Міністерство освіти і науки України

ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ім. В.І. ВЕРНАДСЬКОГО

СЛЮСАРЕНКО ОЛЕКСАНДРА ЄВГЕНІВНА

УДК 612.017.71:574:614.7

Імунологічна реактивність організму ЗА різних УМоВ ТЕХНОГЕННОГО забруднення середовища важкими металами

03.00.13 – фізіологія людини і тварин

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Сімферополь - 2004

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Кримському державному медичному університеті

ім. С.І. Гергієвського Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник – доктор медичних наук, професор

Євстафьєва Олена Володимирівна

Кримський державний медичний університет

ім. С.І. Георгієвського, завідувач

кафедри нормальної фізіологіїї

Офіційні опоненти: - доктор біологічних наук, професор

Русяєв Валентин Федорович

Кримський державний медичний університет

ім. С.І. Георгієвського Міністерства охорони здоров’я, завідувач кафедри біофізики

доктор медичних наук, професор

Міщенко Віталій Петрович

Українська медична стоматологічна академія Міністерства охорони здоров’я України,

завідувач кафедри нормальної фізіології

Провідна установа – Інститут фізіології імені О.О. Богомольця НАН України

Захист відбудеться “_12___” _cічня________ 2004 р. о ___14____ годині на

засіданні спеціалізованої ради К 52.051.04 в Таврійському національному університеті ім. В. І. Вернадського за адресою: вул. Ялтинська, 4, 95007, м. Сімферополь.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Таврійського національного університету В. І. Вернадського за адресою: вул. Ялтинська, 4, 95007, м. Сімферополь.

Автореферат розісланий 11.12.2003 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради К 52.051.04 Мартинюк В.С.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Науково-технічний прогрес істотно змінив процеси взаємодії людини і довкілля. Внаслідок інтенсивного хімічного забруднення середовища перетворюються біогеоценози, змінюються властивості сучасної людської популяції, структура і характер захворювань (Казначеєв В.П., 1980; Гічев Ю.П., 1996; Сердюк А.М., 2001; Агаджанян Н.А. та ін., 2001; Трахтенберг І.М., Коршун М.Н., 2001; Штабський Б.М., Гжегоцький М.Р., 2003). Надходження в організмі людини великих кількостей різноманітних полютантів і забруднення внутрішнього середовища організму досягає небезпечних меж і приводить до виникнення антропогенних екологічних хвороб (Гічев Ю.П., 2000).

У зв'язку з цим важливе місце в сучасних еколого-фізіологічних дослідженнях займають питання прямого й опосередованого впливу антропогенних факторів на організм людини, а його здоров'я розглядають як важливий критерій якості антропоекосистеми (Євстаф’єва О.В. та ін., 1993; Гічев Ю.П., 1996). До низки пріоритетних аспектів цієї проблеми належить оцінка ризику для здоров'я, обумовленого впливом техногенних хімічних речовин на організм (Environment and health, 1998). Одним із важливих напрямків в оцінці ризику є визначення реакції на дозу, що відповідно до рекомендацій ВООЗ включає використання біомаркерів експозиції й ефекту, які відображають рівень забруднення зовнішнього і внутрішнього середовища організму і його вплив на функціональні показники (Гігієнічні..., 1996).

До числа найбільш небезпечних хімічних елементів належать важкі метали, зокрема, ртуть, кадмій і свинець, забруднення середовища якими особливо актуальне для України (Трахтенберг І.М., 2001). Їм приділяється найбільша увага в міжнародних дослідженнях і практиці екологічного нормування (De Vries W., Bakker D.J., 1998). Прийнята в Україні концепція програми моніторингу хімічних забруднювачів, як частина програми з екології НАН України, включає як одне із завданнь визначення ступеня їхнього впливу на біологічні системи організму і виявлення найбільш ранніх (донозологічних) ознак впливу ксенобіотиків.

До числа систем, найбільш чутливих до дії важких металів, належить імунна система (Хаітов Р.М. та ін., 1995; Петрова П.Г. та ін., 1996; Шуригін В.К., Рудченко Н.Б., 1998), зміна реактивності якої лежить в основі як власне захворювань імунної системи, так і багатьох неспецифічних соматичних хвороб (Андрінегі Л. та ін., 1998). Незважаючи на високий інтерес до цієї проблеми, наявні данні носять суперечливий характер (Гнідой І.М., Діхтярук І.І., 2002), і стосуються здебільшого ефектів дії металів в експериментальних умовах (Nath R. et al., 1984; Robohm R.A., 1986; Heirich J., 1998) або при професійному впливі (Козлюк А.С. та ін., 1987; Карась І.Ю. та ін., 2001; Fumihiro S. et al., 1998), у той час як основна маса населення піддається їхній дії при фоновій експозиції. Дослідження ефектів впливу металів у таких умовах, особливо на групи ризику, є актуальним завданням прикладних еколого-фізіологічних досліджень.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводилися відповідно до планів науково-дослідної роботи кафедри нормальної фізіології Кримського державного медичного університету ім. С.І. Георгієвського з програми: “Вивчення механізмів адаптації організму в екологічно несприятливих умовах” (№ держ. реєстрації 0196U006751 (1997-2001)), “Фізіологічні підходи до оцінки екологічного ризику для здоров'я” (№ держ. реєстрації 0102U006172 (2002-2006)). Усі ці напрямки є складовими Міжгалузевої комплексної програми “Здоров'я нації” на 2002-2011 р.р. і національної програми “Діти України”.

