Автореферат и диссертация по медицине (14.00.36) на тему:Иммунный статус у работников радиационно-опасного производства в отдаленном периоде пролонгированного облучения

На правах рукописи

003461224

ДРУГОВА ЕЛЕНА ДМИТРИЕВНА

ИММУННЫЙ СТАТУС У РАБОТНИКОВ РАДИАЦИОННО-ОПАСНОГО ПРОИЗВОДСТВА В ОТДАЛЁННОМ ПЕРИОДЕ ПРОЛОНГИРОВАННОГО

ОБЛУЧЕНИЯ

14.00.36 - аллергология и иммунология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

М О

I-

Челябинск 2009 г.

003461224

Работа выполнена в лаборатории радиобиологических исследований хранилища биоматериала Федерального Государственного Унитарного Предприяти «Южно-Уральский институт биофизики Федерального медико-биологическо агентства»

Научный руководитель:

Кандидат медицинских наук, доцент Кириллова Евгения Никитовна

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор Аклеев Александр Васильевич

Доктор биологических наук, доцент Ефимова Наталья Владимировна

Ведущая организация: Институт иммунологии и физиологии Уральского отделения Российской Академии наук г. Екатеринбург

Защита состоится «26» февраля 2009 года в часов на заседании

диссертационного совета Д.208.117.03 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Челябинская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 454092, г. Челябинск, ул. Воровского д. 64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».

Автореферат разослан « »_2009 года.

Учёный секретарь

диссертационного совета,

доктор медицинских наук, профессор

Телешева Л.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В настоящее время имеются большие контингента людей, которые подвергались пролонгированному действию радиации в процессе трудовой деятельности на предприятиях атомной промышленности, в результате участия в ликвидации последствий крупномасштабных радиационных аварий, проживания на загрязнённых радионуклидами территориях, использования источников ионизирующего излучения в лечебных целях.

Наиболее радиочувствительными системами организма являются иммунная и кроветворная системы. Глубина их поражения и полнота восстановления играют важную роль в полноценном жизнеобеспечении как в ранние сроки, так и в отдаленном периоде после пролонгированного радиационного воздействия (Рогачёва С.А. и др., 1959; Байсоголов Г.Д., Богатов JI.B., 1961; Кириллова E.H., Муксинова К.Н., 1988; Муксинова К.Н., Мушкачёва Г.С., 1990; Вологодская И.А.,

1994).

В многочисленных экспериментальных исследованиях на животных было показано, что длительное действие источников внутреннего и внешнего излучения приводит к развитию гипопластических состояний кроветворной системы, характеризующихся выраженным изменением в отделе полипотентных и коммитированных предшественников (Белоусова О.И. и др. 1979; Seed Т.М. et al., 1980; Горизонтов П.Д. и др. 1983; Киршшова E.H. и др., 1989; Муксинова К.Н., Мушкачёва Г.С., 1990). Остаточное радиационное поражение в иммунной системе сохраняется длительное время, в результате чего создаются реальные возможности для развития вторичного иммунодефицита, приводящего к нарушению иммунного контроля и способствующего реализации отдалённых последствий облучения (Кириллова E.H., Муксинова К.Н. 1981; Кириллова, E.H., 1990; Калмыкова, З.И. и др. 1996)

При исследовании состояния иммунитета в отдаленном периоде у ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС и жителей, проживавших на загрязненной радионуклидами территории, наблюдался дисбаланс в разных звеньях иммунитета (Мс Kinnon W. et al., 1989; Цвелёв Ю.В. и др., 1997; Орадовская И.В., 2005; Аклеев A.B., Овчарова Е.А., 2007). Сотрудниками ЮУрИБФ показано, что в отдаленном периоде (через 35-40 лет от начала облучения) у работников ПО «Маяк», имеющих диагноз хроническая лучевая болезнь, наблюдалось подавление гранулоцитопоэза и лимфопоэза (Пестерникова B.C., Ерохин P.A. 1988, 1989), нарушение ряда показателей врождённого и адаптивного иммунитета (Okladnikova N.D. et al., 1994; Окладникова Н.Д., Вологодская И.А., 1994,

1995). В эпидемиологических исследованиях сотрудниками ЮУрИБФ выявлена достоверная связь онкопатолопш с действием радиации (Кошурникова H.A. и др., 1995; Токарская З.Б. и др., 1996; Tokarskaya Z.B. et al., 2002; Shilnikova N.S. et al., 2003). В настоящее время работники первого в России атомного предприятия - ПО «Маяк», начинавшие трудовую деятельность в первые годы

ввода предприятия в эксплуатацию, достигли периода реализации неблагоприятных последствий пролонгированного облучения, включая злокачественные новообразования. Однако до сих пор не систематизированы данные о состоянии иммунитета в поздние сроки после длительного действия излучения разных видов у людей, не раскрыты механизмы выявленных нарушений, мало сведений о значении дозы и мощности дозы облучения в развитии вторичной иммунной недостаточности профессионалов радиационного предприятия. Представляется важным выявить информативны критерии оценки неблагоприятного влияния радиационного фактора на иммунные процессы отдалённом периоде и оценить вклад облучения в развитие иммунопатологических синдромов. Включение исследования иммунологических показателей в программу лабораторно-клиническо обследования работников радиационно-опасного производства позволит выработать оптимальны способы своевременной целенаправленной иммунокоррекции.

Целью настоящего исследования является оценка иммунного статуса в отдалённом период у работников ПО «Маяк», подвергавшихся пролонгированному внешнему у. или сочетанном внешнему у. и внутреннему а-облучению в разных дозах.

В соответствии с поставленной целью в задачи работы входило:

1. Изучить характер нарушений врождённого и приобретённого иммунитета у работников атомног предприятия в поздние сроки пролонгированного внешнего у- или сочетанного внешнего у-внутреннего а-облучения инкорпорированным 239Ри.

2. Оценить зависимость нарушений в эффекторном и регуляторном звеньях иммунитета о накопленной дозы пролонгированного облучения у работников ПО «Маяк».

3. Исследовать механизмы регуляции иммунных процессов в отдалённом периоде у работников П «Маяк»: содержание про- и противовоспалительных цитокинов и их рецепторов.

4. Выявить наиболее информативные критерии оценки иммунных нарушений, индуцированы: действием радиационного фактора, у персонала радиационно-опасного производства.

5. Изучить связь нарушений иммунного статуса с частотой иммунопатологических состояний работников ПО «Маяк» в отдалённом периоде пролонгированного облучения.

Научная новизна

Впервые проведен комплексный анализ иммунного статуса у работников атомног

производства в отдаленном периоде пролонгированного облучения в широком диапазон

накопленных доз. В результате исследования с использованием современных методов дана оценк

значимости радиационного фактора в изменении клеточных и гуморальных показателе

врождённого и приобретённого иммунитета у работников основных заводов атомного производства

Определены наиболее информативные показатели, свидетельствующие о радиационно

индуцированном изменении иммунитета в поздние сроки пролонгированного облучения. Впервы

для выяснения механизмов иммунной недостаточности в позднем периоде облучения у персонал

радиационно-опасного предприятия проанализированы изменения в регуляторном звене при раз

3

дозах облучения. Показана связь концентрации провоспалительного цитокина TNF а и его растворимого рецептора первого типа с накопленной дозой внешнего у-сблучения. Установлено, что снижение отдельных исследованных показателей врождённого и приобретённого иммунитета реализовалось развитием инфекционного синдрома в отдаленном периоде, выявлена связь частоты его проявлений с накопленной дозой внешнего облучения.

