Автореферат и диссертация по медицине (14.02.01) на тему:Гигиеническая оценка аэрогенного внешнесредового воздействия фенолов на иммунную регуляцию у детей

На правах рукописи

ПРЕДЕИНА РЕГИНА АТЛАСОВНА

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АЭРОГЕННОГО ВНЕШНЕСРЕДОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ФЕНОЛОВ НА ИММУННУЮ РЕГУЛЯЦИЮ У ДЕТЕЙ (НА ПРИМЕРЕ ПЕРМСКОГО КРАЯ)

14.02.01. - Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2013

5 /Л ¿013

005542465

Работа выполнена в отделе иммунобиологических методов диагностики ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

НАУЧНЫЕ РУКОВОДИТЕЛИ:

доктор медицинских наук доктор медицинских наук, профессор

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Доктор биологических наук, профессор, зав. лабораторией молекулярных механизмов аллергенов ФГБУ «ГНЦ Институт иммунологии» Доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой общественного здоровья и здравоохранения ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера» Минздрава России ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургская государственная медицинская академия»

Защита состоится «19» декабря 2013 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д.208.133.01 в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научно-исследовательский инсттут экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н.Сысина» Минздрава России по адресу: 119992, г. Москва, ул. Погодинская д. 10, строение 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения «Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им А.Н. Сысина» Минздрава России.

Автореферат разослан «_»_2013 г.

Долгих Олег Владимирович Синицына Оксана Олеговна

Федосеева Вера Николаевна Лебедева Татьяна Михайловна

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор биологических наук, профессор

Беляева Наталия Николаевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Особую актуальность в связи со стабильным загрязнением окружающей среды вредными химическими веществами в последние годы приобретают исследования, связанные с выявлением и контролем развития неблагоприятных изменений здоровья человека, как на индивидуальном, так и на популяци-онном уровне [Г.Г. Онищенко, С.М. Новиков, Ю.А. Рахманин с соавт., 2002; О.О. Си-ницына, З.И. Жолдакова, Ю.А. Рахманин, 2002; Т.М. Лебедева, 1995]. Разработка методологии установления причинно-следственных связей в системе «окружающая среда - здоровье населения» является одной из важнейших задач современной гигиенической науки [Ю.А. Рахманин, 2004].

При этом наиболее чувствительным к изменению качества среды обитания является детский организм, что обусловлено несовершенством адаптационных и деток-сикационных процессов, анатомо-физиологическими особенностями строения и развития ребенка [Н.В. Зайцева с соавт., 2011; A.A. Баранов, JI.A. Щеплягина, 2005; В.Р. Кучма с соавт., 2011].

По данным Государственного доклада «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2011 году» на территории Российской Федерации одними из ведущих загрязнений атмосферного воздуха (регистрируемые превышения ПДК в 5 и более раз) являются фенолы. На территории Пермского края ежегодно регистрируются превышения ПДК фенолов до 2,1 раз. Фенол - низкомолекулярное соединение 2-го класса опасности [ГОСТ 12.1.00776], при остром отравлении вызывает нарушение функций нервной системы, раздражает слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, кожу, при хроническом воздействии оказывает влияние на органы дыхания, печень, сердечно-сосудистую и нервную системы, почки [R.M. Bruce et. al„ 1987; В.А. Филов, 1994; Р 2.1.10.1920-04; ОЕННА, 2008], что определяет актуальность исследования его влияния на здоровье населения.

Одним из перспективных направлений в исследовании токсического воздействия химических факторов окружающей среды, в том числе фенолов, является изучение функционального состояния иммунной системы [О.В. Долгих с соавт., 2010-2012; A.A. Rooney et. al., 2012]. Иммунная система является высокочувствительной к воздействию различных антропогенных факторов, что может быть главной причиной существенного роста заболеваемости, связанного с нарушением защитной функции иммунной системы и, прежде всего, иммунорегуляторных процессов в организме человека. Воздействие техногенных факторов окружающей среды может привести к гиперреактивности организма и формированию гиперчувствительности [В.Н. Федосеева, Ю.А. Рахманин, 2012; J. Descotes, 2005].

Отечественная и зарубежная литература представлена исследованиями, посвященными преимущественно изучению токсикологических свойств фенола в эксперименте на животных, а его влияние на организм человека изучено недостаточно. Отсутствует единое мнение о механизмах влияния фенола на иммунную систему и потенциальной способности фенола вызывать специфическую сенсибилизацию [З.И. Жолдакова, 1970; Z. Baj et. al., 1994; C.S. New by et. al., 2000; E.A. Miles et. al., 2005; H.B Зайцева, O.B Долгих, 2012].

В рамках этого актуальной является оценка влияния фенолов, как одних из приоритетных загрязнений окружающей среды Пермского края, на иммунную регуляцию. Не достаточно исследованы особенности клеточных фенотипов, цитокиновой регуляции и продукции специфических медиаторов при феноловой интоксикации. В недостаточном объеме представлен и обоснован с научной и прикладной точек зрения перечень маркерных показателей ранней диагностики нарушений иммунной регуляции у детей при хроническом аэрогенном воздействии фенолов.

В связи с вышеизложенным целью настоящего исследования являлась гигиеническая оценка хронического аэрогенного воздействия фенолов на иммунную регуляцию у детей Пермского края.

Для достижения цели решались следующие задачи:

1. Дать гигиеническую оценку качества атмосферного воздуха и состояния здоровья детского населения, проживающего в зоне экспозиции фенолами.

2. Провести анализ и выявить причинно-следственные связи параметров иммунного ответа (клеточных фенотипов, специфических медиаторов и показателей ци-токиновой регуляции) с уровнем содержания фенолов в крови детей.

3. Оценить роль модулирующего действия фенола на показатели иммунорегу-ляции у детей в условиях эксперимента ex vivo.

4. Обосновать перечень маркерных показателей ранней диагностики нарушений иммунной регуляции у детей, проживающих в условиях экспозиции фенолами, и дать рекомендации по их применению в гигиенических исследованиях.

Научная новизна:

- Установлена зависимость уровня заболеваемости детского населения болезнями органов дыхания, в которых задействован иммунный механизм, от содержания в атмосферном воздухе фенола и трикрезола.

- Выявлены особенности нарушения иммунологического статуса детского населения, проживающего в условиях экспозиции фенолами, характеризующиеся угнетением фагоцитарной активности, клеточных фенотипов и стимуляцией секреции специфических к фенолу IgG.

- Установлены причинно-следственные связи параметров иммунного ответа с уровнем контаминации биосред фенолами по показателям фагоцитарной активности и регуляторных кластеров клеточной дифференцировки.

- Экспериментально подтвержден механизм модулирующего влияния фенола на продукцию цитокинов мононуклеарами и фагоцитарную активность нейгрофилов, заключающийся в достоверной стимуляции индуцированной фенолом продукции ИЛ-lß, ИЛ-6, ИЛ-8, супрессии индуцированной продукции ИФНу и ИЛ-17 и снижении показателей фагоцитоза (фагоцитарное число, фагоцитарный индекс).

- Обоснованы чувствительные адекватные маркерные показатели воздействия фенола на иммунорегуляцию у детей (уровень спонтанной продукции ИФНу, относительное содержание С0127"-лимфоцитов, уровень внутриклеточного транскрипционного фактора р53 и содержание специфического к фенолу IgG), предложены репер-ные уровни безопасного содержания фенола в крови.

Практическая значимость работы.

Результаты работы использованы при разработке методических рекомендаций «Перечень иммунологических маркеров воздействия техногенных химических факторов для гигиенической диагностики бронхиальной астмы» ISBN 978-5-91754-092-4, экспертного заключения «Результаты комплексного санитарно-эпидемиологического и клинического исследования по установлению источников и причин загрязнения атмосферного воздуха Орджоникидзевского района г. Перми химическими веществами и риска их воздействия на здоровье населения» (Предписание Управления Роспот-ребнадзора по Пермскому краю №149 от 30.01.2012 г.), способа количественного определения специфических иммуноглобулинов G к коньюгату формальдегид - сывороточный человеческий альбумин в сыворотке крови (Патент РФ на изобретение №2473908 от 27.01.2013), способа диагностики вторичных иммунодефицитных состояний человека, связанных с химическим контаминантом (Патент РФ на изобретение № 2452963 от 10.06.2012) и способа количественной оценки апоптоза, модифици-

рованного органическими низкомолекулярными соединениями (Патент РФ на изобретение №2471190 от 27.12.2012).

