CC BY
72
оригинальные статьи
РАДИАЦИОННАЯ ИММУНОЛОГИЯ
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016
УДК 618.3-02:614.876]-092:612.124.017]-078.33
Рыбкина В.Л., Жунтова Г.В., Азизова Т.В.
КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ КОМПЛЕМЕНТА, ИММУНОГЛОБУЛИНЫ И ЦИТОКИНЫ У ВНУТРИУТРОБНО ОБЛУЧЕННЫХ ЛИЦ
ФГУП Южно-Уральский институт биофизики ФМБА России, 456780, г Озерск, Челябинская область, Россия
Цель настоящего исследования - оценить некоторые показатели иммунного и цитокинного статуса у внутриутробно облученных лиц. Для исследования содержания цитокинов, иммуноглобулинов и компонентов системы комплемента были отобраны 38 клинически здоровых потомков работниц предприятия атомной промышленности ПО «Маяк», подвергшихся внешнему гамма- и внутреннему альфа-облучению от инкорпорированного плутония. Контрольная группа была сформирована из 40 клинически здоровых жителей г Озерска, расположенного вблизи ПО «Маяк», матери и отцы которых не работали на предприятии и не подвергались профессиональному облучению. Изучено влияние радиационного воздействия на цитокиновый статус, иммуноглобулины и компоненты системы комплемента у внутриутробно облученных лиц и в контрольной группе с использованием иммуноферментного анализа. Содержание С3, С5, С5а в сыворотке крови клинически здоровых внутриутробно облученных участников исследования было снижено по сравнению с контрольной группой; снижение С5 оказалось обратно пропорциональным суммарной дозе внешнего гамма-облучения матерей в период беременности. Концентрация IL1a, lL-4, IFNy, и TNFa в сыворотке крови клинически здоровых облученных была повышена; повышение уровня TNFa оказалось прямо пропорциональным суммарной дозе внешнего гамма-облучения матерей в период беременности. Содержание иммуноглобулинов классов М, G, A не отличалось от показателей контрольной группы.
К л ю ч е в ы е с л о в а: внутриутробное облучение; компоненты комплемента; цитокины; иммуноглобулины.
Для цитирования: Рыбкина В.Л., Жунтова Г.В., Азизова Т.В. Компоненты системы комплемента, иммуноглобулины и цитокины у внутриутробно облученных лиц. Иммунология. 2016; 37 (3): 162-169. DOI: 10.18821/0206-4952-201637-3-162-169
Rybkina V.L., Zhuntova G. V., Azizova T. V.
COMPONENTS OF THE COMPLEMENT SYSTEM, IMMUNOGLOBULINES AND CYTOKINES IN PRENATALLY IRRADIATED PERSONS.
Southern Urals Biophysics Institute of FMBA, 456780, Ozersk, Chelyabinsk Region, Russia
The aim of the investigation was the evaluation of some indices of the immune and cytokine status, of 38 prenatally irradiated offsprings of the PA "Mayak" female workers exposed to external gamma-irradiation and alpha-irradiation from incorporated plutonium. The control group was formed by 40 citizens of Ozersk, situated near PA "Mayak" whose fathers and mothers never worked on PA "Mayak". They also never were professionally exposed to radiation. The influence of the radiation exposure on the cytokine status and complement system components of prenatally exposed persons and controls was studied by immunoassay. The concentrations of С3, С5, С5а were decreased in serum of prenatally irradiated healthy persons relative to control. An inverse linear relation was revealed between C5 and total absorbed dose from external gamma-rays in their mothers during pregnancy. Concentrations of IL1a, IL-4, IFNy, and TNFa were increased in the serum of clinically healthy offsprings. Direct linear relation between TNFa concentration and total absorbed dose from external gamma-rays in their mothers during pregnancy was revealed. The contents of immunoglobulins M, G, A didn't differ from the same indices of the control group.
Key words: prenatal irradiation; components of complement system; cytokines; immunoglobulins.
For citation: Rybkina V.L., Zhuntova G. V., Azizova T. V. Components of the complement system, immunoglobulines and cytokines in prenatally irradiated persons. Immunologiya.2016; 37 (3): 162-169. DOI: 10.18821/0206-4952-2016-37-3-162-169
For correspondence: Rybkina Valentina L 'vovna, Dr. med. Sci., senior researcher of clinical Department Southern Urals Biophysics Institute of FMBA, E-mail: [email protected]
conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Funding. The study had no sponsorship.
Received 27.07.15 Accepted18.02.16
введение
Использование источников ионизирующего излучения в промышленных и медицинских целях, начав-
Для корреспонденции: Рыбкина Валентина Львовна, д-р мед. наук, старший научный сотрудник клинического отдела ФГУП Южно-Уральский институт биофизики ФМБА России, Е-тш1: [email protected]
шееся в первой половине двадцатого века, трагический опыт применения атомного оружия, последствия техногенных аварий вызывают серьезную озабоченность в обществе в связи с возможным негативным влиянием радиации на человека. Наиболее тревожны ситуации, когда в силу различных обстоятельств облучению подвергается беременная женщина, поскольку в период внутриутробного развития формирующий-
ся организм особенно чувствителен к неблагоприятным воздействиям [1]. Обобщение результатов наблюдения за получившими внутриутробное облучение во время атомной бомбардировки в Японии, радиационной аварии в Китае либо при проведении лечебно-диагностических процедур, а также данных, установленных в экспериментах на животных, позволяет утверждать, что основными радиационно-индуцированными детерминированными эффектами внутриутробного облучения с порогом не менее 100 мГр являются ранняя гибель зародыша/плода, врожденные пороки, задержка роста и интеллектуального развития [2, 3]. Тяжелое последствие радиационного облучения, связанное с его повреждающим воздействием на генетический аппарат клетки, -увеличение вероятности возникновения лейкемии и солидных раков, особенно в детском возрасте (стохастический эффект) [4, 5].
Цитогенетические исследования отражают повреждения генетического аппарата лимфоцитов. Установлено, что средний процент аберрантных клеток и хромосомных аберраций у детей, облученных внутриутробно, был выше, чем в контрольной группе [6, 7].