Теоретическая и практическая значимость работы

В работе дана комплексная оценка состояния иммунитета работников атомного производства в отдалённом периоде пролонгированного облучения. У лиц, подвергавшихся в процессе трудовой деятельности пролонгированному внешнему у-облученшо в дозах от 0,21 Гр до 7,9 Гр или сочетанному облучению (внешнее у- и внутреннее а-облучения за счет действия инкорпорированного В9Ри в количестве, не превышающем 1,48 кБк), через 45-50 лет от начала и 1520 лет после прекращения работы в условиях производства зарегистрированы изменения количественных и качественных характеристик эффекторов и регуляторов как врождённого, так и приобретённого иммунитета. Ошеченные изменения иммунных показателей обусловлены остаточным радиационным поражением иммунной системы. Изменение регуляции иммунных процессов, повышение уровня провоспалительного цитокина TNFa и его рецепторов с увеличением дозы облучения, свидетельствует о связи позднего иммунного дефицита с цитокиновым дисбалансом. Своевременное выявление нарушений иммунного статуса и их коррекция у персонала атомного производства в процессе диспансерного наблюдения в медицинских учреждениях Федерального медико-биологического агентства позволит повысить эффективность лечебно-профилактических мероприятий и качество жизни в отдаленном периоде пролонгированного облучения. На основании полученных материалов коллективом сотрудников радиобиологического отдела ЮУрИБФ разработаны методические рекомендации МР №2923 «Методология клинико-лабораторного обследования иммунного статуса работников атомных предприятий, подвергавшихся профессиональному облучению», которые утверждены в 2007 году.

На защиту выносятся следующие положения:

1. В отдалённом периоде пролонгированного облучения у обследованных работников ПО «Маяк» при накопленных дозах внешнего облучения более 1 Гр наблюдается изменение клеточных и гуморальных факторов врождённого и приобретённого иммунитета.

2. Зависимость величины ряда исследуемых показателей иммунитета в отдаленном периоде от накопленной дозы пролонгированного внешнего у-облучения свидетельствует о радиационной природе выявленных нарушений в системе иммунитета.

3. В поздние сроки пролонгированного облучения концентрация одного из основных регуляторных белков TNF и его рецептора 1-го типа, участвующих в поддержании иммунного гомеостаза, коррелирует с уровнем радиационного воздействия.

4. Изменение факторов врождённого и приобретённого иммунитета реализуется дозозависимым учащением инфекционного синдрома у работников ПО «Маяк» с накопленной дозой внешнего облучения от 1 до 4 Гр в отдалённом периоде пролонгированного облучения.

Апробация работы

Основные результаты работы были представлены и обсуждены на IV международно конгрессе «Иммунореабилитация и реабилитация в медицине» (Сочи, 1998), IV международно симпозиуме «Урал атомный. Урал промышленный» (Екатеринбург, 1998, 1999), международно симпозиуме «Хроническое радиационное воздействие: возможности биологической индикации» (Челябинск, 2000), международной конференции «Биологические эффекты малых доз ионизирукице" радиации и радиоактивное загрязнение среды» (Сыктывкар, 2001), IV съезде по радиационш исследованиям (Москва, 2001), X международном симпозиуме «Урал атомный, Ур промышленный» (Сунгуль, 2002), юбилейной научной конференции «Гигиенические дозиметрические и медико-биологические аспекты отдалённых эффектов хронического облучения) (Озёрск, 2003), V съезде «Радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность» (Москва 2006), IV международной научно-практической конференции «Медицинские и экологически эффекты ионизирующего излучения» (Северск-Томск, 2007), Всероссийской научно-практическо конференции «Актуальные вопросы медицинской и социальной реабилитации граждан подвергавшихся воздействию радиации» (Томск, 2008), Российской научной конференции «Медико биологические проблемы токсикологии и радиологии» (Санкт-Петербург, 2008), II международно экологическом форуме «Окружающая среда и здоровье человека» (Санкт-Петербург, 2008).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 20 работ: 4 статьи в журналах, входящих в перечен научных изданий, рекомендованных ВАК и 16 тезисов докладов.

Структура и объём диссертации.

Диссертация изложена на 188 страницах, и состоит из введения, обзора литературы, описан материалов и методов исследования, четырёх глав результатов собственных исследований обсуждения, выводов, списка литературы и приложения. Результаты выполненной рабо иллюстрированы 24 таблицами и 22 рисунками. Список литературы содержит 29 библиографических источников, из них 224 отечественных и 67 иностранных публикаций.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Исследование иммунного статуса проведено у 343 работников ПО «Маяк» (55 % мужчин и 4 % женщин), большая часть которых была нанята на работу с 1948 по 1958 годы. Cjpe обследованных лиц 26% (88 человек) составили работники реакторного производства, 62% (21

человек) - радиохимического завода, 11% (38 человек) - профессионалы завода по производству плутония и 1% (4 человека) - работники вспомогательных подразделений ПО «Маяк», периодически посещавшие основные заводы по производственной необходимости. В процессе работы на предприятии персонал ПО «Маяк» подвергался внешнему у - облучению или сочетанному внешнему у- и внутреннему а-облучению инкорпорированным В9Ри. Сведения об индивидуальных дозах у-облучения были получены в службе радиационной безопасности ПО «Маяк» (руководитель -Василенко Е.К.). Данные о содержании

239рц

в организме работников ПО «Маяк» по результата:« прижизненного измерения нуклида в моче были предоставлены сотрудниками биофизической лаборатории ЮУрИБФ (руководитель - Хохряков В.В.). Накопленные за все годы работы дозы внешнего у-облучения в основных группах наблюдения составляли от 0,21 до 7,90 Гр (таблл).

Таблица 1

Характеристика групп наблюдения в зависимости от накопленной дозы внешнего у-облучения

Группы наблюдения № группы Накопленная доза внешнего облучения, Гр Количество обследованных лиц

Всего Мужчины Женщины

N % п % п %

Сравнения I 0,002- 0,20 57 17 28 49 29 51

Основные II 0,21-1,00 67 20 42 63 25 37

III 1,01-2,00 75 22 34 45 41 55

IV 2,01-3,00 45 13 29 64 16 36

V 3,01-4,00 42 12 23 55 19 45

VI Выше 4,00 37 10 21 57 16 43

Итого N 323 177 146

% 100 55 45

Группа сравнения была сформирована из работников ПО «Маяк», накопленная доза внешнего у-облучення которых не превышала 0,20 Гр. Содержание 239Ри в организме обследованных лиц згой группы было нюхе минимального детектируемого количества. У 74% лкц основных групп (О-VI группы) содержание плутония в организме составляло от 0 до 1,48 кБк, у 11 % - превышало 1,48 кЕк и у 15 % - не контролировалось.

Для сопоставления с группой сравнения дополнительно была сформирована группа из 20 человек, доза внешнего облучения которых составила менее 0,2 Гр, а уровень Ри239 в организме был в диапазоне от 0,31 до 5,48 кБк.

Лица основных групп и группы сравнения при приёме на работу подвергались строгому медицинскому отбору. В результате этого во всех группах в равной степени имел место «эффект здорового рабочего», в течение всей трудовой деятельности каждый работник ПО «Маяк» ежегодно проходил медицинский осмотр. В сформированные группы не были включены лица, имеющие на период обследования онкологические, острые воспалительные и инфекционные заболевания. Спектр и количество остальных заболеваний в группах был одинаков. Возраст обследованных лиц составлял 70,83± 0,32 года. Курили 62,7 % мужчин и 1,0 % женщин.

б

Исследование иммунного статуса проводили, применяя комплекс стандартных методов (для анализа использовали сыворотку и лейкоциты периферической крови). Часть биоматериала была получена из кряобанка радиобиологического Хранилища ЮУрИБФ (руководитель Муксинова К.Н.). Были изучены следующие показатели врождённого и приобретённого иммунитета:

1. Фагоцитарная активность нейтрофилов (по способности этих клеток поглощать частицы латекса).

2. Бактерицидная кислородзависмая активность нейтрофилов (тест с НСТ).

3. Количество лимфоцитов следующих фенотипов: натуральные киллеры (НК), Т-лимфоциты (Тл), В-лимфоциты (Вл), Т-хелперы (Тх), цитотоксические Т- лимфоциты (цТл). Анализ количества популяций и субпопуляций проводили с помощью проточной цитометрии и микроскопии с использованием моноклоналкных антител (тест-набор ООО «Сорбент» г.Москва). Проточную цитометрию проводили на базе Центра лабораторной диагностики заболеваний матери и ребёнка г. Екатеринбург (прибор марки Fac Scan фирмы Becton Dickinson, США).

4. Гемолитическая активность системы комплемента (метод Зейфорда М. в модификации Хубера X. и др.).

5. Активность компонентов системы комплемента CI, С2, СЗ, С4, С5 (активация по классическому пути; набор реагентов НИИ гематологии и переливания крови МЗ РФ, г.Киров).

