Особенности формирования местного иммунитета верхних дыхательных путей у рабочих чёрной металлургии

Введение. Влияние промышленных аэрозолей на организм проявляется в реакциях адаптивного и врождённого иммунитета слизистой оболочки верхних дыхательных путей.

Цель работы — проанализировать влияние вредных производственных факторов на состояние местного иммунитета у рабочих предприятий по добыче железо-ванадиевой руды и по производству чугуна и стали.

Материалы и методы. Проведено клинико-иммунологическое обследование 1547 рабочих двух предприятий горно-металлургической отрасли. Были выделены две опытные группы. Группа 1 — 788 рабочих горно-обогатительного комбината по добыче железо-ванадиевой руды. Группа 2 — 719 рабочих металлургического предприятия по производству чугуна и стали. Все обследованные лица — мужского пола, группы стандартизированы по возрасту и стажу. Рабочие обеих групп контактировали с аэрозолями преимущественно фиброгенного действия (АПФД), алифатическими углеводородами, рабочие второй группы контактировали также с соединениями марганца, хрома, никеля, железа, оксидом ванадия (V). Условия работы для обеих групп характеризовались неблагоприятным микроклиматом (повышенной или пониженной температурой воздуха). Контрольная группа состояла из 40 человек инженерно-технического персонала.

Результаты. У рабочих группы 1, подвергавшихся воздействию алифатических углеводородов и пониженной температуры воздуха, выявлено значимое повышение секреторного иммуноглобулина А (sIgA). У рабочих группы 2 воздействие кристаллического кремния, алифатических углеводородов и пониженной температуры воздуха вызывало достоверное снижение уровня sIgA, а контакт с оксидом марганца — снижение бактерицидной функции нейтрофилов.

Ограничения проведённого исследования связаны с выбранным критерием включения в укрупнённые профессиональные группы, которые формировали с учётом воздействия неблагоприятных параметров микроклимата, кремнийсодержащих аэрозолей, алифатических углеводородов, соединений марганца. С учётом многофакторности производственной среды для качественного и количественного представления убедительных доказательств влияния не учтённых в данной работе факторов необходимо проведение дополнительных исследований с увеличением числа обследованных лиц.

Заключение. У обследованных рабочих влияние производственных факторов вызывает разнонаправленную реакцию местного иммунитета. Сочетанное воздействие химических и физических факторов оказывает большее влияние, чем изолированное. Различия уровня sIgA у рабочих, контактирующих с разными производственными факторами, свидетельствуют о целесообразности углублённого иммунологического обследования в комплексе с оценкой функционального состояния организма в качестве показателей, отражающих профессиональную адаптацию.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено на заседании Локального этического комитета ФБУН «Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Роспотребнадзора (протокол № 8 от 26.12.2016 г.). 

Согласие пациентов. Каждый участник исследования (или его законный представитель) дал информированное добровольное письменное согласие на участие в исследовании и публикацию персональной медицинской информации в обезличенной форме в журнале «Гигиена и санитария». 

Участие авторов:
Бушуева Т.В. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, статистическая обработка, написание текста;
Рослая Н.А. — концепция и дизайн исследования, написание текста;
Вараксин А.Н., Карпова Е.П., Ведерникова М.С., Лабзова А.К., Грибова Ю.В., Сахаутдинова Р.Р., Шастин А.С. — сбор и обработка материала, статистическая обработка;
Гагарина М.С. — написание текста, редактирование.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Работа не имела спонсорской поддержки.

Поступила: 27.10.2022 / Принята к печати: 08.12.2022 / Опубликована: 12.01.2023

1. Щубелко Р.В., Зуйкова И.Н., Шульженко А.Е. Мукозальный иммунитет верхних дыхательных путей. Иммунология. 2018; 39(1): 81-8

2. Dobrodeeva L.K., Patrakeeva V.P., Samodova A.V., Balashova S.N. Fundamental studies of the response patterns of the human immune system in the conditions of the North. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2019; 263: 012046. Available at: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/263/1/012046

3. Magouliotis D.E., Tasiopoulou V.S., Molyvdas P.A., Gourgoulianis K.I., Hatzoglou C., Zarogiannis S.G. Airways microbiota: Hidden Trojan horses in asbestos exposed individuals? Med. Hypotheses. 2014; 83(5): 537-40. https://doi.org/10.1016/j.mehy.2014.09.006

4. Хаитов М.Р., Ильина Н.И., Лусс Л.В., Бабахин А.А. Мукозальный иммунитет респираторного тракта и его роль при профессиональных патологиях. Медицина экстремальных ситуаций. 2017; (3): 8-24

5. Ledda C., Costa C., Matera S., Puglisi B., Costanzo V., Bracci M., et al. Immunomodulatory effects in workers exposed to naturally occurring asbestos fibers. Mol. Med. Rep. 2017; 15(5): 3372-8. https://doi.org/10.3892/mmr.2017.6384

6. Кожевникова Н.Ю. Температура воздушной среды производственных помещений как вредный фактор условий труда. Аграрное образование и наука. 2016; (6): 3

7. Turula H., Wobus C.E. The role of the polymeric immunoglobulin receptor and secretory immunoglobulins during mucosal infection and immunity. Viruses. 2018; 10(5): 237. https://doi.org/10.3390/v10050237

