medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.18821/0016-9900-2019-98-2-178-182medlit-272Research ArticleГИГИЕНА ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВHYGIENE OF CHILDREN AND ADOLESCENTSИндикаторные показатели особенностей иммунной регуляции у детей в условиях загрязнения среды обитания металламиIndices of peculiarities of immune regulation detected in children exposed to environmental contamination with metalshttps://orcid.org/0000-0002-5162-9234СтарковаК. Г.StarkovaK. G.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4860-3145ДолгихОлег ВладимировичDolgikhOleg V.

Доктор мед. наук, зав. отд. иммунобиологических методов диагностики ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», 614045, г. Пермь.

e-mail: oleg@fcrisk.ru

MD, Ph.D., DSci., head of the department of immunobiological diagnostic methods of the Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation.

e-mail: oleg@fcrisk.ru

oleg@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0442-9010ЭйсфельдД. А.EisfeldD. A.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2057-9828АликинаИ. Н.AlikinaI. N.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7271-9477НиконошинаН. А.NikonoshinaN. A.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9421-6536ЧелаковаЮ. А.ChelakovaYu. A.noemail@neicon.ruФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаFederal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management TechnologiesФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека; ФГБОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»; ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies; Perm State University; Perm National Research Polytechnic University201914102020982178182Copyright © Старкова К.Г., Долгих О.В., Эйсфельд Д.А., Аликина И.Н., Никоношина Н.А., Челакова Ю.А., 20202020Старкова К.Г., Долгих О.В., Эйсфельд Д.А., Аликина И.Н., Никоношина Н.А., Челакова Ю.А.Starkova K.G., Dolgikh O.V., Eisfeld D.A., Alikina I.N., Nikonoshina N.A., Chelakova Y.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/272Введение

Введение. Техногенное освоение среды обитания определяет необходимость изучения негативного воздействия факторов внешнесредового окружения на здоровье населения.

Цель данной работы - исследование особенностей изменений индикаторных показателей регуляции иммунитета, специфической и неспецифической сенсибилизации у детского населения, проживающего в зоне аэрогенного загрязнения металлами.

Материал и методы

Материал и методы. Проведено обследование детей, проживающих в зоне влияния изучаемых факторов риска. Для определения концентраций химических элементов в биосредах использовали масс-спектрометрический анализ. Фагоцитарно активные клетки определяли, используя формалинизированные эритроциты барана. В сыворотке крови были определены иммуноглобулины различных классов (IgA, IgG и IgM) при помощи реакции радиальной иммунодиффузии. Содержание иммуноглобулина Е общего и цитокинов определяли ИФА-методом. Изменение содержания специфических антител иммуноглобулинов G и E к металлам определяли методом аллергосорбентного тестирования с ферментной меткой. Статистический анализ проводился с использованием многофункционального программного обеспечения (Statistica 6.0).

Результаты

Результаты. У группы наблюдения № 1 повышался уровень загрязнения крови соединениями алюминия и хрома относительно показателей группы сравнения, а также повышение содержания алюминия, марганца, никеля, хрома в крови по сравнению со значениями группы наблюдения № 2. У группы наблюдения № 1 снижались относительные фагоцитарно активные клетки и фагоцитарное число по отношению к норме, к группе сравнения и группе наблюдения № 2. Специфические антитела к металлам превышали референтные значения группы наблюдения № 1 и № 2. Отмечены высокие уровни интерлейкина-8 и интерферона-гамма. Установлено нарушение клеточного звена иммунитета у группы наблюдения №1. В группе наблюдения №2 изменения иммунной реактивности были выражены в меньшей степени.

Заключение

Заключение. Показана избыточность контаминации крови соединениями алюминия и хрома, угнетение фагоцитарно активных клеток, повышение специфической сенсибилизации по критерию содержания специфических антител к металлам, а также дисбаланс цитокиновых иммунных медиаторов.

Introduction

Introduction. The technogenic development of the habitat determines the need of study of the negative impact of environmental factors on public health.

The aim of the work is to study the peculiarities of changes of indices of immune regulation, specific and non-specific sensitization in the children’s population, living in conditions of air pollution with metals.

Material and methods

Material and methods. A survey of the children population, living in the exposure zone of the studied risk factors was conducted. Mass spectrometry was used to determine the concentrations of chemical elements in biological media. Phagocytic activity was determined using sheep erythrocytes, serum immunoglobulin concentrations - using radial immunodiffusion, total IgE and cytokine levels - using enzyme immunoassay, specific IgG and IgE antibodies to metals - using allergen sorbent testing method. Statistical analysis was performed using Statistica 6.0.