6. Количественная оценка уровней СЗ, С4 и С5 компонентов комплемента в сыворотке (метод ИФА с использованием тест-набора фирмы «Цитоккн», г. Санкт-Петербург).

7. Содержание иммуноглобулинов (IgM, IgG, IgA) в сыворотке крови проводили двумя методами: ИФА с помощью тест-наборов ProConlg фирмы «Протеиновый контур» (г. Санкт-Петербург) и иммунодиффузии по Манчини с применением тест-наборов «D-test», фирмы «Иммунотест» (г: Москва)

8. Концентрацию IFN-a; IL-1P; TNFa, IFN-y и IL-10 в сыворотке исследовали с помощью ИФА ( тест-наборы фирмы «Цитокин», г. Санкт-Петербург).

9. Изучение концентрации растворимых рецепторов к TNF - TNF-RI (р55) и TNF-RII (р75) проводили методом ИФА (тест - наборы с усиленной чувствительностью фирмы BIOSOURCE, Бельгия).

Проведён анализ частоты инфекционного и аллергического синдромов у обследованных лиц за пять лет, предшествующих иммунологическому исследованию. К инфекционному синдрому относили острые и обострение хронических воспалительных процессов органов дыхания, мочеполовой и костно-мышечной системы, кожи, уха, глаз (Караулов А.В., 1999; Иванов В.К. и др., 2005). К аллергическому синдрому причисляли аллергические и атонические дерматиты, экзему,

бронхиальную астму, ноллиноз, крапивницу, отёк Квинке (Караулов A.B., 1999; Тотодян A.A. и др., 2002).

Полученные данные анализировали с помощью пакета статистических программ Statistica 6.0. Предварительный анализ включал определение распределения каждого показателя, проверку справедливости нулевой гипотезы о равенстве всех средних значений в исследуемых группах при помощи однофакторного дисперсионного анализа и критерия Фишера (F). Далее для сопоставления показателей у лиц в основных группах с данными в группе сравнения применяли критерии для оценки множественных сравнений Даннета (д' ), между группами - Нькжена-Кейлса (q) для нормального и близкого к нормальному распределению. Наличие межгрупповых различий для переменных, не имеющих нормального распределения, определяли при помощи критерия Крускала-Уоллиса (Н); в этом случае множественные сопоставления групп с группой сравнения проводили с помощью критерия Данна (Q'; Гланц С., 1999). Оценку связи между иммунными показателями и величинами накопленной дозы внешнего у - облучения проводили с помощью коэффициента корреляции и уравнения регрессии ( а < 0,05). Число лиц, имеющих отклонения исследуемого показателя от нормы в каждой группе, сопоставляли с данными в группе сравнения по критерию z (Гланц С., 1999). Критерий z применяли для больших объёмов выборок с нормальным распределением (пр* и п(1-рл) больше 5, где и - число лиц с отклонениями, арл - выборочная доля). Для остальных условий использовали критерий Фишера (F) (Плохннский H.A., 1970; Платонов А.Е., 2000).

Для выявления влияния радиационных и демографических факторов на иммунный статус нами были выделены несколько факторов, которые могли влиять на иммунные показатели в отдалённом периоде: накопленная доза внешнего у - облученкя; период накопления дозы; максимальная годовая доза внешнего облучения; количество лет, в течение которых годовая доза внешнего облучения превышала 0,50 Гр; содержанке плутония в организме; поглощённая доза плутония на печень; поглощённая доза плутония на красный костный мозг; характер производства (реакторный, радиохимический, плутониевый заводы); пол; возраст на момент обследования. Тесноту связи между факторами определяли коэффициентом множественной корреляции. Зависимость между несколькими переменными величинами описывали уравнением множественной регрессии.

Результаты собственных исследований и их обсуждение

В результате проведённых исследований в отдалённом периоде после пролонгированного облучения у части обследованных работников ПО «Маяк» было выявлено снижение величины клеточных и гуморальных факторов врождённого иммунитета. Уменьшение содержания фагоцитирующих нейтрофилов отмечено у лиц основных групп при накопленных дозах внешнего облучения выше 3 Гр по отношению к группе сравнения. Частота случаев снижения этого

показателя, а также поглотительной активности нейтрофилов периферической крови имело место в группах лиц с накопленными дозами, превышающими 2 Гр. Зарегистрирована обратная зависимость изменения количества фагоцитирующих нейтрофилов от накопленной дозы внешнего облучения (г = - 0,30±0,05; п =258, а = 0,000001, рис.1), уравнение регрессии имело вид:

Г = а + ЪХ (1),

где У- среднее относительное количество фагоцитов периферической крови в группах, % Х- средняя накопленная доза облучения в группах, Гр, а = 46,53±1,42 (а = 0,000000), Ь = - 2,94±0,58 (а = 0,000001)

Рис. 1 Зависимость относительного количества фагоцитов у работников ПО «Маяк» от накопленной дозы внешнего облучения.

По оси абсцисс - накопленная доза облучения, Гр;

по оси ординат - относительное количество фагоцитирующих нейтрофилов (%).

При сочетакном воздействии внутреннего а- (содержание плутония в организме более 0,75 кБк) и внешнего у - излучения обнаружена зависимость количества фагоцитирующих нейтрофилов как от накопленной дозы внешнего облучения, так и периода её накопления: с увеличением дозы и уменьшением периода её накопления концентрация фагоцитов в крови уменьшалась. Коэффициент корреляции составил Я = 0,39, Р = 5,13 (а = 0,0089, п=62). Уравнение регрессии имело вид:

г^а + ЪХ+сУ (2),

где Х- относительное количество фагоцитирующих нейтрофилов;

Х- период накопления дозы, годы;

У - накопленная доза внешнего облучения (Гр);

расчётные коэффициенты равны: а = 37,41 ± 4,30 (а = 0,00000), Ь = - 2,22 ± 0,85

(а = 0,0114), с = 0,30 ± 0,14 (а = 0,034). Вклад накопленной дозы облучения и периода её накопления в изменение количества фагоцитирующих нейтрофилов составил 16,59%

Кислородзависимая бактерицидная активность нейтрофилов в группе лиц с накопленной дозой выше 4 Гр имела тенденцию к снижению (9,И ± 4,22, а = 0,08, п = 33) и была ниже на 14% при сопоставлении с группой сравнения.

Снижение содержания фагоцитов и функциональной способности нейтрофилов у профессионалов ПО «Маяк» могло быть обусловлено изменением гранулоцитопоэза. Так, исследователями ГНЦ ЙБФ и ЮрИБФ МЗ РФ было выявлено, что в отдалённые сроки пролонгированного облучения (через 5-30 лет) у лиц, подвергавшихся преимущественно внешнем)' у-облучению в дозах выше ПД (предельная доза) или сочетанному внешнему у- и внутреннему а-облучению (содержание плутония в организме более 0,74 кБк), сохранялась частичная депрессия гранулоцитопоэза. Обнаруженное угнетение гранулоцитопоэза характеризовалось гипоплазией гранулоцитарного ростка кроветворения (Вялова H.A. и др., 1977; Пестерншсова B.C., Суходоев В.В., 1977; Пестерникова B.C., 1985). Ранее в эксперименте на крупных лабораторных животных (собаках) было показано стойкое угнетение гранулоцитопоэза после пролонгированного облучения. Так, через 1,5 года после длительного у-облучения в дозе 0,1 Гр/сут в течение 5 месяцев (суммарно 13 Гр) или сочетанного внешнего у-облучения в той же дозе и а-облучения инкорпорированным плутонием (внутривенное четырёхкратное введение по 1,85 кБк/кг), наблюдалось уменьшение популяции костно-мозговых предшественников гранулоцитов (Байсоголов Г.Д., Богатов JI.B., 1961). Стойкие изменения в отделе стволовых кроветворных клеток, которые накапливались и сохранялись в течение всей жизни, в отдалённом периоде могли привести к изменению как количества, так и активности иммунокомпетентных клеток. Снижение активности иммунокомпетентных клеток, вероятно, связано с изменениями в структуре мембраны и её функциональных свойств (Астанов А.Т., Любошиц С.Е. 1964; Жербин Е.А., Чухловин А.Б. 1989; Клкмкина Л.А. и др., 2006, 2007), по-видимому, за счёт изменения в рецепторном аппарате клеток. Возможной причиной снижения активности нейтрофилов в отдалённом периоде у обследованных лиц могло быть изменение конформации рецепторов на поверхности клеток, которое препятствует эффективному взаимодействию рецептора с лигандом, и как результат приводит к снижению продукции цитокинов. Не исключено, что в позднем периоде пролонгированного облучения индуцируется спонтанный апоптоз фагоцитирующих нейтрофилов. Возможным подтверждением этому факту может служить показанное нами увеличение в сыворотке крови у обследованных работников ПО «Маяк» TNF и его рецептора RI с повышением дозы внешнего облучения.

