РОССИЙСКИЙ ИММУНОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2007, том 1(10), №. 1 с.
КЛИНИЧЕСКАЯ ИММУНОЛОГИЯ
ВЛИЯНИЕ НЕСИММЕТРИЧНОГО ДИМЕТИЛГИДРАЗИНА И ПРОДУКТОВ ЕГО ОКИСЛЕНИЯ НА ИММУНОФЕНОТИП ЛИМФОЦИТОВ И УРОВЕНЬ ЦИТОКИНОВ У ЛИКВИДАТОРОВ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ РАКЕТ
© 2007 г. Т.В. Шмакова, К.Л. Букина, Е.Е. Шипова
ФГУ "Нижегородский НИИ гигиены, и профессиональной патологии"
При ликвидации межконтинентальных баллистических ракет (МБР) работники подвергаются влиянию высокотоксичного компонента ракетного топлива (РТ) — гептила и продуктов его окисления, а также углеводородов, диоксида азота, аэрозолей металлов, которые образуются при резке корпусов ракет. Целью данной работы явилось выявление характера изменений иммунофенотипа лимфоцитов и уровня цитокинов у работающих в условиях воздействия указанных производственных факторов. Обследовано 95 работников участка нейтрализации, имеющих наиболее интенсивный контакт с компонентами РТ, и 59 лиц участка резки корпусов ракет, испытывающих меньшее влияние остатков РТ, но контактирующих с аэрозолями металлов. В контрольную группу вошли лица, не подвергавшиеся воздействию химических веществ в условиях производства. Проводили иммунофено-типирование лимфоцитов периферической крови иммуноцитохимическим методом с мо-ноклональными антителами CD3, CD4, CD8, CD16, CD19, CD25 и HLA- DR и системой визуализации DAKO (Дания). Определяли уровень цитокинов (ИЛ-ф, ИЛ-2, ИЛ-4, ФНО-а, ИНФ-у) в сыворотке крови твердофазным иммуноферментным методом с использованием тест-систем ООО "Протеиновый контур" (Санкт-Петербург). При первичном обследовании лиц, имеющих наиболее интенсивный контакт с компонентами РТ, обнаружили повышенную продукцию CD19 + - (В-лимфоциты) и CD16 + -клеток (NK-натуральные киллеры), на фоне сохранной численности Т-лимфоцитов зафиксировали усиление экспрессии маркеров активации — CD25 и HLA-DR. Анализ цитокинового спектра позволил выявить как повышение концентрации медиаторов, продуцируемых воспалительными хелперами (Th1) — ИЛ-2, ФНО-а, так и ИЛ-4, который синтезируется иммунными хелперами (Th2), что свидетельствует о развитии иммунного ответа смешанного типа. Сделаны выводы об активации клеточных факторов адаптивного иммунного ответа у лиц, участвующих в уничтожении жидкотопливных ракет, и необходимости проведения мониторного наблюдения за состоянием их иммунной системы.
Ключевые слова: иммунофенотип лимфоцитов, цитокины, гептил
ВВЕДЕНИЕ
Одним из этапов ликвидации межконтинентальных баллистических ракет (МБР) является нейтрализация остатков ракетного топлива (РТ), включающая стыковку ракеты с системой нейтрализации, слив остатков РТ, его пропаривание и сжигание. Основным вредным производственным фактором на данном участке является компонент РТ — несимметричный диметилгидразин (НДМГ — гептил). Остатки РТ подвергаются термиче-
Адрес: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Семашко, 20. Тел. (8312) 360452, (8312) 196194 E-mail: ipz @ sandy.ru
ской нейтрализации, при которой в воздух рабочей зоны могут попадать и продукты окисления НДМГ — нитрозодиметиламин (НДМА), диметиламин (ДМА), формальдегид (ФА).
НДМГ — высокотоксичный компонент РТ, который обладает сильным местно-раз-дражающим и выраженным резорбтивно-токсическим действием, быстро окисляется различными соединениями, в частности, кислородом воздуха [1]. НДМГ и продукты его окисления оказывают преимущественное влияние на нервную систему и печень [2]. Имеются многочисленные данные об их токсическом действии на гепато-билиар-
ную систему [3, 4, 5]. При отравлении НДМГ происходит активация свободно-радикального окисления в тканях печени и перекис-ного окисления липидов у крыс [6, 7, 8]; данное вещество вызывает дозозависимый рост образования активных форм кислорода в образцах цельной крови [9]. В экспериментах обнаружено влияние продуктов окисления НДМГ на некоторые гематологические параметры, в частности, выявлено снижение содержания гемоглобина, гема-токрита и железа сыворотки крови крыс при введении НДМА, повышение уровня лейкоцитов крови, снижение количества гемоглобина и увеличение числа эритроцитов при действии ДМА [4, 10]. При обследовании лиц, имеющих контакт с формальдегидом, обнаружено, наоборот, снижение численности лейкоцитов периферической крови [11].
Действие НДМГ и продуктов его окисления на иммунную систему изучено мало. Гептил в дозе 75 мг/кг вызывает значительную супрессию популяции Т-хелперов, выделенных из зобной железы "in vivo". Субтоксические концентрации НДМГ подавляют продукцию ИЛ-2 в эксперименте [12, 13]. Хроническое воздействие НДМА приводит к выраженной и стойкой иммуносупрессии клеточных и гуморальных реакций у мышей [14]. В экспериментах "ин витро" НДМА вызывает апоптоз нейтрофилов, обладает способностью стимулировать нейтрофилы к продукции реактивных молекул кислорода. Полагают, что главный фактор, обусловливающий апоптоз нейтрофилов у крыс после одноразового введения НДМА, — индукция "дыхательного взрыва" в нейтрофи-лах [15, 16]. Формальдегид обладает цитото-ксическими и сенсибилизирующими свойствами [17, 18].
