Автореферат и диссертация по медицине (14.02.04) на тему:Роль аутоиммунных реакций в развитии поражений центральной нервной системы у работающих в условиях воздействия нейротоксикантов

На правах рукописи

ИВАНОВА Юлия Валентиновна

РОЛЬ АУТОИММУННЫХ РЕАКЦИЙ В РАЗВИТИИ ПОРАЖЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ У РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕЙРОТОКСИКАНТОВ

14.02.04 - медицина труда

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

2 I ЛП Р 2077

Иркутск-2011

4844162

Работа выполнена в Ангарском филиале Учреждения Российской академии медицинских наук Восточно-Сибирского научного центра экологии человека Сибирского отделения РАМН - Научно-исследовательском институте медицины труда и экологии человека.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор

Научный консультант:

кандидат медицинских наук

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор доктор медицинских наук, профессор

Бодиенкова Галина Михайловна

Катаманова Елена Владимировна

Лахман Олег Леонидович Белахвостикова Татьяна Сергеевна

Ведущая организация:

Учреждение Российской академии медицинских наук НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний СО РАМН

Защита диссертации состоится « » 2011 г. в «_» часов

на заседании диссертационного совета Д 001.038.01 при Учреждении Российской академии медицинских наук Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН по адресу: 664025, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 3. Почтовый адрес: 664025, г. Иркутск, а/я 539.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии медицинских наук Научном центре проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН.

Автореферат разослан «_»_2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник

Коган В.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Известно, что иммунная, эндокринная и нервная системы работают в виде единого структурно-функционального блока (Акмаев И.Г, 1998; Полетаев А.Б., Морозов С.Г., Ковалев И.Е., 2002). Эти важнейшие интегративные системы, взаиморегулируя друг друга, обеспечивают гомеостаз внутренней среды организма. По своей сущности нарушения той или иной системы или органа вследствие регуляторных расстройств являются патологией регуляции. Благодаря взаимосвязям нервной и иммунной систем, их патология имеет свои особенности, которые заключаются в том, что патологические изменения могут появляться не только вследствие прямого действия патогенного агента на ту или иную систему, но и опосредованно через изменения другой интегративной системы (Крыжановский Г.Н., 2003). Мозг имеет относительно автономную иммунную систему (Engelhardt В., Ransohoff R.M., 2005).

Изменения в нервной системе сопровождаются изменением иммунологических показателей, которые могут играть роль свидетеля патологического процесса в нервной системе. Так, при патологии нервной системы (рассеянный склероз, нейропатии) увеличивается экспрессия антигенов адгезии на мембране лимфоцитов и эндотелиальных клетках, что способствует притоку иммунокомпетентных клеток к очагу воспаления. Нарушение регуляторных процессов, в которых цитокины играют решающую роль, может приводить к возникновению ряда тяжелых заболеваний ЦНС (демиелинизирующих и инфекционных). Повышенная концентрация ИЛ-6 в спинномозговой жидкости обнаружена у 80 % больных амиотрофическим склерозом (Евтушенко С.К., 2007). TNF-a определяется в спинномозговой жидкости при вирусных и бактериальных менингитах, рассеянном склерозе, опухолях мозга, СПИДе и др., соответствуя обострениям и тяжелому течению некоторых заболеваний (Грищенко А.Б., 2008; Ералиева Л .Т., 2009). Типовой процесс в ЦНС - повреждение и нарушение ГЭБ на определенной стадии заболевания - обусловливает развитие нейроиммунопатологии (Крыжановский Г.Н., Ребенко Н.М., 2003), при которой с помощью клинико-иммунологических исследований выявляются антитела к нейротрансмиттерам и их рецепторам, мозгоспецифическим белкам, регуляторным нейропептидам и тканевым структурам мозга. Нейро-антитела определяются у больных черепно-мозговой травмой, шизофренией, рассеянным склерозом и др. (Осипова И.В., 2006; Сорокина Е.Г., 2008). Некоторые авторы отмечают прямую зависимость между уровнем нейроантител и тяжестью заболевания. При критических состояниях нейроантитела могут отсутствовать. Уменьшение уровня антител в крови может происходить при тяжелой патологии, что прогнозирует неблагоприятный исход заболевания (Гаппоева М.У., 2003; Dambinova S.A., 2003).

В настоящее время в литературе имеются многочисленные данные, раскрывающие отдельные звенья патогенеза токсической энцефалопатии. В большей степени это касается клинических (Лахман O.J1. с соавт., 2008, 2009, 2010) и экспериментальных исследований (Черняк Ю.И. с соавт., 2007; Кудаева И.В. с соавт., 2008, 2009; Соседова JI.M. с соавт., 2008, 2009, 2010). Вместе с тем недостаточно сведений, касающихся иммунных механизмов развития токсической энцефалопатии. Имеются единичные работы, посвященные роли антител в формировании токсических поражений нервной системы (Бодиенкова Г.М., Иванская Т.И., 2001; Рябова О.И., 2004). Остается нерешенным вопрос о значимости изменений аутоиммунных реакций в развитии патологии нервной системы и патогенезе прогредиентного течения нейроинтоксикаций, в связи с чем, на наш взгляд, весьма актуально изучение аутоиммунных механизмов и их роли в формировании поражений нервной системы.

Цель работы

Выявить роль аутоиммунных процессов в формировании расстройств нервной системы, индуцированных воздействием производственных нейро-токсикантов (паров металлической ртути, комплекса токсических веществ).

Задачи исследования:

1. Выявить особенности изменения концентраций аутоантител в крови здоровых, работающих в контакте с парами металлической ртути лиц «группы риска» и пациентов с хронической ртутной интоксикацией.

2. Оценить взаимосвязь между содержанием антител к белкам нервной ткани, изменением показателей клеточного иммунитета и цитокинового профиля у работающих в условиях воздействия паров металлической ртути пациентов с хронической ртутной интоксикацией на различных стадиях патологического процесса.

3. Изучить в динамике в отдаленном периоде после воздействия комплекса токсических веществ изменение уровня антител к мозгоспецифическому белку у больных токсической энцефалопатией.