8. Бушуева Т.В., Рослая Н.А., Анкудинова А.В., Сомова А.В., Вараксин А.Н., Шастин А.С. и др. Иммунологические факторы риска развития внебольничной пневмонии у рабочих, контактирующих с хризотил-асбестом. Здоровье населения и среда обитания - ЗНиСО. 2020; (9): 79-83

9. Torén K., Naidoo R.N., Blanc P.D. Pneumococcal pneumonia on the job: Uncovering the past story of occupational exposure to metal fumes and dust. Am. J. Ind. Med. 2022; 65(7): 517-24. https://doi.org/10.1002/ajim.23352

10. Wang Y., Wang G., Li Y., Zhu Q., Shen H., Gao N., et al. Structural insights into secretory immunoglobulin A and its interaction with a pneumococcal adhesion. Cell Research. 2020; 30(7): 602-9. https://doi.org/10.1101/2020.02.11.943233

11. Li Y., Jin L., Chen T. The effects of secretory IgA in the mucosal immune system. Biomed Res.Int. 2020; 2020: 2032057. https://doi.org/10.1155/2020/2032057

12. Huff R.D., Carlsten C., Hirota J. A. An update on immunologic mechanisms in the respiratory mucosa in response to air pollutants. J. Allergy Clin. Immunol. 2019; 143(6): 1989-2001. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2019.04.012

13. Bierbaumer L., Schwarze U.Y., Gruber R., Neuhaus W. Cell culture models of oral mucosal barriers: A review with a focus on applications, culture conditions and barrier properties. Tissue Barriers. 2018; 6(3): 1479568. https://doi.org/10.1080/21688370.2018.1479568

14. Tasci S.S., Kavalci C., Kayipmaz A.E. Relationship of meteorological and air pollution parameters with pneumonia in elderly patients. Emerg. Med.Int. 2018; 2018: 4183203. https://doi.org/10.1155/2018/4183203

15. Happo M.S., Uski O., Jalava P.I., Kelz J., Brunner T., Hakulinen P., et al. Pulmonary inflammation and tissue damage in the mouse lung after exposure to PM samples from biomass heating appliances of old and modern technologies. Sci. Total Environ. 2013; 443: 256-66. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2012.11.004

16. Голохваст К.С., Чайка В.В. Некоторые аспекты механизма влияния низких температур на человека и животных (литературный обзор). Вестник новых медицинских технологий. 2011; 18(2): 486-9.

17. Уколов А.И., Кессених Е.Д., Орлова Т.И., Радилов А.С., Гончаров Н.В. Влияние хронического ингаляционного воздействия малых доз алифатических углеводородов С6-С10 на метаболические профили головного мозга и печени крыс. Токсикологический вестник. 2017; (3): 31-41. https://doi.org/10.36946/0869-7922-2017-3-31-41

18. Li Y.J., Shimizu T., Shinkai Y., Ihara T., Sugamata M., Kato K., et al. Nrf-2 lowers the risk of lung injury via modulating the airway innate immune response induced by diesel exhaust in mice. Biomedicines. 2020; 8(10): 443. https://doi.org/10.3390/biomedicines8100443

19. Glencross D.A., Ho T.R., Camiña N., Hawrylowicz C.M., Pfeffer P.E. Air pollution and its effects on the immune system. Free Radic. Biol. Med. 2020; 151: 56-68.

20. Abokor A.A., McDaniel G.H., Golonka R.M. Immunoglobulin A, an active liaison for host-microbiota homeostasis. Microorganisms. 2021; 9(10): 2117. https://doi.org/10.3390/microorganisms9102117

21. Arakawa S., Suzukawa M., Watanabe K., Kobayashi K., Matsui H., Nagai H., et al. Secretory immunoglobulin A induces human lung fibroblasts to produce inflammatory cytokines and undergo activation. Clin. Exp. Immunol. 2019; 195(3): 287-301. https://doi.org/10.1111/cei.13253

22. Karabaev M.K., Botirov M.T., Gasanova N.M. The subjective health index as a criterion for assessing the level of the prenosological state of the body. Asian J. Adv. Med. Sci. 2020; 2(4): 9-15.

23. Kuppusamy S., Maddela N.R., Megharaj M., Venkateswarlu K. Ecological impacts of total petroleum hydrocarbons. In: Total petroleum hydrocarbons. Cham: Springer; 2020: 95-138. https://doi.org/10.1007/978-3-030-24035-6

24. Мазунина Д.Л. Негативные эффекты марганца при хроническом поступлении в организм с питьевой водой. Экология человека. 2015; (3): 25-31. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2015-3-25-31

25. Wu Q., Mu Q., Xia Z., Min J., Wang F. Manganese homeostasis at the host-pathogen interface and in the host immune system. Semin. Cell Dev. Biol. 2021; 115: 45-53. https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2020.12.006

26. Бушуева Т.В., Рослая Н.А., Рослый О.Ф. Сравнительный анализ иммунологического профиля рабочих металлургических предприятий. Гигиена и санитария. 2015; 94(2): 47-50

27. Maeda M., Nishimura Y., Kumagai N., Hayashi H., Hatayama T., Katoh M., et al. Dysregulation of the immune system caused by silica and asbestos. J. Immunotoxicol. 2010; 7(4): 268-78. https://doi.org/10.3109/1547691X.2010.512579

28. Liu H., Tang H.Y., Xu J.Y., Pang Z.G. Small airway immunoglobulin A profile in emphysema-predominant chronic obstructive pulmonary disease. Chin. Med. J. (Engl.). 2020; 133(16): 1915-21. https://doi.org/10.1097/CM9.000000000000086