Вариабельность показателей иммунной системы при различной ингаляционной нагрузке диоксидом азота воздушной среды

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Вестник Томского государственного университета. Биология. 2018; : 192-206

Вариабельность показателей иммунной системы при различной ингаляционной нагрузке диоксидом азота воздушной среды

Маснавиева Л. Б., Кудаева И. В.

https://doi.org/10.17223/19988591/42/10

Аннотация

Загрязнение воздушной среды диоксидом азота может вызвать развитие воспалительных и аллергических реакций и стать причиной заболеваний дыхательной и иммунной систем. Однако нет убедительных доказательств развития сенсибилизации к данному соединению. Обследованы две группы подростков с индивидуальными коэффициентами опасности воздействия диоксида азота менее 0,5 и от 0,5 до 1,0. У школьников изучены сывороточные уровни аутоантител, отражающих состояние иммунной системы, содержание цитокинов (IL-2, IL-10, INF-a, INF-y) и IgA в крови и смывах из носа. Проведена оценка аллергической настроенности организма подростков по уровню общего IgE, количеству эозинофильных гранулоцитов в назальной слизи и реакции торможения миграции лейкоцитов крови с нитритом натрия при различной ингаляционной нагрузке диоксидом азота. Установлено повышение иммунореактивности аутоантител к @2-гликопротеину I и к Fc-фрагменту IgG в крови и снижение содержания IL-10 и INF-y в смывных водах из носа подростков с увеличением ингаляционной нагрузки диоксидом азота, которые могут свидетельствовать о наличии воспалительных процессов, развитии адаптационных реакций, а также напряжении местного иммунитета. В реакции торможения миграции лейкоцитов доказано наличие сенсибилизации к нитриту натрия у 29,6% обследованных. Развитие гиперчувствительности не имеет прямой зависимости от уровня воздействия диоксидом азота.

Список литературы

1. Ефимова Н.В., Дорогова В.Б., Журба О.М., Никифорова В.А. Оценка воздействия фтора на детское население Иркутской области // Медицина труда и промышленная экология. 2009. № 1. С. 23-26.

2. Оконенко Т.И., Гатилов Д.В. Обращаемость больных бронхиальной астмой и острым гнойным конъюнктивитом в зависимости от уровня агрязнения атмосферы // Экология человека. 2013. № 4. С. 61-64.

3. Sunyer J., Schwartz A., Tobias В., Macfarlane D., Garcia J., Anto J.M. Patients with chronic obstructive pulmonary disease are at risk of death associated with urban particle air pollution: a casecrossover analysis // Am. J. Epidemiol. 2000. № 151. РР. 50-56.

4. Тронин А.А., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш. Диоксид азота в воздушном бассейне России по спутниковым данным // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Т. 6. № 2. С. 217-223.

5. Малахов В.О., Завгородня Г.М., Личко В.С., Джанелщзе Т.Т., Волох Ф.О. Проблема оксиду азоту в неврологи. Суми : Видавництво СумДПУ iм. А.С. Макаренка, 2009. 242 с.

6. Евсеев В.А., Миковская О.И. Нейроиммунопатология: иммуноагрессия, дизрегуляция, перспективы адаптивной иммунотерапии // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2002. Т. 102. № 5. С. 60-64.

7. Кузнецова В.Л., Соловьева А.Г. Оксид азота: свойства, биологическая роль, механизмы действия // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 4. URL: https:// science-education.ru/ru/article/view?id=21037 (дата обращения: 08.02.2018).

8. Дубовская Л. В., Колеснева Е. В., Князев Д. М., Волотовский И. Д. Защитная роль оксида азота при окислительном стрессе, индуцированном в растениях табака пероксидом водорода // Физиология растений. 2007. Т. 54. № 6. С. 847-855.

9. Ting H.H., Timimi F.K., Boles K.S., Creager S.J, Ganz P., Creager M.A. Vitamin C improves endothelium-dependent vasodilation in patients with non-insulin-dependent diabetes mellitus // J Clin Invest. 1996. № 97 (1). РР. 22-28.

10. Марков Х.М. Оксид азота и сердечно-сосудистая система // Успехи физиологических наук. 2001. Т. 32. № 3. С. 49-65.

