CC BY
57
УДК [612,017,1:616-097]-051
СОСТОЯНИЕ иммунной СИСТЕМЫ у моряков
© 2010 г. А. И. Леванюк
Институт физиологии природных адаптаций УрО РАН, г. Архангельск
Проведено исследование иммунного статуса у 111 работников Северного морского пароходства (СМП)
(23-65 лет). Изучены содержание фенотипов Т- и В-лимфо-цитов, провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, уровень раково-эмбрионального антигена, иммуноглобулинов, а также активность фагоцитарной защиты в периферической венозной крови. Состояние иммунной системы работников СМП характеризуется чрезвычайно высоким уровнем лимфопении за счет Т-лимфоцитов и связанным с нею дефицитом Т-хелперов. Среди плавсостава распространен дефицит фагоцитарной защиты, нередко сопровождающийся сочетанием с нейтропенией и дефицитом ^. Ключевые слова: иммунная система, моряки, дефициты.
Для профессионального труда моряков в период рейса характерно круглосуточное непрерывное действие на организм комплекса природных, производственных и бытовых факторов, параметры которых могут достигать экстремальных величин. К таким факторам относятся: судовые (шум, вибрация, качка, электромагнитные поля, статическое электричество, пары и жидкости горюче-смазочных материалов и др.), климатические, метеорологические, психофизиологические (тяжесть и напряженность труда), социально-психологические (длительное нахождение в замкнутом пространстве и вдали от семьи), опасность заболеваний и травм и др. В настоящее время описано более 50 различных профессионально обусловленных факторов, которые негативно влияют на состояние здоровья моряков [1, 3, 6, 7, 9]. В новых социально-экономических условиях, характеризующихся экономическим спадом, отсутствием социальных гарантий, совмещением должностей и неизбежным возрастанием нагрузки на членов экипажа, увеличением длительности рейсов, отсутствием судовых врачей, труд моряков претерпел значительные изменения. В результате существенно возрос уровень их заболеваемости [2, 10]. Таким образом, под воздействием профессиональных факторов у данной профессии возможны нарушения функционального состояния центральной нервной системы, возникновения эндокринных и иммунных сдвигов.
Известно, что иммунный статус плавсостава Северного морского пароходства (СМП) отличается от такового у жителей севера европейской территории страны, работа которых не связана с нахождением на судне, более высоким содержанием в периферической крови лимфоцитов за счет В-клеток, Т-цитотоксических лимфоцитов на фоне такого же низкого, как в регионе, общего содержания Т-лимфоцитов [4, 8, 11]. У моряков СМП в отличие от жителей Архангельской области реже выявляется дисбаланс содержания сывороточных ^М и ^А, а концентрации IgG и ^Е колеблются в пределах физиологической нормы [4, 8, 12]. Таким образом, своеобразный комплекс факторов, требующих адаптации на судне, формируя защитные механизмы, обусловливает напряженность иммунной системы. Однако механизмы данного явления неясны, неизвестно, какие субпопуляции лимфоцитов меняют свою активность, как ведет себя при этом цитокиновая сеть и какова роль митогенов.
Методы
Проведено одномоментное исследование иммунного статуса у 111 работников СМП (23—65 лет). Обследование проводили в мае 2006 года. Для исследования брали периферическую венозную кровь (10 мл) из
локтевой вены утром натощак (111 проб). Изучали содержание иммуноглобулинов (IgE, IgA, IgM, IgG) фенотипов Т- и В-лимфоцитов, провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, уровень раковоэмбрионального антигена (РЭА), а также активность фагоцитарной защиты.
Общее количество лейкоцитов определяли в камере Горяева с применением объектива х20 и окуляра х7 в 20 и выявляли по формуле абсолютное содержание клеток в 1 мл крови. Количество лимфоцитов, моноцитов, нейтрофилов подсчитывали в мазках крови, окрашенных по Романовскому — Гимзе при иммерсионном увеличении объектива х90 и окуляра х7. Для регистрации клеток использовали клавишные лабораторные счётчики. Производили подсчёт 100 клеток. Данные анализа выражали в процентах. Абсолютное содержание клеток определяли подсчётом процентного содержания от общего количества лейкоцитов. Субпопуляции лимфоцитов определяли методом непрямой иммунопероксидазной реакции с использованием моноклональных антител производства НПЦ «МедБиоСпектр» (г. Москва).