У обследованных лиц с накопленной дозой внешнего у-облучения до 4 Гр не выявлено статистически значимого изменения в абсолютном и относительном количестве популяции НК.

Увеличение относительного содержания натуральных киллеров отмечено в группе лиц с накопленными дозами от 4,0 до 7,9 Гр. Среднее относительное и абсолютное количество НК у лиц в этой группе было достоверно выше при сопоставлении со значениями этого показателя при накопленных дозах от 1 до 4 Гр. Выявлена нелинейная зависимость относительного количества этих клеток от накопленной дозы внешнего облучения. Коэффициент корреляции был равен R = 0,43, F = 28,05 (а = 0,000001, п = 126). Уравнение регрессии имело вид параболы второго порядка:

Y = a + bX+cX2 (3).

где У- количество натуральных киллеров (%);

Х- накопленная доза внешнего облучения (Гр);

расчётные коэффициенты уравнения регрессии равны а = 9,50 ± 1,12 (а = 0,00000),

b = - 3,06 ± 0,85 (а = 0,00046), с = 0,79 ± 0,13 (а = 0,00000). Вклад дозы внешнего у-облучения в изменение относительного количества натуральных киллеров составил 36,76%.

Роль НК не ограничивается участием в противоопухолевой и антивирусной защите. Они принимают участие в процессах пролиферации, дифференцировки, супрессии или активации В-лимфоцитов, в индукции супрессорной активности Т-лимфоцитов, созревании прекурсоров цитотоксических Т-лимфоцитов, генерации вирусспецифических цТл, модуляции регуляторных свойств моноцитов/макрофагов. Все эти функции НК обусловлены их способностью продуцировать ряд цитокинов - IFN-a, -ß, -у, IL-1, IL-2, IL-3, IL-5, IL-8, IL-13, TNFa, колониестимулирующие факторы, хемокины и др. (Хаитов P.M., Пинегин Б.В., 2000; Лыков А.П., Козлов В.А., 2001; Пинегин Б.В., Дамбаева C.B., 2007). НК могут блокировать дифференцировку гранулоцитарных клеток при продукции IFN-y или способствовать поддержанию роста КОЕ, вырабатывая ГМ-КСФ и участвуя тем самым в регуляции гемопоэза. Обращает на себя внимание факт увеличения количества НК при высоких дозах внешнего у-облучения ( > 4 Гр). Можно было предположить, что повышение числа этих клеток обусловлено активацией продукции цитокинов. Однако в нашем исследовании при изучении сывороточных цитокинов IFN-y или IFN-a, являющимися активаторами продукции НК, не отмечено изменения их уровня при дозах более 4 Гр. Вероятно увеличение количества НК у этих лиц было вызвано повышением содержания коммитированных предшественников НК. Подтверждением могут служить данные, полученные Кирилловой E.H., Пестерниковой B.C. (1989), которые показали увеличение пула КОЕ-Л в костном мозге у работников ПО «Маяк» с накопленной дозой внешнего облучения более 4 Гр через 30 лет от начала облучения.

Увеличение количества НК и, как показано далее, концентрации рецептора TNFRI, могло обусловить снижение частоты инфекционного синдрома в этой группе.

На большинстве циркулирующих клеток имеются рецепторы к компонентам системы комплемента. Несмотря на то, что общая активность системы комплемента существенно не

отличалась между группами, выявлено снижение гемолитической активности отдельных компонентов системы комплемента у работников ПО «Маяк»: СЗ и С4 у лиц с накопленными дозами превышающими 1 Гр, С2 и С5 - с дозами выше 4 Гр (рис. 2). Отмечено увеличение числа лиц с низкой активностью СЗ и С5 компонентов системы комплемента при увеличении накопленной дозы внешнего облучения > 4 Гр, а С2 при дозах более 1 Гр. Снижение активности С4, вероятно, могло приводить к снижению функции компонентов С2 и СЗ, а уменьшение активности СЗ и С5 могло вести к уменьшению количества фагоцитирующих клеток.

<0,2 у 1,00-4,00 выше 4,00

Рис. 2 Гемолитическая активность компонентов системы комплемента у обследованных лет сравниваемых групп

По оси абсцисс - компоненты системы комплемента;

по оси ординат - накопленная доза внешнего облучения, Гр;

по оси аппликат - гемолитическая активность компонентов комплемента, гем.ед.

■ Группа лиц с накопленными дозами менее 0,20 Гр | { Группа лиц с накопленными дозами 1,00-4,00 Гр | | Группа лиц с накопленными дозами выше 4,00 Гр *- различия статистически значимы при сопоставлении с группой сравнения (а <0,05)

В отдалённом периоде после пролонгированного внешнего у- и сочетанного внешнего у- и внутреннего а-облучения у части обследованных работников ПО «Маяк» отмечены изменения величины клеточных и гуморальных факторов приобретённого -иммунитета. Основные изменения обнаружены в Т-клеточной популяции. Было выявлено снижение относительного содержания Т-лимфоцитов у лиц, накопленная доза внешнего у-облучения которых превышала 1 Гр и абсолютного

количества Т-лимфоцитов при дозе более 2 Гр (табл.2). Зарегистрирована обратная связь между количеством этих клеток и накопленной дозой внешнего у-облучения (коэффициент корреляции г = -0,18±0,07; а = 0,02, п = 170).

Таблица 2

Абсолютное количество Т-лимфоцитов (х109/л) у обследованных лиц с разными дозами внешнего у облучения (Гр)

Показатели Группа сравнения <0,20 (I) Основные группы наблюдения

0,21-1,00 (II) 1,01-2,00 (III) 2,01-3,00 (IV) 3,00-4,00 (V) Выше 4,00 (VI)

Среднее 1,53 1,21 1,21 1,00** 1,16* 1,28

Стандартное отклонение 0,76 0,44 0,54 0,36 0,44 0,50

Количество обследованных лиц 43 11 35 18 28 27

Примечание: *а<0,05 и **а<0,01 - различия достоверны с показателями в группе сравнения

В группе лиц, с накопленной дозой внешнего облучения от 1 до 2 Гр отмечено значимое снижение относительного количества субпопуляций лимфоцитов, имеющих преимущественно Т-хелперную активность (CD4+) и цТл (CD8+). Достоверное уменьшение количества цТл выявлено при увеличении дозы более 4 Гр. Необходимо отметить, что у мужчин значимое снижение содержания цТл наблюдалось уже при дозах 0,21-1,00 Гр, а в группе, где накопленная доза превышала 4 Гр, уменьшение этого показателя было ещё более выраженным. Дозозависимое снижение Тл, вероятно, в первую очередь, было обусловлено снижением количества цТл (г = - 0,22 ± 0,07, п = 163, а = 0,004) с увеличением накопленной дозы, более выраженным у мужчин (г = - 0,28 ± 0,09, а = 0,02, п = 69).

Установлено, что под влиянием облучения нарушается баланс Th 1 и Th 2, который определяет тип иммунного ответа: клеточноопосредованный или гуморальносоставляющий (Ярилин А.А., 1997). Эти субпопуляцни Т-хелперов находятся в условиях антагонизма, который реализуется с участием IFN-y и IL-10. Нарушению баланса дифференцировки в сторону Th 2 может способствовать и снижение функции TLR (Toll-like receptors), в результате чего происходит усиление синтеза цитокинов IL-4, IL-5, IL-10 (Симбирцев А.С., 2005). Можно полагать, что выявленное уменьшение субпопуляции Т-хелперов, в первую очередь было обусловлено снижением Th 2, однако, нами не обнаружено изменения концентрации IFN-y, что могло бы косвенно свидетельствовать о повышении количества Th 1. Не отмечено изменения и в содержании IL-10, увеличение этого цитокина опосредованно свидетельствовало бы об усилении эффекторной функции Т-лимфоцигов-регуляторов (Тг), которое также могло бы смещать равновесие в сторону гуморального ответа. Снижение содержания цТл и Тх может приводить к ослаблению иммунного ответа, что, вероятно, может способствовать повышению частоты инфекционного синдрома.