4. Выявить зависимость между уровнями аутоантител и рядом нейрофизиологических и психологических показателей, характеризующих функциональное состояние мозга.

5. Обосновать иммунологические критерии диагностики хронической ртутной интоксикации.

Научная новизна

Получены новые сведения о вовлеченности аутоиммунных процессов в развитие профессиональных нейроинтоксикаций, вызванных воздействием ртути и комплекса токсических веществ. Установлено, что повышение концентраций аутоантител к белку S-100, ДНКд и ДНКн у «практически» здоровых работаю-4

щих свидетельствует об их физиологической значимости. Снижение уровней антител при формировании хронической ртутной интоксикации и нарастании тяжести патологического процесса свидетельствует о дисрегуляции в системе иммунитета. Показана взаимосвязь между повышением уровней нейротроп-ных антител и продукцией циркулирующих провоспалительных цитокинов. Приоритетными являются сведения о том, что повышение концентрации антител к белку Б-100 у работающих при воздействии ртути сопровождается ухудшением психологических характеристик, что подтверждает роль антител к белкам нервной ткани в нарушении процессов высшей нервной деятельности и нейроиммунного взаимодействия. Установлено, что высокие уровни антител к белку 8-100 способствуют нарушению активирующего влияния ретикулярной формации на стволовые образования и таламус, проявляющиеся в ослаблении внимания, памяти, восприятия, нарушении в сфере мотивации. Впервые доказана роль антител к мозгоспецифическим белкам в поддержании прогреди-ентного течения токсической энцефалопатии. Подтверждением является факт того, что регистрируемые на протяжении длительного времени высокие уровни антител к МСБ в отдаленном периоде интоксикации комплексом токсических веществ сопряжены со степенью выраженности органического поражения мозга и тревожно-депрессивных расстройств. Разработаны и научно обоснованы иммунологические критерии диагностики профессиональной хронической ртутной интоксикации.

Теоретическая и практическая значимость работы

Результаты выполненных исследований расширяют и дополняют существующие представления о роли адаптивных (физиологических) и дизадаптив-ных (патологических) аутоиммунных реакций в развитии патологии нервной системы. Установленные общие закономерности и особенности развития аутоиммунных реакций и их связь с иммунореактивностью организма на разных этапах формирования патологии нервной системы работающих при воздействии паров металлической ртути и комплекса токсических веществ и обосновывают включение в комплекс лечебных и профилактических мероприятий новых методов избирательной иммунореабилитации. Знание закономерностей динамики изменения уровней антител у пациентов с токсической энцефалопатией повышает эффективность оценки и прогноза состояния их здоровья. Научно обоснована информативность иммунологических критериев в диагностике профессиональной хронической ртутной интоксикации. Результаты работы послужили основанием для разработки способа диагностики хронической ртутной интоксикации (решение о выдаче патента на изобретение № 2009149695/14(073352) от 02.02.2011 г.) и способа диагностики ранних (донозологических) проявлений ХРИ (заявка № 2010151398(074206) от 30.11.2010 г.). Основные положения работы используются в педагогической

и научной деятельности на базе учебно-образовательного центра Ангарского филиала ВСНЦ экологии человека СО РАМН - НИИ медицины труда и экологии человека.

Положения, выносимые на защиту

1. Важную роль в развитии и прогредиентном течении профессиональных нейроинтоксикаций, индуцированных воздействием паров металлической ртути и комплексом токсических веществ, играет нарушение аутоиммунных процессов.

2. Активность аутоиммунных реакций у стажированных рабочих в контакте с ртутью и пациентов с хронической ртутной интоксикацией зависит от стадии развития патологического процесса и взаимосвязана с цитокинпроду-цирующей способностью иммунокомпетентных клеток.

3. Развитие аутоиммунных реакций при продолжающемся воздействии на работающих паров металлической ртути сопровождается изменениями в психоэмоциональной сфере. Возрастание в сыворотке крови антител к белку S-100 взаимосвязано с повышением уровня личностной и реактивной тревожности.

Апробация работы

Материалы диссертации были представлены на Всероссийской конференции «Реализация глобального плана действий ВОЗ по здоровью работающих в РФ. Проблемы и перспективы» (Москва, 2009); Всероссийской конференции «Медико-физиологические проблемы экологии человека» (Ульяновск, 2009); VIII Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» (Москва, 2009); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Профессиональные интоксикации: гигиенические, клинические и экспериментальные исследования» (Ангарск, 2009); Общероссийской научной конференции «Перспективы развития вузовской науки» (Сочи, 2010); конференции Российского цитокинового общества «Молекулярно-генетические основы функционирования цитокиновой сети в норме и патологии» (Новосибирск, 2010).

Личный вклад автора

Автор принимал участие в планировании, организации и проведении иммунологических исследований. Также автором сформулированы цель и задачи, определены объем и методы исследований, выполнены анализ, обобщение и обсуждение результатов, подготовлены публикации по теме диссертации.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, из них 4 - в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ для публикации основных научных результатов диссертации.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов и выводов. Материал изложен на 125 страницах машинописного текста, включающего 29 таблиц и 2 рисунка. Прилагаемая библиография содержит ссылки на 195 литературных источников, из них 58 - на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Характеристика обследованных лиц

В основу работы положены результаты исследования 172 лиц мужского пола. В первую группу вошли 36 человек, работавших в контакте с ртутью в производстве каустической соды на химическом комбинате ООО «Усольехим-пром». Средний возраст составлял 49,2 ± 1,2 лет. Средняя длительность воздействия ртути составила 14,7 ±1,1 лет. У всех обследованных была установлена хроническая ртутная интоксикация (ХРИ). Следует отметить, что на момент обследования все больные в течение длительного времени не контактировали с парами металлической ртути (в среднем по группе 9,0 ± 3,5 лет). По данным клинического обследования, выраженность ХРИ соответствовала I—II стадии у 4, II стадии - у 30 больных, и выраженная форма отравления (II-III стадии) установлена у 2 обследованных.