Содержание цитокинов IL-10 (пг/мл), IL-6 (пг/ мл), TNF-a (пг/мл), s-TNF-RI (нг/мл) определяли методом «конкурентного» иммуноферментного анализа с реактивами «Biosourse» (США). Данные оценивались на спектрофотометре серии Multiscan (Финляндия).
Количественное содержание в сыворотке крови РЭА определяли твердофазным «неконкурентным» методом, основанным на прямой «сэндвич»-технологии с помощью иммуноферментного набора фирмы «Can Ag» (Швейцария). Данные оценивались на спектрофотометре серии Multiscan. Результаты получали в нг/мл.
Концентрации сывороточных иммуноглобулинов A (мкг/мл), M (мкг/мл), G (мкг/мл), E (МЕ/мл) выявляли с помощью твердофазного "конкурентного" метода, основанного на прямой «сэндвич»-технологии с помощью иммуноферментных наборов производства «Seramun Diagnostica» и «Dr. Fooke Laboratorien» (Германия). Данные оценивались на спектрофотометре серии Multiscan.
Фагоцитарную активность нейтрофилов определяли с помощью тест-набора химической компании «Реа-комплекс» (г. Чита). Оценка результатов проводилась по фагоцитарному показателю (процент фагоцитирующих клеток от числа сосчитанных нейтрофилов), а также по фагоцитарному числу (числу частиц, поглощённых одним активным нейтрофилом).
Полученные результаты обработаны с помощью пакета программы «Statistica for Windows 5.5». Данные представлены в виде средних ± ошибка средней (M ± m). Корреляции между показателями определяли с использованием коэффициентов ранговой корреляции Спирмена и линейной корреляции Пирсона, достоверными считались различия при уровне значимости p < 0,05. Полученные результаты сравнивали с
нормативными границами, разработанными для лиц, родившихся и проживающих на Севере [5].
Результаты
Анализ цитокинового профиля обследуемых свидетельствует об относительно низкой концентрации в крови IL-10, обладающего противовоспалительным эффектом. Превышения уровня нормы данного ци-токина не наблюдается. Снижение функциональной способности IL-10 происходит на фоне увеличения частоты регистрации повышенных значений IL-6. отмечается повышение содержания растворимого рецептора к TNF (s-TNF-R1). При этом средний уровень TNF-a не превышал общепринятых пределов. Итак, у лиц, связанных с морской профессией, наблюдается тенденция к повышению уровня содержания провоспалительных цитокинов, о чем свидетельствует частота обнаружения высоких концентраций IL-6 и растворимого рецептора к TNF-a, регулирующего чувствительность клетки к этому цитокину (таблица).
Средние данные и частота повышенных уровней содержания цитокинов, РЭА в периферической крови
Пока- затель N M±m Min. Max. Частота повы- шенных уровней, % Норма
IL-6 86 25,18± 3,99 0,11 304,90 12,79 0-50 пг/мл
IL-10 86 5,22± 0,77 0,12 49,97 - 0-50 пг/мл
TNF-a 86 15,33± 0,69 9,11 41,97 - 0-50 пг/мл
s-TNF- RI 86 2,91± 0,19 0,90 12,39 9,30 л /м ЕЕ 5 - 0
РЭА 45 4,60± 0,33 1,14 11,11 40,00 0-5 нг/мл
Общее содержание лейкоцитов колебалось в пределах 3,2—7,3 х109 кл/л при средних (5,50 ± 0,08) х109 кл/л; уровень сегменто-ядерных нейтрофилов составил в среднем (51,92 ± 1,01) % с колебаниями 29 — 74 %, а абсолютные концентрации находились в пределах 0,36-4,88 х109 кл/л при среднем уровне (2,81 ± 0,08) х109 кл/л. Дефицит абсолютного содержания нейтрофилов отмечается у 12 человек (10,81 %). В 1,81 % случаев наблюдается дефицит содержания моноцитов, а в 18,92 % — превышение их от верхнего уровня нормы. Фагоцитарная активность нейтрофилов в среднем составила (54,69 ± 1,45) % с колебаниями 23—90 %. Дефицит фагоцитарной защиты наблюдали в 51 случае (45,95 %); фагоцитарное число находится в пределах 4—19 /кл при среднем уровне (8,70 ± 0,35) /кл. Содержание моноцитов в среднем составило (8,28 ± 0,46) % и (0,45 ± 0,03) ><109 кл/л. Колебания относительного и абсолютного их содержания были в пределах 1—25 % и 0,06—1,63 х109 кл/л. Таким образом, среди плавсостава распространен дефицит фагоцитарной защиты, нередко сопровождающийся сочетанием с нейтропенией.