11. Tschakovsky M.E., Joyner M.J. Nitric oxide and muscle blood flow in exercise // Appl Physiol Nutr Metab. 2008. Vol. 33. № 1. РР. 151-160.

12. Лебедев К.А., Понякина И.Д., Гончаров И.Ю., Саган Л.Г., Митронин А.В., Годунова М.И. Диагностика аллергонепереносимости протезных материалов // Российский стоматологический журнал. 2005. № 6. С.25-32.

13. Kim B.J., Seo J.H., Jung Y.H., Kim H.Y, Kwon J.W., Kim H.B., Lee Y., Park S., Yu J., Kim H.C., Leem J.H., Lee J.Y., Sakong J., Kim S.Y., Lee C.G., Kang D.M., Ha M., Hong Y.C., Kwon H.J., Hong S.J. Air pollution interacts with past episodes of bronchiolitis in the development of asthma // Allergy. 2013. Vol. 68. № 4. PP. 517-523. http://onlinelibrary. wiley.com/doi/10.1111/ all.12104/epdf (дата обращения: 25.11.2016).

14. Vimercati L., Gatti M.F., Baldassarre A., Nettis E., Favia N., Palma M, Martina GL, Di Leo E, Musti M. Occupational Exposure to Urban Air Pollution and Allergic Diseases // Int J Environ Res Public Health. 2015. Vol. 12. N 10. P.12977-12987. doi:10.3390/ijerph121012977 www. ncbi.nlm.nih.gov/ pmc/articles/PMC4627011/ (дата обращения: 23.11.2016).

15. Анохин Ю.Н. Экологический принцип морфофункциональной организации иммунной системы // Экология человека. 2005. № 10. С 39-42.

16. Handzel Z.T. Effects of environmental pollutants on airways, allergic inflammation, and the immune response // Rev Environ Health. 2000. Vol. 15, № 3. РР. 325-336.

17. Geraghty P., Dabo A.J., D'Armiento J. TLR4 protein contributes to cigarette smoke-induced matrix metalloproteinase-1 (MMP-1) expression in chronic obstructive pulmonary disease // J. Biol. Chem. 2011. Vol. 286. № 34. РР. 30211-30218. doi: 10.1074/jbc.M111.238824

18. Hajat A., Allison M., Diez-Roux A.V., Jenny N.S., Jorgensen N.W., Szpiro A.A., Vedal S., Kaufman J.D. Long-term exposure to air pollution and markers of inflammation, coagulation, and endothelial activation: a repeat-measures analysis in the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) // Epidemiology. 2015. Vol. 26, № 3. РР. 310-320. doi: 10.1097/EDE.0000000000000267.

19. Mostafavi N., Vlaanderen J., Chadeau-Hyam M., Beelen R., Modig L., Palli D., Bergdahl I.A. Vineis P., Hoek G., Kyrtopoulos S.A., Vermeulen R. Inflammatory markers in relation to long-termair pollution // Environ Int. 2015. № 81. РР. 1-7. doi: 10.1016/j. envint.2015.04.003.

20. Мизерницкий Ю.Л., Мельникова И.М. Дифференцированная иммунокоррекция у детей с частыми респираторными инфекциями. М. : Оверлей, 2009. 144 с.

21. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. P2.1.10.1920-04. М. : Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. 143 с.

22. Маснавиева Л.Б., Ефимова Н.В., Кудаева И.В. Индивидуальные риски здоровью подростков, обусловленные загрязнением воздушной среды, и их связь с уровнями специфических аутоантител // Гигиена и санитария. 2016. Т. 95, № 8. С. 738-742.

23. Кишкун А.А. Клиническая лабораторная диагностика. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2010. 717 с.

24. Гоженко А.И., Насибуллин Б.А., Кохно Ю.С. Активность NO-синтазы слизистой оболочки желудка при язвенной болезни двенадцатиперстной кишки // Вестник РАМН. 2000. № 7. С. 8-10.

25. Полетаев А.Б. Физиологическая иммунология (естественные ауто-антитела и проблемы наномедицины). М. : Миклош, 2011. 218 с.