13

Было зарегистрировано снижение абсолютаого количества B-лимфоцитов во всех основных группах (табл.3), что согласуется с данными Кирилловой E.H. и Пестерниковой B.C. (19S9), показавших снижение пула коммитированных предшественников B-лимфоцитов костного мозга у работников ПО «Маяк» в позднем периоде.

Таблица 3

Абсолютное количество B-лимфоцитов (х109/л) у обследованных лиц с разными накопленными дозами внешнего облучения (Гр)

Показатели

Группа сравнения <0,20 (I)

0,21-1,00 (И)

Основные группы наблюдения

1,01-2,00 (III)

2,01-3,00 (IV)

3,00-4,00 (V)

Выше 4,00 (VI)

Среднее

0,31

0,18**

0,20*

0,18**

0,22*

0,20*

Стандартное отклонение

0,19

0,08

0,10

0,10

0,14

0,10

Количество обследованных лиц

43

35

17

26

21

Примечание *а<0,05 и **а<0,01 - различия достоверны с группой сравнения

Зарегистрированное снижение количества В-лимфоцитов в группах было более выраженным, у женщин. У мужчин в сравниваемых группах не зарегистрировано существенных различий в данном показателе, но выявлена корреляция концентрации IgG с накопленной дозой внешнего облучения: г = - 0,23±0,08, а = 0,01, п = 115. Можно было бы предположить, что полученные данные говори о снижении выработки этого класса иммуноглобулинов В-лимфоцитами у мужчин при увеличении накопленной дозы. Однако расчётный индекс, косвенно характеризующий выработку антител одной В - клеткой, не подтвердил это предположение. В исследуемых группах не выявлено зависимости изменения концентрации IgA и IgM от накопленной дозы внешнего облучения. Следует отметить, что при сочетанном воздействии внешнего и внутреннего облучения (с преимущественно внутренним a-облучением при содержании плутония 0,31+5,48 хБк и накопленной дозой внешнего у-облучения у работников данной группы менее 0,20 Гр) отмечено значимое снижение концентрации IgA.

Выявленные изменения иммунных показателей свидетельствуют об остаточном радиационном поражении иммунной системы в отдалённом периоде пролонгированного облучения у обследованных работников ПО «Маяк» при накопленных дозах внешнего у-облучения от 0,21 до 7,9 Гр. Для выяснения механизмов обнаруженных изменений в позднем периоде пролонгированного облучения было исследовано содержание некоторых ключевых цктокинов в сыворотке периферической крови. Многообразие биологических эффектов цитокинов, медиаторов межклеточных взаимодействий, регулирующих развитие клеток, ряд физиологических функций и поддержание гомеостаза (Кетлинский С.А., Симбирцев А.С., 2008), позволяет предполагать участие

их во многих патологических процессах, в том числе и в развитии злокачественных новообразований (Фрейдлин И.С., 2001).

В отдалённом периоде пролонгированного облучения у обследованных лиц не отмечено зависимости концентрации IL-lß; IL-10; IFN-a; IFN-y в сыворотке крови от накопленной дозы внешнего облучения. Выявлена зависимость содержания TNF а в сыворотке крови работников ПО «Маяк» от накопленной дозы внешнего облучения в диапазоне от 0,01 до 3 Гр ( г = 0,41 ±0,13,

Рис. 3 Зависимость концентрации TNFa в сыворотке крови от накопленной дозы внешнего облучения (Гр) у работников ПО «Маяк» в отдалённом периоде пролонгированного облучения.

По оси абсцисс - накопленная доза внешнего облучения, Гр;

по оси ординат - концентрация TNFa в сыворотке, пкг/мл.

Большое значение в реализации эффектов TNFa имеют рецепторы TNF - первого типа TNFRI (р55, CD 120а) и второго типа - TNFRII (р75, CD120b). Средние уровни содержания sTNFRI в сыворотке лиц, накопленная доза которых превышала 1 Гр, были достоверно выше, чем в группе сравнения. С возрастанием накопленной дозы увеличивалось количество лиц в группах с отклонениями в сторону повышения концентрации sTNFRI. Выявлена достоверная прямая зависимость концентрации растворимого рецептора TNF первого типа от накопленной дозы внешнего облучения: г = 0,36, а = 0,005, п = 59 (рис.4).

6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 С,00

Рис.4 Корреляционная зависимость концентрации sTNFRI от дозы внешнего облучения у работников ПО «Маяк» в отдалённом периоде пролонгированного облучены. По оси абсцисс - накопленная доза внешнего облучения, Гр; по оси ординат - концентрация sTNFRI в сыворотке, нг/мл.

Как показали результаты многофакторного анализа, концентрация sTNFRI зависела ке только от накопленной дозы внешнего у-облучения, но и от концентрации sTTMFRIf. Коэффициент-корреляции составлял R = 0,71, F = 18,7 (а = 0,00000), п = 40. Уравнение регрессии имело следующий вид:

Z = a + bX+cY (4),

где Z - концентрация sTNFRI в сыворотке,

X - накопленная доза внешнего облучения (Гр), Y - концентрация sTNFRII (нг/мл);

коэффициенты регрессии: а = 1,02±0,29 (а = 0,001), b = 0,15±0,06 (а = 0,02), с = 0,16+0,04 (а = 0,00018). Вклад обоих факторов в изменение sTNFRI составил 50,27 %.

Повышение концентрации sTNFRI, возможно, явилось следствием увеличения уровня TNFa. По данным литературы растворимые рецепторы могут действовать как конкурентные ингибиторы связывания и биологической активности цитокинов (Fernandez-Botran R., 1999). sTNFRI обладает большим аффинитетом к TNFa по сравнению с рецептором второго типа (Grell М. et sl, 1998), а комплекс TNFa-sTNFRI является результатом взаимодействия TNFRI и TNFRII (Tartaglia L.A. et al, 1993, 1993а, 19936). Растворимые рецепторы могут образовываться в результате шеддинга (слущивания) мембранных рецепторов с клеточной поверхности и/или трансляции альтернативных сплайсинговых вариантов (Fernandez-Botran R., 1999; Анисимова Н.Ю.и др., 2003). Не исключено, что повышение концентрации sTNFRI у обследованных лиц основных групп в отдалённом периоде

после пролонгированного внешнего у-облучения является следствием усиления этих процессов. Увеличение шедцинга может быть результатом изменения физико-химических параметров мембран клеток после облучения (Ушсей-Оепос! Ь.е1 а1, 2001; Климкина Л.А. и др., 2006, 2007), а также, возможно, активации шеддаз. Можно предположить, что отмеченная активация продукции эТОТЫ в отдалённом периоде пролонгированного облучения, имеет компенсаторное значение на фоне снижения количества клеток, участвующих в реакциях иммунитета.

Обнаруженные стойкие изменения иммунных показателей у обследованных работников радиационно-опасного предприятия спустя 15-20 лет после пролонгированного внешнего у-облучения реализовались повышением частоты инфекционного синдрома (рис.5), статистически значимого учащения аллергического синдрома не отмечено.

группа 0,21-1,00 1,00-2,00 2,00-3,00 3,00-4,00 выше 4,00 сравнения

Рис.5 Частота инфекционного синдрома у работников ПО «Маяк» в отдалённом периоде пролонгированного облучения.