Среднее содержание лимфоцитов в периферической крови составило (33,52 ± 0,86) %, в абсолютных цифрах (1,80 ± 0,04) *Ш9 кл/л. Колебания в относительном содержании лимфоцитов регистрировали в очень широких пределах от 17 до 59 %, лимфопения установлена у 32 обследованных (28,83 %). Признаки повышенной пролиферативной деятельности лимфоцитов с увеличением содержания в периферической крови фенотипа CD10+ выявлены у 11 моряков (9,91 %). Средние концентрации митогена (раковоэмбрионального антигена) были достаточно велики (4,86 ± 0,39) нг/мл и в 40 % случаев регистрировали концентрации РЭА более 5 нг/мл.
Отмечается низкое содержание иммунокомпе-тентных клеток, меченных к апоптозу посредством Fas-рецептора; средний уровень лимфоцитов с маркером CD95 составил: (0,49 ± 0,02) *Ш9 кл/л. Между лимфоцитами с фенотипами CD10+ и CD95+ выявляется прямая коррелятивная взаимосвязь (г = 0,39, р < 0,05), которая свидетельствует о нормальном регулирующем процессе сохранения соотношения пролиферации и апоптоза лимфоцитов.
Содержание зрелых Т-клеток (CD3+) в соответствии с региональным показателем является низким с резким снижением среднего их уровня — (0,58 ± 0,02) х109 кл/л. Подобная закономерность установлена и для СD5+ — (0,61 ± 0,02) *Ш9 кл/л.
Отмечается довольно низкое содержание активированных Т-клеток: среднее содержание лимфоцитов с рецептором к 1Ь-2 составило (0,35 ± 0,01) х 109 кл/л, повышенных их концентраций не выявлено, а в 82,88 % случаев регистрировали низкие значения. Среднее содержание Т-лимфоцитов с рецептором к трансферину CD71 также было низким (0,32 ± 0,01) х109 кл/л и только в 6,31 % случаев уровень данного фенотипа достигал 5,0 х 109 кл/л. Несколько выше было содержание лимфоцитов с антигенами Главного комплекса гистосовместимости класса II (HLADR), относительно высокие уровни их концентраций выявлены у 8 моряков (7,21 %).
В абсолютном значении средняя концентрация Т-хелперов (CD4+) равняется (0,55 ± 0,02) х109 кл/л, в 18,02 % случаев наблюдается снижение уровня данного показателя по сравнению с нормой. У 13 моряков (6,31 %) увеличено содержание цитоток-сических лимфоцитов (CD8+), средние концентрации их составили (0,64 ± 0,03) х109 кл/л. В отличие от региональных особенностей иммунного статуса жителей Архангельской области у моряков чаще регистрируется дефицит Т-хелперов; активизация клеточно- опосредованной цитотоксичности является региональной особенностью. Содержание естественных киллеров (CD16+) в среднем составляет (0,41 ± 0,02) х109 кл/л, повышенные значения наблюдали у 11,71 % обследуемых. Между концентрациями натуральных киллеров и цитотоксических лимфоцитов установлена прямая корреляционная взаимосвязь (г =
0,46; р < 0,05), что свидетельствует о некоторой
недостаточности клеточно-опосредованной защиты и синхронной активности натуральных киллеров и специализированных цитотоксических лимфоцитов.
Увеличение содержания ^Е в крови подтверждается средней величиной (178,30 ± 35,84) МЕ/мл, что значительно превышает физиологическую норму (0—113 МЕ/мл), а также частотой повышенных уровней (23,17 %). Повышенные значения ^А и ^М регистрируются у 18,99 и 43,04 % моряков соответственно. Дефицит IgG выявлен у 20,25 % моряков, а частота повышенных его уровней составляет 10,13 %, хотя средние уровни не превышали нормы: (10 657,12 ± 488,53) мкг/мл (7 000—16 000 мкг/мл). Известно, что дефицит IgG как антител вторичного иммунного ответа может быть связан с сокращением периода антителообразования или с усилением активности использования и утилизации иммуноглобулинов данного класса в тканях.