Материалы диссертационной работы используются при организации и проведении учебного процесса на кафедре экологии человека и безопасности жизнедеятельности ПГНИУ и реализуются в виде учебных программ и учебно-методического пособия «Большой практикум по диагностике техногенно-обусловленной патологии» для специальности «Экология человека» и на кафедре охраны окружающей среды ПНИПУ в виде учебных программ и учебно-методического пособия «Основы токсикологии» для специальности «Защита окружающей среды». Результаты диссертационного исследования апробированы Уральским научно-исследовательским институтом охраны материнства и младенчества МЗ РФ и используются при осуществлении диагностических исследований (акт о внедрении №01-09/02-1220 от 17.09.2013).

Положения, выносимые на защиту.

1. Аэрогенная экспозиция фенолом на уровне до 2,3 ПДКс.с. и трикрезолом на уровне до 4,0 ПДКс.с. формирует повышенный уровень заболеваемости детского населения болезнями органов дыхания, в которых задействован иммунный механизм.

2. Повышенное содержание в крови фенолов обусловливает угнетение клеточного звена иммунитета, повышение специфической чувствительности к фенолам и нарушение цитокинпродуцирующей активности иммуноцитов, подтвержденное в условиях эксперимента ex vivo.

3. Наиболее чувствительными маркерными показателями ранних фенол-индуцированных нарушений иммунорегуляции являются: уровень спонтанной продукции ИФНу, относительное содержание СБ127'-лимфоцитов, уровень внутриклеточного транскрипционного фактора р53 и содержание специфического к фенолу IgG.

Апробация работы проведена на заседании научного совета ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» 13 июня 2013 года, на заседании диссертационного совета ФГБУ «Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им А.Н. Сысина» 8 октября 2013 года.

Результаты исследования доложены и обсуждены на научно-практической конференции с международным участием «Гигиенические и медико-профилактические технологии управления рисками здоровью населения в промышленно развитых регионах» (Пермь, 2010), УШ Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика» (Пермь, 2010), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные вопросы организации медицины труда и управления профессиональными рисками» (Екатеринбург, 2011), I Всероссийской с международным участием школе-конференции молодых ученых «Современные проблемы микробиологии, иммунологии и биотехнологии» (Пермь, 2011), П Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Гигиенические и медико-профилактические технологии управления рисками здоровью населения» (Пермь, 2011), ГХ Всероссийской с международным участием научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика» (Пермь, 2011), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора «Фундаментальные и прикладные аспекты анализа риска здоровью населения» (Пермь, 2012), Всероссийской конференции с международным участием «Актуальные направления развития социально-гигиенического мониторинга и анализа риска здоровью» (Пермь, 2013).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе 8 в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 153 страницах машинописного текста, содержит 18 таблиц, 12 рисунков. Состоит из введения, аналитического обзора литературы, главы материалов и методов, 5 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, библиографического указателя, включающего 146 отечественных и 78 зарубежных источников, 5 приложений.

Личный вклад автора в организацию и проведение исследований составляет более 80%, в обработку и анализ полученных результатов - 100%. Часть экспериментальных исследований проведена совместно с сотрудниками отделов: системных методов санитарно-гигиенического анализа и мониторинга (зав. отделом - к.м.н. C.B. Клейн), химико-аналитических методов диагностики (зав. отделом - д.б.н. Т.С. Уланова), математического моделирования систем и процессов (зав. отделом - к.т.н. Д.А. Кирьянов).

ОБЪЕКТЫ, ОБЪЕМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования являлись дети в возрасте от 5 до 7 лет, проживающие в г. Перми в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов (группа наблюдения), а также дети, проживающие в условиях удовлетворительной санитарно-гигиенической ситуации - на территории пос. Сылва и Большая Соснова Пермского края (группа сравнения).

Предметом исследования являлись: атмосферный воздух г. Перми, пос. Сылва и Большая Соснова Пермского края, базы данных по заболеваемости и обращаемости за медицинской помощью, карты индивидуального развития и протоколы функционального обследования детей, биосреды (кровь), в т.ч. клеточные культуры мононук-леаров и фагоцитов детей.

Основные направления, объекты и объем исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Основные направления, объекты и объем исследований

Направление исследования Объекты и материалы Методы анализа Объем исследований

Исследование качества атмосферного воздуха на исследуемых территориях База данных Госкомстата - 2ТП-воздух, Роспотреб-надзора по Пермскому краю - протоколы лабораторных испытаний проб атмосферного воздуха, данные натурных исследований -базы данных ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Санитарно-гигиеническая оценка методом пространственно-временного анализа в среде геоинформационной системы А11С/У1еуу, версия 3.2. Расчеты по рассеиванию химических веществ в атмосферном воздухе от стационарных источников с использованием унифицированной программы расчета загрязнений УПРЗА «Эколог», версия 3.0. и «Эколог-средние». Исследование содержания фенолов газохроматографиче-ским методом. 1 территория наблюдения - г. Пермь, 2 территории сравнения -пос. Сылва, Большая Соснова Пермского края, 1 информационная база данных. 624 пробы атмосферного воздуха. Всего 11470 ед. инф.

Оценка заболеваемости Дети, проживающие на территории г. База данных Госкомстата -форма 12, оценка здоровья де- 322 ребенка: 265 детей - группа на-

Направление исследования Объекты и материалы Методы анализа Объем исследований

детского населения Пермского края Перми (группа наблюдения), и дети, проживающие на территории пос. Сылва и Большая Соснова Пермского края (группа сравнения). тей по результатам клинического и инструментального обследования, анализ карт индивидуального развития детей. блюдения, 57 детей - группа сравнения. 322 карты индивидуального развития и 322 протокола функционального обследования детей. 2 информационных базы данных. Всего 966 ед. инф.

Химико-аналитическое исследование биосред Биосреды (кровь) Исследование содержания фенолов методом капиллярной газовой хроматографии 113 проб крови. Всего 400 ед. инф.

Оценка функционального состояния иммунной системы Биосреды (кровь, сыворотка крови, плазма крови) Исследование сывороточных ^ методом радиальной имму-нодиффузии по Манчини; системы общего фагоцитоза - с использованием формалини-зированных эритроцитов барана; специфического к фенолу ^О - методом модифицированного конкурентного им-муноферментного анализа; лейкотриенов СцШ^ц - методом твердофазного иммуно-ферментного анализа, апопто-за, популяций и субпопуляций лимфоцитов, внутриклеточных факторов - методом проточной цитофлюориметрии. 339 проб крови. Всего 13300 ед. инф.

Определение специфической чувствительности к фенолу в условиях эксперимента ех vivo Биосреды (кровь) Определение спонтанной, индуцированной митогеном и фенолом продукции цитоки-нов в условиях эксперимента методом твердофазного имму-ноферментного анализа, исследование системы фагоцитоза 115 проб крови. 3100 ед. инф.

Определение взаимосвязи в системе «маркер экспозиции» - «маркер эффекта» Маркер экспозиции (концентрация фенола в крови), маркеры ответа (иммунологические показатели) Математическое моделирование причинно-следственных связей с использованием метода регрессионного анализа. 17 достоверных математических моделей. Всего 10500 ед. инф.

Всего единиц информации 39736

Примечание. * Единица информации - минимальное количество информации, подлежащее статистической обработке или математическому анализу.

Гигиеническая оценка качества атмосферного воздуха на территориях исследования проведена по материалам мониторинговых наблюдений Управления Роспот-ребнадзора по Пермскому краю, по данным натурных исследований ФБУН «ФНЦ

медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» за период 2011-2012 гг.

Химический анализ атмосферного воздуха на содержание фенола и трикрезола проводили газохроматографическим методом согласно МУК 4.1.617-96. Всего отобрано и проанализировано 624 пробы атмосферного воздуха.

Расчеты по рассеиванию фенола в атмосферном воздухе от стационарных источников производили с использованием унифицированной программы расчета загрязнений УПРЗА «Эколог», версия 3.0. и «Эколог-средние». Визуализация результатов расчета выполнена с использованием методов пространственно-временного анализа в среде геоинформационной системы ARC/View, версия 3.2.

Всего химико-аналитические и специфические клинико-лабораторные исследования проведены у 339 детей (девочки - 49,1%, мальчики - 50,9% от общего числа детей) в возрасте от 5 до 7 лет. Группу наблюдения составили 265 детей, проживающих в г. Перми в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов. Для проведения сравнительного анализа обследована группа из 74 детей, проживающих на территории пос. Сылва и Большая Соснова Пермского края, характеризующейся удовлетворительной санитарно-гигиенической ситуацией (группа сравнения). Для проведения экспериментального исследования ex vivo использовали биосреды (кровь) 85 детей из группы наблюдения и 30 детей из группы сравнения.