В настоящее время активно обсуждается гипотеза «зародышевого» происхождения заболеваний взрослого возраста (fetal origin of adult disease), согласно которой неблагоприятные влияния на развивающийся организм во время беременности, в том числе и радиационное воздействие, могут приводить к изменению сосудистого эндотелия плода, снижению количества клеток в нефронах, повреждению эндокринной системы. Все это в дальнейшем проявляется в виде задержки роста у детей, артериальной гипертензии, ишемической болезни сердца и сахарного диабета 2-го типа - у взрослых [8].
Важным источником информации об эффектах хронического антенатального облучения служат результаты наблюдения за детьми работниц ПО «Маяк» (первого в России ядерного предприятия), подвергавшихся воздействию внешнего гамма-излучения и аэрозолей 239Pu. Плутоний характеризуется длительным периодом полураспада: даже при его поступлении в организм женщины в ранние сроки беременности основная доза облучения приходится на постнаталь-ный период [9]. У антенатально облученных детей работников радиохимического производства ПО «Маяк» наблюдалось увеличение частоты заболеваний органов дыхания и инфекционных заболеваний в возрасте от 6 до 12 лет. По числу злокачественных новообразований и врожденных пороков развития различий между детьми, подвергавшимися и не подвергавшимися внутриутробному облучению, не установлено [10].
В возрасте 40-45 лет у антенатально облученных потомков работников ПО «Маяк» не наблюдалось существенных различий в частоте хронических со-магических и нервно-психических заболеваний по сравнению с контрольной группой, но имелись некоторые сдвиги в иммунном статусе, характеризую-
original article
щиеся снижением активности системы комплемента, увеличением содержания иммуноглобулинов класса G в сыворотке крови и количества фагоцитирующих нейтрофилов. В структуре синдромов иммунной недостаточности преобладал аллергический и аутоиммунный [11]. К 2000 г. у 3132 антенатально облученных потомков работников ПО «Маяк» было отмечено увеличение избыточного относительного риска развития лейкоза (за исключением хронического лимфо-лейкоза) до 1,7 сГр с 90% доверительным интервалом (0,2; 4,2) по сравнению с необлученными, при этом средняя доза антенатального облучения составила 8 сГр [12].
Накопленные сведения о состоянии здоровья внутриутробно облученных ограничиваются в основном наблюдениями за детьми и подростками. Лишь в единичных исследованиях принимали участие мужчины и женщины до 40 лет. Однако известно, что именно после достижения этого возраста большее число людей страдают сердечно-сосудистыми, онкологическими и соматическими заболеваниями, но информация о здоровье данной категории лиц в литературе практически отсутствует. На момент настоящего исследования потомки работников ПО «Маяк», облученные внутриутробно, достигли возраста 50 лет и старше, поэтому оценка состояния их здоровья, полученная в результате углубленного комплексного медицинского обследования, имеет важное практическое значение и представляет научный интерес. Необходимо подчеркнуть, что когорты людей, подвергшихся антенатальному облучению, относительно невелики, и при строгом соблюдении норм радиационной безопасности знания о последствиях внутриутробного облучения, по-видимому, будут пополняться только за счет экспериментальных исследований на животных, в связи с чем любая информация, полученная при наблюдениях за людьми, имеет чрезвычайную ценность.
Иммунная система, будучи одной из важнейших гомеостатических систем организма, является радиочувствительной [13]. В период внутриутробного развития радиочувствительность клеток зародыша, эмбриона и плода особенно высока [14].
Внутриутробное облучение, повреждая структуры (в особенности ДНК) стволовых и иных клеток зародыша, эмбриона и плода, способно привести к изменению функций этих клеток, что в свою очередь может способствовать формированию различной соматической патологии. Установлено, что радиоинду-цированные нарушения в иммунном и цитокинном статусе организма играют важную роль в развитии отдаленных эффектов облучения [11, 15, 16].
Сведения о состоянии иммунитета у внутриутробно облученных лиц и животных единичны. На мышах СВА и мышах-альбиносах по показателям фагоцитарной активности перитонеальных макрофагов выявлены изменения иммунореактивности, обусловленные хроническим гамма-облучением в ранние периоды онтогенеза при низкой мощности дозы (0,1 и 0,8 сГр/сут) [17].
У мышей, облученных в дозе 2 Гр на 14-й и 17-й день гестации, уменьшалось количество клеток тимуса, но
оригинальные статьи
при рождении количество тимоцитов нормализовалось. В норме предшественники Т-лимфоцитов исчезают из тимуса до рождения. После облучения они персистиро-вали в тимусе новорожденных. Ответ на митогены тимоцитов новорожденных был снижен. Функция хелпе-ров оказалась также снижена [18]. После пренатального облучения А/J мышей у них снижался синтез антител к арсенату гемоцианина лимфы улитки [19].
У внутриутробно облученных в дозе 1,5 Гр 3-4-месячных гончих собак выявлено значительное снижение первичного антительного ответа на иммунизацию Т-зависимым антигеном - эритроцитами барана, что свидетельствует о поражении тимуса [20].
В амниотической жидкости плодов мышей C57BL/6J с дефектами лапок, возникших в результате внутриутробного облучения, было повышено содержание провоспалительных цитокинов [21].
Однако есть и другие данные, свидетельствующие об отсутствии влияния облучения на состояние иммунитета у животных. При исследовании изменений в состоянии иммунной системы крыс в возрасте 8 нед после пренатального облучения в дозе 2 Гр при гистологическом исследовании селезенки была установлена норма, нормальным было также распределение Т- и В-лимфоцитов. Уровни иммуноглобулинов были незначительно изменены. В возрасте 10 нед крыс иммунизировали Т-зависимым и Т-независимым антигенами. Т-зависимый ответ был повышен у внутриутробно облученных крыс, Т-независимый был нормальным [22].
При исследовании субпопуляционного состава лимфоцитов установлено, что у внутриутробно облученных детей из зараженных в результате чернобыльской аварии областей Белоруссии относительное содержание Т-лимфоцитов, Т-хелперов, 3 и 4-компонентов комплемента, I1-1 и TNF было снижено, содержание же иммуноглобулинов Е и активность фагоцитов - повышены. [23].