Мета й задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи стала оцінка імунологічної реактивності організму дітей і дорослих за різних умов забруднення середовища важкими металами (свинцем, кадмієм і ртуттю).

Для досягнення мети були поставлені такі задачі:

1.Оцінити вміст свинцю, кадмію і ртуті у фізіологічно стабільних тканинах (волоссі) мешканців зон екологічного ризику і компонентах довкілля.

2.Визначити імунний статус у вибіркових контингентів дітей м. Сімферополя і мешканців зони промислового забруднення (Північний Крим).

3. Оцінити значущість вмісту свинцю, ртуті і кадмію для функціонального стану системи клітинного і гуморального імунітету.

Об’єкт дослідження - імунна система дітей, що проживають на урбанізованій території (м. Сімферополь) і мешканців зони промислового забруднення (Красноперекопський район, с. Перекоп і Філатовка).

Предмет дослідження - функціональний стан імунної системи у зв'язку зі вмістом важких металів у організмі.

Методи дослідження – імуноферментний, фотометрічний, атомно-абсорбційний, статистичні методи (непараметричний кореляційний аналіз за Спірменом, метод Колмогорова-Смирнова, Стьюдента).

Наукова новизна одержаних результатів

- отримано нові дані, які доповнюють уявлення про фізіологічні механізми адаптації організму до дії важких металів на організм при фоновій експозиції і полягають у встановленні імунотропної дії ртуті, свинцю і кадмію в кількостях, що не перевищують чи незначно перевищують припустимі концентрації в організмі;

- вперше показано, що найбільш високу реактивність за умов фонової експозиції у міському середовищі, зонах промислового забруднення імунна система виявляється стосовно ртуті, кадмію, у меншій мірі – до свинцю;

- вперше встановлено, що залежність параметрів імунної системи від концентрації ртуті в організмі носить більш визначений характер, чим від рівня свинцю і кадмію, і виражається в стимуляції імунітету на ранніх етапах онтогенезу (1-6 років) і наступній (до 70 років) імуносупресивній дії;

- показано, що дефіцит Т- і В-клітинних ланок у дітей і збільшення лімфоцитів у дорослих середнього віку певною мірою викликані впливом металів, у той час як зміни в гуморальній ланці не були пов'язані з їх дією; найбільш істотний внесок металів у стан імунного статусу мав місце у дітей 7-11 років з боку ртуті і кадмію.

Практичне значення роботи. Одержані результати дозволяють кількісно оцінити ступінь впливу важких металів на стадії адаптаційних змін в организмі за умов фонової експозиції. Вони вносять певний внесок в реалізацію концепції критичних навантажень, яка є основою сучасного екологічного нормування. Виявлена фізіологічна значущість токсичних важких металів для функціонального стану імунної системи може служити забезпеченням наукового обгрунтування сучасних методів оцінки і прогнозування здоров’я дітей і дорослих за умов комплексного впливу несприятливих факторів довкілля, гігієнічних регламентів, методів скринінг-тестування здоров’я дітей в групах ризику.

Особистий внесок здобувача. Особистий внесок здобувача полягав у проведенні дослідження імунної системи, статистичній обробці, аналізу й узагальненні отриманих результатів. Внесок наукового керівника у спільних публікаціях виражався у визначенні мети й і постановці задач на визначених етапах дослідження, участі у вигляді консультацій, коректуванні і перекладі текстів статтей в окремих випадках, внесок співавторів – у визначенні вмісту важких металів у волоссі (Демченко В.Ф.) і проведенні дослідження інших систем (нервової і серцево-судинної – Євстаф'єва І.А., Глівенко А.В., Крилов Д.В., Зінченко С.А., Павленко В.Б.), матеріали яких не ввійшли в дану дисертацію, але були відображені в статті поряд із результатами автора.

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи були представлені на республіканських конференціях молодих учених Криму (Сімферополь, 2000-2002), на республіканській конференції “Экология регионов и здоровье населения” (Сімферополь, 2000); на 7 міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини” в м. Одесі, 2001; обговорювалися на Всеукраїнській науково-практичній конференції, присвяченій 160-річчю кафедри фізіології людини і тварин Київського національного університету ім. Тараса Шевченка; на Міжнародному Форумі “Children’s Environmental Health II : A Global Forum for Action” у Вашингтоні (2001), а також на робочих нарадах експертної групи Європейської Конвенції про транскордонні переноси атмосферних забруднювачів у м. Судаку (2002) і м.Берліні (2002); на науково-практичній конференції “Эколого-физиологические проблемы адаптации” у м. Партеніт (2003).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 16 робіт, з них 4 – у журналах ВАК України, 3 – у матеріалах Міжнародних експертних нарад, 9 тез у матеріалах наукових конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, опису методів дослідження, 3 розділів результатів дослідження, обговорення результатів, висновків та списку використаних джерел із 180 найменувань. Робота викладена на 157 сторінках, ілюстрована 32 малюнками та містить 28 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовано актуальність проблеми дослідження впливу важких металів на функціональний стан імунної системи у людей, обгрунтовано вибір об’єкта та предмета дослідження, формулюються мета і задачі роботи, відзначаються новизна і практичне значення одержаних результатів, описано форми апробації та подано структуру дисертації.