Основным проявлением ХРИ 1-Й стадии был астеноневротический синдром. У больных ХРИ II стадии в большинстве случаев (72,2 %) выявлялась энцефалопатия токсического генеза, у 13,9 % обследованных - сочетанного характера, то есть наблюдалось сочетание признаков токсического поражения головного мозга с сосудистыми нарушениями. Известно, что ядром энцефалопатии являются психические расстройства (чаще в виде органического астенического расстройства или органического расстройства личности с когнитивными и эмоционально-волевыми нарушениями). ХРИ II-III стадии проявлялась картиной токсической энцефалопатии с выраженным психоорганическим синдромом в виде мнестико-интеллектуальных и эмоционально-волевых нарушений.

Во вторую группу вошли 9 работающих на предприятии ОАО «Саян-скхимпласт», которым в ходе углубленного обследования установлен диагноз хроническая ртутная интоксикация (средний возраст - 45,8 ± 2,9лет, средний стаж - 15,7 ± 1,7 лет). Основными клиническими синдромами, характерными для данной группы, были: синдром вегетативной дистонии (в 82,3 % случаев); признаки органического поражения центральной нервной системы, характеризующиеся формированием энцефалопатии, проявляющейся в виде органического астенического расстройства или органического расстройства

личности с эмоционально-волевыми и когнитивными нарушениями. Токсическая энцефалопатия диагностирована у 25 % лиц с впервые установленным диагнозом ХРИ.

Третья группа - «группа риска» или группа стажированных работающих ОАО «Саянскхимпласт» - включала 35 человек. Критерием включения в данную группу был стаж работы в контакте с ртутью более 5 лет и (или) наличие выявленных в ходе медицинского осмотра изменений в психоэмоциональной сфере и (или) неврологических расстройств, которые могли быть следствием воздействия ртути на организм. Средний возраст обследованных составил 45,2 ± 0,9 лет, средний стаж -17,8 ± 0,9 лет. Клиническая картина психоневрологических нарушений была представлена 4 основными синдромами: 1) синдром вегетативной дистонии (СВД) - диагностирован в 42,9 ± 7,2 % случаев, его проявлениями были кардиоваскулярные и периферические вегетативные нарушения, расстройства терморегуляции, гипервентеляционные нарушения, явления тетании; 2) астенический синдром различной степени выраженности - выявлен у 52,4 % лиц данной группы; 3) дрожательный гиперкинез — диагностирован в 12,7 % случаев; 4) дисциркуляторная энцефалопатия (9,5 % случаев), которая была обусловлена наличием артериальной гипертензии и сахарным диабетом.

Четвёртую группу составили 22 человека (в динамике через 7,9,11,14 лет), принимавших участие в ликвидации пожара на ОАО «Иркутсккабель» в декабре 1992 года, которым был установлен диагноз последствий интоксикации комплексом токсических веществ (КТВ). Средний возраст обследованных составил 44,0 ± 2,4 года. Условием включения в данную группу было наличие токсической энцефалопатии.

Пятую группу составили «условно здоровые» лица, работающие в контакте с парами металлической ртути - 23 человека. Средний возраст мужчин, входящих в эту группу, составил 38,5 ± 0,8 лет, средний стаж в условиях работы с нейротоксикантами - 4,29 ± 0,33 лет.

Контрольную группу «условно здоровых» мужчин в количестве 47 человек составили лица репрезентативного возраста и общего трудового стажа, не имеющие в профессиональном маршруте контакта с веществами нейротокси-ческого действия.

Методы исследования

Оценку иммунного статуса обследуемых групп проводили при помощи комплекса стандартных, унифицированных тестов, разработанных сотрудниками Института иммунологии (г. Москва) и рекомендациями ВОЗ (Чередеев А.Н., 1999; Потемкина Е.Е., 2002), которые включали: методы оценки количественных и функциональных характеристик основных звеньев (клеточного и гуморального) иммунной системы (Кожевников B.C., 1990; Фролов В.М., 1993). Оценка клеточного иммунитета проводилась совместно с м.н.с. С.И. Курчевенко. Определение количественного содержания популяций и

субпопуляций лимфоцитов проводили методом непрямой иммунофлюоресцен-ции с использованием моноклональных антител производства «МедБиоСпектр» (г. Москва). Использовали ICO- 90 (CD3+) - маркеры зрелых Т-лимфоцитов, ICO- 86 (CD4+) - маркеры Т-хелперов-индукторов, ICO-31 (CD8+) - маркеры Т-супрессоров и цитотоксических клеток, ICO-116 (С 16+) - маркеры NK-клеток, моноцитов, гранулоцитов, ICO-180 (CD20+) - маркеры В-лимфоцитов, ICO-105(CD25+)- маркеры активированных лимфоцитов, ИКО-160 (CD95+) -маркеры лимфоцитов, экспрессирующих Fas-антиген.

Состояние гуморального иммунитета оценивали путем определения сывороточных иммуноглобулинов классов А, М, G методом твердофазного иммуно-ферментного анализа с использованием тест-систем производства Вектор Бест (г. Новосибирск). Содержание в сыворотке крови цитокинов TNF-a, IL-1 р, IL-2, IL-4, IL-6, INFy определяли методом иммуноферментного анализа с использованием тест-систем НПО «Протеиновый контур» (г. Санкт-Петербург).

Содержание эндогенного белка S-100 в сыворотке крови определяли твердофазным иммуноферментным методом, используя реактивы фирмы CanAg (Швеция).

В сыворотке крови пациентов методом иммуноферментного анализа определяли уровни антител к мозгоспецифическому белку (МСБ), нативной (ДНКн) и денатурированной ДНК (ДНКд), белку S-100 с использованием стандартных тест-систем производства «Сибмедприбор» (г. Новосибирск). Результаты ИФА учитывали фотометрически, используя коэффициент К = Do/ Dk, где Do, Dk - величины оптической плотности продукта.

Оценка состояния нейрофизиологической активности у пациентов проводилась в отделении функциональной диагностики к.м.н. Е.В. Катамановой.

