The influence of environmental factors on the immune status

Abstract

In the 90s of the 20th century, a steady upward trend in the incidence of the population was observed in Russia, and to date, both total, and infant and maternal mortality are high [3]. The state of health of the population has thus crossed a critical line. There is a need for the most effective measures aimed at creating a human-friendly environment, ensuring the safety of food and water, in combination with the correct demographic policy and promotion of a healthy lifestyle.

Full Text

В 90-е годы XX столетия в России наблюдалась устойчивая тенденция к росту заболеваемости населения, и до настоящего времени высока как общая, так и младенческая и материнская смерт­ность [3]. Состояние здоровья населения перешло таким образом критическую черту. Назрела необходимость проведе­ния самых эффективных мер, направ­ленных на создание, благоприятной для человека среды обитания, обеспечение безопасности пищевых продуктов и воды, в сочетании с правильной демог­рафической политикой и пропагандой здорового образа жизни. Деятельность такого рода должна быть приоритетным направлением государственной полити­ки [2, 8].

Большое влияние на здоровье насе­ления России оказывает и неблагопри­ятная экологическая ситуация. Только 15% городского населения проживают на территориях, где уровень загрязне­ния атмосферного воздуха находится в пределах гигиенических норм. Среда оби­тания 30% горожан весьма опасна: кон­центрация вредных веществ в воздухе в 5—10 раз превышает предельно допус­тимую. В некоторых областях России ис­пользование пестицидов привело к ро­сту болезней нервной системы, почек, кровообращения. Точно установлено, что там, где широко применяют агро­химикаты, у детей нередки аллергия, железодефицитная анемия и болезни новорожденных [1].

Неблагополучными с точки зрения радиационной обстановки являются 18 тер­риторий Российской Федерации, под­вергшихся загрязнению в результате ава­рий, где проживают 2,5 млн. человек. Всего же в стране в условиях повышен­ной радиации проживают 20 млн. чело­век [4, 7].

Состояние здоровья населения во многом определяется действием средо­вых факторов на иммунную систему че­ловека. Исследования показали, что иммунная система обладает высокой чувствительностью ко многим химичес­ким соединениям, облучению, а также к воздействию других неблагоприятных факторов. Некоторые авторы предлага­ют использовать иммунологические ме­тоды как для донозологической диагно­стики повреждений, так и для прогно­зирования отдаленных последствий влия­ния средовых факторов риска [10].

Вместе с тем анализ литературных источников показал, что еще недоста­точно полно изучено влияние на здо­ровье населения таких средовых факто­ров риска, как смеси пестицидов, сочетание облучения с ядохимикатами, формальдегид и др. В настоящее время хорошо изучены патогенез и клиника от­равлений, но продолжаются поиски препаратов для лечения и профилакти­ки острых отравлений пестицидами. Нельзя не отметить и то, что широкое использование формалина привлекло пристальное внимание гигиенистов, токсикологов, профпатологов. Однако не имеется убедительных данных о прямой зависимости роста заболеваемости от контакта с формалином.

Методы эпидемиологической диагнос­тики, используемые для наблюдения за инфекционной заболеваемостью, требу­ют адаптации к проведению оценки вли­яния средовых факторов на здоровье населения. В этой связи важным элемен­том профилактики инфекционных забо­леваний является эффективная система эпидемиологического надзора, в том числе мониторинг уровня коллектив­ного иммунитета. Однако в системе се­рологического надзора недостаточно выяснено влияние факторов внешней среды на иммунный статус человека, с одной стороны, и на эффективность иммунопрофилактики — с другой.

Цель исследования — оценка влия­ния отдельных средовых факторов (сме­сей пестицидов, сочетания гамма-облу­чения с ядохимикатами, формальдегида) на иммунный статус и показатели здо­ровья для обоснования и разработки системы организационных, гигиеничес­ких и эпидемиологических мероприя­тий, направленных на снижение забо­леваемости и укрепление здоровья населения.

Проведение натурных наблюдений для оценки действия пестицидов и дру­гих неблагоприятных факторов на орга­низм человека затруднено, а в ряде слу­чаев и невозможно, поэтому различные аспекты взаимодействия химических веществ и физических факторов, в том числе их влияние на реактивность орга­низма подопытных животных, мы изу­чали путем экспериментальных иссле­дований.