Results

Results. In the observation group №. 1 the level of blood contamination with aluminum and chromium compounds when compared to the indices of the comparison group was higher, as well as there was a gain in aluminum, manganese, nickel, chromium in the blood level, compared with the values of the observation group №. 2. In the observation group № 1, the relative phagocytosis and phagocytic number were lower in relation to the norm, to the comparison group and the observation group № 2. Specific antibodies to metals exceeded the reference levels in the observation groups № 1 and № 2. The production of interleukin-1beta in the observation groups № 1 and № 2 exceeded the comparison indices; high levels of interleukin-8 and interferon-gamma were noted. A violation of cellular immunity in the observation group № 1 was established. In observation group № 2, changes in immune reactivity were expressed in a less degree, which was characterized by reduced absolute values of metals sensitivity indices.

Conclusion

Conclusion. Excessive blood contamination with aluminum and chromium compounds, a decrease in phagocytic activity, an increase in specific sensitization by the criterion for the content of specific antibodies to metals, as well as an imbalance of cytokine immune mediators, were shown.

иммунная регуляцияфагоцитозиммуноглобулиныцитокиныметаллыалюминийimmune regulationphagocytosisimmunoglobulinscytokinesmetalsaluminumReferencesЗайцева Н.В., Ланин Д.В., Черешнев В.А. Иммунная и нейроэндокринная регуляция в условиях воздействия химических факторов различного генеза. Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та; 2016: 236.Zaitseva N.V., Lanin D.V., Chereshnev V.A. [Immunnaya i neiroendokrinnaya regulyatsiya v usloviyakh vozdeistviya khimicheskikh faktorov razlichnogo geneza]. Perm’: Izdatel’stvo Perm. nats. issled. politekhn. universiteta; 2016: 236. (in Russian)Долгих О.В., Кривцов А.В., Старкова К.Г., Лучникова В.А., Бубнова О.А., Дианова Д.Г., Безрученко Н.В., Вдовина Н.А. Система медиаторов иммунной регуляции как маркеров иммунологических нарушений у школьников в условиях повышенного поступления стронция с питьевой водой. Анализ риска здоровью. 2015; 3: 61-7.Dolgikh О.V., Krivtsov А.V., Starkova К.G., Luchnikova V.А., Bubnova О.А., Dianova D.G., Bezruchenko N.V., Vdovina N.A. Neurotransmitter system of immune regulation as a marker of immunological disorders in pupils in the conditions of increased entry of strontium with drinking water. Analiz riska zdorov’yu. 2015; 3: 61–7. DOI: 10.21668/health.risk/2015.3.09.eng (in Russian).Савилов Е.Д., Анганова Е.В., Ильина С.В., Степаненко Л.А. Техногенное загрязнение окружающей среды и здоровье населения: анализ ситуации и прогноз. Гигиена и санитария. 2016; 95 (6): 507-12.Savilov E.D., Anganova E.V., Ilina I.V., Stepanenko L.A. Technogenic environmental pollution and the public health: analysis and prognosis. Gigiena i sanitariya. 2016; 95(6): 507–12 (in Russian).Долгих О.В., Зайцева Н.В., Кривцов А.В., Горшкова К.Г., Ланин Д.В., Бубнова О.А. Иммунная система и ее генетические ассоциации у детей при комбинированном внешнесредовом воздействии. Вестник КазНМУ. 2014; 3 (1): 60-3.Dolgikh O.V. Zaitseva N.V., Krivtsov A.V., Gorshkova K.G., Lanin D.V., Bubnova O.A. Immune system and its genetic associations in children with combined external influence. Vestnik Kazakhskogo Natsional’nogo meditsinskogo universiteta. 2014; 3(1): 60–3 (in Russian).Зайцева Н.В., Устинова О.Ю., Аминова А.И. Гигиенические аспекты нарушения здоровья детей при воздействии химических факторов среды обитания. Пермь: Книжный формат; 2011: 489.Zaitseva N.V., Ustinova O.YU., Aminova A.I. Hygienic aspects of violation of children’s health under the influence of chemical environmental factors [Gigienicheskie aspekty narusheniya zdorov’ya detey pri vozdeystvii khimicheskikh faktorov sredy obitaniya]. Perm’: Knizhnyy format; 2011: 489. (in Russian).Ланин Д.В., Зайцева Н.В., Землянова М.А., Долгих О.В., Дианова Д.Г. Характеристика регуляторных систем у детей при воздействии химических факторов среды обитания. Гигиена и санитария. 2014; 93 (2): 23-6.Lanin D.V., Zaitseva N.V., Zemlyanova M.A., Dolgih O.V., Dianova D.G. Characteristics of regulatory system in children exposed to the environmental chemical factors. Gigiena i sanitariya. 2014; 93(2): 23–6. (in Russian).Смагулов Н.