26. Маснавиева Л.Б., Кудаева И.В. Содержание специфических аутоантител, характеризующих состояние нервной и иммунной систем, у подростков с различным уровнем адаптационных возможностей // Нейрокомпьютеры. 2015. № 1. С. 25-30.

27. Ляшенко А.А., Уваров В.Ю. К вопросу о систематизации цитокинов // Успехи современной биологии. 2001. Т. 121. № 6. С. 589-603.

28. Кузнецов А.В. Иммуноглобулин А у детей, современные представления о его противовоспалительных и провоспалительных эффекторных функциях // Фундаментальные исследования. 2012. № 2-1. С. 198-203

29. Gordon S.B., Read R.C. Macrophage defences against respiratory tract infections // British Medical Bulletin. 2002. Vol. 61. PR 45-61.

30. Malaponte G., Bevelacqua V., Volti G., Petrina M., Nicotra G., Sapuppo V., Li Volti S., Travali S., Mazzarino M.C. Soluble adhesion molecules and cytokines in children affected by recurrent infections of the upper respiratory tract // Ped. Research. 2004. Vol. 55. PF 666-673.

31. Леонова М.В., Ефременкова О.В. Местная иммуномодуляция при заболеваниях верхних дыхательных путей // Качественная практическая практика. 2002. № 1. С. 14-22.

32. Лим Т.Е. Влияние транспортных загрязнений на здоровье человека. Обзор литературы // Экология человека. 2010. № 1. С. 4-9.

33. Серебренникова С.Н., Семинский И.Ж., Семенов Н.В., Гузовская Е.В. Интерлейкин-1, интерлейкин-10 в регуляции воспалительного процесса // Сибирский медицинский журнал. 2012. № 8. С. 5-7.

34. Asadullah K., Sterry W., Volk H.D. Interleukin-10 therapy review of new approach // Pharmacological reviews. 2003. Vol. 55, № 2. PR 241-269.

35. Lan R.Y., Ansari A.A., Lian Z.X., Gershwin M.E. Regulatory T cells: development, function and role in autoimmunity // Autoimmun. Rev. 2005. Vol. 4. № 6. РЕ 351-363.

36. Щеплягина Л.А. Секреторный иммуноглобулин А в формировании иммунитета в детском возрасте // Лечение и профилактика. 2016. № 3 (19). С. 49-55.

37. Khaitov R.M. Physiology of the immune system // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2000. Т. 87. № 8. С. 1060-1071.

38. Кудаева И.В., Бударина Л.А., Маснавиева Л.Б. Закономерности нарушений биохимических процессов при воздействии нейротоксичных веществ различной природы // Медицина труда и промышленная экология. 2008. № 8. С. 7-11

Tomsk State University Journal of Biology. 2018; : 192-206

Variability of the immune system parameters under different inhalation loads with nitrogen dioxide of the air

Masnavieva L. B., Kudaeva I. V.

https://doi.org/10.17223/19988591/42/10

Abstract

It is known that air pollution with nitrogen dioxide creates prerequisites for formation of inflammatory and allergic diseases of the respiratory and immune systems. The literature data indicate that the effects of this substance can be ambiguous and multidirectional, and convincing evidence of development of sensitization to nitrogen dioxide does not exist. The aim of this work was to study the parameters of humoral immunity and sensitization of adolescents with different inhalation loads with nitrogen dioxide. We studied 659 healthy teenagers (13-16 years), living in cities and rural areas of Irkutsk region (Angarsk, 52°34'N; Sayansk 54°07'N; Kitoy, 52°36'N; Razdolye, 52°26'N), in 2009-2014. We investigated the content of nitrogen dioxide in the atmospheric air of settlements, as well as the air of residential and educational premises, in which students live and study. Anamnestic data and information about the students' daily routine were collected by means of a questionnaire. We calculated the individual inhalation load with nitrogen dioxide and hazard factors (HQ) of its effects on the organism of adolescents. The concentration of this compound in the air and the personalized data of the subjects were taken into account in the calculation of inhalation load and HQ. Two groups of adolescents were formed according to individual risk factors. Schoolchildren with HQ <0.5 were included in group I, and adolescents with 0.50.5. We established that about 30% of the tested students had IgA levels below the reference. Also, we studied the indices of local immunity under different inhalation loads with nitrogen dioxide. The decrease in the content of IL-10 and INF-y in the nasal flush, which was detected in adolescents with risk factors of 0.5 and above, may indicate the stress of local immunity in these individuals. Associations between the hazard coefficient and levels of autoantibodies to p2-glycoprotein, IL-2, INF-a, INF-y and IgA were established in the blood of schoolchildren at HQ<0.5. Correlation connections were disrupted when the inhalation load with nitrogen dioxide increased (HQ>0.5), which may indicate an ambiguous effect of this toxicant on the immune system at this level of pollutant load. Elevated IgE levels were detected in every third teenager in each group. The number of eosinophilic granulocytes in the nasal mucus of schoolchildren from 0.5