В первой серии исследований на 860 белых крысах нами были изучены пес­тициды и их смеси: хлорофос с карбо­фосом, дилор с хлорофосом и дилор с карбофосом. В остром эксперименте нами выявлено, что смеси хлорофоса с кар­бофосом обладают потенцирующим действием, а дилора с хлорофосом — антагонистическим эффектом. В ходе экспериментов нами были получены сведения о том, что смесь дилора и кар­бофоса имеет потенцирующие свойства.

Далее мы определяли в двух под­острых опытах (в течение 142 дней) вли­яние 1/20 ЛД50 перечисленных выше пес­тицидов и их смесей на показатели им­мунитета (О-и Ѵі-гемагглютининов) и неспецифической реактивности орга­низма белых крыс (титр лизоцима, бак­терицидные свойства сыворотки и уро­вень комлементарной активности сыворотки крови). Полученные резуль­таты убедительно показывают, что все пестициды и их смеси подавляют неспе­цифическую реактивность и выработку О-и Ѵі-гемагглютининов. В меньшей степени на показатели неспецифичес­кой реактивности и иммунитета влияет введение использованных нами смесей ядохимикатов.

Вопросам воздействия радиации на систему иммунитета посвящено значи­тельное число исследований. Сведения же о сочетанном или комбинированном поражении организма пестицидами и гамма-излучением находятся еще на ста­дии накопления.

Во второй серии исследований (на 600 подопытных животных) мы опре­деляли в сыворотке крови показатели лизоцима, фагоцитоза и ЦИК после облучения и введения пестицидов (ЛД50 излучения + 1/20 ЛД50 пестицидов; 1/20 ЛД50 гамма-излучения +1/20 ЛД50ядохи­микатов), на фоне лечения, только пос­ле облучения, только после введения пестицидов. При изучении нами соче­танного воздействия больших доз гамма излучения (ЛД50) и малых доз пестици­дов (1/20 ЛД50 текто и хостаквика) было установлено, что показатели ЦИК дос­товерно снизились во всех группах пос­ле воздействия облучения. При облуче­нии и введении текто уровень иммунных комплексов был ниже аналогичного показателя в контроле в 2 раза, при об­лучении и введении хостаквика — в 3,8 раза, у облученных и получавших физ­раствор — 1,5 раза.

Воздействие только облучения не оказывало существенного влияния на показатели клеточного иммунитета. У животных, подвергнутых облучению и получавших хостаквик, произошло снижение фагоцитарного показателя (Р<0,05) по сравнению с данными кон­трольной группы, а введение облучен­ным животным текто приводило к по­вышению (Р<0,05) поглощающей способ­ности лейкоцитов (фагоцитарное число) и снижению (Р<0,001) завершенности фагоцитоза.

Таким образом, одно только облуче­ние не приводит к значительным из­менениям показателей фагоцитоза, од­нако его сочетание с пестицидами вызы­вает достоверные изменения некоторых из перечисленных выше показателей.

Изучая влияние малых доз облучения и малых доз пестицидов, мы исследова­ли показатели неспецифической реак­тивности (лизоцим, ЦИК) и клеточного иммунитета (фагоцитоза) через 3 и 10 суток, так как упомянутые показатели не могут изменяться сразу же после об­лучения. Сочетание гамма-облучения и пестицидов оказывает более выражен­ное патогенное действие на организм животных, чем каждый из данных фак­торов в отдельности: значимо (Р<0,05) снижает показатели фагоцитоза, изме­няет уровень ЦИК и лизоцима.

Следующей задачей было устранение иммунодефицитного состояния, которое возникало у подопытных животных пос­ле ежедневного воздействия облучения и введения пестицидов в дозах 1/20 ЛД50. Для этих целей нами были использова­ны отечественные иммуномодуляторы из производных имидазола (бемитил и препарат №148). Некоторые авторы при­меняли их для неспецифической имму­нопрофилактики острых респираторно­вирусных инфекций и при урогени­тальных инфекциях после родов. Беми­тил активизировал фагоцитарную и HCT-активность нейтрофилов, восста­навливал соотношения иммунорегуляторных субпопуляций Т-лимфоцитов, устранял дисиммуноглобулинемию [9].