Нами обнаружены изменения во многих имму-нологческих показателях детей, проживающих на радиоактивно загрязненных территориях в результате аварии на Чернобыльской АЭС, таких как акти-вационный, депрессивный и недифференцируемый типы изменений иммунитета и клинических проявлений аллергического, инфекционного синдромов иммунной недостаточности [24]. У людей, на которых воздействовали продукты ядерного деления в антенатальном и раннем постнатальном периодах, через 30-35 лет с момента облучения выявлены при помощи иммунологических тестов изменения в иммунной системе, выражающиеся в угнетении Т-звена системы иммунитета и естественной цитотоксично-сти. Эти изменения не отразились на общем состоянии организма, и обследованные в клиническом отношении оказались практически здоровыми людьми [16]. Показано, что содержание IgA в плазме крови у облученных внутриутробно подростков зависело от срока беременности на момент аварии: наиболее часто снижение концентрации IgA наблюдали в тех случаях, когда воздействие радионуклидов начиналось в I триместре [25].
Цель настоящего исследования - оценить цито-киновый статус, содержание компонентов системы комплемента и иммуноглобулинов у внутриутробно облученных лиц.
Материал и методы
Исследуемую группу составили 136 потомков работников ПО «Маяк» в возрасте 50-59 лет, подвергшихся в первые годы работы предприятия внутриутробному облучению за счет профессиональной деятельности матерей. Контрольная группа была сформирована из 136 человек, родившихся и проживающих в г. Озер-ске, чьи родители до рождения детей не работали на ПО «Маяк». Среди облученных потомков женщины составили 70,6% (96 человек), мужчины - 29,4% (40 человек). Такое соотношение мужчин и женщин в исследуемой группе обусловлено лучшим откликом женщин на участие в исследовании. Проект был одобрен Наблюдательным советом по защите прав человека в научно-исследовательских программах ЮУрИБФ. В контрольную группу подбирались кандидаты, соответствующие по полу и году рождения облученным потомкам - потенциальным участникам исследования. Члены исследуемой и контрольной групп подписали информированное согласие на участие в проекте, а также согласие на обработку персональных данных. Для характеристики облучения родителей потомков работников ПО «Маяк», включенных в работу, использовались дозы, рассчитанные на основе дозиметрической системы «Дозы-2005», созданной в результате российско-американского исследования, финансировавшегося департаментом энергетики США. Дозиметрическая система «Дозы-2005» позволила с максимальной точностью определить поглощенную органами работников ПО «Маяк» дозу внешнего облучения и поступления плутония в организм. Штат сотрудников предприятия насчитывал 18 831 человек. Методы реконструкции поглощенных доз внешнего облучения включали использование: 1) архивных данных измеренных доз и историю облучений каждого работника; 2) измеренных энергетических и пространственных характеристик пленочных дозиметров, использованных в соответствующие годы деятельности на ПО «Маяк»; 3) расчета доз с учетом сценария облучения с использованием метода Монте-Карло. Содержание плутония в организме определялось по содержанию его в моче [26]. Дозы общего внешнего гамма-облучения, полученные матерями в течение беременности, рассчитывались, исходя из предположения о том, что каждая беременность продолжалась 40 нед, а дородовый отпуск составлял 5 нед [27]. Следовательно, внутриутробное облучение длилось 35 нед, в течение которых облучение беременной женщины происходило равномерно. Средняя доза общего внешнего гамма-облучения матерей в течение беременности находилась в пределах от 11 до 948,7 мГр и составляла в среднем 197,8±13,3 мГр (медианная доза - 150,9 мГр). В исследуемой группе 86,8% человек имели контакт с аэрозолями плутония.
Обязательный перечень обследований был применен к участникам исследованной и контрольной групп
и включал осмотр терапевта, невролога, окулиста, эндокринолога, гинеколога (для женщин), андролога-уролога (для мужчин), психолога. В обязательный перечень лабораторных исследований входили: развернутый анализ состава периферической крови, определение биохимических показателей (липидный профиль, фибриноген, глюкоза, мочевая кислота, мочевина, креатинин, аланиновая трансаминаза, аспараги-новая трансаминаза, гамма-глютамилтранспептидаза, щелочная фосфатаза, билирубин, общий белок и белковые фракции, железо, калий, кальций, фосфор) и гормонального статуса (тиреотропный гормон гипофиза, свободный тироксин, аутоантитела к тироид-ной пероксидазе щитовидной железы, лютеинизи-рующий гормон, фолликулостимулирующий гормон, пролактин, эстрадиол, прогестерон, тестостерон, дегидроэпиандростерон-сульфат, кортизол), общий анализ мочи, исследование кала на скрытую кровь, цитологическое исследование соскоба эпителия шейки матки на атипические клетки.
В число обязательных методов исследования включены: антропометрия, флюорография грудной клетки, ЭКГ, спирометрия, УЗИ органов брюшной полости, забрюшинного пространства, мочевого пузыря, матки, молочной железы, предстательной железы. Было также проведено ультразвуковое дуплексное сканирование экстракраниальных отделов брахиоцефальных артерий и интракраниальных отделов позвоночной артерии, периферических артерий, а также эхокардиогра-фия с допплерографией - для более детальной оценки выраженности и распространенности атеросклероти-ческого процесса, выявления аномалий развития.
При сравнении данных углубленного комплексного медицинского обследования облученных внутриутробно потомков работников ПО «Маяк» и контрольной группы, сопоставимой по полу и году рождения, подобранной случайным образом среди выходцев из необлученных семей г. Озерска, были получены следующие результаты.
Не выявлено достоверных различий в частоте артериальной гипертонии, ИБС, церебрального атеросклероза, болезней органов дыхания, органа зрения, мочеполовой системы у облученных потомков и в контрольной группе. Установлено статистически значимое увеличение частоты аллергических и аутоиммунных заболеваний у облученных внутриутробно.
Распространенность поведенческих (курение, злоупотребление алкоголем, гиподинамия, избыточное употребление соли) и конституциональных (избыточная масса тела, ожирение, абдоминальный тип ожирения) факторов риска атеросклероза и артериальной гипертонии, а также наследственная предрасположенность к сердечно-сосудистым заболеваниям в сравниваемых группах не различались.