Электроэнцефалография осуществлялась на компьютерном электроэнцефалографе DX-NT 32 V 1.9 (производитель - «DX-Complexes» LTD (г. Харьков), ТУ У22699733-001-95, регистрационное удостоверение № 49919) по стандартной методике (Гнездицкий В.В., 2000; Зенков JI.P., 2002) с определением зрительных вызванных потенциалов (ЗВП) и оценкой их компонентов.

Психологическое обследование включало исследование высших мозговых функций. При этом использовали тест с запоминанием 10 слов по А.Р. Лурия (1973), тест Равена и пробы Крепелина. В методах психологической диагностики оценивались факторы тревоги и депрессии с использованием шкалы депрессии В. Зунга и теста Спилбергера - Ханина (Ахмеджанов Э.Р., 1995) (выполнено на базе клиники института к.б.н О.И. Шевченко).

Применялись общепринятые методы вариационной статистики. Обработка результатов исследования проводилась с использованием пакета прикладных программ «Statistica for Windows» 6.0 (лицензия № AXXR004E642326FA). Определяли нормальность распределения количественных признаков. Полученные данные представлены в виде средних арифметических значений

показателей и стандартного отклонения. В случае отсутствия правильного распределения использовали непараметрические методы с помощью критерия Уилкоксона - Манна - Уитни, с указанием средних величин и стандартного отклонения, с учетом поправки Бонферрони (Славин М.Б., 1989). Для оценки взаимосвязи количественных признаков применяли коэффициенты корреляции Спирмена (Зайцев В.М., 2003). При изучении качественных признаков с бинарным распределением (по типу «есть/нет») использовали показатели частоты событий. Для суждения о достоверности различий встречаемости качественных признаков применяли метод Фишера для малых выборок (Рип^ (Алферова М.А., 2004). В данной работе был использован многофакторный дискриминантный анализ (Славин М.Б., 1989; Гельфгат Е.Л., 2003).

Работа не ущемляет права и не подвергает опасности благополучие субъектов в соответствии с требованиями биомедицинской этики, утвержденными Хельсинской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (2000). Исследования выполнены с информационного согласия пациентов в Ангарском филиале ВСНЦ ЭЧ СО РАМН. Сертификат аккредитации ГСЭН РФ № СА 13.98 от 31.03.2005 г. Лицензия на осуществление медицинской деятельности № ФС - 38-01-000865 от 23.06.2009 г.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучение содержания антител в сыворотке крови у работающих в условиях воздействия ртути выявило повышение частоты регистрации высоких концентраций и уровней антител к белку 8-100, ДНКд и ДНКн (табл. 1).

Таблица 1

Частота встречаемости высоких концентраций аутоантител и средние уровни аутоантител в сыворотке крови работающих с ртутью (М ± БО)

Группа Частота встречаемости высоких уровней АТ (%)

к ДНКд к ДНКн к Э-ЮО

«Практически здоровые» работающие (л = 23) 22,7 ± 8,7* 27,2 ± 9,27* 36,4 ±10,03*

Контроль(л = 47) 2,04 ±2,1 2,1 ±2,2 0

Уровень АТ, усл. ед.

«Практически здоровые» работающие (л = 23) 1,61 ±0,36* 1,75 ±0,43* 1,55 ±0,83*

Контроль (л = 47) 0,98 ± 0,32 1,24 ±0,97 1,06 ±0,32

Примечание: * - различия достоверны относительно группы контроля (р < 0,05).

Так, у здоровых рабочих высокое содержание в сыворотке крови аутоантител встречается чаще, и средние уровни их выше, чем в группе работающих, которые не имеют контакта с веществами нейротоксического действия. 10

Таким образом, воздействие паров металлической ртути на организм работающих способствует изменению аутоиммунных реакций. Известно, что под воздействием неблагоприятных факторов происходит увеличение концентрации продуктов тканевого обмена со свойствами аутоантигенов (Альтман Д.Ш., Блинов Ю.А., 2004). Регуляторная роль аутоантителообразования подтверждается зависимостью от состояния тканевого метаболизма и концентраций поступающих в кровь продуктов обмена (Лютфалеева Г.Т., 2009). Увеличение частоты выявления высоких уровней и повышение средних концентраций аутоантител у здоровых работающих на определенном этапе может свидетельствовать об участии антител в регуляции гомеостаза и процессах адаптации при воздействии неблагоприятных факторов.

Исследование содержания аутоантител у работающих в зависимости от стадии патологического процесса («группа риска», впервые установленная ХРИ, ХРИ в отдаленном периоде) позволило выявить определенные закономерности (табл.2).

Таблица 2

Частота встречаемости высоких концентраций аутоантител и средние уровни аутоантител в сыворотке крови стажированных работающих и пациентов с ХРИ (М ± ББ)

Группа Частота встречаемости высоких уровней АТ (%)

кМСБ к ДНКд к ДНКн к в-ЮО

Стажированные работающие (л = 35) 45,7 ± 8,4* 25,7 ± 7,3* 22,8 ±7,1* 34,3 ±8,0* **

Впервые установленная ХРИ (л = 9) - 54,5 ±16,5*'** 33,0 ± 15,6* 55,5 ±16,5*'**

Отдаленный период ХРИ (л = 36) 55,5 ±11,7* 9,5 ±6,11 9,5 ±6,11 15,0 ±4,5*

Контроль (л = 47) 6,4 ± 3,5 2,04 ±2,1 2,1 ±2,2 0

Уровень АТ, усл. ед

Стажированные работающие (п = 35) 1,75 ±0,97* 1,5 ±0,53* 1,69 ± 0,74* 1,59 ±0,64*

Впервые установленная ХРИ (л = 9) - 1,43 ± 0,4* 1,85 ±0,54*'** 2,05 ± 1,2*'**

Отдаленный период ХРИ (л = 36) 1,41 ±0,45 1,19 ±0,54 1,3 ±0,71** 1,21 ±0,34

Контроль (л = 47) 1,08 ±0,09 0,98 ± 0,32 1,24 ±0,97 1,06 ±0,32

Примечание: * - различия достоверны относительно группы контроля; ** - различия достоверны между группой с впервые установленным диагнозом ХРИ и группой в отдаленном периоде интоксикации; «-» - нет данных.