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

У цьому розділі викладаються теоретичний і методологічний аналіз проблеми вивчення впливу забруднювачів довкілля (зокрема важких металів) на людину, розкрито відомі ефекти впливу важких металів на стан функціональних систем організму та інформативність фізіологічних методів щодо оцінки такого стану.

МАТЕРІАЛ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

У другому розділі описано етапи і методи дослідження.

Для узагальненої характеристики забруднення важкими металами грунтів і визначення серед них зон екологічного ризику на території міста і в зонах промислового забруднення в Північному Криму були використані матеріали еколого-біогеохімічних досліджень, виконаних лабораторією Прикладної геохімії УкрГІМР в 1991-1994 р.р., Республіканською Асоціацією “Екологія і мир”, Республіканським комітетом природи в 2000-2001 р.р., люб’язно представлені авторами. Визначення територіальної неоднорідності захворюваності дітей м. Сімферополя було проведено на основі збору і аналізу даних медичної статистики за формою 12.

На основі порівняння біогеохімічних та статистичних даних відібрані групи ризику дітей і дорослих для подальшого біомоніторингового і імунологічного дослідження.

Біомонітоингове обстеження. Вміст свинцю, кадмію і ртуті визначали атомно-абсорбційним методом у лабораторії аналітичної хімії і моніторінгу токсичних речовин Інституту медицини праці АМН України (м. Київ) Усього виконано визначення важких металів у 142 зразках волосся.

Обстеження імунного статусу. Для оцінки імунологічного статусу визначали показники клітинної і гуморальної ланок імунітету у венозній крові у 85 дітей та 58 дорослих: Т- і В-лімфоцити, імуноглобуліни (Ig) G, A, M, E, циркулюючі імунні комплекси (ЦІК). CD-маркери (CD3+, CD4+, CD8+, CD16+, CD22+, CD25+) виявляли методом непрямої імунофлюоресценції з використанням моноклональних антитіл. Визначення імуноглобулінів класів A, M, G, E проводили імуноферментним методом. ЦІК визначали за методом Haskova у модифікації Ю.А.Гриневич і А.Н.Алферова (1977).

Статистичну обробку результатів робили за допомогою непараметричного кореляційного аналізу за Спірменом, відповідність закону нормального розподілу перевіряли за критерієм Колмогорова-Смирнова, достовірність розходжень середніх вмісту металів оцінювали за критерієм Стьюдента. Систематизацію даних при обробці здійснювали по групам за віком 1-6, 7-11, 12-15, 20-45 та 46-70 років.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Оцінка даних біомоніторингового дослідження

Аналіз архівних даних із забруднення важкими металами території м.Сімферополя і Північного Криму показав перевищення гігієнічних нормативів у 2-7 разів в усіх пробах для кадмію та в половині проб для свинцю в грунтах. В рослинницькій продукції перевищення спостерігали в 1/3 проб на промислово забрудненній території. Це дозволило підтвердити теоретично обґрунтоване припущення про потенційну небезпеку даних зон стосовно впливу на організм таких важких металів як свинець, ртуть і кадмій. Припускаючи менш істотне забруднення цими металами середовища м.Сімферополя і більш дифузійний їхній розподіл у порівнянні з територіями Північного Криму, де промислові підприємства є джерелом інтенсивного техногеного забруднення, у м.Сімферополі були обстежені діти, як найбільш уразливий для негативного впливу середовища контингент. На територіях промислового забруднення з урахуванням вікового складу проживаючої популяції обстежувану групу склали дорослі мешканці сіл Філатовка і Перекоп Красноперекопського району.

Забруднення металами внутрішнього середовища організму оцінювали за мікроелементним аналізом волосся, якому останнім часом віддається перевага в біомоніторингових дослідженнях (Ревич Б.А., 1992; Агаджанян Н.А. та ін., 1999, 2001; Скальний А.В. та ін., 2000; Valconic V., 1988; Grandgjean P., 1999, 2001). Середній вміст усіх досліджених у цій роботі металів у дорослих і дітей знаходився в межах умовної норми (Valconic V., 1988), але при цьому в окремих випадках рівень свинцю і кадмію перевищував припустимі значення в 2,3 і 1,2 у дітей і 5,2 і 2,8 рази у дорослих відповідно. Ці дані підтверджуються даними спостережень на території Російської Федерації, де гіпермікроелементози у дітей на території міст у більшій мірі викликані свинцем і в меншій – кадмієм і ртуттю (Агаджанян Н.А. та ін., 2001).

Коливання вмісту металів в організмі дітей і дорослих різного віку найбільшою мірою були виражені для свинцю (рис.1). Вміст кадмію незначно збільшувався з віком, а ртуті – практично не змінювався. Характер розподілу важких металів і у дорослих, і у дітей відрізнявся від нормального, при чому більшість з них мала низьки концентрації металів.