Использование нами новых иммуно­модуляторов (препарата №148 и бемитила в течение 15 дней) для устранения вторичного иммунодефицита после воз­действия малых доз облучения и пести­цидов (в течение 45 дней) показало, что эффект от применения только атропи­на был ниже, чем при совместном воз­действии холинолитика с препаратами №148 и бемитилом. Кроме того, во всех группах, где проводилось лечение им­муномодуляторами, была получена ста­тистически достоверная разница при подсчете процента завершенности фа­гоцитоза и фагоцитарного числа. Была также выявлена достоверная разница в содержании лизоцима у животных, по­лучавших атропин в сочетании с препа­ратами №148 и бемитилом, и у живот­ных, подвергнутых только облучению с введением карбофоса.

В результате патоморфологического исследования было установлено, что сочетанное действие малых доз гамма-облучения и фосфорорганического пес­тицида (карбофоса) приводит к глубо­кому поражению паренхиматозных ор­ганов. Применение же адекватной тера­пии — атропина, бемитила, препарата №148 — способствует развитию процес­сов регенерации с минимальными по­ражениями клеток паренхиматозных органов.

Таким образом, в экспериментальных исследованиях нами было показано, что изученные иммуномодуляторы усилива­ют лечебное действие атропина при сочетанном воздействии гамма-излуче­ния и карбофоса.

Еще одним фактором внешней сре­ды, оказывающим неблагоприятное воз­действие на здоровье населения, явля­ется формальдегид. Исследования последних лет показывают, что практи­чески все население мира в той или иной мере подвергается воздействию фор­мальдегида (Harold R. и соавт., 1985). Он широко применяется в строительстве (в составе полимеров, пенопластов, дре­весно-стружечных плит), при изготов­лении текстильных изделий, в пищевой и деревообрабатывающей промышлен­ности, в медицине и при изготовлении меховых изделий. В США даже создан Институт формальдегида. Однако эпи­демиологическому изучению действия формальдегида на состояние здоровья контактирующих с ним в производ­ственных и бытовых условиях разных групп людей посвящено незначительное число работ [6].

Исходя из изложенного выше мате­риала, в третьей серии исследований мы изучали воздействие формальдегида на здоровье людей, контактирующих с ним на производстве. С этой целью нами были обследованы работники мехового объе­динения г.Казани. У 136 работников формалиновых цехов и у 26 — из заво­доуправления (контрольная группа) были исследованы сыворотки на общий белок и белковые фракции, на содер­жание иммуноглобулинов A,M,G, на реактивность нейтрофилов по реакции восстановления нитросинего тетразолия (HCT-тест), концентрации формальде­гида в крови, активность лизоцима в  смешанной и паротидной слюне и общий анализ крови.

Результаты лабораторных исследова­ний, проведенных на меховой фабри­ке, показали, что в воздухе рабочих зон формалиновых цехов содержатся пары формальдегида выше предельно допус­тимых концентраций в 3,4-7,1 раза.

При анализе заболеваемости с вре­менной утратой трудоспособности (ЗВУТ) нами обнаружено, что ее уро­вень у работниц формалиновых цехов выше, чем уровень у работников заво­доуправления, более чем в 2 раза (при гипертонической и ишемической болез­ни — в 3 раза, болезнях глаза — в 4 раза, при вегетососудистой дистонии, болез­нях кожи и подкожной клетчатки — в 4,5 раза, при болезнях периферической нервной системы — в 5 раз).

При анализе ЗВУТ в зависимости от стажа у работниц формалиновых цехов выявлена прямая зависимость роста за­болеваемости (и в днях и в случаях на 100 работающих) и от увеличения вре­мени контакта с формалином (г=+0,78 ±0,01). При любом стаже работы ЗВУТ у работниц формалиновых цехов был существенно выше, чем тот же показа­тель у работниц заводоуправления (Р<0,01).

У женщин, контактирующих с фор­малином, начиная с 20-летнего возрас­та, наряду с острыми заболеваниями верхних дыхательных путей, доминиро­вали вегетососудистая дистония, с 30-лет­него возраста — болезни костно-мышеч­ной системы и соединительной ткани, с 40 лет — гипертония и гипертоничес­кая болезнь. У работниц формалиново­го отделения были снижены (Р<0,001) показатели индуцированного НСТ-теста и содержание иммуноглобулинов А по сравнению с данными контроля.