Частота нарушений липидного и углеводного обмена (включая сахарный диабет) не имела статистически значимых отличий у облученных потомков и в контрольной группе. Обнаружено достоверное увеличение уровня общего холестерина и холестерина ЛПНП у облученных потомков работников ПО
original article
«Маяк» по сравнению с контрольной группой, однако корреляции между этими показателями и дозой внутриутробного облучения не наблюдалось.
Результаты ЭКГ, Эхо-КГ, УЗД магистральных сосудов головы и нижних конечностей были схожими у облученных потомков и лиц, включенных в контрольную группу.
Не установлено статистически значимых различий в результатах спирометрии, УЗИ органов брюшной полости, забрюшинного пространства, малого таза и молочных желез у облученных потомков и в контрольной группе.
Средние показатели морфологического состава крови, концентрация гормонов щитовидной железы, а также половых гормонов, показателей минерального обмена в сыворотке крови облученных потомков и лиц, включенных в контрольную группу, не различались и соответствовали возрастной норме.
Доля участников обследования с узловым зобом была статистически больше среди облученных потомков по сравнению с контрольной группой. У облученных внутриутробно также была выше частота аутоиммунного тиреоидита, однако указанные различия не достигали уровня статистической значимости (p < 0,1).
При анализе показателей репродуктивного здоровья обнаружено статистически значимое увеличение частоты преждевременных родов и рождения ребенка с массой тела менее 2500 г у женщин, облученных внутриутробно, по сравнению с контролем. Частота самопроизвольных абортов была, наоборот, выше в контрольной группе. Различий в частоте мертво-рождений и ранней неонатальной смертности между группами облученных и необлученных женщин не установлено.
Репродуктивные характеристики (возраст становления половой функции, начало половой жизни, количество детей) группы внутриутробно облученных мужчин и контрольной группы не отличались.
Результаты психологического обследования, включавшие оценку настроения, самочувствия, активности, работоспособности и внимания, в сравниваемых группах были близкими.
Частота аномалий развития желчного пузыря, почек, половых органов (у женщин), выявленных при УЗИ, частота врожденной катаракты и злокачественных новообразований была несколько выше в группе облученных внутриутробно потомков работников ПО «Маяк» по сравнению с контролем, но различия не оказались статистически значимыми.
Для определения показателей иммунитета из исследуемой и контрольной групп были отобраны клинически здоровые лица. Такой подход избран для доказательства того, что предполагаемые изменения в показателях иммунитета и цитокиновом статусе обусловлены именно радиационным воздействием.
Для исследования содержания в сыворотке крови этих гуморальных факторов в проект были привлечены 38 из 136 прошедших клиническое обследование облученных внутриутробно потомков работниц предприятия
оригинальные статьи
Таблица 1
Характеристика исследованных групп
Параметры, характеризующие группы Облученные потомки Контрольная группа
Общее количество участников исследования 38 40
Количество женщин (доля в процентах) 30 (78,9%) 30 (75%)
Средний возраст участников на момент исследования, годы 55,9±0,15 56,4±0,2
Средний возраст матерей на момент зачатия, годы 24,2±0,6 24,1±0,9
Суммарные дозы общего внешнего гамма-облучения матерей в период беременности, мГр, средняя (медиана, диапазон) 213±35,8 (158,9; 17 - 940,4)
Содержание плутония в орга- 5,0±2,08
низме матерей на момент родов, (0,296; 0 - 119,6) кБк, среднее (медиана, диапазон)
атомной промышленности ПО «Маяк», подвергшихся внешнему гамма- и внутреннему альфа-облучению от инкорпорированного плутония. Контрольную группу сформировали 40 из 136 прошедших клиническое обследование жителей г. Озерска, расположенного вблизи ПО «Маяк», матери и отцы которых не работали на предприятии и не подвергались профессиональному облучению (характеристика групп, включенных в исследование, представлена в табл. 1).
Следует подчеркнуть, что все участники исследования родились в 1949-1956 гг., когда из-за несовершенства технологических процессов условия труда на ПО «Маяк» были наиболее неблагоприятными [26]. Отметим, что у 73,7% облученных потомков содержание плутония в организме матери на момент родов не превышало 0,7 кБк.
В исследование были включены клинически здоровые лица, у которых на момент изучения по данным медицинской документации и углубленного клинического обследования не регистрировались злокачественные новообразования, аллергические, аутоим-
Таблица 2
Содержание компонентов комплемента в сыворотке периферической крови облученных потомков и лиц контрольной группы (среднее±ошибка)
Компоненты комплемента Облученные потомки (n = 38) Контрольная группа (n = 40)
С1-инг 10-3 г/л 176,5±7,2 220,68±9,6
СЦ 10-3 г/л 171,9±8,8 181,3±6,4
С3 10-3 г/л 774,4±62,5*** 1122,8±59,2
С3а 10-6г/л 2,9±2,7 10,3±4,9
С4 10-3 г/л 304,4±25,9 305,42±17,1
С5 10-3 г/л 92,7±5,2** 110,2±3,9
С5А 10-6г/л 24,18±3,1*** 45,6±5,5
П р и м е ч а н и е: n *** -р < 0,001. - число наблюдений в группе; ** - р < 0,01;
мунные заболевания, а также острые инфекционные заболевания и обострения хронической патологии.
Было исследовано содержание про- и противовоспалительных цитокинов, компонентов системы комплемента и иммуноглобулинов в сыворотке крови. Кровь брали натощак из кубитальной вены. Выделенные сыворотки хранились при -20 0С. Был применен «сэндвич-вариант» твердофазного иммунофермент-ного анализа с использованием фотометра STAT FAX 2100 (Awareness Technology, США) и тест-систем фирм «Цитокин» и «Протеиновый контур» (Россия). Тесты проводились согласно инструкциям производителей. Уровни исследованных веществ определяли при помощи калибровочных графиков зависимости оптической плотности от концентрации, построенных на основе результатов анализа стандартных проб. Данные зависимости носили линейный характер. Содержание веществ в сыворотках исследовалось в дубликатах.
Статистическая обработка данных проводилась с использованием пакета прикладных программ Statistica. Статистически значимым считали уровень р < 0,05.