References

1. Efimova N.V., Dorogova V.B., Zhurba O.M., Nikiforova V.A. Otsenka vozdeistviya ftora na detskoe naselenie Irkutskoi oblasti // Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2009. № 1. S. 23-26.

2. Okonenko T.I., Gatilov D.V. Obrashchaemost' bol'nykh bronkhial'noi astmoi i ostrym gnoinym kon\"yunktivitom v zavisimosti ot urovnya agryazneniya atmosfery // Ekologiya cheloveka. 2013. № 4. S. 61-64.

3. Sunyer J., Schwartz A., Tobias V., Macfarlane D., Garcia J., Anto J.M. Patients with chronic obstructive pulmonary disease are at risk of death associated with urban particle air pollution: a casecrossover analysis // Am. J. Epidemiol. 2000. № 151. RR. 50-56.

4. Tronin A.A., Kritsuk S.G., Latypov I.Sh. Dioksid azota v vozdushnom basseine Rossii po sputnikovym dannym // Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa. 2009. T. 6. № 2. S. 217-223.

5. Malakhov V.O., Zavgorodnya G.M., Lichko V.S., Dzhanelshchze T.T., Volokh F.O. Problema oksidu azotu v nevrologi. Sumi : Vidavnitstvo SumDPU im. A.S. Makarenka, 2009. 242 s.

6. Evseev V.A., Mikovskaya O.I. Neiroimmunopatologiya: immunoagressiya, dizregulyatsiya, perspektivy adaptivnoi immunoterapii // Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S.S. Korsakova. 2002. T. 102. № 5. S. 60-64.

7. Kuznetsova V.L., Solov'eva A.G. Oksid azota: svoistva, biologicheskaya rol', mekhanizmy deistviya // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2015. № 4. URL: https:// science-education.ru/ru/article/view?id=21037 (data obrashcheniya: 08.02.2018).

8. Dubovskaya L. V., Kolesneva E. V., Knyazev D. M., Volotovskii I. D. Zashchitnaya rol' oksida azota pri okislitel'nom stresse, indutsirovannom v rasteniyakh tabaka peroksidom vodoroda // Fiziologiya rastenii. 2007. T. 54. № 6. S. 847-855.

10. Markov Kh.M. Oksid azota i serdechno-sosudistaya sistema // Uspekhi fiziologicheskikh nauk. 2001. T. 32. № 3. S. 49-65.

11. Tschakovsky M.E., Joyner M.J. Nitric oxide and muscle blood flow in exercise // Appl Physiol Nutr Metab. 2008. Vol. 33. № 1. RR. 151-160.

12. Lebedev K.A., Ponyakina I.D., Goncharov I.Yu., Sagan L.G., Mitronin A.V., Godunova M.I. Diagnostika allergoneperenosimosti proteznykh materialov // Rossiiskii stomatologicheskii zhurnal. 2005. № 6. S.25-32.

15. Anokhin Yu.N. Ekologicheskii printsip morfofunktsional'noi organizatsii immunnoi sistemy // Ekologiya cheloveka. 2005. № 10. S 39-42.

16. Handzel Z.T. Effects of environmental pollutants on airways, allergic inflammation, and the immune response // Rev Environ Health. 2000. Vol. 15, № 3. RR. 325-336.

20. Mizernitskii Yu.L., Mel'nikova I.M. Differentsirovannaya immunokorrektsiya u detei s chastymi respiratornymi infektsiyami. M. : Overlei, 2009. 144 s.

