загрузка...
 
Исследование уровней sCD4, sICAM-1 и цитокинов 1L-2, 1L-6, 1L-10, Т№а у детей с заболеваниями почек в условиях воздействия экопатогенов М.В. Кудин, А.В. Скрипкин, В.П. Леонов ММУ «Вольская центральная районная больница», г. Вольск
Повернутись до змісту

Исследование уровней sCD4, sICAM-1 и цитокинов 1L-2, 1L-6, 1L-10, Т№а у детей с заболеваниями почек в условиях воздействия экопатогенов М.В. Кудин, А.В. Скрипкин, В.П. Леонов ММУ «Вольская центральная районная больница», г. Вольск

У 162 детей с нефропатиями и 26 здоровых детей изучали иммуноферментным методом содержание в сыворотке крови цитокинов ТNFa, И-2, И-6 и И-10 и растворимых мембранных антигенов бС04 и біСАМ-1. У детей с нефропатиями, проживающих в Москве, были повышены уровни ТNFa, бС04 и біСАМ и снижены уровни И-6 и И-10. При гломерулонефрите степень повышения была выше, чем при обструктивном пиелонефрите. У детей с гломерулонефритом, проживающих в экологически не­благоприятных регионах с цементной индустрией (г. Вольск, Россия), химической промышленностью в 30-км зоне АЭС (г. Балаково, Россия) или развитой горнодобывающей урановой промышленностью (г. Степногорск, Казахстан), степень повышения ТNFa, бС04 и біСАМ была, как правило, меньшей, а степень понижения И-6 и И-10 более глубокой, по сравнению с московской популяцией, что указывает на ингибирующее влияние вредных экологических факторов на функции иммунной системы. При об­структивном пиелонефрите наблюдалась противоположная картина: в экологически неблагоприятных регионах влияние экопатогенов проявлялось, как правило, повышением показателей по сравнению с больными детьми, проживающими в Москве. (Цитокины и воспаление. 2008. Т. 7, № 2. С. 33-37.)

Ключевые слова: цитокины, экопатогены, гломерулонефрит, обструктивный пиелонефрит, нефропатия.

При эпидемиологическом обследовании 100000 детей от 0 до 15 лет в 13 экологически небла­гополучных регионах России отмечено нарастание частоты заболеваний органов мочевой системы в детской популяции [3]. По данным за последние 5 лет XX столетия в Оренбурге число больных с нефропатиями возросло в 2 раза, т. е. значительно больше, чем в России в целом [6].

В настоящее время общепризнано, что эколо­гически неблагополучные условия проживания оказывают разнонаправленное негативное воз­действие на организм ребенка [1, 12], в том числе и на его иммунологическую реактивность [5, 7].

Иммунная система ребенка наиболее чувст­вительна к негативным влияниям окружающей среды, что в большей степени проявляется в осо­бенностях развития и течения заболеваний, в т. ч. заболеваний органов мочевыводящей системы, в патогенезе которых основополагающее значение имеют иммунологические механизмы. Работы, проведенные в области экспериментальной и кли­нической иммунологии, показали, что иммунорегу- ляторные процессы зависят от функционирования как провоспалительных, так и противовоспали­тельных интерлейкинов [4, 9, 11].

В научной литературе имеются единичные сообщения о динамике синтеза про- и противо­воспалительных цитокинов, изменениях факторов гуморального и клеточного иммунитета, экспрес­сии адгезивных молекул в условиях воздействия неинфекционных стрессовых факторов, в т. ч. ксенобиотиков [10]. У часто болеющих детей дошкольного возраста, проживающих в экологи­чески неблагополучной обстановке, в условиях выбросов химического комбината и цементного завода, выявлены абсолютный и относительный лимфоцитоз, эозинофилия, дисбаланс иммуногло­булинов [8]. В эксперименте на крысах показано влияние соединении хрома и других химических компонентов цемента и клинкерной пыли на по­казатели метаболической реакции лимфоидных органов [2]. Вместе с тем, ряд вопросов, касаю­щихся особенностей иммунологического реаги­рования детей с заболеваниями почек в условиях техногенных загрязнений и в регионе с развитой цементной индустрией, остается мало изученным. Их изучение и явилось основной целью нашего исследования.