Обследование проводили на базе ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» г. Перми. Данная работа выполнена в рамках общего направления исследований по гигиенической оценке качества объектов среды обитания и здоровья населения экологически неблагополучных территорий Пермского края.

Заболеваемость детского населения оценивали по обращаемости за медицинской помощью (по базе территориального ФОМС по Пермскому краю) с использованием метода сплошной выборки обращений детей, постоянно проживающих в зоне экспозиции фенолами и на территории сравнения, а также в рамках комплексного клинико-функционального обследования и анализа карт индивидуального развития детей. В основу исследования детской заболеваемости легли болезни органов дыхания - критических органов при хроническом ингаляционном воздействии фенолов, сопряженных с изменением иммунного ответа. Выбор критических органов и систем при хроническом ингаляционном воздействии фенолов осуществляли согласно Р 2.1.10.1920-04.

Лабораторное диагностическое обследование выполнено в 2012 г. в соответствии с обязательным соблюдением этических норм, изложенных в Хельсинкской декларации 1975 г. с дополнениями 1983 г. В работе использовались следующие иммунологические методы: исследование системы общего фагоцитоза с использованием в качестве объектов фагоцитоза формалинизированных эритроцитов барана Щуглас, 1983]; изучение содержания сывороточных иммуноглобулинов А, М, G методом радиальной иммунодиффузии по Манчини [Manchini et. ah, 1964]; определение маркеров клеточной регуляции (ИЛ-ip, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, ИЛ-17, ФНОа, ИФНу) и лей-котриенов C4/D4/E4 методом твердофазного иммуноферментного анализа с использованием тест-систем «Вектор-Бест» (Россия), Neogen Corporation» (США) на анализаторе «Е1х808П_Г» (США); анализ содержания специфического к фенолу IgG методом модифицированного конкурентного иммуноферментного анализа согласно MP 11114/55-04-02; определение апоптотических клеток (Annexin V-FITC+7AAD"), популяций и субпопуляций лимфоцитов (CD3+, CD4+, CD8+, CD16+56+, CD25+, CD95+, CD 127"), внутриклеточных факторов (p53, bcl-2), рецептора TNFRT методом имму-

нофлюоресценции на проточном цитофлюориметре FACSCalibur фирмы «Becton Dickinson» (США) с использованием универсальной программы CellQuestPrO.

С целью выявления непосредственного влияния фенола на регуляцию иммунной системы оценивали экспрессию выработки цитокинов в условиях эксперимента ex vivo. Исследовали уровни спонтанной, индуцированной мигогеном (фитогемаглю-тинин, 4 мкг/мл; конкавалин А, 4 мкг/мл; липополисахарид, 2 мкг/мл) и фенолом (0,05 мг/дм3) продукции цитокинов в супернатантах цельной периферической крови детей методом иммуноферментного анализа с использованием тест-систем «Вектор-Бест» (Россия) на анализаторе «Е1х808ГО» (США) [С.Л. Рыжикова, 2009]. Влияние фенола на фагоцитарную активность определяли в условиях эксперимента путем добавления фенола (0,05 мг/дм3) в кровь перед инкубацией с формалинизированными эритроцитами барана. Рабочую концентрацию фенола подбирали опытным путем (исследовали влияние на клетки трех концентраций фенола: 0,01; 0,05 и 0,1 мг/дм ) таким образом, чтобы отсутствовали агломерация и лизис мононуклеаров и не утрачивалась способность нейгрофилов к фагоцитозу.

Химико-аналитическое исследование включало определение фенолов в крови детей методом капиллярной газовой хроматографии в соответствии с МУК 4.1.210806. В качестве критериев оценки содержания фенолов в крови использованы региональные фоновые уровни согласно MP 2.1.9.100-10.

Для статистической обработки результатов исследования применяли методы математической статистики с использованием программы Microsoft® Office Excel 2003 и пакета статистического анализа Statistica 6.0 (StatSoft, США). Для оценки уровня достоверности полученных результатов использовали параметрический критерий Стью-дента (сравнение групп по количественным признакам). Различия полученных результатов являлись статистически значимыми при р<0,05. Результаты исследования представлены в виде среднего значения (М) и ошибки среднего (от) изученных показателей [С. Гланц, 1998].

Причинно-следственные связи между воздействием загрязняющего вещества и ответной реакцией организма («маркер экспозиции» - «маркер эффекта»), характеризующие нарушение регуляции иммунного ответа, описывали с использованием метода регрессионного анализа [С. Гланц, 1998]. Для изучения взаимосвязи двух метрических переменных, измеренных на одной и той же выборке, применяли коэффициент корреляции Спирмена. В качестве маркера экспозиции использовали уровень содержания фенола в крови, в качестве маркера эффекта - иммунологические показатели, характеризующие нарушение иммунной системы в ответ на воздействие повышенной контаминации крови фенолом.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Гигиеническая оценка качества атмосферного воздуха г. Перми. Территорией исследования (наблюдения) являлась территория, расположенная в зоне влияния крупного промышленного узла. На территории промузла расположены промышленные объекты - основные источники загрязнения атмосферного воздуха: ООО «Камский кабель», изоляторный завод ОАО «Элиз». Наряду с общераспространенными, в пылегазовых выбросах предприятий содержатся и специфические загрязняющие вещества, такие как фенол и крезолы (трикрезол). Основным источником загрязнения атмосферного воздуха фенолами на территории исследования является ООО «Камский кабель», доля выбросов которого по фенолу составляет 86,4%, по трикрезолу -100%. Анализ данных ежегодной государственной статистической отчетности свидетельствует, что в период с 2005 по 2011 гг. объемы выбросов в атмосферу трикрезола на исследуемой территорий увеличились на 29,8%, фенола - на 33,2% (рис. 1, 2).

Рис. 1. Динамика выбросов трикрезола от стационарных источников в атмосферу на территории, расположенной в зоне влияния промышленного узла

Рис. 2. Динамика выбросов фенола от стационарных источников в атмосферу на территории, расположенной в зоне влияния промышленного узла

В точках расположения детских садов на территории наблюдения в 2012 г. установлено наличие превышений гигиенических нормативов по фенолу до 2,3 ПДКс.с. (0,002-0,007 мг/м3), по трикрезолу до 4,0 ПДКс.с. (0,0003-0,0199 мг/м3). Динамика среднесуточных концентраций фенола и трикрезола в атмосферном воздухе на территории наблюдения представлена на рис. 3 и 4.

-Концентреи+татрикрезола--ПДК(с.с. им.р.)

Рис. 3. Динамика превышений ПДКс.с. фе- Рис. 4. Динамика превышений ПДКс.с. нола в атмосферном воздухе на территории трикрезола в атмосферном воздухе на тер-наблюдения ритории наблюдения

Пространственная картина загрязнения атмосферного воздуха свидетельствует, что значительная часть жилой застройки в зоне промышленного узла находится в условиях загрязнения атмосферного воздуха фенолами. При этом в условиях экспозиции фенолом проживают около 70 тыс. человек, из которых примерно 13 тыс. - дети, трикрезолом - около 40 тыс. человек, из которых примерно 7 тыс. - дети (рис. 5, 6).

Рис. 5. Изолиния 1 ПДКс.с. трикрезола с Рис. 6. Изолиния 1 ПДКс.с. фенола с раз-размещением детских садов по отношению к мещением детских садов по отношению к объекту воздействия объекту воздействия

Химический анализ атмосферного воздуха на территории сравнения показал, что содержание фенола и трикрезола в атмосферном воздухе было ниже предела обнаружения (<0,002 мг/м3).

Оценка состояния здоровья детского населения, проживающего в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов. В период с 2000 г. по 2012 г. обнаружена тенденция роста показателя заболеваемости детей болезнями органов дыхания на территории наблюдения на 41,4%. В течение последних 6 лет наблюдался стабильно высокий уровень (в среднем 1,5 случая на одного ребенка в год) заболеваемости, что может быть связано с аэрогенным воздействием химических факторов на детей, в том числе с увеличением выбросов в атмосферу фенолов. Показатель заболеваемости данным видом патологии на территории сравнения за период 2008-2012 гг. составил в среднем 0,8 случаев на одного ребенка в год, что в 1,9 раза ниже показателя, зарегистрированного на территории наблюдения. Полученные данные соотносятся с данными других исследований, свидетельствующих о влиянии атмосферных химических загрязнителей на развитие заболеваний органов дыхания [В. Bjorksten, 1999; G.S. Evans et al., 2008; T.B. Кобец, В.А. Танага, 2011], что может быть связано, по мнению авторов, как с раздражающим действием химических веществ на слизистые оболочки в связи с их высокой чувствительностью, так и с их абсорбционной способностью [Е.А. Васильев, 2004; А.И. Шулъга, 2005].

