угольной шахты, установлен дисбаланс контррегулирующих цитокинов (повышение провоспалительного интерлейкина-6 в 1,6 раза и снижение противовоспалительного интерлейкина-10 в 1,2 раза). У шахтеров в возрасте 31-40 лет и лиц со стажем 11-15 лет повышается уровень интерлейкина-6.

В результате исследования иммунного статуса у практически здоровых горнорабочих глубокой угольной шахты установлены сдвиги иммунного статуса (снижение CD4+/CD8+ на 43%, IgM на 24%, IgA на 31%, IgG на 17% и повышение ЦИК на 27%). Изменения иммунного статуса горнорабочих существенно не зависят от тяжести труда, возраста шахтеров и стажа роботы в подземных условиях.

При анализе корреляционных связей между изучаемыми показателями, была установлена взаимосвязь между уровнями интерлейкина-10 и Т-лимфоцитов, которая при нарастании тяжести труда переходит в зависимость между интерлейкином-10 и Т-хелперами. Уровень интерлейкина-6 коррелировал с К+ и Na+ крови.

Назначение препарата “Антраль” по 200 мг три раза в день в течении 10 дней у подземных горнорабочих глубоких угольных шахт приводило к улучшению показателей функции внешнего дыхания, снижению уровня провоспалительного интерлейкина-6 в 1,8 раза и улучшению показателей иммунного статуса, что связано с его противовоспалительным и иммунокоррегирующим действием.

Препарат “Антраль”, который обладает противовоспалительными и иммуннокорригирующими свойствами, целесообразно использовать для профилактики заболеваний органов дыхания у горнорабочих угольных шахт. Наиболее информативными показателями оценки эффективности применения препарата "Антраль" являются снижение уровня провоспалительного интерлейкина-6 и улучшение показателей иммунного статуса.

Ключевые слова: заболевания органов дыхания, бронхиальная проходимость, иммунный статус, интерлейкины, электролиты крови, практически здоровые горнорабочие, препарат “Антраль”.

Підписано до друку 03.10.2001р. Формат 60х90/16. Папір кн.-журн. Офсет. Друк офсетний. Умовн. друк. арк. 2,0. Тираж 100 екз. Замовлення 201.

Луганський державний медичний університет,

91348, м. Луганськ, вул. 50-річчя оборони Луганська, 1

Тел.: 57-05-37, 55-33-57.