Материалы и методы

Для определения особенностей иммунного реагирования было обследовано 188 детей, проживающих в различных регионах, в т. ч. 33 ребенка из г. Вольска (Россия) с развитой цементной индустрией (12 с гломерулонефритом и 21 с обструктивным пиелонефритом), 35 детей из г. Балаково (Россия) с развитой химической промышленностью в 30-км зоне АЭС (15 с гломерулонефритом и 20 с обструктивным пиелонефритом), 48 детей из г. Степногорска (Казахстан) с развитой горнодобывающей урановой промышленностью (21 с гломерулонефритом и 27 с обструктивным пиелонефритом). Группу сравнения составили 46 детей (17 с гломерулонефритом и 29 с обструктивным пиелонефритом) из г. Москвы. В качестве контроля использовали показатели цитокинов и адгезивных молекул, полученные у 26 практически здоровых детей в условиях прохождения диспансеризации в консультативно-диагностическом центре Научного центра здоровья детей (НЦЗД) РАМН г. Москвы (директор — А.А. Баранов) (контрольная группа). Забор крови осуществляли утром натощак из локтевой вены. Сыворотки хранили при -70° С до проведения анализа.Исследование содержания в сыворотке крови sCD4, IL-2,IL-6, IL-10, sICAM-1, TNFa проведено в вирусологической лаборатории НЦЗД РАМН (зав. — Т.Б. Синцова) с использованием твердофазного иммуноферментного метода и коммерческих наборов: «Human TNFa EIA Kit», «IL-6 EIA Kit», «TGF?1 ELISA» (DRG International, USA), «IL-10 EIA Kit» (PerSeptive Biosystems, USA), «Human IL-2» (R&D Systems, USA), «SICAM-1» (Endogen, USA). Результаты считывали на абсорбциометре MR-600 «Dynatech» (Германия).

Статистическая обработка результатов исследований проведена с использованием методов, изложенных Л.С. Каминским, Е.В. Гублером, и программы STATISTICA 5.0. Полученные результаты были подвергнуты вариационному анализу с вычислением средней арифметической и ее ошибки для каждой группы детей. Различия средних величин оценивали с помощью параметрического t-критерия Стьюдента. При оценке различий показателей между группами взят порог доверительной вероятности не менее 0,95 с уровнем значимости р не более 0,05.

Результаты и обсуждение

Проведенное исследование показало (табл. 1), что уровень TNFa у детей московской популя­ции с гломерулонефритом значительно повышен по сравнению со здоровыми детьми, составляя 21,0 ± 0,89 против 3,03 ± 1,13 пг/мл в контрольной группе (p < 0,05). Это указывает на активацию макрофагально-моноцитарной системы и ги­перпродукцию данного цитокина при развитии гломерулонефрита. У детей с гломерулонефри­том, проживающих в регионах с неблагополучным экологическим фоном, уровень TNFa был также существенно повышен по сравнению с контрольной группой, но степень повышения была, как правило, меньшей, чем у детей в Москве. Так, в г. Вольске уровень TNFa составлял 16,8 ± 1,3 пг/мл, в г. Ба­лаково — 15,3 ± 0,98 пг/мл (p < 0,05), в г. Степногорске — 20,3 ± 1,65 пг/мл. Деятельность цементной и химической промышленности с выбросом в ок­ружающую атмосферу ионов тяжелых металлов негативно влияла на функционирование макро- фагально-моноцитарной составляющей иммунной системы. Наличие экологического неблагополучия способствовало снижению активности данного звена иммунной системы у детей с гломерулонефритом, что проявлялось в гипопродукции TNFa.