Углубленное клинико-функциональное обследование показало, что патология органов дыхания у детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов, в 2012 году встречалась в 2,4 раза чаще, чем у детей группы сравнения (68,4% и 28,1%, соответственно, р<0,05) (рис. 7). При этом наиболее распространенными у детей группы наблюдения являлись хронические болезни миндалин и аденоидов - 21,7%, (J35.0, J35,l, J35,2). У 46,7% обследованных детей диагностированы хронические заболевания органов дыхания с аллергокомпонентом (J30.3, J44.8, J45.0, J39.8). Среди детей группы сравнения уровень патологии миндалин и аденоидов был в 2 раза ниже (10,6%, р<0,01), а частота выявления заболеваний, имеющих в этиопатогенезе аллергическую составляющую, была в 2,7 раза реже и составляла лишь 17,6% (р<0,01) (рис. 7).

80 70 ]

60 J

50 -£ 40 -30 -20 10

Патология органов дыхания

Хронические болезни Хронические

миндалин и аденоидов заболевания органов дыхания с аллергокомпонентом

В группа наблюдения (п - 265) □ группа сравнения (п=57)

Рис. 7. Распространенность заболеваний органов дыхания и отдельных нозологических форм среди обследованных детей

На основе адекватных и статистически значимых моделей установлены причинно-следственные связи заболеваемости детей, проживающих в условиях хрониче-

ского аэрогенного воздействия фенолов, болезнями органов дыхания: вазомоторного ринита - с повышенным содержанием фенола (112=0,64; р=0,001) в атмосферном воздухе, бронхиальной астмой (112=0,80-0,86; р<0,01) - с повышенным содержанием в атмосферном воздухе фенола и трикрезола (таблица 2).

Таблица 2.

Причинно-следственные связи заболеваемости детей группы наблюдения болезнями органов дыхания с содержанием фенола и трикрезола в атмосферном воздухе

Вещество Нозологические формы ЬО Ы И2 Г Р

Фенол Аллергический ринит -3,375* 249,89* 0,17 46,68 0,0005

Трикрезол Аллергический ринит -2,466** 336,35* 0,13 33,09 0,0007

Фенол Астма с преобладанием аллергического компонента -5,957* 432,35* 0,80 130,85 0,001

Трикрезол Астма с преобладанием аллергического компонента -4,350* 651,29* 0,86 273,17 0,0009

Фенол Острый назофарингит (насморк) -1,226** 104,109* 0,26 89,69 0,001

Фенол Вазомоторный ринит -7,170* 478,87* 0,64 165,58 0,001

Примечание.* - значимость коэффициента регрессии по критерию Стьюдента при р<0,01.

** - значимость коэффициента регрессии по критерию Стьюдента прир<0,05.

Таким образом, хроническая аэрогенная экспозиция фенолом и трикрезолом формирует повышенный уровень заболеваемости детского населения болезнями органов дыхания, в которых задействован иммунный механизм. Наиболее тесная связь загрязнения атмосферного воздуха фенолом и трикрезолом вьивлена с заболеваемостью астмой с преобладанием аллергического компонента.

Оценка уровня содержания фенолов в крови детей. Установлено, что содержание фенола в крови детей группы наблюдения превышало его региональный фоновый уровень в 5,32 раза. Содержание крезолов отличалось от фоновой концентрации, соответствующей нулевому значению (таблица 3).

Таблица 3.

Содержание загрязняющих веществ в крови обследуемых детей, мкг/см3

Показатель Группа наблюдения (п=67) Группа сравнения (п=46) Региональный фоновый уровень Кратность различий с группой сравнения Достоверность различий с группой сравнения

Фенол 0,0532±0,0073 0,0135±0,0027 0,01±0,002 4,0 0,0001

О-крезол 0,0385±0,0069 0,0018±0,0010 0 21,4 0,0001

П,-м-крезол 0,0063±0,0028 0,0013±0,0004 0 4,9 0,0057

Содержание фенола, о-крезола и п-, м-крезола в крови детей группы наблюдения достоверно (р<0,05) превышало аналогичные показатели группы сравнения в 4,0; 21,4 и 4,9 раз, соответственно (таблица 3).

Комплексная оценка функционального состояния иммунной системы детей. Выявлено снижение фагоцитарного числа и фагоцитарного индекса у 27,7% и 17,8% детей группы наблюдения, соответственно, по сравнению с возрастной нормой. В группе сравнения снижение этих показателей фагоцитарного звена иммунитета относительно нормы наблюдалось у 8,1% и 5,4% детей (таблица 4). При этом фагоцитарное число и относительное количество фагоцитов в группе наблюдения были достоверно (р<0,05) в 1,2 раза ниже, чем в группе сравнения (рис. 8).

Установлены изменения содержания сывороточных иммуноглобулинов А, М, в у детей труппы наблюдения с преимущественным дефицитом и ^М у 53,4% и

80,7% детей, соответственно, по критерию кратности различия с возрастной нормой (р<0,05).

Таблица 4.

Частота регистрации проб с показателями ниже физиологической нормы, %

Показатель Группа наблюдения (п=265) Группа сравнения (п=74)

Фагоцитарный индекс 17,8 5,4

Фагоцитарное число 27,7 8,1

Процент фагоцитоза 1Д 0,0

Абсолютный фагоцитоз 0,8 0,0

1йА 53,4 0,0

ТйМ 80,7 8,3

1йС 32,2 10,4

Содержание ниже нормы в группе сравнения было отмечено у 8,3% детей, дефицита ^А у детей группы сравнения зарегистрировано не было (таблица 4). При этом содержание ^М у детей группы сравнения достоверно (р<0,05) в 1,2 раза превышало этот показатель детей группы наблюдения (рис. 8).

Фагоцитарный индекс, у.е.

Фагоцшарное число, у.е.

Процент фагоцитоза, %, * 10

Абсолютный фагоцитоз, 109/дмЗ

1ёА, г/диЗ

1§М, г/дм 3

1ёС|, г/дмЗ, * 10

0 1 2 3 4 5 6 7 □ Группа ср авнения (п=74) Ш Группа наблюдения (п=265) Примечание. ' - достоверно по отношению к группе сравнения (р<0,05).

Рис. 8. Характеристика сывороточных иммуноглобулинов и показателей фагоцитоза у

детей.

Снижение синтеза иммуноглобулинов и угнетение фагоцитарного звена иммунитета под влиянием антропогенных химических факторов также отмечают в своих исследованиях Е.В. Михайлова, В.Л. Сусликов (2005); Н.Е. Штина (2011); С.Г. Бонда-ренко (2012).

Установлен достоверно повышенный по сравнению с физиологической нормой уровень специфической сенсибилизации к фенолу по критерию специфического ^(т у детей группы наблюдения (0,250±0,027 у.е. при региональной физиологической норме <0,13). Содержание специфических антител к фенолу у этих детей достоверно (р<0,05) превышало аналогичный уровень группы сравнения в 1,3 раза, что подтверждает влияние фенола на баланс медиаторов иммунорегуляции.

Уровень содержания лейкотриенов С4ЛЭ4/Е4 - медиаторов аллергического воспаления превышал физиологическую норму (0,040-0,200 пг/мл) у 50% детей группы наблюдения. Среднее значение по группе составило 0,236±0,031 пг/мл, что превышает норму в 1,2 раза.

Из показателей СБ-иммунограммы у 23% детей группы наблюдения выявлено снижение относительного содержания С04+-лимфоцитов, у 37% и 54,3% - относительного и абсолютного числа СБ25+-лимфоцитов, что в 1,2; 1,7 и 2,9 раз. соответственно, превышает распространенность их дефицита, зарегистрированного в группе сравнения. Сравнительная оценка относительных показателей СБ-иммунограммы у детей группы наблюдения с аналогичными показателями группы сравнения показала достоверное (р<0,05) снижение числа СБ4+- и СБ25+-лимфоцитов в 1,1 и 1,2 раз, соответственно (рис. 9).

СОЗ+ СЮ34СШ+ СОЗ+СВ8+ СОЗ-КЗ>25+ С03+С095+

11 группа наблюдения (п=265) □ группа сравнения (п=74) Примечание. * - достоверно по отнопкнию к группе сравнения (р<0,05).

