Цитокиновая регуляция воспалительных процессов в органах дыхания крыс при комбинированном ингаляционном воздействии химических веществ в низких концентрациях

Введение. Морфологическими исследованиями на животных (трахея, бронхи, лёгкие), проведёнными нами при моделировании комбинированного ингаляционного воздействия химических веществ в низких концентрациях, было показано прогрессирование структурных изменений, свидетельствующих об активации воспаления и фиброза в лёгких. В данной работе исследована роль цитокиновых маркеров в развитии воспалительных, фибротических процессов и ремоделирования ткани лёгкого.

Материалы и методы. Крыс-самцов с массой тела 180–200 г подвергали хроническому ингаляционному воздействию смеси химических веществ (ацетон, ацетальдегид, бензол) в низких концентрациях 0,7–1,5; 0,9–1,4; 0,2–0,4 мг/м³ соответственно. Концентрацию цитокинов IL-6, IL-10, IL-1b, IL-4, TGF-β₁, TNF-α (пг/мл) определяли в гомогенате лёгочной ткани методом иммуноферментного анализа (ИФА). Морфологические исследования проводили на гистологических срезах лёгких, стенки трахеи, бронхов. Забор биоматериала проводили на 30-е сутки воздействия и 15-е и 90-е сутки восстановительного периода.

Результаты. Показано достоверное увеличение интерлейкина-4 и трансформирующего фактора роста TGF-β₁ в гомогенате лёгочной ткани. В стенке трахеи наблюдаются увеличение лимфатических фолликулов, количества лимфоцитов, нейтрофилов, макрофагов и очаговые скопления эозинофилов. В лимфоидных инфильтратах лёгочной ткани – эозинофилы, макрофаги и плазмоциты. В отдельных альвеолах наблюдается накопление слабоэозинофильного экссудата. 90-е сутки восстановительного периода характеризуются достоверным повышением TGF-β₁ в ткани лёгкого, свидетельствуя о начале развития фиброза, что подтверждается увеличением количества фибробластов между альвеолами в зонах ателектаза лёгких животных.

Заключение. Хроническое комбинированное воздействие смеси химических веществ в низких концентрациях сопровождается развитием провоспалительного процесса в лёгких, характерного для 2-го типа иммунного ответа, с увеличением профилей IL-4 (характерного для провоспалительного состояния аллергического характера) и TGF-β₁ (ключевой медиатор профиброзной активности).

1. Сапин М.Р., Никитюк Д.Б. Иммунная система, стресс и иммунодефицит. М.: Джангар; 2000.

2. Бодиенкова Г.М., Курчевенко С.И., Боклаженко Е.В. Динамика изменения уровней цитокинов и нейрональных антител у работающих в производстве винилхлорида. Гигиена и санитария. 2018; 97(10): 935-9. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-10-935-939

3. Шаяхметов С.Ф., Бодиенкова Г.М., Мещакова Н.М., Курчевенко С.И. Изменения иммунореактивности у работников химических производств в зависимости от дозовой нагрузки токсикантами. Гигиена и санитария. 2012; 91(4): 40-3.

4. Маснавиева Л.Б., Кудаева И.В., Ефимова Н.В. Оценка зависимости содержания аутоантител и цитокинов от уровня ингаляционной нагрузки приоритетными токсикантами воздушной среды. Гигиена и санитария. 2018; 97(5): 429-33. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-5-429-433

5. Бодиенкова Г.М. Состояние иммунореактивности организма работающих в условиях воздействия различных нейротоксикантов. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2009; (1): 93-7.

6. Красиков С.И., Лебедева Е.Н., Попова Е.В. Реакция воспаления как проявление влияния химических факторов окружающей среды. Гигиена и санитария. 2012; 91(3): 21-3.

7. Пискарева Е.И., Здорнова О.В., Радцева Г.Л. Морфологические особенности легких крыс в условиях хронического ингаляционного воздействия люминофора, содержащего фталат свинца. Вестник новых медицинских технологий. 2010; 17(2): 238-40.

8. Шерхов З.Х., Курданов Х.А., Шеожев М.А. Структурные изменения в легких под влиянием аэрозолей молибдена, вольфрама и их комплекса в условиях модельного эксперимента. Экология человека. 2009; (2): 13-6.

9. Оганесян М.В., Пономаренко Е.А. Морфологические изменения трахеи, бронхов и легких у мышей при длительном воздействии химических веществ, присутствующих в воздушной среде пилотируемых космических аппаратов. Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2013; (3): 23-7.

10. Мухамедиева Л.Н., Богомолов В.В. Характеристика токсических рисков загрязнения химическими примесями воздушной среды пилотируемых орбитальных станций. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2009; 43(3): 17-23.

11. Mukhamedieva L.N., James J.T., Aksel-Rubinstein Z.V., Solomin G.I. Toxicology of the International Space Station. Atmosphere. In: Space Biology and Medicine. Volume 5. U.S. and Russian Cooperation in Space biology and Medicine. Chapter 5. The Habitable Environment of the ISS. Section 2. 2010: 249-62

12. Мухамедиева Л.Н. Токсикологические аспекты управления качеством воздушной среды орбитальных станций. В кн.: Международная космическая станция. Российский сегмент. Том 1. М.; 2011: 308-39.

13. Ромейс Б. Микроскопическая техника. М.; 1954: 156-9.

14. Орлов А.И. Прикладная статистика. М.: Экзамен; 2004.

15. Huaux F., Liu T., McGarry B., Ullenbruch M., Phan S.H. Dual roles of IL-4 in lung injury and fibrosis. J. Immunol. 2003; 170(4) 2083-92. https://doi.org/10.4049/jimmunol.170.4.2083

16. Schroeder J.T., Lichtenstein L.M., Roche E.M., Xiao H., Liu M.C. IL-4 production by human basophils found in the lung following segmental allergen challenge. J. Allergy Clin. Immunol. 2001; 107(2): 265-71. https://doi.org/10.1067/mai.2001.112846

17. Поплавец Е.В., Немцов Л.М. Значение трансформирующего фактора роста β при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Вестник Витебского государственного медицинского университета. 2010; 9(1): 56-63.

18. Серебренникова С.Н., Семинский И.Ж. Роль цитокинов в воспалительном процессе (Сообщение 1). Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2008; 83(6): 5-8.

19. Дыгай А.М., Скурихин Е.Г., Крупин В.А. Фиброз легких и стволовые клетки: новые подходы лечения. М.: Российская академия наук; 2018.

20. Пустоветова М.Г., Чикинев Ю.В., Пионтковская К.А., Дробязгин Е.А. Молекулярно-клеточные механизмы развития фиброза легких и спонтанного пневмоторакса. Бюллетень Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2014; 34(5): 17-21.

21. Федосеев Г.Б. Механизмы воспаления бронхов и легких и противовоспалительная терапия. СПб.: Нордмед-издат; 1998.

22. Смирнова О.В., Выхристенко Л.Р. Роль клеток системы иммунитета в патогенезе бронхиальной астмы. Медицинские новости. 2011; (5): 14-9.

23. Oh C.K., Murray L.A., Molfino N.A. Smoking and idiopathic pulmonary fibrosis. Pulm. Med. 2012; 2012: 808260. https://doi.org/10.1155/2012/808260

24. Куценко С.А. Основы токсикологии. СПб.; 2002