Рис.1.Вміст свинцю, кадмію і ртуті у волоссі дітей і дорослих різних вікових груп

Імунний статус організму дітей і дорослих у зонах екологічного ризику

Визначення основних імунологічних параметрів, що характеризують стан клітинної і гуморальної ланок імунітету у дітей і дорослих у групах екологічного ризику виявило зміни в системі імунного захисту, які виражалися у відхиленні від нормативних значень у порівнянні з клінічною нормою. Відповідно до отриманих результатів характерним є деякий дефіцит гуморальної ланки імунітету у дітей, який виражався в зменшенні кількості В-лімфоцитів, як абсолютної, так і відносної, і Ig А у дітей усіх вікових груп (табл.1). Якщо для дітей до 7 років низький вміст Ig А є зрозумілим, то для дітей більш старшого віку це може свідчити про недостатній розвиток місцевого протиінфекційного імунітету (Стефані Д.В., Вельтищєв Ю.Є.,1996; Ботвин’єва В.В., 1999).

Другою характерною рисою імунного статусу дітей є дефіцит Т-клітинної ланки починаючи з 7 і до 15 років, що виражався у зменшенні всіх субпопуляцій на фоні загального зниження Т-лімфоцитів і збереженні їхніх кількісних співвідношень. У дітей старшої групи це може бути обумовлено пубертатним стрибком маси і довжини тіла. Він супроводжується відносним зниженням розмірів лімфоїдної тканини, що приводить до зниження клітинного імунітету і супроводжується посиленням гуморального (Ботвин’єва В.В.,1999). Однак у відношенні групи 7-11 років це навряд чи може бути причиною дефіциту, що спостерігається. До того ж, стимуляції антитілоутворення, за винятком Ig Е, не спостерігали. Зміни з боку Т- і В-клітинного ланок імунітету, рівня імуноглобулінів у дітей у несприятливих екологічних умовах спостерігали й інші автори (Перковська А.Ф. та ін., 2001).

Третьою особливістю імунного статусу у дітей було виражене збільшення вмісту Ig Е. Зниження кількості Т-лімфоцитів на фоні збільшення Ig Е описані у робітників, що контактують з отрутохімікатами (Козлюк А.С. та ін., 1987). Порушення системи імунітету, що стосуються як клітинної, так і гуморальної ланок й посилені з віком описано у дітей 2-15 років, що проживають у несприятливих екологічних умовах (Гірко І.Н. та ін., 2001).

Імунний статус дорослих промислової території Криму характеризувався іншими особливостями, більш вираженими у віковій групі 20-45 років, але менш вираженими, ніж у дітей. Вони полягали у збільшенні абсолютного і відносного числа лімфоцитів і Т-клітин на фоні зменшення відносної кількості їх субпопуляцій CD8+ та СD16+. З боку чисельності В-клітин змін відзначено не було, але антитілоутворення характеризувалося зниженням кількості Ig А, збільшенням ЦІК і деяким збільшенням Ig Е у групі 20-45 років. Перерозподіл субпопуляційного складу лімфоцитів, що виходять за межі нормального імунного статусу на фоні збільшення кількості ЦІК, виявлено у людей при тривалій роботі з високотоксичними хімічними сполуками (Рембовський В.Р. та ін., 2001).

Загальною характерною ознакою імунного статусу дітей і дорослих стало зниження відносного вмісту NK-кліток і Ig А, що забезпечують протипухлинний та протиінфекційнний імунітет. Дослідження схильності населення, насамперед дитячого, до онкозахворювань у зв'язку з експозицією антропогенних екологічних факторів показало наявність такої (Зайцева Н.В. та ін., 2001).

Однак варто мати на увазі, що в результаті великомасштабних моніторингових досліджень імунного статусу мешканців різних регіонів Росії було встановлено, що дійсної нормоімунограми, що відповідає середнім узагальненим значенням, не виявлено в жодному регіоні (Петров Р.В., Орадовська І.В., 1987). З цієї причини використання середніх значень для дослідження на популяційному рівні не вважають досить інформативним і об'єктивним (Хаітов Р.М. та ін., 1995). Враховуючи цю обставину було проведено також індивідуальний аналіз імунограм. Серед обстежених тільки 12 дітей не мали ніяких відхилень від норми. 22 дитини мали нормальні показники імунограми за винятком Ig Е, що перевищував норму. 5 осіб на фоні збільшення Ig Е мали збільшення різних популяцій лейкоцитів, а четверта група, найчисленніша (44 особи), мала найбільш істотні порушення імунограми у вигляді збільшення Ig Е, зниження Ig А і лімфоцитів. Таким чином, переважна більшість дітей були сенсибілізовані, а у значної частини з них сенсибілізація розвивалася на фоні імуносупресії чи інших дисфункцій імунної системи.

У дорослих не виявлено імунограм без відхилень від норми і вони також розділилися на групи: з інфекційним синдромом, з алергійним синдромом і змішаним статусом (дисфункція імунної системи). Різноспрямована реактивність імунної системи спостерігається і при несприятливому впливі екологічних факторів (Петрова та ін., 1996) та факторів професійного середовища (Карась І.Ю. та ін., 2001).

Особливості стану імунної системи в зв'язку зі вмістом важких металів в організмі

Реактивність імунної системи оцінювали за кількістю і щільністю істотних кореляційних зв'язків імуних параметрів із вмістом важких металів у волоссі за допомогою непараметричного кореляційного аналізу за методом Спірмена, який вважається найбільш адекватним для вирішення подібного роду задач (Grandgjean P., 1999, 2001). Він дозволив встановити, що різні важкі метали мали різну значущість для стану імунної системи і різний характер впливу (табл. 2). Найбільшу чутливість і у дорослих, і у дітей вона мала до ртуті. Наступним за виразністю імунотропної дії був кадмій, а найменш значущим - свинець, однак і для нього спостерігався закономірний характер змін числа і щільності кореляційних зв'язків у різних вікових групах у зіставленні із середньою концентрацією металу (рис.2). Істотно більш висока фізіологічна значущість ртуті у порівнянні зі свинцем і кадмієм за умов фонової експозиції показана для фунціонального стану центральної нервової і серцево-судинної систем підлітків (Євстаф'єва І.А., 2003).