Наиболее выраженное повышение антител к антигенам нервной ткани установлено у пациентов с впервые установленной хронической ртутной интоксикацией (к белку Б-100 - в 2 раза, к ДНКн - в 1,4 раза и к ДНКд - в 1,5 раза). У

больных в отдаленном периоде ХРИ наблюдалось снижение антител к S-100 и ДНКн относительно стажированных работающих. Так, средние уровни антител к S-100 составили 1,21 ± 0,34 усл. ед. против 1,59 ± 0,64 усл.ед. в «группе риска», к ДНКн - 1,3 ± 0,71 усл. ед. против 1,69±0,74 усл. ед. соответственно.

Таким образом, повышение уровней аутоантител при отсутствии патологических изменений у работающих в условиях воздействия ртути расценивается как физиологическая реакция, продолжительное повышение уровней антител у пациентов с начальными проявлениями ХРИ и выраженное снижение уровней нейроантител у пациентов в отдаленном периоде ХРИ свидетельствует о срыве компенсаторно- приспособительных механизмов.

Активация лимфоцитов при развитии аутоиммунного процесса не может происходить без увеличения синтеза различных биологически активных молекул, в том числе регуляторных факторов, аутоантител, что и подтверждает обнаруженное возрастание продукции провоспалительных цитокинов, а именно: у стажированных работающих с высоким содержанием антител к МСБ и S-100, выявлена более интенсивная выработка IL-2 и TNF-a (концентрация IL-2 в сыворотке крови составила 178,3 ±370 против 17,5± 15,9 пк/мл в контроле, TNF-a -10,9 ± 15,06 против 4,79 ± 14,87 пк/мл в контроле). По мнению ряда авторов, гиперпродукция провоспалительных цитокинов может играть важную роль в нарушении регулирования сосудистого тонуса (Katz S.D., Rao R., Berman J., 1994), формировании эндотелиальной дисфункции (Vanderheyden М., Kersschot Е., 1998), что приводит к повышению проницаемости ГЭБ и обусловливает состояние гиперчувствительности к мозгоспецифическим белкам. Выявленная активация провоспалительных цитокинов у стажированных работающих может обусловливать развитие нарушения толерантности к антигенам нервной ткани и является фактором риска формирования профессиональной патологии.

Сравнительный анализ показателей уровней аутоантител и цитокинового профиля у пациентов с впервые установленной ХРИ позволил установить, что повышение содержания аутоантител сопровождалось тенденцией к снижению провоспалительных цитокинов - IL-1, IL-2, IL-6. Вместе с тем уровень TNF-a продолжал возрастать. С нарастанием тяжести патологического процесса отмечается снижение уровней аутоантител на фоне выраженной тенденции к снижению провоспалительных IL-2, IL-6 и TNF-a и противовоспалительного IL-4. Таким образом, снижение уровней про- и противовоспалительных цитокинов, а также антител к антигенам из нервной ткани с нарастанием тяжести патологического процесса, по-видимому, свидетельствует о дисрегуляции в системе иммунитета.

Подтверждением данного предположения служат результаты изучения уровней аутоантител в зависимости от изменения показателей, характеризующих клеточный иммунитет пациентов в отдаленном периоде ХРИ. Снижение уровней антител к белку S-100 у пациентов с хронической ртутной интоксикацией в отдаленном периоде происходит на фоне выраженного уменьшения

количества СБЗ+, СЭ4+, СБ95+, что также свидетельствует о срыве компенсаторных иммунологических механизмов.

С помощью методов многомерного статистического анализа нами обоснованы дополнительные иммунологические показатели для диагностики хронической ртутной интоксикации. Наиболее значимыми критериями являются: содержание в сыворотке крови аутоантител к ДНКн и белку Б-100, ТОТ-а, 1Ь6, 1Ь4, ^А, относительное число натуральных киллеров (СО 16+), абсолютное количество Т-хелперов (СБ4+) (табл. 3).

Таблица 3

Оценка информативности признаков, включенных в линейные дискриминантные функции

Показатели Р-включения Р

АТ к ДНКн, усл. ед 17,22 0,00013

С016+, % 15,68 0,00025

1дА, г/л 11,75 0,0013

116, пкг/мл 11,07 0,0017

ТМР-а, пкг/мл 10,55 0,0021

СЭ4+, 109/л 8,68 0,0049

АТ к белку Э-ЮО, усл. ед 7,57 0,0083

И4, пкг/мл 5,28 0,025

На основе дискриминантного анализа построена система из двух уравнений (Р1 и ¥2), характеризующих дискриминантные функции для двух групп: Р1 - для пациентов с хронической ртутной интоксикацией, ¥2 - для пациентов «группы риска». Точность диагностики хронической ртутной интоксикации составила 91,2 %.

Для более детального раскрытия закономерностей и механизмов развития аутоиммунных реакций на различных этапах формирования патологии нервной системы значимый интерес представляло изучение уровней нейротропных аутоантител в зависимости от степени выраженности неврологических нарушений (рис. 1).

Сравнительная оценка уровней антител у стажированных работающих в зависимости от степени выраженности астенических расстройств показала значимое увеличение продукции антител ко всем изучаемым нами антигенам. Обращает на себя внимание факт увеличения средних уровней антител к Б-100 во всех группах относительно контроля. Следует отметить, что антиген Б-100 относится к нейротрофическим белкам и является трофическим фактором для серотонинергических нейронов, регулирует нейроглиальные взаимоотношения

Вегетативные Легкое астеническое Органическое

нарушения расстройство э моциона гьно-

лабипьное расстройство

Рис. 1. Зависимость изменений уровней антител к белку S-1 ООу стажированных работающих от степени выраженности неврологических проявлений.