Рис. 9. Характеристика относительных показателей CD-иммунограммы у детей Полученные данные свидетельствуют о существовании хронической антигенной супрессии, способствующей угнетению Т-клеточных рецепторов у детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов, и соотносятся с данными других исследователей [Е.В. Михайлова, В.Л. Сусликов, 2005; М. Schwenk et al., 2008; H.B. Зайцева и др., 2012].

Оценка регуляторных лимфоцитов (CD4+25+127 ) выявила достоверное (р<0,05) снижение их абсолютного и относительного содержания в 4,5 и 4,9 раз, соответственно, по отношению к группе сравнения (таблица 5).

Таблица 5.

Результаты сравнительного анализа регуляторных лимфоцитов и показателей апопто-

за иммуноцитов у детей

Показатель Группа наблюдения (n=30) Группа сравнения (п=30) Кратность различий с группой сравнения Межгрупповое различие (р)

CD4+25+127", % 0,28±0,04 1,38±0,13 4,93 0,0001

CD4+25+127", Ю^дм" 0,01±0,00 0,045±0,004 4,5 0,0001

Annexin V-FITC+7AAD\ % 0,33±0,04 0,44±0,03 1,33 0,046

р53, % 0,63±0,06 0,86±0,09 1,37 0,035

TNFRT, % 0,63±0,06 0,91±0,10 1,44 0,029

bcl-2, % 0,39±0,03 0,28±0,03 1,39 0,027

Относительное содержание клеток, вступивших в стадию апоптоза (АппехшУ-НТС+7ААО"), уровень экспрессии рецептора ТЫТШ - маркера, определяющего клеточную гибель, и содержание внутриклеточного транскрипционного фактора р53 у

детей группы наблюдения были достоверно (р<0,05) в 1,3; 1,4 и 1,4 раз, соответственно, ниже, чем у детей группы сравнения. Полученные данные свидетельствуют об угнетении апоптоза у детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов, которое также характеризует повышение в 1,4 раза содержания внутриклеточного антиапоптотического белкового фактора bcl-2 у этих детей по отношению к группе сравнения при р<0,05 (таблица 5). Многочисленные работы демонстрируют нарушение апоптоза при воздействии стрессовых факторов как в сторону активации, так и в сторону ингибирования [D.M. Lewinsohn et ей., 1998; В Н. Залес-ский, Н.В. Великая, 2003; Н.В. Рязанцева и др., 2009]. Однако при влиянии химических факторов в большинстве публикаций отмечается ингибирование запрограммированной клеточной гибели [A.B. Кудрин, O.A. Громова, 2009; Д.Г. Дианова и др., 2012], что подтверждается проведенными нами исследованиями.

Таким образом, сравнительная оценка показателей иммунного статуса детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов, с физиологической нормой и аналогичными показателями группы сравнения позволили установить у этих детей наличие патологических изменений со стороны иммунной системы, характеризующихся угнетением фагоцитарного звена иммунитета, повышением специфической чувствительности к фенолу, угнетением клеточного звена иммунитета и нарушением регуляции запрограммированной гибели клеток - апоптоза.

Причинно-следственные связи параметров иммунного ответа с уровнем контаминации биосред фенолами. Выявленные нарушения иммунного ответа у детей ассоциированы с уровнем контаминации крови фенолами. Параметры достоверных логистических моделей, полученных в ходе анализа, представлены в таблице 6.

Таблица 6.

Параметры достоверных моделей зависимости «маркер экспозиции - маркер эффекта» (п=265)

Маркер экспозиции Маркер эффекта Направление изменения показателя ЬО Ы R2 F Р

П-,м-крезол СВ16+56+, 107дм3 Активация -2,11* 130,09* 0,86 316,16 0,0007

П-,м -крезол С03+С025+, 107дм3 Супрессия -1,27** 41* 0,70 270,03 0,0005

П-,м -крезол СШ+С'[)4+, % -1,21** 107,26* 0,34 56,35 0,0005

П-,м -крезол С03+С095+, 107дм3 -0,7** 80,04* 0,24 30,27 0,0005

П-,м -крезол 1йМ -1,2** 81,28* 0,76 409,73 0,0009

П-,м -крезол Фагоцитарное число -1,65** 86,67* 0,85 785,12 0,0008

О-крезол Абсолютный фагоцитоз -7,98* 157,65* 0,76 25,43 0,001

О-крезол Фагоцитарное число -1,76** 26,91* 0,54 147,73 0,0004

Фенол Сп3+С1325+, % -2,6* 34,67* 0,50 104,30 0,0004

Фенол С03+С095\% -3,16* 50,71* 0,35 38,75 0,0005

Фенол Фагоцитарное число -2,71* 27,67* 0,70 294,29 0,0007

Примечание.* - значимость коэффициента регрессии по критерию Стьюдента прир<0,01.

** - значимость коэффициента регрессии по критерию Стьюдента при р<0,05.

О возможности угнетения фагоцитарного звена иммунитета в ответ на повышенную контаминацию крови фенолами может свидетельствовать достоверная зависимость снижения показателей фагоцитоза (абсолютного фагоцитоза и фагоцитарного числа) при повышенном уровне в крови о-крезола (К2=0,76 и Я2=0,54, соответственно; р<0,05), п-, м-крезола (К2=0,85; р=0,0008) и фенола (Ы2=0,70; р=0,0007) (таблица 6).

На основе адекватных и статистически значимых моделей изменения показателей гуморального иммунитета при возрастании концентрации контаминантов в био-

логических средах установлено достоверное понижение концентрации IgM при увеличении концентрации п-, м-крезола в крови (R2=0,76; р=0,0009) (таблица 6).

О влиянии фенолов на угнетение клеточного иммунитета может свидетельствовать статистически значимая зависимость снижения абсолютного числа CD25+-лимфовдгтов от повышенной концентрации п-, м-крезола (R2=0,70; р=0,0005) в крови и выявленная тенденция снижения числа CD4+- и CD95+-лимфоцитов от повышенного содержания п-, м-крезола и фенола в крови, адекватность которой подтверждается значением критерия Фишера (F=30,27-56,35) и достоверностью коэффициентов регрессии (р<0,05). Обнаружена достоверная связь между повышением содержания CD16+56+-лимфоцитов и увеличением концентрации п-, м-крезола (R2=0,86; р=0,0007) в крови (таблица 6).

Таким образом, анализ причинно-следственных связей параметров иммунного ответа с уровнем контаминации биосред фенолами показал, что увеличение содержания в крови п-, м-крезола с высокой степенью силы и значимости приводит к повышению содержания CD16+56+-лимфоцитов, дефициту CD2 5 л им ф о ц ит о в. угнетению фагоцитарного и гуморального звеньев иммунитета, о-крезола и фенола - к угнетению фагоцитарного звена иммунитета (снижению абсолютного фагоцитоза и фагоцитарного числа).

Характеристика модулирующего действия фенола на показатели регуляции иммунной системы в условиях эксперимента ex vivo. Оценка спонтанной продукции цитокинов клетками периферической крови обследуемых детей, характеризующая текущую активацию клеток иммунной системы, показала достоверное (р<0,05) повышение ИЛ-1р, ИЛ-6, ИЛ-8 в 3,4; 4,1 и 5,8 раз, соответственно, у детей группы наблюдения по отношению к аналогичным показателям группы сравнения. При этом у детей группы наблюдения обнаружено достоверное (р<0,05) снижение спонтанной продукции ИЛ-17, ФНОа и ИФНу в 2,8; 1,9 и 2,6 раз, соответственно, по отношению к группе сравнения (рис. 10.А).

ИЛ-10 ИЛ-6*0,1 ИЛ-9 "001 ИЛ-10 ИЛ-17 ФНСа Я Группа наблюдения (л=85) □ Группа сравнения (п=30) Примечание. " - достоверно по отношгнито к группе сравнения (р<0,05).

ил-1рч},01 ил«"о.а>1 ИЛ-8-0.М1

Ш Группа наблюдения (п=85) □ Группа сравнения (п=30) Примечание. * - достоверно по отнопвнию к группе сравнения (р<0,05).

А Б

Рис. 10. Продукция (спонтанная (А) и индуцированная фенолом (Б)) цитокинов мононуклеарами у детей в опыте ex vivo В совокупности полученные результаты свидетельствуют, что у детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов, наблюдается супрессия иммунного ответа с замедлением апоптотической активности лимфоцитов (снижение ФНОа) и нарушением баланса цитокинпродуцирующей активности имму-нощггов, характеризующимся интенсификацией регуляции иммунного ответа за счет примитивных лейкоцитарных ростков (ИЛ-ip, ИЛ-8) и угнетением Thl-звена иммунитета (снижение ИФНу).