По оси абсцисс - накопленная доза внешнего облучения, Гр;

по оси ординат - количество лиц с инфекционным синдромом в группах наблюдения, %. Различия статистически значимы с показателями в группе сравнения: О - а<0,1; * - а<0,05 ; *** - а<0,0000

При анализе связи процента лиц с инфекционным синдромом в группах с накопленной дозой облучения отмечена сильная положительная линейная корреляция при дозах от 0,02 до 4 Гр (г = 0,99±0,01, а = 0,002, п = 5). Статистически подтверждена связь повышения частоты инфекционных заболеваний в группах с увеличением количества отклонений иммунных показателей от нормальных значений (г = 0,92+0,07, а = 0,03). Снижение количества случаев инфекционного синдрома в группе лиц с накопленной дозой более 4 Гр, вероятно, связано с рядом причин. Не исключено, что до настоящего момента дожили наиболее резистентные к действию радиации лица, с более высокой степенью репаративных процессов, о чём свидетельствует увеличение или приближение к норме

ряда показателей в этой группе. Наряду с этим могло происходить изменение механизмов противоинфекционной защиты (снижение количества фагоцитирующих нейтрофилов и цТл на фойе увеличения численности натуральных киллеров и повышения концентрации растворимого рецептора к TNF первого типа).

Таким образом, у обследованных работников основных заводов ПО «Маяк», подвергавшихся пролонгированному внешнему у-облучению в процессе трудовой деятельности в дозах от 0,21 Гр до 7,9 Гр или сочетанному внешнему у- и внутреннему сс-облучению за счет воздействия инкорпорированного ^'Ри в количествах, не превышающих 1,48 кБк, через 45-50 лет от начала и 1520 лет после прекращения работы в условиях производства выявлены изменения количественных и качественных характеристик эффекторов и регуляторов врождённого и приобретённого иммунитета, которые в отдалённом периоде реализовались учащенней инфекционного синдрома.

ВЫВОДЫ

1. Обнаружено снижение содержания фагоцитирующих нейтрофилов и их функции, активности компонентов системы комплемента С2, СЗ, С4, С5 у работников ПО «Маяк», накопленные дозы которых за весь период работы были выше 1-2 Гр. Выявлена значимая обратная зависимость количества фагоцитов от накопленной дозы внешнего облучения.

2. У работников основного производства ПО «Маяк» отмечено дозозависимое уменьшение количества Т-лимфоцитов, преимущественно за счет более низкого содержания цитотоксических Т-лимфоцитов. Снижение содержания B-лимфоцитов не зависело от накопленной дозы, однако, с увеличением уровня внешнего у - облучения отмечено снижение IgG у мужчин.

3. В исследуемый период у работников атомного производства, подвергавшихся внешнему у -облучению, выявлено дозозависимое повышение концентрации одного из основных цитокинов -TNFa и рецептора sTNFR 1-го типа.

4. Определены наиболее информативные показатели иммунитета в отдаленном периоде пролонгированного облучения, свидетельствующие о связи выявленных изменений у персонала ПО «Маяк» с радиационным воздействием: количество фагоцитирующих нейтрофилов в крови, содержание Т-лимфоцитов и цитотоксических Т-лимфоцатов, уровень TNF и его рецептора 1-го типа.

5. Снижение факторов врожденного и приобретенного иммунитета а отдаленном периоде пролонгированного облучения реализовалось учащением инфекционно-воспалительных заболеваний у работников атомного производства, подвергшихся сочетанному внешнему у - (в диапазоне доз от 1 до 4 Гр) и внутреннему а - облучению (содержание плутония в организме более 0,35 кБк). Выявлена прямая достоверная зависимость частоты инфекционного синдрома от дозы внешнего у - облучения.

6. Считаем необходимым, включать исследования иммунитета в программу медико-биологического обследования персонала радиационно-опасных предприятий.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кириллова, E.H. Иммуномодулирующие препараты в минимизации отдаленных эффектов радиации / E.H. Кириллова, К.Н. Муксинова, Э.Б. Макарова, Е.Д. Другова, PJî. Степаненко [Текст] // Иммунореабилитация и реабилитация в медицине: материалы IV междунар. конгресса. - M.: «InterJ of Immunorehabilitation», 1998.-№8. - C.175.

2. Другова, Е.Д. Сравнительная оценка эффективности препаратов иммунормодулирующего действия в восстановлении иммунитета после облучения. [Текст] / Е.Д. Другова, E.H. Кириллова // Там же, - С. 155

3. Кириллова, E.H. Модификация иммуцокорректорами соматико-стохастических последствий профессионального облучения у ветеранов ПО «Маяк» [Текст] / E.H. Кириллова, К.Н. Муксинова, Э.Б. Макарова, Е.Д. Другова, М.Л. Захарова // Урал атомный, Урал промышленный: сб. тез. докл. IV межд. симп., 22-24 сентября 1998. - Екатеринбург: Изд-во УрОРАН, 1998,-С.118-120.

4. Кириллова, E.H. Иммунологические эффекты в отдалённом периоде после профессионального облучения. [Текст] / E.H. Кириллова, К.Н. Муксинова, Е.Д. Другова, М.Л. Захарова, Т.И. Урядницкая, СЛ. Романов // Урал атомный, Урал промышленный: сб. тез. докл. VII межд. симп., Екатеринбург: Изд-во УрОРАН, 1999. - С.62-63.

5. Кириллова, E.H. Оценка иммунного статуса в отдалённом периоде после профессионального облучения [Текст] / E.H. Кириллова, К.Н. Муксинова, С.А. Романов, Е.Д. Другова, М.Л. Захарова, Т.И. Урядницкая, О.Е.Харитонов, Йон Рейган, Л. Тор, П. Брэндзаг // Хроническое радиационное воздействие: возможности биологической индикации: сб. тез. докл. междунар. симп., 14-16 марта 2000. - Челябинск, 2000. - С. 130-131.

6. Другова, Е.Д. Оценка иммунного статуса у ветеранов ПО «Маяк» [Текст] / Е.Д. Другова, E.H. Кириллова, Е.Д. // Молодые учёные на пороге 21 века: сб. тез. докл. молодёжной научно-практ. конф., 2-3 марта 2000. - Озёрск: Изд-во ПО «Маяк», 2000. - С.79.

7. Кириллова, E.H. Эффективность миелопида в минимизации отдаленных последствий профессионального облучения [Текст] / E.H. Кириллова, К.Н. Муксинова, Е.Д. Другова, М.Л. Захарова, С.Н. Соколова, O.E. Харитонов, Т.И. Урядницкая, Р.Н. Степаненко // Иммунология. -2001. -№1. -С.30-36.

8. Кириллова, E.H. Оценка иммунитета у работников атомного производства в отдалённом периоде после профессионального облучения. [Текст] / E.H. Кириллова, К.Н. Муксинова, Е.Д. Другова // Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное

загрязнение среды: сб. тез. докл.междунар.кояф. Бяорад-200], 20-24 марта 2001. - Сыктывкар, 2001.-С.61-62.

9. Кириллова, E.H. Состояние иммунитета у работников ПО «Маяк» в отдалённом периоде после профессионального облучения [Текст] / E.H. Кириллова, К.Н. Муксинова, Е.Д. Другова, B.JI. Рыбкина, M.JI. Захарова, Т.И. Урядницкая // Радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность: материалы IV съезда по радиационным исследованиям, 20-24 ноября 2001. - М: Изд-во Российского университета дружбы народов, 2001. - Т.1. - С.202.

10. Кириллова, E.H. Иммуномодуляторы в профилактике отдалённых последствий профессионального облучения. [Текст] / E.H. Кириллова, К.Н. МуксиноЕа, Е.Д. Другова, В.Л. Рыбкина, М.Л. Захарова, Т.И. Урядницкая И Урал атомный, Урал промышленный: сб. тез. докл. X междунар. симп., озеро Сунгуль. - Екатеринбург: Изд-во УрОРАН, 2002. - С.78-80.

11. Кириллова, E.H. Изменение иммунного статуса у персонала ПО «Маяк» в отдалённом периоде после профессионального и техногенного облучения и клиническая реализация выявленных нарушений иммунитета. [Текст] / E.H. Кириллова, К.Н. Муксинова, Е.Д. Другова, М.Л. Захарова, В.Л. Рыбкина, Т.И. Урядницкая, С.Н. Соколова // Гигиенические, дозиметрические и медико-биологические аспекты отдалённых эффектов хронического облучения: сб. тез. докл. юбилейной науч. конф., 24-25 апреля 2003. - Озёрск, 2003. - С.97-98.