и, по данным исследований, принимает участие в механизмах обучения, памяти и эмоционально-мотивационных реакций (Mello Е., 2000; Gromov L.A., Syro-vatskaya L.P., 2001; Nishiyama H., 2002). AT к S-100 препятствуют нейротрофи-ческому действию самого белка и вызывают повреждения нейронов (Ellis Е.Е., Willoughby К. A. et. al., 2008). По данным И. А. Бережновой с соавт., повышение антител к S-100 может блокировать серотонинергические нейроны, что может сказываться на формировании астенических расстройств. Обращает на себя внимание тот факт, что у лиц с органическими эмоционально-лабильными нарушениями среднее содержание антител к белку S-100 достоверно выше аналогичных показателей у группы лиц с вегетативными нарушениями (1,9 ± 0,17 против 1,28 ± 0,4 усл. ед. в группе с вегетативными нарушениями).

Проведенное исследование подтверждает роль антител к белкам нервной ткани в нарушении процессов высшей нервной деятельности и нейроиммун-ного взаимодействия.

Так, исследования позволили установить, что стажированные работающие с высокими уровнями антител к белку S-100 более восприимчивы к стрессу и склонны переживать негативные эмоции в связи с различными трудностями гораздо острее, чем рабочие, у которых регистрировались нормальные уровни антител (рис. 2).

Об этом свидетельствует достоверное увеличение уровня личностной и реактивной тревожности у пациентов с высокими уровнями антител к белку S-100 относительно группы, в которой регистрировались уровни показателя в пределах референтного значения. Подтверждением того является связь между содержанием в сыворотке крови антител к белку S-100 и уровнем личностной тревожности

Реактивная тревожность Личностная тревожность Уровень депрессии 0 Высокие уровни АТ к Э-100 В Нормальные уровни АТ к Э-100

г = 0,45

ATKS-100 <— р = 0,03 —fr- Личностная

тревожность

Рис. 2. Зависимость уровней антител к S-100 от состояния эмоциональной сферы у стажированных рабочих.

(г = 0,45;р = 0,03). С точки зрения нейрофизиологии, все варианты когнитивных и психоэмоциональных расстройств реализуются при заинтересованности структур лимбико-ретикулярного комплекса (Данилов H.H., 2005; Смирнов В.М., 2006). Полученные данные, вероятно, можно объяснить выраженной реакцией глиальных структур, прежде всего, в определенных зонах лимбико-ретикулярного комплекса на воздействие паров металлической ртути. В то же время анализ уровней аутоан-тител к белкам нервной ткани у пациентов с хронической ртутной интоксикацией показал, что изменение показателей, характеризующих психоэмоциональную сферу, связано с изменением уровней антител к мозгоспецифическому белку. Об этом свидетельствуют повышение реактивной тревожности в группе лиц с высокими уровнями антител к мозгоспецифическому белку и установленные прямые корреляционные взаимосвязи между уровнем антител к МСБ и уровнем депрессии, а также с уровнем ре активной тревожности (г = 0,5; р = 0,01).

Участие аутоиммунных механизмов в нарушении высшей нервной деятельности также подтвердили данные исследования биоэлектрической активности I головного мозга (рис. 3, 4). При изучении основных параметров зрительных вызванных потенциалов у больных ХРИ с высокими уровнями антител к белку S-100 выявлено более выраженное запаздывание времени появления реакции коры на зрительный стимул и увеличение латентности Р200. Увеличение пика Р200 при регистрации ЗВП отражает снижение когнитивной функции (Гнез-дицкий В.В., 2000).

ч

О 100 2 00 30 0 400 5 00 600

Латентность (мс)

0Норма;ъные уровни АТ к Б-ЮО ^Высокие уровни АТ к Э-ЮО

Рис. 3. Основные показатели зрительных вызванных потенциалов в зависимости от уровней антител к 8-100 у пациентов с ХРИ в отдаленном периоде.

Рис. 4. Достоверные корреляционные зависимости между уровнями антител к Э-100 и временем ответа ЗВП у пациентов в отдаленном периоде ХРИ (1) и с впервые установленной ХРИ (2).

Таким образом, результаты исследования свидетельствуют о значимой сопряженности уровней нейротропных антител с нейрофизиологическими и психологическими показателями у стажированных работающих и пациентов с ХРИ. Вместе с тем, нами не выявлено достоверных различий между уровнями аутоантител к антигенам из нервной ткани в зависимости от степени хронической ртутной интоксикации в отдаленном периоде. Наши данные согласуются с другими авторами. Так, у больных с ишемией головного мозга при 16

увеличении уровней антител к нейротрофическим факторам в биологических жидкостях отсутствовала связь с тяжестью и формой патологического процесса (Шерстнев В.В., 2002). Изменения в содержании антител, которые не находят тесной взаимосвязи с клиническими проявлениями патологического процесса, могут расцениваться как стадия развития дисфункции, характеризующейся нарушением ранее согласованной интеграции функциональных систем.

В литературе имеются данные о том, что в патогенезе профессиональной хронической патологии головного мозга токсического генеза в большей или меньшей степени принимают участие сходные универсальные механизмы (Bressler J., 1999; Stewart W.F., 2006). В связи с чем, представляло определенный интерес исследование роли аутоиммунных реакций в развитии профессиональной патологии нервной системы, индуцированной воздействием как ртути (чтобы выявить особенности изменений уровней антител на различных этапах формирования хронической ртутной интоксикации от начальных донозологических до клинически выраженных форм патологии), так и комплексом токсических веществ у ликвидаторов в динамике отдаленного периода (через 7,9,11,14 лет).

Исследование аутоиммунных процессов у пациентов с токсической энцефалопатией, возникшей от воздействия комплекса токсических веществ, выявило, что на момент установления диагноза у 100 % пациентов зарегистрированы высокие уровни антител к МСБ. Обследование пациентов в динамике через 11 лет после острого воздействия КТВ показало, что в 53,3 % случаев зарегистрировано возрастание количества антител к МСБ. У 33,3 % больных уровень аутоантител к МСБ оставался стабильно высоким и не изменялся. Снижение наблюдалось у 13,3 % обследуемых. Длительное сохранение антител к нейроантигенам в крови свидетельствует об участии их в прогредиентном развитии деструктивных изменений. Через 14 лет после воздействия КТВ отмечено снижение частоты встречаемости высоких уровней аутоантител к МСБ, и высокие значения антител к этому антигену регистрировались у 50 % обследованных. Наблюдаемое снижение концентраций в сыворотке крови антител к МСБ в более позднем отдаленном периоде интоксикации КТВ свидетельствует о срыве компенсаторных процессов (табл. 4).