В рамках эксперимента установлены особенности механизма действия фенолов на иммунную регуляцию у детей. Выявлено цитокинстимулирующее влияние фенола в концентрации 0,05 мг/дм3 в отношение как про-, так и противовоспалительных ци-

токинов. При этом фенол обладает более существенной способностью активировать синтез цитокинов при взаимодействии с клетками крови детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов.

Фенол-индуцированная продукция ИЛ-10, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10 и ФНОа у детей группы наблюдения (рис. 10.Б) достоверно (р<0,05) в 59,4; 143,6; 10,7; 10,1 и 18,3 раз, соответственно, оказалась выше спонтанного уровня продукции этих цитокинов (рис. 10.А). У детей группы сравнения уровень стимулированной фенолом продукции цитокинов (рис. 10.Б) достоверно (р<0,05) превысил спонтанный уровень (рис. 10.А) в 48,3 раза по отношению к ИЛ-ф; в 117,2 раза - к ИЛ-6; в 2,9 раза - к ИЛ-8; в 8,5 раза - к ИЛ-10; в 11,1 раза - к ФНОа, что в 1,2; 1,2; 3,7; 1,2 и 1,6 раз, соответственно, ниже аналогичных показателей, зарегистрированных в группе наблюдения. Индуцированная фенолом продукция ИЛ-17 (рис. 10.Б) у детей группы сравнения была достоверно (р<0,05) выше его спонтанного уровня (рис. 10.А) в 1,3 раза. При этом не обнаружено достоверных изменений фенол-индуцированной продукции этого цигокина у детей группы наблюдения (рис. 10.А, 10.Б). Не установлено достоверных изменений индуцированной фенолом продукции ИФНу у обеих обследуемых групп (рис. 10.А, 10.Б).

В крови детей группы наблюдения достоверно (р<0,05) по отношению к группе сравнения повышалась фенол-индуцированная продукция ИЛ-1Р, ИЛ-6 и ИЛ-8, в 4,1; 5,1 и 21,7 раз, соответственно. При этом обнаружено статистически значимое (р<0,05) снижение стимулированной фенолом продукции ИЛ-17, ИФНу в 3,6 и 2,6 раз, соответственно, и не обнаружено достоверных изменений синтеза ФНОа (рис. 10.Б).

Исследование фагоцитарного звена иммунитета у детей группы наблюдения в условиях эксперимента выявило достоверное (р<0,05) снижение фагоцитарного числа и фагоцитарного индекса при экспериментальной экспозиции фенолом по сравнению с контрольными показателями. Не обнаружено достоверно значимых различий между показателями фагоцитоза в условиях эксперимента и контрольными показателями у детей группы сравнения (таблица 7).

Таблица 7.

Показатели фагоцитарного звена иммунитета у детей в условиях эксперимента

Показатель Группа наблюдения (п=17) Р1 Группа сравнения (п=15) Р2

Контроль Опыт с фенолом Контроль Опыт с фенолом

Процент фагоцитоза, % 43,82±2,27 39,00±2,5 0,163 52,0±3,12 51,47±3,37 0,909

Фагоцитарное число, у.е. 0,71±0,05 0,53±0,04 0,005 0,92±0,08 0,84±0,07 0,483

Фагоцитарный индекс, у.е. 1,61±0,04 1,35±0,03 0,0001 1,67±0,07 1,61±0,05 0,449

Абсолютный фагоцитоз, 109/дм3 1,3±0,11 1,16±0,11 0,374 2,85±0,53 2,66±0,45 0,785

р - достоверность различий контроля и опыта с фенолом в группе наблюдения. р2- достоверность различий контроля и опыта с фенолом в группе сравнения.

Достоверное снижение показателей фагоцитоза (фагоцитарного числа и фагоцитарного индекса) под влиянием фенола у детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов, на фоне отсутствия достоверно значимых различий показателей фагоцитоза в условиях эксперимента у детей группы сравнения свидетельствует о формировании повышенной чувствительности нейтрофилов к фенолу.

Таким образом, у детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов, формируется повышенная чувствительность клеток иммунной системы к фенолу, о чем свидетельствует угнетение фагоцитарной активности нейтрофилов в условиях экспериментальной экспозиции фенолом и повышенная фенол-

индуцированная продукция цигокинов (ИЛ-1Р, ИЛ-6 и ИЛ-8) мононуклеарами периферической крови по отношению к показателям группы сравнения. При этом у детей группы наблюдения замедлена апоптотическая активность лимфоцитов (снижение спонтанной продукции ФНОа и отсутствие достоверных изменений его индуцированной продукции по отношению к группе сравнения) и нарушен баланс цитокинпро-дуцирующей активности иммуноцитов в сторону угнетения лимфоцитов ТЬ-1 и ТЪ-17 типов (снижение спонтанной продукции ИФНу и ИЛ-17 и достоверное снижение их индуцированной продукции по отношению к показателям группы сравнения).

Обоснование перечня маркерных показателей ранней диагностики и профилактики нарушений иммунной регуляции у детей, проживающих в условиях экспозиции фенолами. По результатам сравнительной оценки функционального состояния иммунной системы у детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов, с возрастной нормой и группой сравнения установлены следующие достоверные изменения: снижение уровня сывороточных иммуноглобулинов (^А, показателей фагоцитоза (фагоцитарное число, фагоцитарный индекс, процент фагоцитоза), относительного числа СВ4+-, С025+- и С0127"-лимфоцитов, показателей апоптоза (относительное содержание клеток, вступивших в стадию апоптоза, уровень экспрессии рецептора ТЭТЫ, содержание внутриклеточного апоптотического фактора р53) и повышение уровня специфического к фенолу 1§0, леикотриенов С".)/13_1/Т, 4, внутриклеточного антиапоптотического белкового фактора Ьс1-2. Рекомендуется учитывать эти показатели для ранней диагностики нарушений иммунного ответа и его регуляции у детей, проживающих в условиях экспозиции фенолами.

Анализ причинно-следственных связей параметров иммунного ответа с уровнем фенолов в крови показал актуальность использования показателей фагоцитоза (абсолютный фагоцитоз, фагоцитарное число), уровня сывороточного 1§М, числа CD4+-, СО25+-, СБ95+- и СБ 16+56+-лимфоцитов в качестве маркерных показателей нарушения иммунного ответа у детей.

Согласно экспериментальному исследованию модулирующего действия фенола на показатели иммунной системы в качестве маркерных показателей рекомендуется использовать фагоцитарное число и фагоцитарный индекс, а также уровни спонтанной продукции ИЛ-1Р, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-17, ФНОа, ИФНу, чувствительность которых по отношению к фенолу подтверждается уровнями индуцированной фенолом продукции этих цитокинов.

Среди спектра маркерных показателей изменения иммунного ответа выделены чувствительные показатели нарушения иммунной регуляции (маркеры эффекта) при хроническом аэрогенном воздействии фенолов - уровни спонтанной продукции цитокинов: ИЛ-17, ФНОа, ИФНу; С04+-, СБ95+- и СБ 127"-лимфоциты; показатели апоп-тотической регуляции: АппехшУ-Б1ТС+7ААО", ТЭТЫ, р53; специфический к фенолу 1§0. В таблице 8 представлены диапазоны изменения этих показателей в зависимости от содержания фенола в крови. Уровень контаминации крови фенолом <0,01 мкг/см3 соответствует диапазону маркерных показателей, при котором не наблюдается изменений показателей иммунорегуляции; уровень контаминации крови фенолом на уровне 0,01-0,05 мкг/см3 - соответствует диапазону ранних нарушений иммунного ответа; уровень контаминации крови фенолом >0,05 мкг/см3 соответствует иммуно-токсическим эффектам и проявляется отклонениями показателей, являющихся маркерами воздействия фенола на иммунорегуляцию.

Предложенные биомаркеры и диапазоны их значений характеризуют различные уровни воздействия фенолов на иммунорегуляцию по критерию их содержания в крови и предназначены для ранней диагностики и профилактики нарушений иммун-

ной регуляции и развития иммуноопосредованных заболеваний, прежде всего заболеваний органов дыхания, у детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов.

Таблица 8.