Таблица 1 Содержание TNFa и IL-6 у детей с заболеваниями почек, проживающих в регионах с экологически неблагополучным фоном, пг/мл

 

Примечание к табл. 1-3. Экологическая характеристика мест проживания детей основной группы: г. Вольск (Россия) — цементная промышленность, г. Балаково (Россия) — химическая промышленность, г. Степногорск (Казахстан) — горнодобывающая урановая промышленность. Отличие данных статистически достоверно (р < 0,05): * — по сравнению с детьми Московской популяции (группа сравнения); ** — по сравнению с конт­рольной группой.

Иной была динамика изменений IL-6. Как из­вестно, IL-6 участвует в дифференцировке В-клеток, регулирует белково-синтетические процессы гепатоцитов. При уровне IL-6 32,3 ± 0,47 пг/мл у здоровых детей контрольной группы (г. Москва), уровень IL-6 в сравнительной группе московс­ких детей с гломерулонефритом был достоверно снижен и составлял 15,94 ± 1,1 пг/мл, а у детей с гломерулонефритом из экологически неблагополучных регионов отмечалось еще большее снижение его концентрации: г. Вольск —до 5,7 ± 0,35 пг/мл, г. Балаково —до 5,4 ± 1,2 пг/мл, г. Степногорск —до 5,7 ± 0,45 пг/мл (р < 0,05). Как видно из вышесказанного, в основных регионах (г. Вольск, г. Балаково, г. Степногорск) можно предполагать максимальную ингибицию В-клеточной пролиферации из-за снижения уровней IL-6. Таким образом, у детей с гломерулонефритом, проживающих в регионах с техногенным воздействием, отмечена ингибиция продукции цитокинов, характеризующих макрофагальное и гуморальное звено иммунитета.При анализе данных, полученных у детей с обструктивным пиелонефритом, выявлено увеличение синтеза TNFa у детей московской популяции до 7,6 ± 0,61 пг/мл (р < 0,05), что может отражать наличие микробного возбудителя воспалительного процесса в почках. У детей, проживающих в экологически загрязненных регионах, этот показатель превышал почти в 3 раза уровень TNFa в московской группе сравнения и в 7 раз уровень TNFa контрольной группы (3,03 ± 1,13 пг/мл) и составлял: в г. Вольске — 22,7 ± 1,8 пг/мл, в г. Балаково — 23,2 ± 1,6 пг/мл, в г. Степногорске —23,0 ± 1,5 пг/мл.Напротив, уровень IL-6 у детей с обструктивным пиелонефритом в регионах с техногенными воздействиями был в 2 и более раз ниже,чем в московской популяции: в г. Вольске —4,45 ± 0,28 пг/мл, в г. Балаково — 5,7 ± 0,35 пг/мл,в г. Степногорске — 7,5 ± 0,61 пг/мл против 12,3 ± 1,6 пг/мл (р < 0,05), и в 4-8 раз ниже, чем в контрольной группе (32,3 ± 0,47 пг/мл) (р < 0,05).Следовательно, негативное воздействие вредных экологических факторов оказывало влияние,прежде всего, на показатели гуморального иммунитета у детей с заболеваниями почек.Было проведено исследование содержания sCD4 и IL-2 у детей московской популяции с заболеваниями почек, в контрольной группе и у детей, проживающих в регионах с неблагополучным экологическим фоном (табл. 2). У детей московской популяции с гломерулонефритом отмечалось увеличение содержания sCD4 до 1,31 ± 0,11 пг/мл по сравнению с контрольной группой (0,38 ± 0,01 пг/мл, р < 0,05). У детей, проживающих в экологически неблагоприятных регионах, концентрации sCD4 превышали данные, полученные в контрольной группе (р < 0,05) и в московской популяции (р < 0,05):уровень sCD4 в регионе с цементной промышленностью составил 5,08 ± 0,4 пг/мл, в регионе с химической промышленностью — 4,7 ± 0,35 пг/мл, в регионе с горнодобывающей урановой промышлен­ностью — 9,2 ± 0,85 пг/мл.