Аналіз реактивності імунної системи на збільшення концентрації металів у волоссі показав, що найбільш чуттєвою групою були діти молодшого віку. Вважається, що вікова група від 1,5 до 6 років є найбільш уразливою до несприятливого впливу факторів середовища, оскільки в цей період імунна система, що визначає адаптаційні можливості організму, знаходиться в процесі функціональної перебудови (Перковська А.Ф. та ін., 2001). Це в значній мірі збігається з нашими даними, однак слід зазначити і порівняно високу реактивність групи 7-11 років.

Рис.2. Вміст свинцю (Pb) у волоссі, кількість (N) і щільність (R) кореляційних зв'язків у різних вікових групах

Характер впливу ртуті, свинцю і кадмію на стан імунної системи дітей і дорослих, оцінюваний за спрямованістю кореляційних зв'язків, мав наступний вигляд. Виявлено позитивні кореляційні залежності зі вмістом ртуті в організмі для показників клітинного імунітету у молодших дітей і негативні – для показників клітинного і гуморального імунітету у старших дітей. Така ж картина спостерігається і у дорослих в основному у віковий групі 20-45 років. У представників більш старшого віку на присутність ртуті реагує менша кількість імунних показників, але при цьому характер реагування різноспрямований, тобто мають місце як прямі, так і зворотні зв'язки (рис. 3).

Таким чином, можна вважати, що стимуляція імунної відповіді під впливом ртуті за нашими даними може мати місце на ранніх етапах впливу, а у наступному, при акумуляції ефекту, відзначається імуносупресія.

Супресія ртуттю первинної, вторинної відповіді та імунної пам'яті, а також вплив на Т-лімфоцити і макрофаги показані в літературі (Koller L.D., 1979). Пригнічуюча дія ртуті на клітинну ланку імунітету спостерігалася у хворих із хронічною професійною ртутною інтоксикацією (Новікова Л.В. та ін., 2001). Зміна антитілоутворення залежно від рівня ртуті відзначена нами тільки у дітей 7-11 років. У літературі є відомості про збільшення рівня Ig А при збільшенні концентрації ртуті в плазмі крові у 15-річних юнаків (Herrstrom P. et al., 1997).

Таблиця 1.

Показники клітинного і гуморального імунітету різних вікових груп

Показники |

Клінічна норма | XSx

Вікові групи

Діти | Дорослі | 1-6 років | 7-11 років | 12-15 років | 20-45 років | 46-70 років

лейкоцити, х109/л | 4-6 | 4,6-9 | 6,740,44 | 5,700,30 | 5,520,20 | 6,270,46 | 5,550,34

лімфоцити, x109/л | 2,9-5,1 | 1,6-2,4 | 3,280,28 | 2,350,16 | 2,110,10 | 2,620,31 | 2,290,12

лімфоцити % | 38-53 | 28-39 | 48,172,47 | 42,602,40 | 39,141,46 | 41,352,90 | 41,422,47

CD3, x109/л | 1,8-3,0 | 1,1-1,7 | 2,140,19 | 1,560,01 | 1,370,07 | 1,770,21 | 1,550,01

CD3 % | 62-69 | 67-76 | 65,621,28 | 66,521,16 | 65,160,90 | 68,151,23 | 67,811,01

CD4, x109/л | 1,0-1,8 | 0,7-1,1 | 1,250,01 | 0,900,05 | 0,810,04 | 1,020,13 | 0,870,01

CD4 % | 30-40 | 38-46 | 38,750,90 | 39,000,88 | 38,780,58 | 38,900,91 | 38,460,88

CD8, x109/л | 0,8-1,5 | 0,5-0,9 | 0,870,08 | 0,650,05 | 0,550,002 | 0,740,08 | 0,630,06

CD8 % | 25-32 | 31-40 | 26,870,90 | 27,960,90 | 26,410,72 | 29,250,86 | 28,850,71

ІРІ % | 1,2-1,8 | 1,0-1,5 | 1,490,06 | 1,420,06 | 1,500,05 | 1,360,06 | 1,350,05

CD25, x109/л | 0,2-0,9 | 0,2-0,9 | 0,540,04 | 0,390,02 | 0,350,02 | 0,670,01 | 0,590,07

CD25 % | до 25 | до 40 | 17,080,62 | 17,170,80 | 16,510,58 | 23,101,58 | 24,581,27

В-лімфоцити, x109/л | 0,7-1,3 | 0,2-0,5 | 0,550,06 | 0,380,003 | 0,340,001 | 0,360,05 | 0,300,03

В-лімфоцити% | 21-28 | 11-16 | 16,750,84 | 16,350,68 | 16,050,52 | 13,300,48 | 13,230,55

О-лімфоцити, x109/л | 0,1-0,8 | 0,1-0,8 | 0,350,04 | 0,240,02 | 0,220,001 | 0,210,03 | 0,220,02

