Влияние металлов на состояние иммунитета и развитие атопического дерматита у детей

Полный текст

Влияние металлов на состояние иммунитета и развитие атопического дерматита у детей [*]

 

В настоящее время известно около 10 миллионов химических соединений, примерно 70 тысяч из них внесены в Международный регистр как потенциально токсичные и около одной тысячи — как высоко токсичные вещества [3]. К одной из групп ксенобиотиков относятся тяжелые металлы (свинец, ртуть, кобальт, цинк, медь, железо и др.), поступающие в биосферу при сгорании органического топлива или с заводов, выплавляющих эти металлы из руд.

Детскую заболеваемость и снижение иммунобиологической реактивности ряд авторов связывают с загрязнением внешней среды [1, 5]. Исследователи главным образом основываются на сопоставлении загрязнения биосферы с частотой респираторных инфекций и ростом аллергических заболеваний [1, 4].

Иммуномодулирующие свойства тяжелых металлов отражены в ряде как экспериментальных [9, 10], так и клинических исследований. Известно, что у больных атопией тяжелые металлы усиливают недостаточность Т-супрессоров [5, 7], вызывают повышение уровня IgE в крови [6]. При аутоиммунных процессах под действием различных ксенобиотиков, в том числе тяжелых металлов [8], происходят изменение фенотипа лимфоцитов и солюбилизация мембранных антигенов HLA.

Ряд важных промышленных контаминант, в частности цинк и медь, наряду с этим являются в определенных дозах жизненно необходимыми. Загрязнение ими окружающей среды может привести к их более или менее выраженному накоплению в организме [2]. Влияние же избыточных количеств эссенциальных микроэлементов мало исследовано в патогенетическом отношении.

Учитывая биологическую роль, иммуномодулирующие свойства и тесную взаимосвязь обмена таких металлов, как цинк, медь, железо и магний, мы изучили их влияние на иммунитет детей, больных атопическим дерматитом в конкретной экологической обстановке.

Казань как крупный промышленный центр является локальным экстремально-аномальным центром по состоянию загрязненности окружающей среды тяжелыми металлами. По данным наших исследований, содержание цинка в почве, растительности, снежном покрове выше в среднем в 2—4 раза по сравнению с таковым в экологически чистых сельских районах Татарстана, содержание меди повышено в среднем в 1,5—2 раза. Исследование этих микроэлементов в сыворотке крови показало достоверное повышение содержания цинка у жителей Казани по сравнению с таковым у жителей сельской местности (Р<0,001); уровень меди в сыворотке крови городского и сельского населения одинаков и не отличается от допустимых норм (рис. 1).

 

Рис. 1. Содержание микроэлементов в сыворотке крови здоровых лиц (мкг/мл): а—і городское население, b — сельское население.

 

Нами обследовано 100 городских детей от 4 до 14 лет, больных атопическим дерматитом. В контрольную группу вошли 28 здоровых детей от 4 до 14 лет, 26 здоровых лиц от 15 до 40 лет, проживающих в Казани, 20 здоровых лиц от 15 до 40 лет из сельской местности республики.

Были проведены общеклиническое, аллергологическое обследования; иммунологические тесты: определение количества Т- и В-лимфоцитов методами спонтанного и комплементарного розеткообразования, теофиллинрезистентных и теофиллинчувствительных (ТФР и ТФЧ) лимфоцитов, тест БТЛ с ФГА и КОН-А, определение содержания иммуноглобулинов A, M, G в сыворотке крови, SIgA, IgG в cлюне по Манчини, общего IgE в сыворотке крови и слюне методом иммуноферментного анализа, HCT-тест (спонтанный и стимулированный варианты), фагоцитарный индекс с латексом. В сыворотке крови определяли содержание микроэлементов (цинк, медь, железо) и микроэлемента магния методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Полученные данные обработаны методами многомерной статистики (корреляционный и факторный анализы) на ПЭВМ IBM РС/АN

Содержание микроэлементов и макроэлементов магния у больных атопическим дерматитом определяли в периоды обострения и ремиссии основного заболевания. Установлено, что у больных атопическим дерматитом с отягощенным аллергологическим анамнезом (рис. 2) в периоде обострения происходит достоверное снижение уровня цинка (Р<0,01) и железа (Р<0,02) и повышение в сыворотке крови уровня меди (Р<0,01). Считаем, что этот факт является классическим примером взаимодействия данных микроэлементов и отражает их перераспределение в органах и тканях при обострении атопического дерматита, что описано при ряде других состояний, например при инфекциях, травмах, низком содержании белка в пище, беременности [2].