Результаты исследования
Исследование концентрации компонентов системы комплемента показало, что содержание С3, С5, С5А в сыворотке облученных потомков было статистически значимо снижено по сравнению с соответствующими показателями контрольной группы (табл. 2).
Проведен анализ зависимости исследованных показателей от суммарных поглощенных доз внешнего гамма-облучения матерей в период беременности. Выявлена обратная линейная зависимость между содержанием С5 в сыворотке крови у облученных потомков и суммарной поглощенной дозой внешнего гамма-облучения матерей в течение беременности (рис. 1).
Результаты исследования содержания цитокинов в
Таблица 3
Содержание цитокинов в сыворотке периферической крови облученных потомков и лиц контрольной группы (среднее±ошибка)
Цитокины, 10-9 г/л Облученные потомки (n = 38) Контрольная группа (n = 40)
IL1a 19,3±6,6** 0,0±0,0
IL1P 8,0±4,5 0,0±0,0
IL-2 24,8±5,2 45,3±12,7
IL-4 15,6±5,4* 2,6±1,0
IL-6 28,7±4,8 17,3±3,4
IL-8 34,9±4,1 29,8±2,7
IL-10 18,1±2,9 14,4±3,2
IFNa 7,3±2,8 11,3±1,5
IFNy 14,1±5,8* 2,2±1,8
TNFa 40,4±4,9* 28,9±2,6
IL-1Ra 351,9±17,9 366,3±45,7
П р и м е ч а н и е: : n - число наблюдений в группе; * - p < 0,05; ** -p < 0,01 ** -р < 0,01; *** -р < 0,001.
сыворотке крови облученных потомков по сравнению с контрольной группой представлены в табл. 3.
Выявлено статистически значимое повышение уровней ^1а, ^-4, 1БПу, и ТПРа в сыворотке крови облученных потомков. Повышение экспрессии TNFа статистически значимо зависело от суммарной дозы внешнего гамма-облучения матери в период беременности, зависимость была прямой, линейной (рис. 2, см. табл. 2).
Содержание иммуноглобулинов в сыворотке периферической крови облученных потомков не отличалось от соответствующих показателей контрольной группы (табл. 4).
Обсуждение
У облученных потомков было обнаружено более низкое по сравнению с контрольной группой содержание компонентов среднего звена системы комплемента. Данные настоящего исследования о состоянии иммунитета у внутриутробно облученных лиц согласуются с результатами других исследований [11, 23], в которых выявлено снижение активности системы комплемента. Установлено, что у внутриутробно облученных здоровых детей из зараженных в результате чернобыльской аварии областей Белоруссии, содержание 3 и 4 компонентов комплемента было снижено [23]; в настоящем исследовании определено снижение содержания в сыворотке крови 3 и 5 компонентов комплемента. Следует отметить, что авторы вышеупомянутой статьи использовали аналогичный настоящему подход к исследованию, то есть обследовали здоровых детей.
Причины описанного ранее явления в настоящее время не установлены, возможно, здесь имеет место эпигенетическая инактивация промоторных участков генов, кодирующих эти компоненты комплемента вследствие радиационного воздействия, и как следствие снижение их экспрессии. Нельзя исключить и возможность повышенного их потребления или усиленного катаболизма, хотя снижение активности системы комплемента, установленное в вышеупомянутых статьях, свидетельствует скорее в пользу первой версии. Для установления причин снижения содержания в сыворотке крови необходимы дальнейшие исследования на генетическом и эпигенетическом уровнях.
Результаты исследований цитокинового статуса у облученных внутриутробно свидетельствуют о более высоком, чем в контрольной группе, содержании провоспалительных цитокинов (^1а, 1РПу, и ТПРа). Провоспалительные цитокины могут быстро активи-
Таблица 4
содержание иммуноглобулинов в сыворотке периферической крови облученных потомков и лиц контрольной группы (М±т)
original article /=0,79; р=0,0001; у=(148,40±7,369)-(0,160±0,02)х
Иммуноглобулины Облученные потомки (п = 38) Контрольная группа (п = 40)
^М, г/л 1,62±0,1 1,48±0,06
IgG, г/л 15,06±0,68 13,69±2,25
^А, г/л 2,82±0,40 2,28±1,45
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Доза, мГр
Рис. 1. Зависимость уровня экспрессии С5 у внутриутробно облученных лиц от суммарных доз общего внешнего гамма-облучения матерей в течение беременности.
г - коэффициент корреляции; р - уровень значимости коэффициента корреляции; х - суммарная доза общего внешнего гамма-облучения, полученная их матерями в период беременности; у - величина С5 в мкг/мл.
роваться после облучения тканей образующимися в результате этого процесса активными формами кислорода и азота. Установлено, что многие провоспали-тельные цитокины также могут генерировать свободные радикалы, включая активные формы кислорода и азота. В результате образуется замкнутая цепь, поддерживающая хроническое воспаление в тканях, которое может продолжаться многие десятилетия [28-31]. Возможно, повышение экспрессии провоспалительных
г=0,5Т, р=0,0001; у=(20,07±3,68)-(0,0398±0,0096)х
80 и
70-
60- ■
50- •
40-
30- .....
20- *
10-
о- I
200 400 600 800~ Доза, мГр
1000 120С
Рис. 2. Зависимость экспрессии ТПРа в сыворотке крови у облученных потомков от суммарных доз общего внешнего гамма-облучения матерей в течение беременности.
г - коэффициент корреляции; р - уровень значимости коэффициента корреляции; х - суммарная поглощенная доза внешнего гамма-облучения, полученная их матерями в период беременности; у - величина ТПРа, пг/мл.
оригинальные статьи
цитокинов в отдаленном периоде после радиационного воздействия обусловлено снижением содержания в крови Tn-субпопуляции Т-лимфоцитов [15]. Другим объяснением становится неспособность иммунной системы в отдаленном периоде после облучения контролировать микробные инфекции, что может привести к хроническому воспалению. Предполагается также, что радиоиндуцированная геномная нестабильность (или эффект свидетеля) способна запустить воспалительный ответ, который может длиться годами [32-34].