О-лімфоцити% | до 40 | 10,541,08 | 10,000,90 | 10,870,70 | 8,851,08 | 9,540,96

NK, x109/л | 0,2-0,6 | 0,2-0,4 | 0,490,02 | 0,180,002 | 0,340,07 | 0,240,003 | 0,230,02

NK % | 8-15 | 10-19 | 7,290,49 | 7,090,54 | 7,870,37 | 9,600,41 | 9,420,42

ЦІК, од. екст | ОП – 0,006-0,110 | 0,100,008 | 0,110,005 | 0,110,005 | 0,140,007 | 0,190,02

IgG, г/л | 7,5-15,45 | 12,400,54 | 12,230,44 | 13,090,38 | 14,090,45 | 14,190,34

IgA, г/л | 1,25-2,5 | 1,240,07 | 1,140,07 | 1,240,06 | 1,190,08 | 1,720,50

IgM, г/л | 0,65-1,65 | 1,380,04 | 1,400,06 | 1,370,05 | 1,380,003 | 1,350,03

IgE, ме/мл | до 25 | 195,236,67 | 238,030,86 | 171,225,28 | 27,0811,04 | 23,893,01

Еозінофіли % | 0-2 | 1-5 | 6,080,8 | 6,961,10 | 5,110,68 | 3,400,83 | 3,850,08

юні нейтрофіли% | 0 | 0-1 | 0,000,00 | 0,000,00 | 0,000,00 | 0,150,01 | 0,390,01

п/я нейтрофіли% | 1-5 | 1-5 | 1,120,08 | 1,390,02 | 1,220,02 | 2,350,46 | 2,500,03

с/я нейтрофіли% | 40-50 | 45-65 | 43,702,72 | 47,912,29 | 53,921,68 | 50,003,31 | 48,692,55

моноцити% | 3-11 | 2-8 | 1,330,03 | 1,170,05 | 1,240,04 | 2,600,03 | 3,040,05

Таблиця 2.

Дані кореляційного аналізу імунних показників і вмісту важких металів

в организмі дітей і дорослих різного віку

Показники | Діти | Дорослі | 1-6 років | 7-11 років | 12-15 років | 20-45 років | 46-70 років | Hg | Cd | Pb | Hg | Cd | Pb | Hg | Cd | Pb | Hg | Cd | Pb | Hg | Cd | Pb | Лейк. | 0,58*** | -0,4* | -0,53*** | -0,44** | -0,38*** | 0,57*** | -0,40**

Лім. абс. | 0,42* | -0,37* | -0,39** | -0,50** | 0,55*** | Т-лім. | -0,43* | СD3 абс. | 0,47** | -0,42* | -0,52** | -0,34* | CD 3 % | 0,42* | -0,50** | CD4 абс. | 0,45** | -0,45** | -0,46** | -0,32* | -0,54** | CD 4 % | 0,41* | 0,42* | -0,43* | -0,36* | CD8 абс. | 0,56*** | -0,39* | -0,40* | -0,39* | -0,46* | 0,36* | D25абс | 0,42* | -0,4* | -0,71*** | -0,36* | -0,59*** | -0,38* | CD 25 % | 0,46** | 0,66*** | -0,43* | -0,37* | B-лім абс. | -0,54** | -0,45** | -0,41* | -0,37** | -0,58*** | 0,42* | -0,39** | B-лім. % | -0,4* | 0-лім. абс. | -0,42** | -0,37* | 0,43* | 0,79*** | 0,49*** | 0-лім. % | 0,53** | 0,59*** | NK абс. | -0,45**

NK % | 0,45*

ЦІК | -0,42* | -0,42**

Ig A | -0,43*

Ig G | -0,5** | 0,36* | 0,31*

Ig M | -0,37* | Ig Е | -0,36** | С/я нейтр. | 0,34* | П/я нейтр. | 0,49** | моноцити | -0,42* | -0,3* | еозинофіли | 0,44* |

Рис.3. Коефіцієнти достовірних кореляцій субпопуляцій Т-лімфоцитів і концентрації ртуті в різних вікових групах

Характер кореляційних зв'язків імунних показників дітей і дорослих із концентрацією в організмі кадмію і свинцю не був настільки визначеним, як у випадку зі ртуттю. У відношенні цих металів мається достатня кількість зведень суперечливого характеру (Гнідой І.М., Діхтярук І.І., 2002; Balter N.J. et el., 1982; Nath R. et al., 1984; Borgman R.F. et al., 1986; Robohm R.A., 1986;. Sone T. et al., 1988; Hurtenbach U. et al., 1988; Sgagias M. et al., 1989; Zettergren L.D. et al., 1991; Shulte S. et al., 1994; Ciz M. et al., 1996; Heirich J., 1998; Sarasua S.M. et al., 2000; Реtаnоvа J. et al., 2000; Marth E. et al., 2001).

Наші дані підтверджують значущість кадмію для стану імунної системи як її клітинної, так і гуморальної ланки. Найбільш характерною була імуносупресія у дітей 7-11 років.