Целью данной работы явилось выявление характера изменений иммунофенотипа лимфоцитов и уровня цитокинов у работающих в условиях воздействия несимметричного ди-метилгидразина и продуктов его окисления.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Проведено первичное обследование 95 работников участка нейтрализации РТ, имеющих наиболее интенсивный контакт с НДМГ и продуктами его окисления; 59 работников участка резки и утилизации ракет, менее подверженных влиянию данных веществ, но имеющих контакт с аэрозолями металлов, в
L-saJ
□ участок нейтрализации ■ участок резки
□ контрольная группа
Уровень цитокинов у ликвидаторов МБР
По оси абсцисс: 1 - ИЛ-1Р, 2 - ИЛ-2, 3 - ИЛ-4, 4 -
ФНО-а, 5 - ИНФ-у.
По оси ординат: концентрация цитокинов в пкг/мл. Звездочка (*) - различия достоверны с контрольной группой
том числе, сенсибилизаторами (хром, марганец, никель). В контрольную группу вошли лица, не имеющие производственного контакта с химическими веществами (17 человек). Материалом для исследования служили цельная гепаринизированная кровь и сыворотка. Мононуклеарные клетки выделяли методом центрифугирования в градиенте плотности фиколла-верографина (d = 1,077 г/см3) по A. Boyum. Иммунофенотипирование лимфоцитов проводили иммуноцитохимическим методом (стрептавидин-биотиновым) с моно-клональными антителами CD3, CD4, CD8, CD16, CD19, CD25 и HLA-DR (DAKO, Дания), подсчитывали иммуно-регуляторный индекс (ИРИ) - CD4/CD8. Уровень цитокинов (ИЛ-1Р, ИЛ-2, ИЛ-4, ФНО-а, ИНФ-у) в сыворотке крови определяли твердофазным иммуно-ферментным методом с использованием тест-систем ООО "Протеиновый контур" (Санкт-Петербург). Результаты реакции учитывали на фотометре Multiscan Ascent (Thermo Labsystems, Финляндия). Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакета прикладных программ "Microsoft Excel" на персональном компьютере с вычислением средней величины (М) и средней ошибки (m), достоверность различия двух выборок оценивали с использованием критерия t Стьюдента. Критический уровень значимости (p) задавали величиной 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Данные, полученные при исследовании им-мунофенотипа лимфоцитов, приведены в таблице. Нами не обнаружено достоверных изменений уровня зрелых Т-лимфоцитов (CD3) по сравнению с контрольной группой, однако на участке нейтрализации отмечена тенденция к снижению их относительного количества (t = 1,89). Содержание основных субпопуляций Т-лимфоцитов — Т-хелперов (CD4+) и цитотоксических Т-лимфоцитов (CD8+) у работников участков нейтрализации и резки практически не отличалось от величин контрольной группы. Средние значения ИРИ, как одного из ключевых показателей иммунного статуса, также не имели различий с контролем. У работников участка нейтрализации выявлено достоверное увеличение относительного числа естественных киллеров (NK-клет-ки), несущих маркер CD16, а на участке резки имелась лишь тенденция к их нарастанию. NK-клетки лишены рецепторов, распознающих антигены, и поэтому не способны к специфическим (антигензависимым) реакциям. NK-клетки убивают вирусинфицированные и опухолевые клетки. Активация цитокинами, продуцируемыми Т-хелперами 1 типа — Th1 (прежде всего, ИЛ-2), значительно усиливает агрессивность NK-клеток и расширяет спектр атакуемых объектов [19]. А.А. Ярилин выделяет CD16+-клетки в отдельную субпопуляцию NK-клеток — К-клетки, которые осуществляют зависимый от антител клеточный цитолиз [20]. Повышение относительного количества NK-клеток на участке нейтрализации может быть направлено на удаление
пораженных вирусом или трансформированных клеток и носить защитный характер. Нами выявлено также достоверное повышение относительного количества В-лимфоцитов (СБ19 + ) у работников участка нейтрализации и по сравнению с контрольной группой, и с участком резки. Это может свидетельствовать об активации В-лимфопоэза у лиц, работающих в условиях воздействия компонентов РТ, так как СБ19 — маркер как зрелых В-лим-фоцитов, так и их предшественников, появляющийся уже на ранних стадиях развития В-лимфоцитов.
Было проанализировано содержание клеток, несущих маркеры активации. Активаци-онными антигенами В-лимфоцитов и Т-хелперов служат, в частности, молекулы МНС II класса. Наиболее важным результатом активации является экспрессия генов факторов роста и их рецепторов, например, формирование высокоаффинного рецептора для ИЛ-2 на поверхности Т-клеток происходит через сутки после действия стимулирующего агента в результате экспрессии гена СБ25 — легкой (а) цепи рецептора [20]. На участке нейтрализации зарегистрировано существенное повышение относительного количества и СБ25+-, и НЬА-БК + -лимфоцитов, а на участке резки имелась лишь тенденция к увеличению относительного содержания НЬА-БК + — клеток.
Таким образом, на участке нейтрализации РТ обнаружена повышенная продукция В-лимфоцитов и ЫК-клеток, а при сохраненной численности Т-лимфоцитов зафиксировано усиление экспрессии активационных маркеров (СБ25 и НЬА-БК). На основании получен-
Относительное содержание лимфоцитов, несущих дифференцировочные а
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.