Обсуждение результатов
Итак, состояние иммунной системы у плавсостава СМП отличается чрезвычайно высоким уровнем лимфо-пении, дефицитом фагоцитарной защиты и Т-хелперов. Частота регистраций указанных дефектов иммунной защиты в 1,5—2 раза выше региональных уровней. Фагоцитоз является инициальным этапом иммунной реакции, определяющим её дальнейший уровень, а низкая активность фагоцитоза предопределяет снижение активности развивающейся иммунной реакции. Настораживают предрасположенность работников морской профессии к лимфопении за счет Т-лимфоцитов и связанный с нею дефицит Т-хелперов. Создается впечатление, что у моряков под влиянием комплекса производственных факторов формируется относительно низкий уровень активности пролиферации и дифференцировки лимфоцитов. Вероятным механизмом лимфопении у плавсостава может быть аутосенсибилизация с повышением уровня антител к лимфоцитам. Полученные результаты определяют специфику лечебно-профилактических мероприятий, необходимых для сохранения здоровья плавсостава.
Список литературы
1. Бодиенкова Г. М. Адаптационные возможности организма работающих в условиях воздействия различных нейротоксикантов / Г. М. Бодиенкова, В. С. Рукавишников, С. И. Курчевенко // Сибирский консилиум. — 2007. — № 7. - С. 161.
2. Войтенко A. Ш. Гигиена обитаемости морских судов / А. М. Войтенко, Л. М. Шафран. — Киев : Здоровье, 1989. — 135 с.
3. Демидова Т. В. Факторы условий труда и их влияние на заболеваемость моряков / Т. В. Демидова, Э. М. Псядло, Е. В. Антошина и др. // Вісник морської медицини. — 2001.
— № 1. — С. 82—86.
4. Добродеева Л. К. Иммунологический статус плавсостава Северного морского пароходства / Л. К. Добродеева, В. В. Лупачев // Иммунологическая реактивность человека на Севере : сб. науч. трудов. — 1993. — С. 16—21.
5. Добродеева Л. К. Пределы физиологического колебания в периферической крови метаболитов, гормонов, лимфоцитов, цитокинов и иммуноглобулинов у жителей
Архангельской области: информ. материалы / Л. К. Добродеева. — Архангельск, 2005. — 52 с.
6. Игнатьев А. Ш. Экстремальные факторы рейсового периода / А. М. Игнатьев // Вісник морської медицини.
— 1998. — № 4. — С. 125—134.
7. Казакевич Е. В. Особенности эпидемиологии и профилактики факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний у моряков : автореф. дис. ... д-ра мед. наук / Казакевич Е. В. — М., 1997. — 38 с.
8. Лупачев В. В. Иммунный и гормональный статус моряков в динамике рейса : автореф. дис. ... канд. мед. наук / Лупачев В. В. — Архангельск, 1993. — 22 с.
9. Лупачев В. В. Некоторые показатели функций организма моряков и рыбаков Севера / В. В. Лупачев, П. И. Сидоров, В. В. Попов и др. — Архангельск : АГМА, 1999. — 125 с.
10. Мозер А. А. Динамика заболеваемости и утраты трудоспособности у плавсостава Северного бассейна / А. А. Мозер, В. Д. Болотов, А. А. Коробицин и др. // Экология человека. — 2000. — № 3. — С. 44—48.
11. Новиков В. С. Физиологические изменения в системе лейкоцитов крови у моряков / В. С. Новиков, А. А. Арзуманов, В. Н. Бортновский // Военно-медицинский журнал. — 1991. — № 5. — С. 60—62.
12. Типисова Е. В. Соотношение содержания кортизола и иммуноглобулинов в периферической крови человека в экстремальных климатических условиях : дис. ... канд. биол. наук / Типисова Е. В. — Архангельск, 1999. — 125 с.
THE IMMUNE STATUS AMONG SAILORS A. I. Levanyuk
The Institute of Environmental Physiology of Ural Branch of Russian Academy of Science, Arkhangelsk
The research of immune status of sailors (111) working in NMS (23-65 years). There was held the content of phenotypes T- and В-lymphocytes, inflammatory and antiflamatory cytokines, the level of cancerous — embryonic antigen, immunoglobulins and also the activity of phagocyte protection in peripheral venous blood. The immune status among NMS workers is characterized by extremely lower level of lymphopenia through T-lymphocytes and is combined with deficit T-helpers with it. The deficit of phagocyte protection is extended among sailors, quite often it intails neutropenia and IgG deficit.
Key words: immune system, sailor, deficit.
Контактная информация:
Леванюк Анна Игоревна — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН
Адрес: 163061, г. Архангельск, пр. Ломоносова, д. 249
Тел. (8182) 21-04-58
E-mail: [email protected]
Статья поступила 28.12.2009 г.