К. Ажиметова Г.Н. Роль факторов окружающей среды в формировании уровня здоровья населения. Международный журнал экспериментального образования. 2013; 11: 57-60.Smagulov N.K. Azhimetova G.N. Role of factors of environment in formation of health level of the population. Mezhdunarodnyi zhurnal eksperimental’nogo obrazovaniya. 2013; 11-1: 57–60 (in Russian).MacGillivray D.M., Kollmann T.R. The role of environmental factors in modulating immune responses in early life. Front. Immunol., 2014; 5: 434MacGillivray D.M., Kollmann T.R. The role of environmental factors in modulating immune responses in early life. Front. Immunol., 2014; 5: 434.Зайцева Н.В., Май И.В., Клейн С.В. К вопросу установления и доказательства вреда здоровью населения при выявлении неприемлемого риска, обусловленного факторами среды обитания. Анализ риска здоровью. 2013; 2: 14-27.Zaitseva N.V., May I.V., Kleyn S.V. On the determination and proof of damage to human health due to an unacceptable health risk caused by environmental factors. Analiz riska zdorov’yu. 2013; 2: 14–27. (in Russian)Дикопольская Н.Б., Ситдиков Ф.Г. Адаптационные реакции организма детей школьного возраста в условиях загрязненной окружающей среды. Филология и культура. 2010; 4 (22): 77-81.Dikopolskaya N.B., Sitdikov F.G. Adaptive reactions of children of the school age in polluted environment. Filologiya i kul’tura. 2010; 4(22): 77–81. (in Russian)Мешков Н.А. Методологические аспекты оценки адаптационной реакции организма на влияние факторов риска окружающей среды. Гигиена и санитария. 2012; 5: 87-91.Meshkov N.A. Assesment of adaptive response on envinromental risk factors: methodological factors. Gigiena i sanitariya. 2012; 5: 87–91. (in Russian)Старкова К.Г., Аликина И.Н., Гусельников М.А., Никоношина Н.А., Кривцов А.В., Перминова И.В. и др. Изменение иммунных регуляторных показателей у детского населения в условиях промышленного загрязнения металлами. Российский иммунологический журнал. 2017; 11 (3): 512-4.Starkova K.G., Alikina I.N., Gusel’nikov M.A., Nikonoshina N.A., Krivtsov A.V., Perminova I.V. et al. Changes of immune regulatory markers in children’s population under conditions of industrial pollution by metals. Rossiiskii immunologicheskii zhurnal. 2017; 11(3): 512–4. (in Russian).Долгих О.В., Зайцева Н.В., Лужецкий К.П., Андреева Е.Е. Особенности иммунной и генетической дезадаптации у детей в условиях избыточной гаптенной нагрузки. Российский иммунологический журнал. 2014; 8 (17): 299-302;Dolgikh O.V., Zaitseva N.V., Luzhetsky K.P., Andreeva E.E. Characteristics of immune and genetic disadaptation in children under hapten excessive load. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal. 2014; 8(17): 299–302. (in Russian)Dolgikh O., Zaitseva N., Dianova D., Krivtsov A. Molecular markers of apoptosis in industrial workers. In vivo: international Journal of Experimental and Clinical Pathophysiology and Drub Research. 2011; 25(3): 523-4Dolgikh O., Zaitseva N., Dianova D., Krivtsov A. Molecular markers of apoptosis in industrial workers. In vivo: international Journal of Experimental and Clinical Pathophysiology and Drub Research. 2011; 25(3): 523–4.Долгих О.В., Кривцов А.В., Харахорина Р.А. Иммунные и ДНК-маркеры воздействия техногенной нагрузки. Вестник Уральской медицинской академической науки. 2012; 4: 240-1Dolgikh O.V., Krivtsov A.V., Kharakhorina R.A. Immune and DNA markers of exposure to environmental factors. Vestnik Ural’skoy meditsinskoy akademicheskoy nauki. 2012; 4: 240–1 (in Russian)Boverhof D.R., Ladics G., Luebke B. et al. Approaches and considerations for the assessment of immunotoxicity for environmental chemicals: a workshop summary. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2014; 68 (1): 96-107.Boverhof D.R., Ladics G., Luebke B. et al. Approaches and considerations for the assessment of immunotoxicity for environmental chemicals: a workshop summary. Regulatory Toxicology and Pharmacology 2014; 68 (1): 96–107.Duramad P., Holland N.T. Biomarkers of immunotoxicity for environmental and public health research. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2011; 8 (5): 1388-401.Duramad P., Holland N.T. Biomarkers of immunotoxicity for environmental and public health research. Int. J. Environ. Res. Public Health 2011; 8 (5): 1388–401.Алексеев Л.П., Хаитов Р.М. Регуляторная роль иммунной системы в организме. Российский физиологический журнал имени И.