 

Рис. 2. Содержание микроэлементов в сыворотке крови детей, больных атопическим дерматитом с отягощенным аллергологическим анамнезом (мкг/мл): а — в периоде обострения, b — в периоде ремиссии. Обозначения те же, что и к рис. 1.

 

У больных атопическим дерматитом выявлен дисбаланс изученных микроэлементов. Выраженность дисбаланса может быть различной и также приводить к повышению содержания микроэлементов в сыворотке крови. Наиболее резкий дисбаланс обнаружен у больных этой группы с отягощенным аллергологическим анамнезом и рецидивирующими бактериальными инфекциями (рис. За). У них наблюдается выраженное нарушение соотношения между цинком и медью: высокие уровни цинка, меди по сравнению (С таковыми у сельских жителей, а также у других больных сохраняются как в периоде ремиссии, так и во время обострения.

Факторный анализ показал (рис.4а) что повышенный уровень цинка и меди, а также содержание магния в сыворотке крови данных больных приводит нарушениям в гуморальном звене иммунитета: к повышению общего IgE в сыворотке корви (Р<0,05) и к снижению содержания IgG по сравнению б аналогичными показателями у здоровых детей (Р<0,02). Фагоцитарное звено практически не подвержено влиянию дисбаланса металлов. На фоне выраженного дефекта фагоцитоза (рис. 4а) снижение уровня IgG-опсонинов приводит к подавлению противоинфекционной резистентности, что проявляется у ²/з больных рецидивирующими пневмониями, бронхитами, фолликулярными ангинами, гнойными гайморитами; пиодермии отмечены лишь у трети больных данной подгруппы.

 

Рис. 3. Содержание микроэлементов в сыворотке крови детей, больных атопическим дерматитом с рецидивирующими бактериальными инфекциями (мкг/мл): А—больные с отягощенным аллергологическим анамнезом; В — больные с неотягощенным аллергологическим анамнезом, а — в периоде обострения, b — в периоде ремиссии. Обозначения те же, что и к рис. 1.

 

Воспалительные изменения в коже, а также тяжесть иммунных нарушений у детей больных атопическим дерматитом связывают с ферментным блоком в синтезе полиненасыщенных жирных кислот [11, 12], который, по Данным других авторов [2], обусловлен нарушенным соотношением цинка и меди. Таким образом, выравненный дисбаланс цинка и меди ÿ данных больных оказывает влияние не только на развитие бактериальный инфекций, но и обусловливает тяжесть течения атопического заболевания.

 

Рис. 4. Иммунограммы детей, больных атопическим дерматитом с рецидивирующими бактериальными инфекциями: a - больны с отягощенным аллергологическим анамнезом, b - больные с неотягощенным аллергологическим анамнезом.

 

Клиника атопического дерматита характеризуется непрерывно-рецидивирующим течением, отсутствием полной ремиссии даже летом, распространенным характером кожного процесса, выраженной лихенизацией, сочетанием с дермореспираторным синдромом в 60% случаев.

У детей с атопическим дерматитом и рецидивирующими бактериальными инфекциями при неотягощенном аллергологическом анамнезе наблюдается иной характер дисбаланса (рис- 3В): определяется лишь снижение содержания цинка в сыворотке крови (до уровня здоровых лиц из сельской местности) как в периоде обострения, так и ремиссии. Соотношение Zn/Cu отличается от такового у здоровых лиц.

Факторный анализ показал отсутствие взаимосвязи между уровнями цинка, меди и железа в сыворотке крови данных больных и иммунными нарушениями, а также выявил, что повышение уровня магния в сыворотке крови может привести к снижению уровня IgG у больных.

Достоверного изменения уровня магния, а также снижения уровня IgG в сыворотке крови у детей данной подгруппы мы не обнаружили, однако отчетливо прослеживается взаимосвязь между ними у отдельных больных: чем выше уровень магния, тем ниже содержание IgG и тяжелее протекает бактериальная инфекция. Так, у детей с АД и рецидивирующими бронхитами уровень IgG снижен до 54,2—20,6 мкмоль/л и достоверно отличается от содержащая его у здоровых детей (Р<0,001 ). У больных с рецидивирующими отитами наблюдается лишь тенденция к снижению уровня IgG; при бактериальных инфекциях кожи уровень IgG не отличается от такового у здоровых детей. Необходимо подчеркнуть, что в данной подгруппе больных в 2/3 случаях встречается пиодермия и лишь в ⅓— бактериальные инфекции легких и ЛОР-органов.