Установлено, что у внутриутробно облученных здоровых детей из зараженных в результате чернобыльской аварии областей Белоруссии содержание I1-1 и TNF было снижено [23]. По результатам настоящей работы содержание IL-1a и TNFa у этих же участников исследования оказалось повышено. Наблюдаемые отличия, возможно, связаны с тем, что дети, обследованные в Белоруссии, не только подверглись воздействию внутриутробного облучения, но и продолжали проживать в зараженных районах, а значит - облучались постнатально. Кроме того, на жителей этих регионов могли дополнительно действовать пестициды [23].
В результате проведенных исследований не было выявлено различий в уровнях иммуноглобулинов M, G, A у внутриутробно облученных лиц по сравнению с контрольной группой. Одни авторы, изучавшие состояние иммунной системы в отдаленные сроки у людей, подвергшихся воздействию ионизирующего излучения в антенатальном и раннем постнатальном периодах, также не выявили изменений в содержании иммуноглобулинов у внутриутробно облученных лиц по сравнению с контрольной группой [23], другие отметили тенденцию к повышению IgG у внутриутробно облученных лиц [11].
Заключение
Установлено, что содержание С3, С5, С5А в сыворотке крови облученных потомков было статистически значимо снижено по сравнению с соответствующими показателями контрольной группы. Содержание С5 статистически значимо снижалось с увеличением суммарной поглощенной дозы внешнего гамма-облучения матерей в период беременности.
Концентрация IL1a, IL-4, IFNy, и TNFa в сыворотке крови облученных потомков была статистически значимо повышена. Выявлена статистически значимая прямая линейная зависимость содержания TNFa в сыворотке крови от суммарной дозы внешнего гамма-облучения матери в период беременности. Зависимость от дозы выявленных изменений исследованных показателей свидетельствует об их радиационной обусловленности. Исследование не имело спонсорской поддержки. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
ЛИТЕРАТУРА
1. International Commission on Radiological Protection. Pregnancy and medical radiation. Ann. ICRP. 2000; 30 (1): 1-43.
2. Wakeford R., Little M.P. Risk coefficients for childhood cancer after intrauterine irradiation: a review. Int. J. Radiat. Biol. 2003; 79 (5): 293-309.
3. Liang L., Zhang Z.H., Chen S., Ma L.W., Chen Y.M., Zhang S.L. et al. Clinical observation of a 16-year-old female exposed to radiation in utero: follow-up after the Shanxi Xinzhou radiation accident. J. RadiolProt. 2011; 31 (4): 495-8.
4. Аклеев А.В., Яковлева В.П., Савостин В.А. Отдаленные последствия внутриутробного облучения. Вопросы радиационной безопасности. 1997; (1): 47-50.
5. Williams P.M., Fletcher S. Health effects of prenatal radiation exposure. Am. Fam. Physician. 2010; 82 (5): 488-93.
6. Степанова Е.И., Мишарина Ж.А, Вдовенко В.Ю. Отдаленные ци-тогенетические у детей подвергшихся внутриутробному облучению в результате аварии на Чернобыльской атомной электростанции. Радиационная биология. Радиоэкология. 2002; 42 (6): 700-3.
7. Liu Q.J., Lu X., Zhao H., Chen S., Wang M.M., Bai Y. et al. Cyto-genetic analysis in 16-year follow-up study of a mother and fetus exposed in a radiation accident in Xinzhou, China. Mutat. Res. 2013; 755 (1): 68-72.
8. Ingelfinger J.R., Woods L.L. Perinatal programming, renal development, and adult renal function. Am. J. Hypertens. 2002; 15: 46-9.
9. Morgan A., Harrison J.D., Stather J.W. Estimates of embryonic and fetal doses from 239Pu. Hlth Phys. 1992; 63(5): 552-9.
10. Окладникова Н.Д., Курбатов А.В., Вологодская И.А., Дудченко Н.Н., Патрушева Н.В. Антенатальное облучение: результаты многолетнего клинического наблюдения. Монографический сборник статей «Здоровье детей и радиация: актуальные проблемы и решения» / Под ред. Л.С. Балевой, А.Д. Царегородова. М.: Медиа Сфера; 2001; т. 1.
11. Вологодская И.А., Окладникова Н.Д. Оценка иммунного статуса персонала ПО «Маяк» и их потомков (F1 и F2 поколение). В кн.: Юбилейная научная конференция «Гигиенические, дозиметрические и медико-биологические аспекты отдаленных эффектов хронического облучения»: Труды и материалы. Озерск; 2003: 82-3.
12. Кузнецова И.С., Кошурникова Н.А. Смертность от лейкоза среди населения города Озерска. Вопросы радиационной безопасности. Спец. выпуск: 2003; (специальный выпуск): 21-5.
13. Ярилин А.А., ред. Радиация и иммунитет. Радиационная биология. Радиоэкология. 1997; 37 (4): 597-603.
14. Ильин Л.А. Радиационная медицина. М.: АТ; 2004.
15. Kusunoki Y., Yamaoka M., Kubo Y., Hayashi T, Kasagi F., Douple E.B. et al. T-cell immunosenescence and inflammatory response in atomic bomb survivors. Radiat. Res. 2010; 174: 870-6.
16. Аклеев А.В., Дегтева М.О. Cостояние иммунной системы в отдаленные сроки у людей, подвергшихся воздействию продуктов деления урана в антенатальном и раннем постнатальном периодах. Сообщение 1. Изменения основных иммунологических параметров. Бюллетень радиационной медицины. 1981; (3): 96-106.
17. Кичигин А.И. Иммунореактивность лабораторных мышей после хронического гамма-облучения в ранние периоды онтогенеза. В кн.: Радиоэкологические и биологические последствия низкоинтенсивных воздействий. Серия: Труды Коми научного центра УрО РАН. Сыктывкар: Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук; 2003: 110-20.
18. Ярилин А.А., Харченко Т.Ю., Шарова Н.И. Функционально-активные Т-клетки и предшественники Т-лимфоцитов в тимусе новорожденных мышей, облученных во внутриутробном периоде развития. Радиационная биология. Радиоэкология. 1994; 34 (1): 64-72.
19. Hooghe R.J., Maisin J.R. The effect of prenatal or early postnatal irradiation on the production of anti-arsonate antibodies and cross-reactive idiotypes. Int. J. Radiat. Biol. Relat. Stud. Phys. Chem. Med. 1988; 53 (1): 153-7.