Таблица 2 Содержание бС04 и И-2 у детей с заболеваниями почек, проживающих в регионах с экологически неблагополучным фоном, пг/мл

 

Активирующее влияние техногенных факторов на показатели клеточного иммунитета у детей с гломерулонефритом можно оценивать как негативное, так как они усиливают функционирование клеточных механизмов при воздействии нефритогенного антигена. Анало­гичная закономерность прослеживалась у детей с обструктивным пиелонефритом, проживающих в г. Вольске и г. Степногорске, где отмечено зна­чительное увеличение содержание уровня зСБ4 до 11,45 ± 1,6 пг/мл и до 38,55 ± 2,6 пг/мл (соответ­ственно) по сравнению с группой сравнения — де­тьми г. Москвы с обструктивным пиелонефритом: 1,01 ± 0,09 пг/мл (р < 0,05) и по сравнению с группой здоровых детей: 0,38 ± 0,01 пг/мл (р < 0,05).

Исключение составили дети, проживающие в г. Балаково, у них уровень зСБ4 в сыворотке крови составлял 1,91 ± 0,8 пг/мл и не отличался от пока­зателя, полученного у детей московской популяции (р > 0,05). Следовательно, экологические факторы, которые имеют место в регионах с химической (г. Балаково) и горнодобывающей (г. Степногорск) промышленностью, воздействуя на организм боль­ного ребенка, приводили к активизации хелперной составляющей клеточного иммунитета.

Результаты исследования содержания в сы­воротке крови детей уровня 1L-2 подтверждают эту гипотезу, т. к. этот цитокин характеризует пролиферацию и дифференцировку Т-клеток, а также активацию цитотоксических лимфоцитов и макрофагов.

Как показало проведенное исследование, у де­тей московской популяции с гломерулонефритом содержание 1L-2 составляло 72,7 ± 5,08 пг/мл, почти в 2 раза превышая уровень показателя в контроль­ной группе (33,4 ± 0,31 пг/мл, р < 0,05). Напротив, у детей с гломерулонефритом, проживающих в экологически неблагополучных регионах, концен­трации 1L-2 были значительно снижены по срав­нению с детьми московской популяции: у детей г. Вольска — до 31,5 ± 0,42 пг/мл,г. Балаково — до 28,05 ± 0,25 пг/мл,г. Огепногорска — до 34,6 ± 0,32 пг/мл (р < 0,05) и не имели достоверных различий с содержанием IL-2 в сыворотке здоровых детей(контрольная группа). Следовательно, вредные техногенные воздействия подавляют функциональную активность клеток, продуцирующих IL-2.У детей с обструктивным пиелонефритом из экологически неблагополучных регионов уровень IL-2 (г. Вольск — 32,4 ± 2,1 пг/мл, г. Балаково — 39,6 ± 2,8 пг/мл, г. Степногорск — 33,8 ± 2,7 пг/мл) не отличался от данных контрольной группы:33,4 ± 0,31 пг/мл (здоровые дети). Таким образом,у детей с заболеваниями почек в регионах с установленными ксенобиотиками выявлено снижение функциональной активности факторов клеточного иммунитета.