Свинець негативно корелював із показниками клітинного і гуморального імунітету в основному у дітей молодшого і середнього віку, тобто сприяв імуносупресії, що погодиться з даними літератури (Гнідой І.М., Діхтярук І.І., 2002). Склад параметрів, що корелюють, дозволяє припустити його можливу імуномодулюючу роль. Імуномодулюючий вплив свинцю на СD25+ та В-лімфоциті описані в літературі (Вельтищев Ю.Є., 1996; Лебедєв К.А., Понякіна І.Д., 1990; Забродський П.Ф., 1998). Дисрегуляція і імунодепресія спостерігалися у випадку тривалої дії свинцю в промислових умовах (Тулебаєв Р.К., Панкова В.Б., 1995), за умов експерименту (Heo та співавт.,1997), у дітей, що проживають в антропогенно забруднених регіонах (Касохов А.Б., 1999). У той же час інші автори у дітей до 3 років не відзначили ніяких ознак імуносупресії (Sarasua S.M. et al., 2000).

Наявність виявлених кореляційних зв'язків імунних показників із досліджуваними металами може не просто свідчити про чутливість імунної системи до них, але і відображати розвиток деяких негативних ефектів у результаті впливу металів на організм. Для уточнення, які зі змін імунного статусу, що спостерігаються, були обумовлені впливом металів, нижче проведене зіставлення встановлених кореляційних зв'язків для імунних показників, що знайшли відхилення від норми (табл. 3).

Таблиця 3.

Кореляційні зв'язки імунних показників з концентрацією металів у сполученні з відхиленням показника від норми

Показники |

Вік | 1-6 років | 7-11 років | 12-15 років | 20-45 років

лейкоциты | 0,58***Hg | Лим абс. | -0,37*Hg

-0,53***Cd | -0,39**Hg | 0,55***Pb

CD3 | -0,42*Cd

CD4 | -0,45**Hg

-0,46**Cd | -0,32*Hg

CD8 | -0,40*Cd

-0,39*Pb

В-лим | -0,54**Pb | -0,45**Hg

-0,41*Cd | -0,37**Hg

CD16 | -0,45**Cd | Моноциты | -0,33*Сd |

Механізми такого впливу можуть реалізуватися як на клітинному, так і на більш високих рівнях. Існують, наприклад, сурові докази, що металтіонеіни модулюють стан імунної системи. Сполучаючись з важкими металами, вони можуть впливати на імунну систему (Simpkins C.O., 2000). Відому для свинцю і кадмію імуномодулюючу дію пов'язують із впливом на продукцію цитокинів (Marth E. et al., 2001). Кадмій впливає на іонний транспорт і активність Na+-K+-АТФ-ази й інші ферменти (Jiang T. et al., 1996). Однак кінцевий ефект імунотропної дії важких металів носить неспецифічний характер. Він може бути обумовлений загальною реакцією організму на надходження ксенобіотиків, що виражається в зміні функціонального стану регуляторних систем і розвитку адаптаційгих змін при “химічному стресі” (Штабский, Гжегоцький, 2003). На користь неспецифічного характеру реагування свідчать і отримані нами дані про найбільш високу чутливість до дії різних металів у низьких дозах в умовах фонової експозиції ряду показників клітинного і гуморального імунітету, деякі з яких відіграють роль імунорегуляторів.

Висновки

Відповідно до поставленої мети і задач проведено комплексне дослідження імунного статусу організму 84 дітей і 58 дорослих за умов фонової експозиції в зонах екологічного ризику у зв'язку зі вмістом в організмі ртуті, свинцю і кадмію.

1. На підставі визначення числа і щільності кореляційних зв'язків між показниками клітинного і гуморального імунітету і рівнем важких металів у фізіологічно стабільних тканинах (волосся) жителів урбанізованого і промислово забрудненого середовища встановлено фізіологічну значущість свинцю, кадмію і ртуті для імунологічної реактивності організму, найбільш виражену для ртуті.

2. Вміст свинцю, кадмію і ртуті у волоссі дітей 1-15 років на урбанізованій території (м.Сімферополь) і дорослих 20-76 років у зоні промислового забруднення в середньому знаходився в межах умовної норми, перевищуючи її в окремих випадках для свинцю і кадмію в 2,3 і 1,2 рази у дітей і 5,2 і 2,8 рази у дорослих відповідно. Перевищення гігієнічних нормативів для свинцю і кадмію на техногенно забрудненій території мало місце й у ланках біогеохімічного трофичного ланцюга (ґрунт, рослинницькі продукти).

3. Індивідуальний аналіз імунограм показав, що 14,3% дітей не мало ніяких відхилень від норми. Інші діти і дорослі згідно з однотипними змінами імунограм розділилися на три групи: з алергійним синдромом (26,2% та 31,03%), з інфекційним синдромом (15,4% та 41,2%) і змішаним типом імунограми (43,8% и 27,6% відповідно).

4. Узагальнена характеристика імунного статусу різних вікових груп виявило імуносупресію В- і Т-клітинних ланок на фоні збільшення Ig Е у 6-9 разів у дітей і зміни Т-клітинної ланки перерозподільного характеру у дорослих. Загальною ознакою імунного статусу дітей і дорослих став знижений вміст відносної кількості NK-кліток і Ig А відповідно в середньому на 60 і 30 % .