12. Кириллова, E.H. Состояние иммунитета в отдалённом периоде после профессионального облучения. [Текст] / E.H. Кириллова, К.Н. Муксинова, Е.Д. Другова, М.Л. Захарова, В.Л. Рыбкина, A.B. Ежова // Радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность: материалы V съезда по радиобиологическим исследованиям, 10-14 апреля 2006, Москва. - М: Фотон-век, 2006.-Т.I.- С. 105.

13. Кириллова, E.H. Иммунный статус у работников ПО «Маяк» и жителей г.Озёрска. [Текст] / E.H. Кириллова, К.Н. Муксинова, Е.Д. Другова, В.Л. Рыбкина, М.Л. Захарова, A.B. Ежова, Т.И. Урядницкая, С.Н. Соколова, O.E. Харитонов // Вопросы радиационной безопасности (спец. выпуск). - 2006. - №2. - С. 13-24.

14. Кириллова, E.H. Иммунный статус персонала ПО «МАЯК» в поздние сроки после профессионального облучения. [Текст] / E.H. Кириллова, Е.Д. Другова, К.Н. Мукскнова, В.Л. Рыбкина, МЛ. Захарова, A.B. Ежова, Т.Н. Урядницкая, O.E. Харитонов // Иммунология. -2007. - Т.28. - №1. - С.37-42.

15. Другова, Е.Д. Содержание TNFa и его рецепторов в сыворотке крови профессионалов в отдаленном периоде после пролонгированного облучения. [Текст] / Е.Д. Другова // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2007. - Т. 47. - № 6. - С.696-700.

16. Кириллова, E.H. Биологические маркеры радиационно-индуцированной иммунной недостаточности при профессиональном облучении людей и длительном облучении животных. [Текст] / E.H. Кириллова, К.Н. Муксинова, Е.Д. Другова // Медицинские и

20

экологические эффекты ионизирующего излучения: материалы IV междунар. научно-практич. конф., 11-12 апреля 2007, Северск-Томск. - Томск: ООО Графика, 2007. - С.112-113.

17. Кириллова, E.H. Состояние эффекторных и регуляторных звеньев системы иммунитета у работников ПО «Маяк» в отдаленном периоде профессионального облучения Актуальные вопросы медицинской и социальной реабилитации граждан, подвергшихся воздействию радиации [Текст] I E.H. Кириллова, К.Н. Муксинова, Ю.В. Дроздова, Е.Д. Другова, Т.И. Урядницкая // Актуальные вопросы медицинской и социальной реабилитации граждан, подвергавшихся воздействию радиации: материалы Всеросс. научно-практ. конф., 21-22 февраля 2008, Томск. - Томск: ООО Графика, 2008 - С. 61-64.

18. Кириллова, E.H. Маркеры иммунных нарушений в отдаленном периоде профессионального облучения. [Текст] / E.H. Кириллова, К.Н. Муксинова, Е.Д. Другова, Ю.В. Дроздова, Д.С. Ослина // Медико-биологические проблемы токсикологии и радиологии: сб. тез. докл. Российской науч. конф., 21-22 февраля 2008, Санкт-Петербург - Спб: ВМедА, 2008. -№3(23), приложение 1,— С.178-179.'

19. Кириллова, E.H. Регуляторные белки и цитокины в обеспечении иммунного гомеостаза у профессионалов радиационно-опасных предприятий [Текст] / E.H. Кириллова, К.Н. Муксинова, Е.Д. Другова, М.Л. Захарова, Д.С. Ослина // Окружающая среда и здоровье человека: сб. тез. докл. II междунар. эколог, форума, 29-30 мая 2008, Санкт-Петербург, - Спб: ВМедА, 2008. - №3 (23). - Приложение 2. - Часть1. - С.215-216.

20. Кириллова, E.H. Регуляторные сывороточные и мембранные белки как маркёры остаточного радиационного поражения в иммунной системе [Текст] / E.H. Кириллова, Е.Д. Другова, Ю.В. Дроздова, Д.С. Ослина, К.Н. Муксинова // Физиология ц патология иммунной системы. Иммунотерапия: материалы IV межд. конф. 15-17 сентября 2008, Москва. - М: Медицина-Здоровье: «Аллергология и иммунология». - 2008.- Т.9 - №3. - С.373,384.

ДРУГОВА ЕЛЕНА ДМИТРИЕВНА

ИММУННЫЙ СТАТУС У РАБОТНИКОВ РАДИАЦИОННО-ОПАСНОГО ПРОИЗВОДСТВА В ОТДАЛЁННОМ ПЕРИОДЕ ПРОЛОНГИРОВАННОГО

ОБЛУЧЕНИЯ

14.00.36 - аллергология и иммунология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Актуальность проблемы. В настоящее время имеются большие когорты людей, которые подвергались пролонгированному действию радиации в процессе трудовой деятельности на предприятиях атомной промышленности, привлечения к участию в ликвидации последствий крупномасштабных радиационных аварий, проживания на загрязнённых радионуклидами территориях, использования источников ионизирующего излучения в лечебных целях. Иммунная и кроветворная системы являются высоко радиочувствительными. Глубина их поражения и полнота восстановления играют важную роль в полноценном жизнеобеспечении как в ранние сроки, так -и в отдаленном периоде после пролонгированного радиационного воздействия (Рогачёва С.А. и др., 1959; Кириллова Е.Н. и Муксинова К.Н., 1988; Муксинова К.Н. и Мушкачёва Г.С., 1990). Отдалённые эффекты радиации могут быть I стохастическими и нестохастическими, однако, и те и другие нередко являются причиной тяжёлых заболеваний, приводящих к снижению продолжительности жизни. Исследование отдалённых последствий действия ионизирующего излучения на человека остаётся одним из актуальных направлений в современной биологии и медицине.

В многочисленных экспериментальных исследованиях было показано, что длительное действие источников внутреннего и внешнего излучения приводит к развитию гипопластических состояний кроветворной системы, в том числе и лимфоидной ткани (Белоусова О.И. и др. 1979; Seed Т.М. et al., 1980; Горизонтов П.Д. и др. 1983; Муксинова К.Н. и Мушкачёва Г.С., 1990 и др.). Остаточное радиационное поражение в иммунной системе сохраняется длительное время, в результате чего создаются реальные возможности для развития вторичного иммунодефицита, приводящего к нарушению иммунного контроля и способствующего реализации отдалённых последствий облучения

Кириллова Е.Н. и Муксинова К.Н. 1981; Кириллова, Е.Н., 1990; Калмыкова, З.И. и др. 1996)

При исследовании состояния иммунитета в отдаленном периоде после аварии у ликвидаторов аварии на ЧАЭС и жителей, проживавших на загрязненной радионуклидами территории, наблюдали дисбаланс в разных звеньях иммунитета (Мс Kinnon W. et ah, 1989; Цвелёв Ю.В. и др., 1997; Орадовская И.В., 2005; Аклеев А.В. и Овчарова Е.А., 2007).

Сотрудниками ЮУрИБФ показано, что в отдаленном периоде (через 3540 лет от начала облучения) у персонала ПО «Маяк», имеющих диагноз хроническая лучевая болезнь, наблюдалось подавление гранулоцитопоэза и лимфопоэза (Пестерникова B.C., Ерохин Р.А. 1988, 1989), нарушение ряда показателей врождённого и адаптивного иммунитета (Okladnikova N.D. et al., 1994; Окладникова Н.Д. и Вологодская И.А., 1994, 1995). В эпидемиологических исследованиях выявлена достоверная связь онкопатологии с действием радиации (Кошурникова Н.А. и др., 1995; Токарская З.Б. и др., 1996; Tokarskaya Z.B. et al., 2002; Shilnikova N.S. et al., 2003). В настоящее время работники, начинавшие трудовую деятельность в первые годы после пуска ПО «Маяк», достигли периода реализации неблагоприятных последствий пролонгированного облучения, включая злокачественные опухоли. Однако до сих пор остаются не систематизированными данные о повреждении иммунитета при длительном действии разных видов излучения у людей, окончательно не уточнены механизмы этих нарушений, недостаточно сведений о значении дозы и мощности дозы облучения в развитии иммунной недостаточности. Не изучены механизмы развития нарушений иммунитета в отдалённом периоде после пролонгированного облучения. Лабораторно-клиническая - оценка иммунного статуса у работников ПО Маяк, подвергшихся радиационному воздействию в разных дозах, является важной в прогнозировании отдалённых последствий пролонгированного облучения. Исследование характера нарушений иммунитета при разных уровнях радиационного воздействия позволит использовать результаты исследования для прогноза отдаленных последствий пролонгированного облучения и выявить информативные критерии оценки влияния радиационного фактора в зависимости от накопленной дозы. Представляется важным оценить вклад радиационного фактора в изменение показателей иммунной системы и его связь с развитием иммунопатологических синдромов. Включение исследования иммунологических показателей в программу лабораторно-клинического обследования создаст возможность выработать оптимальные способы своевременной целенаправленной иммунокоррекции.