Результаты исследования уровней ингибиторного цитокина IL-10 и растворимой адгезионной молекулы sICAM-1 представлены в табл. 3. У детей московской популяции с гломерулонефритом выявлено снижение уровня IL-10 в сыворотке крови до 7,82 ± 2,5 пг/мл по сравнению с контрольной группой (здоровые дети), где содержание IL-10 составляло 19,01 ± 1,21 пг/мл (р < 0,05). Полученные результаты подтверждают гипотезу о сдерживающей роли противовоспалительных цитокинов при развитии гломерулонефрита, что согласуется с исследованиями других авторов.В сыворотке крови детей с гломерулонефритом,проживающих в экологически неблагополучных регионах (г. Вольск, Балаково, Степногорск), были зафиксированы минимальные концентрации IL-10:0,85 ± 0,7 пг/мл, 0,85 ± 0,04 пг/мл и 0,2 ± 0,01 пг/мл (соответственно), что почти в 100 раз меньше, чем в контрольной группе (р < 0,05) и в 40 раз меньше по сравнению с группой сравнения московской популяции (р < 0,05). Аналогичная закономерность была выявлена и у детей с хроническим обструктивным пиелонефритом. При уровне концентрации IL-10 0,2 ± 0,01 пг/мл у детей с обструктивным пиелонефритом г. Москвы, его содержание в сыворотке крови детей из экологически неблагополучных регионов составляло: г. Вольск — 10,7 ± 0,85 пг/мл, г. Балаково — 1,9 ± 0,75 пг/мл, г. Степногорск —0,5 ± 0,002 пг/мл, и было ниже уровня здоровых детей в контрольной группе (19,01 ± 1,21 пг/мл, р < 0,05).

Таким образом, ингибирующее влияние вредных экологических факторов на синтез цитокинов вообще, и, в частности, на синтез IL-10, могло усугублять иммунные нарушения у детей с заболеваниями почек.

Таблица 3 Содержание зКАМ-1 и И-10 у детей с заболеваниями почек, проживающих в регионах с экологически неблагополучным фоном, пг/мл

 

При гломерулонефрите у детей, проживаю­щих в регионах с экологически вредным фоном, наблюдалось подавление образования sICAM-1. Если у детей московской популяции с гломе­рулонефритом имело место увеличение уровня sICAM-1 до 21,5 ± 1,17 пг/мл (против 4,28 ± 0,07 пг/мл в контрольной группе), то у детей г. Вольска и г. Степногорска их концентрация увеличивалась в меньшей степени (15,8 ± 1,01 и 10,1 ± 0,1 пг/мл, соответственно) (р < 0,05), что указывает на инги- бирующее влияние экотоксикантов на формирова­ние sICAM при гломерулонефрите. У детей с гло­мерулонефритом г. Балаково уровень sICAM-1 в сыворотке крови составил 20,1 ± 0,89 пг/мл. Такая же закономерность прослеживалась и в отношении детей с обструктивным пиелонефритом. По срав­нению с контрольной группой (4,28 ± 0,07 пг/мл), у детей г. Москвы с обструктивным пиелонефри­том содержание sICAM-1 было значительно повышено и достигало 12,3 ± 1,1 пг/мл (р < 0,05). У детей же из экологически неблагополучных регионов уровень sICAM-1 в сыворотке крови со­ставил: г. Вольск — 11,6 ± 0,87 пг/мл, г. Балаково — 15,5 ± 0,9 пг/мл, г. Степногорск — 10,2 ± 0,11 пг/мл, т. е. был, как правило, ниже, чем у детей в срав­нительной группе.

Таким образом, ингибирующее влияние вред­ных в экологическом отношении веществ и фак­торов на синтез цитокинов и в частности на ^-10 в условиях гипермикроэлементозов приводило к снижению синтеза как про-, так и противовоспа­лительных цитокинов, что усугубляло имеющиеся иммунные нарушения у детей с заболеваниями почек. Негативное влияние антропогенных за­грязнителей у детей, проживающих в районах с горнодобывающей, химической и цементной промышленностью распространяется также на факторы гуморального и клеточного иммунитета и экспрессию адгезивных молекул, усиливая фун­кциональную активность клеточных механизмов и хелперную составляющую клеточного иммунитета в условиях воздействия нефритогенного антигена.

Установленные закономерности функциони­рования различных звеньев иммунной системы усугубляли иммунорегуляторные нарушения при болезнях почек у детей, негативно влияя на разви­тие и течение основного заболевания.