20. Nold J.B., Benjamin S.A., Miller G.K. Alterations in immune responses in prenatally irradiated dogs. Radiat. Res. 1988; 115 (3): 472-80.
21. Derradji H., Bekaert S., De Meyer T., Jacquet P., Abou-El-Ardat K., Ghardi M. et al. Ionizing radiation-induced gene modulations, cytokine content changes and telomere shortening in mouse fetuses exhibiting forelimb defects. Dev. Biol. 2008; 322: 302-13.
22. Platteau B., Bazin H., Janovski M., Hooghe R. Failure to detect immune difficiency in rats after prenatal or early postnatal irradiation. Int. J. Radiat. Biol. 1989; 55 (1): 7-14.
23. Petrova A., Gnedko T., Maistrova I, Zafranskaya M., Dainiak N. Morbidity in a large cohort study of children born to mothers exposed to radiation from Chernobyl. Stem Cells. 1997; 15 (2): 141-50.
24. Vdovenko V.Iu. The immune status of young school-age children irradiated while in the womb as a result of the accident at the Chernobyl Atomic Electric Power Station. Lik. Sprava. 1999; 1: 28-9.
25. Пальоха Е.А., Саенко А.С., Леках И.В., Леонова О. Показатели иммунного статуса у лиц, облученных внутриутробно и в ран-
нем детском возрасте в результате аварии на ЧАЭС. Радиационная биология. Радиоэкология. 2010; 50 (2): 165-70.
26. Vasilenko E.K., Khokhryakov V.F., Miller S.C., Fix J.J., Eckerman K., Choe D.O. et al. Mayak worker dosimetry study: an overview. HlthPhys. 2007; 93 (3): 190-206.
27. Союз Советских Социалистических Республик. (СССР) Декрет. 1944. Декрет Президиума Верховного Совета СССР от 8 июля 1944. Об увеличении государственной помощи беременным женщинам, многодетным и одиноким матерям, усилении охраны материнства и детства, об установлении высшей степени отличия - звания «Мать-героиня» и учреждении ордена «Материнская слава»и медали «Медаль материнства». 1944.
28. Schaue D., Kachikwu E.L., McBride W.H. Cytokines in radiobiological responses: A review. Radiat. Res. 2012; 178 (6): 505-23.
29. Shan Y.X., Jin S.Z., Liu X.D., Liu Y., Liu S.Z. Ionizing radiation stimulates secretion of pro-inflammatpry cytokines: dose-response relationship, mechanisms and implications. Radiat. Environ. Bio-phys. 2007; 46: 21-9.
30. Neriishi K., Nakashima E., Delongchamp R.R. Persistent subclinical inflammation among A-bomb survivors. Int. J. Radiat. Biol._2001; 77 (4): 475-82.
31. Hayashi T., Kusunoki Y., Hakoda M., Kubo Y., Morishita Y., Maki M. Radiation dose-dependent increases in inflammatory response markers in A-bomb survivors. Int. J. Radiat. Biol. 2003; 79 (2): 129-36.
32. Lorimore S.A., Coates P.J., Wright E.G. Radiation-induced genomic instability and bystander effects: inter-related nontargeted effects of exposure to ionizing radiation. Oncogene. 2003; 22: 7058-69.
33. Рыбкина В.Л., Азизова Т.В., Майнеке В., Шертан Г., Дерр Х., Адамова Г.В. и др. Влияние хронического облучения на некоторые показатели иммунитета. Иммунология. 2015; 36 (3): 145-9.
34. Rybkina V.L., Azizova T.V., Adamova G.V., Teplyakova O.V., Os-ovets S.V., Bannikova M.V. et al. Expression of blood serum proteins and lymphocyte differentiation clusters after chronic occupational exposure to ionizing radiation. Radiat. Environ. Biophys. 2014; 53 (4): 659-70.
references
1. International Commission on Radiological Protection. Pregnancy and medical radiation. Ann. ICRP. 2000; 30 (1): 1-43.
2. Wakeford R., Little M.P. Risk coefficients for childhood cancer after intrauterine irradiation: a review. Int. J. Radiat. Biol. 2003; 79 (5): 293-309.
3. Liang L., Zhang Z.H., Chen S., Ma L.W., Chen Y.M., Zhang S.L. et al. Clinical observation of a 16-year-old female exposed to radiation in utero: follow-up after the Shanxi Xinzhou radiation accident. J. RadiolProt. 2011; 31 (4): 495-8.
4. Akleev A.V., Yakovleva V.P., Savostin V.A. The remote consequences of intrauterine irradiation. Voprosy radiatsionnoy bezopasnosti. 1997; (1): 47-50. (in Russian)
5. Williams P.M., Fletcher S. Health effects of prenatal radiation exposure. Am. Fam. Physician. 2010; 82 (5): 488-93.
6. Stepanova E.I., Misharina Zh.A, Vdovenko V.Yu. Long-term cyto-genetic effects in children prenatally-exposed to radiation as a result of the accident at the Chernobyl Atomic Energy. Station. Radiatsion-naya biologiya. Radioekologiya. 2002; 42 (6): 700-3. (in Russian)
7. Liu Q.J., Lu X., Zhao H., Chen S., Wang M.M., Bai Y. et al. Cyto-genetic analysis in 16-year follow-up study of a mother and fetus exposed in a radiation accident in Xinzhou, China. Mutat. Res. 2013; 755 (1): 68-72.
8. Ingelfinger J.R., Woods L.L. Perinatal programming, renal development, and adult renal function. Am. J. Hypertens. 2002; 15: 46-9.
9. Morgan A., Harrison J.D., Stather J.W. Estimates of embryonic and fetal doses from 239Pu. Hlth Phys. 1992; 63(5): 552-9.