Таблица 4

Частота выявления высоких уровней аутоантител у больных токсической энцефалопатией в динамике (%)

Показатели 1999 г. 2001 г. 2003 г. 2006 Г. Контроль

AT к МСБ 100 ± о*-** 60,0 ±4,4* 73,3 ± 9,8*' ** 50,0 ± 20,4* 6,4 ± 3,5*

АТкДНКн 95,0 ±4,8* 72 ± 3,4 76 ±5,1 67,0 ±19,2 24,0 ± 3,5

AT к ДНКд 60,0 ± 4,4* 54 ± 4,3 61,5 ±5,4 55,3 ±15,2 6,4 ± 6,2

Примечание: отличия статистически значимы при сравнении * - с контролем; ** - с данными 2006 г. (р < 0,05).

Сравнительная оценка уровней аутоантител к антигенам из нервной ткани у пациентов с токсической энцефалопатией в динамике позволила выявить достоверное увеличение концентрации в сыворотке крови антител к мозгоспе-цифическим белкам на протяжении всего периода наблюдения (табл. 5).

Таблица 5

Сравнение значения уровней аутоантител у больных токсической энцефалопатией в динамике (М ± БЭ)

Уровни антител 1999 г. 2001 г. 2003 г. 2006 г. Контроль

к МСБ 2,05 ± 0,7*'' 1,8 ± 0,8* 2,4 ± 1,4*'' 1,26 ±0,2* 1,08 ±0,01

кДНКн 0,55 ±0,35*' **•••• 1,2 ±0,1 1,15 ± 0,1* 0,8 ± 0,38* 1,37 ±0,97

к ДНКд 1,63 ±0,45*'"'° 1,54 ±0,13*'* 1,47 ±0,11*'* 1,17 ±0,7* 0,98 ± 0,32

Примечание: отличия статистически значимы при сравнении * - с контролем; ** - с содержанием АТ в 2001 г.;0 - с содержанием АТ в 2003 г.; * - с содержанием АТ в 2006 г. (р < 0,05).

Как следует из данных, представленных в таблице 5, наибольшие концентрации наблюдались через 7-11 лет после интоксикации комплексом токсических веществ. Обращает на себя внимание факт достоверного снижения уровней антител к МСБ у пациентов с токсической энцефалопатией через 14 лет после интоксикации КТВ.

Важная роль антител к нейроантигенам в патогенезе прогредиентного течения поражения нервной системы подтверждена установленной зависимостью между выраженностью аутоиммунных реакций и степенью клинических проявлений токсической энцефалопатии (табл. 6).

Таблица б

Изменение уровней аутоантител к МСБ в динамике в зависимости от степени выраженности токсической энцефалопатии (М ±

Уровни АТ к МСБ у пациентов с: 1999 г. 2001 г. 2003 г.

легко выраженной токсической энцефалопатией (усл. ед.) 1,6 ±0,38* 1,8 ±0,7 1,8 ±0,7

умеренно выраженной токсической энцефалопатией (усл. ед.) 2,5 ± 0,8* 1,8 ± 1,03 2,9 ±1,8

Примечание: * - различия достоверны между группами пациентов с легко выраженной токсической энцефалопатией и пациентами с умеренно выраженной токсической энцефалопатией (р < 0,05).

Так, у пациентов с умеренно выраженной токсической энцефалопатией по сравнению с пациентами с легко выраженной токсической энцефалопатией, сформировавшейся через 7 лет после воздействия КТВ, уровни антител к ней-рональным белкам достоверно выше (в 1,56 раза). Обращает на себя внимание

факт нарастания уровня антител у пациентов с умеренно выраженной токсической энцефалопатией через 11 лет после острого отравления КТВ. Указанные изменения уровней антител, вероятно, свидетельствуют о более интенсивных деструктивных процессах, происходящих в нервной ткани и, соответственно, более раннем проявлении и нарастании органического поражения ЦНС в группе пациентов, у которых через 7 лет после интоксикации КТВ была выявлена умеренно выраженная токсическая энцефалопатия.

Учитывая, что у больных токсической энцефалопатией в отдаленном периоде нейроинтоксикации комплексом токсических веществ характерно преобладание психопатологического синдрома над неврологическим, значительный интерес представляло сопоставление изменений аутоиммунных реакций с результатами психологического тестирования пожарных (рис. 5).

1999 г. 2001 г. 2003 г.

ШГруппа пациентовс токсической энцефалопатией с выраженной тенденцией к снижению АТ к МСБ

ЕЗГруппа пациентовс токсической энцефалопатией со стабильно вьсокими уровнямиАТк МСБ

Рис. 5. Уровень депрессии (в баллах) у пациентов с токсической энцефалопатией в зависимости от уровней аутоантител к МСБ в динамике.

Результаты исследований продемонстрировали достоверное повышение уровня депрессии в группе лиц с высокими уровнями антител к МСБ относительно группы лиц, у которых выявлено снижение концентрации антител к МСБ в динамике через 7 и 9 лет после острого воздействия комплекса токсических веществ. Следует также отметить, что высокие уровни антител у больных сопряжены с выраженной тенденцией к повышению личностной и реактивной тревожности.

Таким образом, результаты исследований убедительно доказывают как са-ногенетическую, так и патогенетическую роль нейроспецифических иммунных изменений в развитии (у работающих) и прогредиентном течении профессио-

нальных поражений нервной системы. Определение нейрональных антител может не только служить диагностическим признаком развития патологического процесса в нервной ткани, но и свидетельствовать о необходимости проведения профилактики и реабилитации в соответствующих группах больных, а также разработки методов целенаправленной иммунореабилитации.