М. Сеченова. 2010; 96 (8): 787-805.Alekseev L.P., Khaitov R.M. Regulatory role of immune system in organism. Rossiyskiy fiziologicheskiy zhurnal imeni I.M. Sechenova. 2010; 96(8): 787–805. (in Russian)Засорин Б.В., Курмангалиев О.М., Ермуханова Л.С. Особенности иммунного статуса у населения урбанизированных территорий с повышенным содержанием тяжелых металлов. Гигиена и санитария. 2012; 3: 17-9.Zasorin B.V., Kurmangaliev O.M., Ermukhanova L.S. Features of the immune status in the population of urban areas with a high content of heavy metals. Gigiena i sanitariya. 2012; 3: 17–9. (in Russian)Lehmann I., Sack U., Lehmann J. Metal ions affecting the immune system. Met. Ions Life Sci. 2011; 8: 157-85.Lehmann I., Sack U., Lehmann J. Metal ions affecting the immune system. Met. Ions Life Sci. 2011; 8: 157–85.McKee A.S., Fontenot A.P. Interplay of innate and adaptive immunity in metal-induced hypersensitivity. Curr. Opin. Immunol. 2016; 42: 25-30.McKee A.S., Fontenot A.P. Interplay of innate and adaptive immunity in metal-induced hypersensitivity. Curr. Opin. Immunol. 2016; 42: 25–30.Ohsawa M. Heavy metal-induced immunotoxicity and its mechanisms. Yakugaku Zasshi. 2009; 129 (3): 305-19.Ohsawa M. Heavy metal-induced immunotoxicity and its mechanisms. Yakugaku Zasshi. 2009; 129 (3): 305–19.Рукавишников В.С., Ефимова Н.В. О проблеме выявления экологически обусловленных нарушений здоровья. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения РАМН. 2012; 2(2): 95-8.Rukavishnikov V.S., Efimova N.V. About the problem of environmental-caused health disorders. Byulleten’ Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya RAMN. 2012; 2(2): 95–8. (in Russian).Даутов Ф.Ф. Влияние загрязнений атмосферного воздуха на аллергическую заболеваемость детей в крупном промышленном городе. Гигиена и санитария. 2007; 2: 10-2.Dautov F.F. Impact of ambient air pollution on allergic morbidity in children in a large industrial town. Gigiena i sanitariya. 2007; 2: 10–2. (in Russian).Онищенко Г.Г., Зайцева Н.В., Землянова М.А. Гигиеническая индикация последствий для здоровья при внешнесредовой экспозиции химических элементов. Пермь: Книжный формат; 2011: 489.Onishchenko G.G., Zaitseva N.V., Zemlyanova M.A. Hygienic indication of the health consequences of external exposure of chemical elements [Gigienicheskaya indikatsiya posledstviy dlya zdorov’ya pri vneshnesredovoy ekspozitsii khimicheskikh elementov]. Perm’: Knizhnyy format; 2011: 489. (in Russian)Рахманин Ю.А., Михайлова Р.И. Окружающая среда и здоровье: приоритеты профилактической медицины. Гигиена и санитария. 2014; 5: 5-10.Rakhmanin Yu.A., Mikhaylova R.I. Environment and health: priorities for preventive medicine. Gigiena i sanitariya. 2014; 5: 5–10. (in Russian).Ревич Б.А. Экологические приоритеты и здоровье: социально уязвимые территории и группы риска. Экология человека. 2010; 7: 3-9.Revich B.A. Ecological priorities and health: socially vulnerable territories and risk groups. Ekologiya cheloveka. 2010; 7: 3–9 (in Russian).Казанцева Л.К., Тагаева Т.О. Состояние окружающей среды и здоровья населения в российских регионах. Современные исследования социальных проблем. 2011; 8 (4): 46-59.Kazantseva L.K., Tagaeva T.O. Environmental and health situation in Russian regions. Sovremennye issledovaniya sotsial’nykh problem 2011 8(4): 46–59 (in Russian).Белоусова Н.А. Шибков А.А., Байгужин П.А. Анализ состояния здоровья детей и подростков, проживающих в условиях промышленного мегаполиса. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2013; 2: 38-43.Belousova N.A. Shibkov A.A., Bayguzhin P.A. A medical examination of children and adolescents living in industrial cities. Vestnik Rossiyskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Ekologiya i bezopasnost’ zhiznedeyatel’nosti». 2013; 2: 38–43 (in Russian).Шибкова Д.З., Семенова М.В., Шибков А.А. Особенности интегративного развития детей, проживающих в зонах экологического неблагополучия. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2014; 4: 53-62.Shibkova D.Z., Semenova M.V., Shibkov A.A. The integrated development features of children living in zones of ecological trouble. Vestnik Rossiyskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Ekologiya i bezopasnost’ zhiznedeyatel’nosti. 2014; 4: 53–62 (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.