Полученные результаты позволили разработать методические рекомендации для медсанчасти меховой фабрики. Бла­годаря выполнению данных рекоменда­ций, заболеваемость среди работниц формалиновых цехов была снижена на 23%.

Дифтерия относится к управляемым инфекциям, и массовая вакцинация населения приводит к выработке пост­вакцинального популяционного имму­нитета. Но выработка антитоксического противодифтерийного иммунитета мо­жет зависеть от воздействия вредных факторов внешней среды. Поэтому в чет­вертой серии исследований мы оцени­вали популяционный противодифтерий­ный иммунитет населения различных в экологическом отношении регионов Республики Татарстан в предэпидеми­ческий (839 чел.) и эпидемический (15098 чел.) периоды с помощью реак­ции пассивной гемагглютинации (РПГА). В сыворотке крови 300 жителей г.Каза­ни и г.Нижнекамска (в возрасте от 6 месяцев до 20 лет) определяли еще и уровни иммуноглобулинов А, M, G.

В предэпидемическом периоде нами было установлено, что с возрастом чис­ло лиц с высокими титрами уменьши­лось, а с низким — увеличилось. Так, если в группе 16—25-летних высокие титры были у 52,4± 2,5% лиц, низкие у 11,3±1,5%, то в группе 46—55-летних — соответственно у 4,6± 1,1% и у 48,8± ±7,6% (Р<0,001).

Подъем заболеваемости дифтерией в Республике Татарстан начался с авгус­та 1993 г. и достиг своего пика в 1995 г. (8,4 на 100 тыс. населения). Заболевае­мость в РТ была в 3-4 раза ниже, чем в РФ, что объясняется тем, что у нас раньше на 2 года начали проводить трех­кратную иммунизацию взрослого насе­ления (удельный вес привитых детей составил 87%, взрослых — 96,3% в 1996 г.).

Анализ противодифтерийного имму­нитета в РТ во время эпидемического подъема выявил нарастание антитокси­ческого иммунитета у детского населе­ния по мере увеличения числа приви­вок и его снижение у взрослого насе­ления по мере увеличения возраста (с 36 до 56 лет).

Б.В. Каральник и соавт. [5] установи­ли, что загрязнение среды обитания сни­жает эффективность вакцинации против дифтерии. Это дало им основание сфор­мулировать понятие “экологическая вакцинология”. Нами также установлена связь между показателями противодиф­терийного иммунитета и загрязнением окружающей среды на примере Казани и Нижнекамска (как более неблагопо­лучного города РТ в экологическом от­ношении). По данным Центра госсан­эпиднадзора (ЦГСЭН), число неудовлетворительных проб с превышением ПДК сероводорода составили там 25,2%, аммиака — 12,6%, формальдегида — 11,5%, двуокиси азота — 21,2% и т.д. В 1996 г. были зарегистрированы выбро­сы в окружающую среду более 120 наи­менований химических веществ.

Анализ полученных данных показал, что в г.Нижнекамске доля детей, защи­щенных от дифтерии, в целом была ниже на 21,1%, чем в г.Казани (охват прививками: г.Казань — 83%, иммун­ная прослойка — 82,2%; г.Нижнекамск — 79%, иммунная прослойка — 61,1% в 1996 г.). По данным ЦГСЭН, в г.Нижнекамске было охвачено прививками 92,5% взрослого населения, а иммунная прослойка составила лишь 81% (в г.Ка­зани — 96,7% и 93,2% соответственно). Результаты изучения уровня иммуногло­булинов A,M,G показали достоверные различия уровней иммуноглобулинов А и М у детей в возрасте от 6 месяцев до 10 лет. Уровень иммуноглобулинов А был выше у детей в г.Казани (Р<0,05), а уро­вень иммуноглобулинов М — у детей в г.Нижнекамске (Р<0,05).

Таким образом, необходимо дальней­шее совершенствование системы эпиде­миологического надзора за дифтерийной инфекцией с целью снижения заболе­ваемости и повышения уровня коллек­тивного противодифтерийного иммуни­тета в районах с различной эколо­гической ситуацией. Изучение иммунно­го статуса может быть и далее использо­вано в качестве метода для выявления воздействия неблагоприятных факторов внешней среды на состояние здоровья населения.