21. Rukovodstvo po otsenke riska dlya zdorov'ya naseleniya pri vozdeistvii khimicheskikh veshchestv, zagryaznyayushchikh okruzhayushchuyu sredu. P2.1.10.1920-04. M. : Federal'nyi tsentr gossanepidnadzora Minzdrava Rossii, 2004. 143 s.

22. Masnavieva L.B., Efimova N.V., Kudaeva I.V. Individual'nye riski zdorov'yu podrostkov, obuslovlennye zagryazneniem vozdushnoi sredy, i ikh svyaz' s urovnyami spetsificheskikh autoantitel // Gigiena i sanitariya. 2016. T. 95, № 8. S. 738-742.

23. Kishkun A.A. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. M. : GEOTAR-Media, 2010. 717 s.

24. Gozhenko A.I., Nasibullin B.A., Kokhno Yu.S. Aktivnost' NO-sintazy slizistoi obolochki zheludka pri yazvennoi bolezni dvenadtsatiperstnoi kishki // Vestnik RAMN. 2000. № 7. S. 8-10.

25. Poletaev A.B. Fiziologicheskaya immunologiya (estestvennye auto-antitela i problemy nanomeditsiny). M. : Miklosh, 2011. 218 s.

26. Masnavieva L.B., Kudaeva I.V. Soderzhanie spetsificheskikh autoantitel, kharakterizuyushchikh sostoyanie nervnoi i immunnoi sistem, u podrostkov s razlichnym urovnem adaptatsionnykh vozmozhnostei // Neirokomp'yutery. 2015. № 1. S. 25-30.

27. Lyashenko A.A., Uvarov V.Yu. K voprosu o sistematizatsii tsitokinov // Uspekhi sovremennoi biologii. 2001. T. 121. № 6. S. 589-603.

28. Kuznetsov A.V. Immunoglobulin A u detei, sovremennye predstavleniya o ego protivovospalitel'nykh i provospalitel'nykh effektornykh funktsiyakh // Fundamental'nye issledovaniya. 2012. № 2-1. S. 198-203

29. Gordon S.B., Read R.C. Macrophage defences against respiratory tract infections // British Medical Bulletin. 2002. Vol. 61. PR 45-61.

31. Leonova M.V., Efremenkova O.V. Mestnaya immunomodulyatsiya pri zabolevaniyakh verkhnikh dykhatel'nykh putei // Kachestvennaya prakticheskaya praktika. 2002. № 1. S. 14-22.

32. Lim T.E. Vliyanie transportnykh zagryaznenii na zdorov'e cheloveka. Obzor literatury // Ekologiya cheloveka. 2010. № 1. S. 4-9.

33. Serebrennikova S.N., Seminskii I.Zh., Semenov N.V., Guzovskaya E.V. Interleikin-1, interleikin-10 v regulyatsii vospalitel'nogo protsessa // Sibirskii meditsinskii zhurnal. 2012. № 8. S. 5-7.

34. Asadullah K., Sterry W., Volk H.D. Interleukin-10 therapy review of new approach // Pharmacological reviews. 2003. Vol. 55, № 2. PR 241-269.

35. Lan R.Y., Ansari A.A., Lian Z.X., Gershwin M.E. Regulatory T cells: development, function and role in autoimmunity // Autoimmun. Rev. 2005. Vol. 4. № 6. RE 351-363.

36. Shcheplyagina L.A. Sekretornyi immunoglobulin A v formirovanii immuniteta v detskom vozraste // Lechenie i profilaktika. 2016. № 3 (19). S. 49-55.

37. Khaitov R.M. Physiology of the immune system // Rossiiskii fiziologicheskii zhurnal im. I. M. Sechenova. 2000. T. 87. № 8. S. 1060-1071.

38. Kudaeva I.V., Budarina L.A., Masnavieva L.B. Zakonomernosti narushenii biokhimicheskikh protsessov pri vozdeistvii neirotoksichnykh veshchestv razlichnoi prirody // Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2008. № 8. S. 7-11

Вариабельность показателей иммунной системы при различной ингаляционной нагрузке диоксидом азота воздушной среды

Аннотация

Variability of the immune system parameters under different inhalation loads with nitrogen dioxide of the air

Abstract

События