Маркеры ранних эффектов иммунного ответа у детей (на примере фенола)

Маркер эффекта Значение маркеров эффекта при различных уровнях фенола в крови

<0,01 мкг/см3 0,01-0,05 мкг/см3 >0,05 мкг/см3

ФНОа, пг/мл ИФНу, пг/мл ИЛ-17, пг/мл 9,01:1,5 4,56±0,77 3,49±0,26 4,61±1,02 2,95±0,95 2,08±0,34 2,14±0,74 1,73±1,22 1,54±0,24

С03+С04+, % С03+С095+, % С04+25+127", % 42,44±0,72 20,33±3,03 1,01±0,29 40,54±0,85 17,25±1,46 0,55±0,10 38,6±1,18 14,38±0,72 0,15±0,04

Аппехш У-ПТС+7ААО", % юткГ, % р53, % 0,47±0,07 1,13±0,22 0,87±0,09 0,41±0,05 0,61±0,06 0,72±0,11 0,33±0,05 0,42±0,06 0,63±0,06

Специфический 1дО, у.е. 0,029±0,012 0,14б±0,034 0,331±0,042

Для определения наиболее чувствительных маркерных показателей нарушения иммунного ответа у детей в результате воздействия фенолов рассчитаны реперные уровни содержания фенола в крови детей, с которых начинаются ранние отклонения показателей иммунорегуляции от возрастной нормы. Значения реперных уровней для каждого маркерного показателя и соответствующие диапазоны значений этих показателей представлены в таблице 9.

Таблица 9.

Реперные уровни содержания фенола в крови по критерию изменения маркеров эффекта у детей

Реперный уровень фенола, мкг/см3 Маркер эффекта Значение маркера эффекта, соответствующее реперному уровню фенола

0,014±0,002 ФНОа, пг/мл 5,28±1,35

0,014±0,001 ИФНу, пг/мл 3,08±0,92

0,014±0,001 ИЛ-17, пг/мл 2,46±0,39

0,024±0,001 СОЗ+СБ4+, % 41,0±1,15

0,021±0,004 СБЗ+С095+, % 17,33±0,33

0,021±0,003 С04+25+127\ % 0,57±0,21

0,020±0,005 Аппехш У-ИТС+7ААГГ, % 0,41±0,06

0,020±0,005 ■ЩИи*,0/» 0,63±0,14

0,015±0,003 р53, % 0,71±0,13

0,018±0,004 Специфический у.е. 0,063±0,059

В целом, результаты исследования позволили выделить наиболее чувствительные маркерные показатели фенол-индуцированных нарушений иммунной регуляции, изменения которых начинаются при превышении верхнего доверительного интервала регионального фонового уровня фенола в крови (0,012 мкг/см3). В их число входят: уровень спонтанной продукции ИФНу, относительное содержание СБ 127"-лимфоцитов, уровень внутриклеточного транскрипционного фактора р53 и содержание специфического к фенолу которые позволяют провести раннюю донозологи-ческую диагностику влияния фенолов на состояние иммунной регуляции у детей и связанных с ней заболеваний органов дыхания.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Полученные данные о хроническом аэрогенном воздействии фенолов на иммунную регуляцию у детей позволили обосновать следующие рекомендации:

1. Для минимизации воздействия фенолов на процессы иммунорегуляции у детей необходимы планирование и организация контрольно-надзорных мероприятий по улучшению качества атмосферного воздуха на территории, характеризующейся повышенной экспозицией фенолами (проведение санитарно-технических мероприятий, направленных на источники выбросов фенола и трикрезола, размещение постов наблюдения вблизи предприятий - источников выбросов фенолов).

2. С целью предотвращения развития нарушений иммунной регуляции у детей вследствие хронического аэрогенного воздействия фенолов и инициации заболеваний органов дыхания с вовлечением иммунного механизма целесообразно проведение медико-профилактических мероприятий по ранней диагностике нарушений иммунорегуляции с использованием маркерных показателей (маркеров клеточной дифференци-ровки, показателей апоптотической регуляции, показателей цитокиновой продукции и специфического маркера), а также проведение реабилитационных и коррекционных мероприятий, направленных на оптимизацию процессов иммунной регуляции (эли-минационные, иммуномодулирующие и адаптогенные препараты).

3. Для ранней донозологической диагностики нарушений иммунной регуляции у детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов, и связанных с ними заболеваний органов дыхания, рекомендуется использовать реперные уровни содержания фенола в крови и наиболее чувствительные маркерные показатели нарушения иммунорегуляции: уровень спонтанной продукции ИФНу, относительное содержание С0127~-лимфоцитов, уровень внутриклеточного транскрипционного фактора р53 и содержание специфического к фенолу ^О.

ВЫВОДЫ

1. Заболеваемость болезнями органов дыхания среди детей г. Перми, проживающих в зоне влияния промышленного узла, выбросы фенолов в атмосферу от которого возросли за 7 лет на 33,2%, а трикрезола - на 29,8%, в период 2000-2011 гг. увеличилась на 41,4%, достигнув 1,5 случаев на одного ребенка в год, что в 1,9 раза больше аналогичного показателя среди детей, проживающих в условиях удовлетворительной санитарно-гигиенической ситуации.

2. В 2012 г. в структуре заболеваемости болезнями органов дыхания детей группы наблюдения преобладали те нозологические формы, в которых задействован иммунный механизм - 46,7%, что в 2,7 раза чаще, чем в группе сравнения (17,6%; р<0,01). Наиболее тесная связь загрязнения атмосферного воздуха фенолом и трикре-золом выявлена с заболеваемостью астмой с преобладанием аллергического компонента (Ы2=0,8-0,86; р<0,01).

3. В крови детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенола на уровне до 2,3 ПДКс.с. и трикрезола на уровне до 4,0 ПДКс.с., содержание фенола, п-, м-, и о-крезолов достоверно превышает региональную фоновую концентрацию и показатели группы сравнения от 4,0 (фенол) до 21,4 (о-крезол) раз, что позволяет использовать эти показатели в качестве маркеров экспозиции фенолами.

4. Особенности нарушения иммунологического статуса детского населения, проживающего в условиях повышенной экспозиции фенолами в г. Перми, по отношению к группе сравнения характеризуются угнетением фагоцитарного звена иммунитета (снижение фагоцитарного числа и относительного числа фагоцитов в 1,2 раза); повышением специфической чувствительности к фенолу (в 1,3 раза); нарушением

клеточного звена иммунитета (снижение относительного числа CD4+- и CD25+-лимфоцитов в 1,1 и 1,2 раз, соответственно); угнетением апоптотической активности иммуноцитов (снижение содержания Annexin V-FITC+7AAD", р53, уровня экспрессии TNFRI, в 1,3; 1,4 и 1,4 раз, соответственно); нарушением цитокинпродуцирующей активности (повышение уровня спонтанной продукции ИЛ-lß, ИЛ-6, ИЛ-8 в 3,4; 4,1 и 5,8 раз, соответственно, и снижение уровня продукции ИЛ-17, ФНОа, ИФНу в 2,8; 1,9 и 2,6 раз, соответственно).

5. Увеличение содержания в крови п-, м-крезола с высокой степенью силы и значимости приводит к повышению содержания CD 16+56+-лимфоцитов (R2=0,86; р=0,0007), дефициту СБ25+-лимфоцитов (R2=0,7; р=0,0005), угнетению фагоцитарного (R2=0,85; р=0,0008) и гуморального (R2=0,76; р=0,0009) звеньев иммунитета; о-крезола и фенола - к угнетению фагоцитарного звена иммунитета: снижению абсолютного фагоцитоза (R2=0,76; р=0,001) и фагоцитарного числа (R2=0,54-0,7; р=0,0007).

6. Модулирующее действие фенола на показатели регуляции иммунного ответа у детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов, в эксперименте ex vivo проявилось в достоверной стимуляции индуцированной фенолом продукции ИЛ-lß, ИЛ-6 и ИЛ-8 в 4,1; 5,1 и 21,7 раз, соответственно, по отношению к аналогичным показателям группы сравнения и в достоверном по отношению к контрольным показателям снижении фагоцитарного числа и фагоцитарного индекса. Это свидетельствует о формировании у детей повышенной чувствительности иммуноцитов к фенолу, приводящей к угнетению фагоцитарной активности нейтрофилов и повышению цитокинпродуцирующей активности иммуноцитов.