Целью настоящего исследования явилась оценка состояния иммунитета в отдалённом периоде у работников ПО «Маяк», подвергавшихся пролонгированному внешнему или сочетанному внешнему и внутреннему облучению в разных дозах.

В соответствии с поставленной целью в задачи работы входило:

1. Изучить характер нарушений врождённого и приобретённого иммунитета у работников атомного предприятия в поздние сроки пролонгированного внешнего у - или сочетанного внешнего у - и внутреннего а - облучения инкорпорированным 239Ри .

2. Оценить зависимость нарушений в эффекторном и регуляторном звеньях иммунитета от накопленной дозы пролонгированного облучения у работников ПО «Маяк».

3. Исследовать механизмы регуляции иммунных процессов в отдалённом периоде у работников ' ПО «Маяк»: содержание про- и противовоспалительных цитокинов и их рецепторов в сыворотке крови.

4. Выявить наиболее информативные критерии оценки иммунных нарушений, индуцированных действием радиационного фактора, у персонала радиационно-опасного производства.

5. Изучить связь нарушений иммунного статуса с частотой иммунопатологических состояний у работников ПО «Маяк» в отдалённом периоде пролонгированного облучения.

Научная новизна исследования. Впервые проведен анализ иммунного статуса персонала атомного производства в отдаленном периоде пролонгированного облучения в широком диапазоне накопленных доз. В результате комплексного исследования с использованием современных методов дана оценка значимости радиационного фактора в изменении клеточных и гуморальных показателей врождённого и приобретённого иммунитета. Определены наиболее информативные показатели, свидетельствующие о радиационно-индуцированном изменении иммунитета в поздние сроки пролонгированного облучения. Впервые для выяснения механизмов иммунной недостаточности в позднем периоде облучения у персонала радиационно-опасного предприятия проанализированы изменения в регуляторном звене при разных дозах облучения. Показана связь концентрации провоспалительного цитокина TNF а и его растворимого рецептора первого типа с накопленной дозой внешнего облучения. Установлено, что снижение отдельных исследованных показателей врождённого и адаптивного иммунитета реализовалось развитием инфекционного синдрома в отдаленном периоде; выявлена связь частоты инфекционных заболеваний с накопленной дозой внешнего облучения.

Теоретическая и практическая значимость. В работе дана комплексная оценка состояния иммунитета работников атомного производства в отдалённом периоде пролонгированного облучения. У лиц, подвергавшихся в процессе трудовой деятельности пролонгированному внешнему у - облучению в дозах от 0,21 Гр до 7,9 Гр или сочетанному облучению (внешнее у - и внутреннее а-облучения за счет действия инкорпорированного ' Ри в количестве, не превышающем 1,48 кБк), через 45-50 лет от начала и 15-20 лет после прекращения работы в условиях производства выявлены изменения количественных и качественных характеристик эффекторов и регуляторов как врождённого, так и приобретённого иммунитета. Отмеченные изменения иммунных показателей обусловлены остаточным радиационным поражением иммунной системы. Изменение регуляции иммунных процессов, повышение уровня провоспалительного цитокина TNFa и его рецепторов с увеличением дозы облучения, свидетельствует о связи позднего иммунного дефицита с цитокиновым дисбалансом. Своевременное выявление нарушений иммунного статуса и их коррекция у персонала атомного производства в процессе наблюдения в медицинских учреждениях Федерального медико-биологического агентства позволит повысить эффективность лечебно-профилактических мероприятий и качество жизни в отдалённом периоде пролонгированного облучения. На основании полученных материалов коллективом сотрудников радиобиологического отдела ЮУрИБФ разработаны методические рекомендации MP №2923 «Методология клинико-лабораторного обследования иммунного статуса работников атомных предприятий, подвергавшихся профессиональному облучению», которые утверждены в 2007 году.

На защиту выносятся следующие положения:

1. В отдалённом периоде после пролонгированного облучения у обследованных работников ПО «Маяк» при накопленных дозах более 1 Гр наблюдается изменение. клеточных и гуморальных факторов врождённого и приобретённого иммунитета.

2. Зависимость величины ряда исследуемых показателей иммунитета в отдаленном периоде от накопленной дозы пролонгированного внешнего у -облучения свидетельствует о радиационной природе выявленных нарушений в системе иммунитета.

3. В поздние сроки пролонгированного облучения концентрация одного из основных регуляторных белков TNF и его рецептора 1 -го типа, участвующих в поддержании иммунного гомеостаза, коррелирует с уровнем радиационного воздействия.

4. Изменение факторов врождённого и приобретённого иммунитета реализуется дозозависимым учащением инфекционного синдрома у работников ПО «Маяк» в диапазоне доз от 1 до 4 Гр в отдалённом периоде.

1 Обзор литературы

Иммунная система является одной из наиболее чувствительных систем организма к воздействиям различных эндогенных и экзогенных патогенов. Все иммунные реакции условно делят на врождённые и приобретённые. Врождённый иммунитет передаётся по наследству, является устойчивым, приобретённый - характеризуется высокой специфичностью и иммунологической памятью. Факторы врождённого иммунитета осуществляют первую линию обороны, обеспечивающую защиту организма от действия агентов, несущих на себе признаки чужеродной информации (Мальцев В.Н., 1983; Мальцев В.Н. и др., 1984; Петров Р.В., 1987; Шубик В.М., 1987; Хаитов P.M. и Пинегин Б.В., 2000; Ройт А. и др., 2000; Neta R., Woloschak G.E., 2000; Рабсон А. и др., 2006).

ВЫВОДЫ

1. Обнаружено снижение содержания фагоцитирующих нейтрофилов и их функции, активности компонентов системы комплемента С2, СЗ, С4, С5 у работников ПО «Маяк», накопленные дозы которых за весь период работы были выше 1-2 Гр. Выявлена значимая обратная зависимость количества фагоцитов от накопленной дозы внешнего облучения.

2. У работников основного производства ПО «Маяк» отмечено дозозависимое уменьшение' количества Т-лимфоцитов, преимущественно за счет более низкого содержания цитотоксических Т-лимфоцитов. Снижение содержания В-лимфоцитов не зависело от накопленной дозы, однако, с увеличением уровня внешнего у-облучения отмечено снижение IgG у мужчин.

3. В исследуемый период у работников атомного производства, подвергавшихся внешнему у-облучению, выявлено дозозависимое повышение концентрации одного из основных цитокинов TNFa и рецептора sTNFR 1-го типа.

4. Определены наиболее информативные показатели в отдаленном периоде пролонгированного облучения, свидетельствующие о связи выявленных изменений у персонала ПО «Маяк» с радиационным воздействием: количество фагоцитирующих нейтрофилов в крови, Т-лимфоцитов, цитотоксических Т-лимфоцитов, уровень TNF и его рецептора 1-го типа.

5. Снижение факторов врожденного и приобретенного иммунитета в отдаленном периоде пролонгированного облучения реализовалось учащением инфекционно-воспалительных заболеваний у работников атомного производства, подвергшихся сочетанному внешнему (в диапазоне доз от 1 до 4 Гр) и внутреннему облучению (содержание плутония более 0,3 кБк). Выявлена прямая достоверная зависимость частоты инфекционного синдрома от дозы внешнего у-облучения.

6. Считаем необходимым, включать исследования иммунитета в программу медико-биологического обследования персонала радиационно-опасных предприятий.