10. Okladnikova N.D., Kurbatov A.V., Vologodskaya I.A., Dudchenko N.N., Patrusheva N.V. Antenatal Irradiatin: the Results of Many Years of Clinical Observation. Monographic Papers Book "Childrens Health and Radiation: Actual Problems and Solutions" / Eds L.S. Baleva, A.D. Tsaregorodov. Moscow: MediaSfera; 2001; Vol. 1. (in Russian)
11. Vologodskaya I.A., Okladnikova N.D. The evaluation of the immune status of the PA Mayak personal and their offspring (F1 and F2 generations). In: Anniversary Scientific Conference. Hygienic, Dosimet-ric and Biomedical Aspects of the Remote Effects of Chronic Radiation. Proceedings. Ozersk; 2003: 82-3. (in Russian)
12. Kuznetsova I.S., Koshurnikova N.A. Leukemia morbidity among Ozersk inhabitance. Voprosy radiatsionnoy bezopasnosti. 2003; (spetsial'nyy vypusk): 21-5. (in Russian)
13. Yarilin A.A., Ed. Radiation and immunity. Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya. 1997; 37 (4): 597-603. (in Russian)
original article
14. Il'in L.A. Radiation Medicine. Moscow: AT; 2004. (in Russian)
15. Kusunoki Y., Yamaoka M., Kubo Y., Hayashi T, Kasagi F., Douple E.B. et al. T-cell immunosenescence and inflammatory response in atomic bomb survivors. Radiat. Res. 2010; 174: 870-6.
16. Akleev A.V., Degteva M.O. The immune system status at the remote period in persones exposed to uranium division products in antenatal and early postnatal periods. Report 1. The changes of the basic im-munological parameters. Byulleten' radiatsionnoy meditsiny. 1981;
(3): 96-106. (in Russian)
17. Kichigin A.I. Immunoreactivity of laboratory mice after chronic gamma-irradiation in early period of ontogenesis. In: Radioecologi-cal and Biological Consequences of Low Intensive Exposure. Proceedings of Komi Scientific Center of UrD RAS. Syktyvkar: Komi Scientific Center of Ural Department of Russian Academy of Sciences; 2003: 110-20. (in Russian)
18. Yarilin A.A., Kharchenko T.Yu., Sharova N.I. Functionally active T-cells and T-lymphocyte precursors in the thymus of newborn mice irradiated in the intrauterine period of development. Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya. 1994. 34 (1): 64-72. (in Russian)
19. Hooghe R.J., Maisin J.R. The effect of prenatal or early postnatal irradiation on the production of anti-arsonate antibodies and cross-reactive idiotypes. Int. J. Radiat. Biol. Relat. Stud. Phys. Chem. Med. 1988; 53 (1): 153-7.
20. Nold J.B., Benjamin S.A., Miller G.K. Alterations in immune responses in prenatally irradiated dogs. Radiat. Res. 1988; 115 (3): 472-80.
21. Derradji H., Bekaert S., De Meyer T., Jacquet P., Abou-El-Ardat K., Ghardi M. et al. Ionizing radiation-induced gene modulations, cytokine content changes and telomere shortening in mouse fetuses exhibiting forelimb defects. Dev. Biol. 2008; 322: 302-13.
22. Platteau B., Bazin H., Janovski M., Hooghe R. Failure to detect immune difficiency in rats after prenatal or early postnatal irradiation. Int. J. Radiat. Biol. 1989; 55 (1): 7-14.
23. Petrova A., Gnedko T., Maistrova I, Zafranskaya M., Dainiak N. Morbidity in a large cohort study of children born to mothers exposed to radiation from Chernobyl. Stem Cells. 1997; 15 (2): 141-50.
24. Vdovenko V.Iu. The immune status of young school-age children irradiated while in the womb as a result of the accident at the Chernobyl Atomic Electric Power Station. Lik. Sprava. 1999; 1: 28-9.
25. Pal'okha E.A., Saenko A.S., Lekakh I.V., Leonova O. Some features of immunological status in young peoples irradiated in utero or in age up to 4 years as result of Chernobyl accident. Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya. 2010; 50 (2): 165-70. (in Russian)
26. Vasilenko E.K., Khokhryakov V.F., Miller S.C., Fix J.J., Eckerman K., Choe D.O. et al. Mayak worker dosimetry study: an overview. Hlth Phys. 2007; 93 (3): 190-206.
27. Union of Soviet Socialist Republics (USSR) Decree. 1944. Decree of the Presidium of the Supreme Soviet of the USSR of 8 July 1944. Of Increasing the Governmental Support of Pregnant Women, Mothers with Many Children and Unmarried Mothers of Support of Mother and Child Welfare, of Establishment of Honorary Degree of Mother-heroine and Establishment of the Order of Maternity Honor and of the Maternity Medal. 1944. (in Russian)
28. Schaue D., Kachikwu E.L., McBride W.H. Cytokines in radiobiological responses: A review. Radiat. Res. 2012; 178 (6): 505-23.
29. Shan Y.X., Jin S.Z., Liu X.D., Liu Y., Liu S.Z. Ionizing radiation stimulates secretion of pro-inflammatpry cytokines: dose-response relationship, mechanisms and implications. Radiat. Environ. Bio-phys. 2007; 46: 21-9.
30. Neriishi K., Nakashima E., Delongchamp R.R. Persistent subclinical inflammation among A-bomb survivors. Int. J. Radiat. Biol._2001; 77
(4): 475-82.
31. Hayashi T., Kusunoki Y., Hakoda M., Kubo Y., Morishita Y., Maki M. Radiation dose-dependent increases in inflammatory response markers in A-bomb survivors. Int. J. Radiat. Biol. 2003; 79 (2): 129-36.
32. Lorimore S.A., Coates P.J., Wright E.G. Radiation-induced genomic instability and bystander effects: inter-related nontargeted effects of exposure to ionizing radiation. Oncogene. 2003; 22: 7058-69.
33. Rybkina V.L., Azizova T.V., Mayneke V., Shertan G., Derr Kh., Adamova G.V. et al. The influence of chronic irradiation on some immune indices. Immunologiya. 2015; 36 (3): 145-9. (in Russian)
34. Rybkina V.L., Azizova T.V., Adamova G.V., Teplyakova O.V., Os-ovets S.V., Bannikova M.V. et al. Expression of blood serum proteins and lymphocyte differentiation clusters after chronic occupational exposure to ionizing radiation. Radiat. Environ. Biophys. 2014; 53 (4): 659-70.
Поступила 27.07.15 Принята к печати 18.02.16