5. Оцінка реактивності імунної системи на присутність в організмі металів за кількістю кореляційних зв'язків у різних вікових групах дітей і дорослих показала, що при відсутності достовірних розходжень у вмісті металів мали місце відмінності в їхній значущості для стану імунної системи: найбільшу чутливість виявляла імунна система дітей середнього, молодшого і дорослих середнього віку. B-лімфоцити, CD8+, CD25+, загальна кількість лейкоцитів реагували на присутність в організмі всіх металів і у дітей, і у дорослих, CD4+ - на кадмій і ртуть, загальна кількість лімфоцитів - на ртуть і свинець.

6. Характер кореляційних зв'язків свідчив про стимуляцію імунної відповіді на збільшення концентрації ртуті на ранніх етапах впливу (1-6 років) і імуносупресії в подальшому. Кореляційний зв'язок імунних показників дітей і дорослих з концентрацією в організмі кадмію і свинцю не носив однозначного характеру. При цьому кадмій виявляв імунотропні властивості у всіх розглянутих вікових категоріях, а свинець був індиферентний для імунної системи людей літнього віку.

7. Зіставлення даних кореляційного аналізу з відхиленнями в імунограмах показало, що дефіцит Т- і В-клітинних ланок у дітей і збільшення лімфоцитів у дорослих середнього віку викликані певною мірою впливом ртуті, свинцю і кадмію, у той час як зміни в гуморальній ланці не були пов'язані з їх дією. Найбільш істотний внесок металів у стан імунного статусу мав місце у дітей 7-11 років з боку ртуті і кадмію.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА МАТЕРІАЛАМИ ДИСЕРТАЦІЇ

1.Слюсаренко А.Е. Иммунный статус организма в связи с содержанием в почвах Zn и Cd // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. – 2001 . – Т. 14, № 2. – С. 158-161.

2. Слюсаренко А.Е. Показатели гуморального и клеточного иммунитета в связи с содержанием тяжелых металлов в компонентах пищевой цепи // Таврический медико-биологический вестник. – 2001. - Т. 4, № 4 – С. 52-56.

3. Евстафьева Е.В., Павленко В.Б., Евстафьева И.А., Слюсаренко А.Е., Гружевская В.Ф., Демченко В.Ф. Особенности функционального состояния сердечно-сосудистой, нервной и имунной систем в связи с содержанием свинца и кадмия в организме // Таврический медико-биологический вестник. – 2002. – Т. 5, № 4. – С. 106-111. Особистий внесок здобувача полягає у тому, що автор самостійно виконала експериментальне дослідження показників стану імунної системи, статистичну обробку матеріалів.

4. Е.В.Евстафьева, А.Е.Слюсаренко, В.Ф.Демченко, С.Я.Маркешин. Состояние иммунной системы в связи с содержанием металлов в организме детей в условиях фоновой экспозиции // Проблемы, достижения и перспективы развития медико-биологических наук и практического здравоохранения: Тр. Крымского государственного медицинского университета им. С.И. Георгиевского. – Симферополь, 2002. – Т. 138, часть II. – С. 18-22. Особистий внесок здобувача полягає у тому, що автор самостійно виконала експериментальне дослідження показників стану імунної системи та провела аналіз і обговорення одержаних результатів.

5. Evstafyeva H., Pavlenko V., Demchenko V., Evstafyeva I., Slusarenko A., Ovsyannikova N., Schegoleva M., Krylov D., Glivenko A. Human health aspects and physiological approaches in the CL work on heavy metals // Proceedings of the 4th sub-regional Workshop of East and South-Eastern Europe: UN ECE CONVENTION. - Simferopol: Renome, 2002. - Р.67-72. . Особистий внесок здобувача полягає у тому, що автор самостійно виконала експериментальне дослідження показників стану імунної системи, статистичну обробку матеріалів.

6. Evstafyeva I., Pavlenko V., Artov A., Slusarenko A. Heavy metals and functional status of children nervous, immune and cardiovascular systems : are safe doses safe? // Children’s Environmental Health II : A Global Forum for Action. – Washington. - 2001.- Р. 8. . Особистий внесок здобувача полягає у тому, що автор самостійно виконала експериментальне дослідження показників стану імунної системи, статистичну обробку матеріалів.

7. Evstafyeva H., Pavlenko V., Evstafyeva I., Slusarenko A., Krilov D., Glivenko A. Critical limits for heavy metals in human body: the perspective of application in the critical loads methodology // Proceedings Expert Meeting on Critical Limits for Heavy Metals and Methods for their Application. – Berlin, 2-4 December 2002. – P. 189-193. . Особистий внесок здобувача полягає у тому, що здобувачем самостійно виконано статистичну обробку матеріалів.

8.Слюсаренко А.Е., Зинченко С.А. Иммунная система детей как индикатор качества среды // Тез. доп. Всеукр. наук. конф. “Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі та патології”. – К., 2002. – С.106. Особистий внесок здобувача полягає у тому, що автор самостійно виконала експериментальне дослідження показників стану імунної системи та провела аналіз і обговорення одержаних результатів.

9. Евстафьева И.А., Слюсаренко А.Е., Зинченко С.А. Иммунологическая реактивность и психофизиологический статус в связи с техногенным воздействием на организм // Тези доп. 7 Міжнародної науково-практичної конференції “Сучасні досягення валеології та спортивної медицини”. - Одеса - 2001.– С. 101-102. Особистий внесок здобувача полягає у тому, що здобувачем самостійно виконано експериментальну частину дослідженнь, зроблено аналіз літературного матеріалу.

10. Євстаф’єва О.В., Зінченко С.А, Слюсаренко