Таким образом, менее выраженный дисбаланс микроэлементов не оказывает влияния на иммунные нарушения у детей этой подгруппы (рис. 4Ь), что приводит к болеe легкому течению бактериальных инфекций и основного заболевания: у большинства больных атопический дермотит протекает с ежемесячными обострениями, у ⅓— с частотой обострений от 2 до 4 раз в год. В летнее время ремиссия наблюдалась у всех больных; у 44% детей кожные проявления были единичными, дермореспираторный синдром имел место лишь в 14% наблюдений, дермомукозный — в 7%.

Среди всех детей, страдающих атопическим дерматитом, часто болеющие дети независимо от анамнеза реагируют на избыток микроэлементов нарушениями местного иммунитета: выявлена взаимосвязь между избытом цинка в сыворотке крови и повышением общего IgE в слюне (r =+0,462; Р<0,05), между повышенным уровнем меди и снижением SIgA (r=—0,478; Р<0,05) и сывороточного IgG в слюне (r =—0,562; Р<0,05). У детей с атопическим дерматитом, практически не болеющих инфекционными заболеваниями, подобных взаимосвязей не обнаружено.

Выводы

1. У детей с атопическим дерматитом выявлен выраженный дисбаланс микроэлементов.
2. Повышенное содержание металлов в сыворотке крови, образующееся вследствие накопления (цинк) и в результате дисбаланса, приводит к следующим нарушениям в иммунитете у детей с атопическим дерматитом:

• избыток цинка в сыворотке крови сопровождается снижением IgG у больных с отягощенным аллергологическим анамнезом и рецидивирующими бактериальными инфекциями, повышением общего IgE в слюне у часто болеющих детей;
• избыток меди в сыворотке крови приводит к снижению SIgA и IgG в слюне у часто болеющих детей;
• повышение уровня магния в сыворотке крови приводит к снижению IgG у больных с рецидивирующими бактериальными инфекциями:

3. Выраженность дисбаланса микроэлементов и магния во многом определяет тяжесть течения атопического дерматита и сопутствующих инфекций.

 

[*] Расходы на публикацию данной статьи частично возмещены путем постраничной оплаты.

Об авторах

И. В. Булатова

Казанский НИИ эпидемиологии и микробиологии МЗ РФ; Казанский ордена Трудового Красного Знамени медицинский институт имени С. В. Курашова; Центральный НИИ геологии нерудных полезных ископаемых

Автор, ответственный за переписку.
Email: info@eco-vector.com

кафедра гигиены детей и подростков, курс клинической иммунологии с аллергологией

Россия, Казань

А. М. Хакимова

Казанский НИИ эпидемиологии и микробиологии МЗ РФ; Казанский ордена Трудового Красного Знамени медицинский институт имени С. В. Курашова; Центральный НИИ геологии нерудных полезных ископаемых

Email: info@eco-vector.com

кафедра гигиены детей и подростков, курс клинической иммунологии с аллергологией

Россия, Казань

В. И. Цибулькина

Казанский НИИ эпидемиологии и микробиологии МЗ РФ; Казанский ордена Трудового Красного Знамени медицинский институт имени С. В. Курашова; Центральный НИИ геологии нерудных полезных ископаемых

Email: info@eco-vector.com

кафедра гигиены детей и подростков, курс клинической иммунологии с аллергологией, зав.—доц.

Россия, Казань

Е. В. Агафонова

Казанский НИИ эпидемиологии и микробиологии МЗ РФ; Казанский ордена Трудового Красного Знамени медицинский институт имени С. В. Курашова; Центральный НИИ геологии нерудных полезных ископаемых

Email: info@eco-vector.com

кафедра гигиены детей и подростков, курс клинической иммунологии с аллергологией

Россия, Казань

В. Т. Иванов

Казанский НИИ эпидемиологии и микробиологии МЗ РФ; Казанский ордена Трудового Красного Знамени медицинский институт имени С. В. Курашова; Центральный НИИ геологии нерудных полезных ископаемых

Email: info@eco-vector.com

кафедра гигиены детей и подростков, курс клинической иммунологии с аллергологией

Россия, Казань

Список литературы

Дополнительные файлы