ВЫВОДЫ

1. Воздействие паров металлической ртути на организм работающих способствует изменению аутоиммунных реакций, характеризующихся повышением содержания в сыворотке крови антител к мозгоспецифическому белку, белку S-100, ДНКд и ДНКн. Наиболее выраженное повышение антител к антигенам нервной ткани установлено у пациентов с впервые установленной хронической ртутной интоксикацией (к белку S-100 - в 2 раза, к ДНКн - в 1,4 раза, к ДНКд - в 1,5 раза).

2. Снижение уровней антител к белку S-100 у пациентов с хронической ртутной интоксикацией в отдаленном периоде происходит на фоне выраженного снижения количества CD3+, CD4+, CD95+, что свидетельствует о дис-регуляции в системе иммунитета.

3. Установлено, что содержание антител к белкам нервной ткани находится в прямой зависимости от продукции циркулирующих провоспалительных цитокинов. Возрастание содержания антител к МСБ и S-100 у стажированных работающих в условиях воздействия ртути сопряжено с повышением концентраций в сыворотке крови IL-2 и TNF-a, что может свидетельствовать о регуляторном влиянии цитокинов на выработку антител к антигенам мозга. У пациентов с хронической ртутной интоксикацией параллельно уменьшению выработки 1L-2,1L-4, IL-6 и TNF-a происходит снижение продукции антител к антигенам нервной ткани.

4. У стажированных работающих выраженность показателей личностной и реактивной тревожности взаимосвязана с увеличением содержания антител к белку S-100, в то время как у пациентов с хронической ртутной интоксикацией изменения данных показателей более выражены на фоне увеличения в сыворотке крови антител к МСБ.

5. Повышение уровней антител к белку S-100 у пациентов с хронической ртутной интоксикацией сопряжено с ухудшением основных параметров зрительных вызванных потенциалов, о чем свидетельствует достоверное удлинение времени начала ответа на зрительный раздражитель до 351,4 ± 148,3 мс и латентности Р200 до 454,6 ± 106,2 мс у пациентов с ХРИ с высокими уровнями антител к белку S-100 (соответственно, 151,3 ± 107,3 и 325,7 ± 89,7 мс у пациентов с нормальными уровнями антител).

6. Длительное сохранение высоких уровней антител к МСБ у пациентов в отдаленном периоде интоксикации комплексом токсических веществ взаи-20

мосвязано со степенью клинических проявлений токсической энцефалопатии и изменениями показателей, характеризующих психоэмоциональную сферу, что свидетельствует об участии антител к МСБ в патогенезе прогредиентного течения токсической энцефалопатии.

7. Дополнительными информативными показателями в диагностике хронической ртутной интоксикации являются: содержание в сыворотке крови аутоантител к ДНКн и белку S-100, TNF-a, IL6, IL4, IgA, относительное число натуральных киллеров (CD 16+), абсолютное количество Т-хелперов (CD4+).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бодиенкова Г.М., Иванова Ю.В. и др. Роль нарушений иммунореактив-ности организма в развитии профессиональных нейроинтоксикаций // Профессия и здоровье : матер. VIII Всерос. конгр. (25-27 ноября 2009 г.). - М., 2009.-С. 67-69.

2. Бодиенкова Г.М., Курчевенко С.И., Иванова Ю.В. и др. Адаптационные возможности организма работающих в контакте с различными нейротокси-кантами // Медико-физиологические проблемы экологии человека : матер. III Всерос. конф. с международным участием. (22-25 сентября 2009 г.). - Ульяновск, 2009.-С. 41.

3. Иванова Ю.В., Бодиенкова Г.М., Курчевенко С.И. Оценка показателей иммунитета работающих с ранними проявлениями поражения нервной системы // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2009. - № 1. - С. 111-113.

4. Бодиенкова Г.М., Иванова Ю.В. Взаимосвязь между уровнями аутоантител и показателями иммунной реактивности организма работающих в условиях воздействия ртути // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2010. - № 1. -С. 10-13.

5. Бодиенкова Г.М., Иванова Ю.В. Изменение уровня аутосенсибилизации в зависимости от выраженности астенического синдрома у работающих в условиях воздействия ртути // Вестник Уральской медицинской академической науки.-2010.-№2/1 (29).-С. 100-101.

6. Бодиенкова Г.М., Иванова Ю.В. и др. Закономерности изменений цитокинового профиля при воздействии нейротоксикантов на работающих // Цитокины и воспаление. - 2010. - Т. 9, № 3. - С. 44.

7. Бодиенкова Г.М., Иванова Ю.В., Катаманова Е.В. Взаимосвязь показателей уровня аутоантител к белку S-100 с нарушением когнитивной функции у больных с хронической ртутной интоксикацией // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2010. - № 4. - С. 91-94.

8. Бодиенкова Г.М., Боклаженко Е.В., Курчевенко С.И., Иванова Ю.В. и др. Роль цитокинов в развитии профессиональных нейроинтоксикаций у работающих // Современные наукоемкие технологии. - 2010. - № 10. - С. 38^И.

9. Бодиенкова Г.М., Боклаженко Е.В., Курчевенко С.И., Иванова Ю.В. и др. Роль цитокинов в развитии профессиональных нейроинтоксикаций у работающих на различных стадиях патологического процесса // Фундаментальные исследования. - 2010. - № 11. - С. 22-24.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СО - кластеры дифференцировки

1д А - иммуноглобулины класса А

1дм - иммуноглобулины класса М

1д в - иммуноглобулины класса С

ч - интерлейкин

1МК - натуральные клетки-киллеры

Т^-а - фактор некроза опухоли а

АТ - антитела

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

ЗВП - зрительные вызванные потенциалы

МСБ - мозгоспецифические белки

ЦНС - центральная нервная система

ЭЭГ - электроэнцефалография

Подписано а печать 10.03.2011. Бумага офсетная. Формат 60х841/,6. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 026-11.

РИО НЦРВХ СО РАМН (Иркутск, ул. Борцов Революции, 1. Тел 29-03-37. E-mail: arleon58@gmail.com)