7. Наиболее чувствительными маркерными показателями для ранней донозо-логической диагностики нарушений иммунной регуляции и связанных с ними заболеваний органов дыхания у детей, проживающих в условиях хронического аэрогенного воздействия фенолов, являются: уровень спонтанной продукции ИФНу, относительное содержание С0127'-лимфоцитов, уровень внутриклеточного транскрипционного фактора р53 и содержание специфического к фенолу IgG. Определены реперные уровни фенола в крови и даны рекомендации по их использованию в системе медико-биологического мониторинга при проведении гигиенической экспертизы.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

в eedyufux журналах, рекомендованных ВАК

1. Долгих О.В., Кривцов A.B., Дианова Д.Г., Легостаева Т.А., Лыхина Т.С., Гугович A.M., Харахорина P.A. Особенности клеточного и гуморального иммунитета в условиях комбинированной вирусной и гаптенной контаминации // Креативная хирургия и онкология, 2010. - № 4. - С. 20-22.

2. Гугович A.M., Харахорина P.A., Долгих О.В. Механизмы клеточной гибели в условиях различной химической нагрузки // Вестник Уральской медицинской академической науки: Тематический выпуск по микробиологии, иммунологии и биотехнологии, 2011. -№ 4/1 (38). - С. 129-130.

3. Харахорина P.A., Долгих О.В., Лыхина Т.С. Маркеры аллергических реакций у детей в условиях различной гаптенной нагрузки // Вестник Уральской медицинской академической науки. Тематический выпуск по микробиологии, иммунологии и биотехнологии, 2011. - № 4/1(38). - С. 154-155.

4. Долгих О.В., Дианова Д.Г., Лыхина Т.С., Кривцов A.B., Харахорина P.A., Гугович A.M. Цигокиновый профиль у детей в условиях техногенной нагрузки // Вестник Российской военно-медицинской академии, 2011. - № 1(33). - С. 149-150.

5. Харахорина P.A., Гугович A.M., Долгих О.В., Кривцов A.B., Лыхина Т.С. Роль реагинов и лейкотриенов в развитии техногенно обусловленных нарушений у детей // Вестник Уральской медицинской академической науки, 2012. - №4(41). - С. 233-234.

6. Харахорина P.A., Долгих О.В., Лыхина Т.С. Влияние техногенных химических факторов на особенности иммунной регуляции и продукцию медиаторов у детей с аллергическими заболеваниями // Уральский медицинский журнал, 2012. .V-10(102 i. С. 89-91.

7. Долгих О.В., Кривцов A.B., Харахорина P.A., Ланин Д.В. Иммунные и ДНК-маркеры воздействия техногенной нагрузки // Вестник Уральской медицинской академической науки, 2012. - №4(41). - С. 240-241.

8. Предеина P.A., Долгих О.В., Синицына О.О. Экспериментальное подтверждение экспрессии медиаторов регуляции иммунного ответа в условиях хронической экспозиции фенолами // Здоровье населения и среда обитания, 2013. - №11(248). - С. 30-32.

в других изданиях

9. Харахорина P.A., Лыхина Т.С. Механизмы аллергического воспаления у детей в условиях воздействия экзогенных химических факторов // МЭСК-2011 «Экология России и сопредельных территорий»: Материалы XVI междунар. экологической студенческой конф., Новосибирск, 28-31 октября 2011 г. - Новосибирск, 2011. - С. 261-262.

Ю.Долгих О.В., Харахорина P.A. Влияние никеля и фенолсодержащих соединений на запрограммированную клеточную гибель // Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности и защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях: Сборник научных трудов по материалам Междунар. научно-практ. конф. «Защита в чрезвычайных ситуациях», Ставрополь, 25 апреля 2011 г. - Ставрополь: Изд-во СевКавГТУ; Сервисшкола, 2011. - С. 187-189.

И.Долгих О.В., Дианова Д.Г., Гугович А.М., Харахорина P.A. Оценка цитокинового профиля у детей, проживающих на промышленно развитой территории // Здоровье семьи - XXI век: Материалы XV Междунар. научной конф., Торремолинос (Испания), 30 апреля - 7 мая 2011 г. - Пермь: Изд-во ОТ и ДО, 2011. - С. 150.

12. Харахорина P.A., Долгих О.В., Лыхина Т.С. Особенности цитокинового профиля и продукции медиаторов у детей с аллергическими заболеваниями в условиях техногенной контаминации биосред // Актуальные проблемы и инновационные технологии в гигиене: Материалы Всерос. научно-практ. интернет-конф., Пермь, 1-5 октября 2012 г. / под ред. C.B. Кузьмина. - Пермь, 2012. - С. 303-305.

13. Харахорина P.A., Долгих О.В., Лыхина Т.С., Гугович A.M. Особенности иммунной регуляции при развитии техногенно обусловленной сенсибилизации у детей // Академический журнал Западной Сибири: Материалы П научно-практ. конф. с междунар. участием «Естественные науки: достижения нового века», Шарджа (ОАЭ), 10-12 августа 2012 г - Тюмень: изд-во «Вектор Бук», 2012. - №2. - С. 5455.

14. Гугович А.М., Харахорина P.A., Долгих О.В., Кривцов A.B., Лыхина Т.С., Дианова Д.Г., Ожгибесова A.A., Лекомцева Е.М., Беклемышева С.Н. Особенности воздействия техногенных химических факторов на иммунологическое и генетическое здоровье детей (Пермский край) // Фундаментальные и прикладные аспекты анализа риска здоровью населения: Материалы Всерос. научно-практ. конф. молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора с междунар. участием, Пермь, 16-18 мая

2012 г. - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехи, ун-та, 2012. - Т.1. - С. 157160.

15.Харахорина P.A., Гугович A.M., Долгих О.В., Кривцов A.B., Лыхина Т.С., Диано-ва Д.Г., Ожгибесова A.A., Лекомцева Е.М., Беклемышева С.Н. Обоснование иммунных и ДНК-маркеров воздействия техногенной нагрузки на детей в условиях контаминации крови ароматическими углеводородами // Фундаментальные и прикладные аспекты анализа риска здоровью населения: Материалы Всерос. научно-практ. конф. молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора с междунар. участием, Пермь, 16-18 мая 2012 г. - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехи, унта, 2012. - Т.2. - С. 289-293.

16. Харахорина P.A., Долгих О.В., Лыхина Т.С. Роль метаболитов арахидоновой кислоты в развитии сенсибилизации у детей в условиях воздействия экзогенных химических факторов // Фундаментальные и прикладные аспекты анализа риска здоровью населения: Материалы Всерос. научно-практ. конф. молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора с междунар. участием, Пермь, 16-18 мая 2012 г. -Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехи, ун-та, 2012. Т.2. - С. 305-308.

17. Долгих О.В., Харахорина P.A., Дианова Д.Г., Кривцов A.B., Гугович A.M., Лыхина Т.С. Молекулярно-генетические особенности апоптоза в условиях гаптенной нагрузки // Рецепторы и внутриклеточная сигнализация: Междунар. конф., Пущи-но, 27-30 мая 2013 г. / под ред. В.П. Зинченко, A.B. Бережнова. - Пущино, 2013. -Т. 1.-С. 374-378.

18. Харахорина P.A., Зайцева Н.В., Сишщына О.О., Долгих О.В. Оценка воздействия фенола на процессы иммунорегуляции у детей ex vivo // Академический журнал Западной Сибири: Материалы Ш научно-практ. конф. с междунар. участием «Естественные науки: достижения нового века», Шарджа (ОАЭ), 24-26 августа 2013 г. - Тюмень: изд-во «Вектор Бук», 2012 - №4(47). - Т. 9. - С. 94-95.

Список сокращений

ИЛ - интерлейкин

ИФНу - интерферон у

ЛТ C4/D4/E4 - лейкотриены C4/D4/E4

MP - методические рекомендации

МУК - методические указания по контролю

ПДКм.р. - предельно-допустимая концентрация среднесуточная

ПДКс.с - предельно-допустимая концентрация максимально-разовая

Р-руководство

ФНОа - фактор некроза опухоли а

Annexin V-FITC+7AAD" - клетки, вступившие в стадию апоптоза в аннексино-вом тесте (витальный краситель 7AAD)

bcl-2 - внутриклеточный антиапоптотический фактор

CD - распознаваемый моноклональными антителами поверхностный лейкоцитарный антиген соответствующего дифференцировочного кластера Ig - иммуноглобулин

р53 - внутриклеточный транскрипционный фактор Th - CD4+ Т-лимфоцит (хелпер)

TNFRI - рецептор к фактору некроза опухоли-а 1-го типа

Подписано в печать 14.11.2013. Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 865/ 2013.

Издательство «Книжный формат» Адрес: 614000, г. Пермь, ул. Пушкина, 80.