Благодарности

Выражаем благодарность заведующей лабора­торией НЦЗД РАМН профессору Т.Б. Синцовой за предоставленное для исследований оборудование, а также медицинскому и техническому персоналу ла­боратории за помощь в выполнении исследований.

ЛИТЕРАТУРА

Алексеев С.В., Пивоваров Ю.П., Янушанец О.И. Экология человека. — Икар, 2002. — 770 с.

Дворянинов Л.Н., Лукашик Н.К., Сачек В.Н. Влияние соединений хрома и других химических компонентов, содержащихся в цементной и клинкерной пыли, на показатели метаболической реакции лимфоидных органов крыс // Медицина труда и промышл. экология. — 1993. — № 1. — С. 17-20.

Игнатова М.С., Вельтищев Ю.Е. Детская нефрология. Руководство для вра­чей. — Ассоциация Медицинская Литература, 1989. — 456 с.

Маянский А.Н. Цитокины и медиаторные функции уроэпителия в воспалитель­ных реакциях мочевыводящей системы // Цитокины и воспаление. — 2003. — Т. 2, № 4. — С. 3-9.

Настаушева Т.Л. Достижения нефрологии в рамках Всемирного конгресса по нефрологии (Берлин, 2003) // Нефрология и диализ. — 2004. — Т. 6, № 1. — С. 88-90.

Перепелкина Н.Ф., Вялкова А.А., Естефеев В.М. Медицинская помощь детям с заболеваниями органов мочевой системы: проблемы и решения в условиях реформированного здравоохранения // Нефрология и диализ. — 2002. — Т. 2, № 2. — С. 260-263.

Райс Р.Х., Гуляева Л. Ф. Биологические эффекты токсических соединений: курс лекций. — Новосибирск: Новосиб. гос. ун-т., 2003. — 208 с.

Чередеев А.Н., Скрябина Э.Г., Снисарь Н.А. и др. Состояние иммунной системы у детей школьного возраста в регионе промышленного загрязнения // Тез. докл. мед. конф. «Загрязнение окружающей среды. Проблемы токсикологии и эпидемиологии». — Москва-Пермь, 1993. — С. 253-254.

Middleton J., Patterson A.M., Gardner L. et al. Leukocyte extravasation: chemokine transport and presentation by the endothelium // Blood. — 2002. — Vol. 100, № 12. — P. 3853-3860.

Nebert D.W., Roe A.L., Dieter M.Z. et al. Role of the aromatic hydrocarbon receptor and [Ah] gene battery in the oxidative stress response, cell cycle control, and apoptosis // Biochem. Pharmacol. — 2000. — Vol. 59, № 1. — P. 65-85.

O'Neill L.A. Toll-like receptor signal transduction and the tailoring of innate immunity: a role for Mal? // Trends Immunol. 2002. — Vol. 23, № 6. — P. 296-300.

Rice R.H. Biological effects of toxic compounds. Syllabus. — Davis: University of California, 2002. — P. 150.

Investigation of levels of sCD4 and sICAM-1 and cytokines IL-2, IL-6, IL-10, TNFa in children with kidney diseases under the exposure of ecopathogens

M.V. Kudin, A.V. Skripkin, V.P. Leonov Central Region Hospital, Volsk

In 162 children with nephropathy and 26 practically healthy children the levels of sCD4, IL-2, IL-6, IL- 10, sICAM-1, and TNFa in blood serum were evaluated with ELISA. The data obtained show a significant increase in TNFa, sCD4 and sICAM levels and decrease in IL-6 and IL-10 levels (р < 0,05) in children liv­ing in Moscow city. In glomerulonephritis, the magnitude of elevation was greater than in obstructive pyelonephritis. In children with glomerulonephritis living in the regions with unfavorable environmental conditions (Volsk, Russia, cement industry; Balakhovo, Russia, a town with chemical industry within 30­km zone of nuclear power station; Stepnogorsk, Kazakhstan, uranium mining area), the degree of TNFa, sCD4 and sICAM increase was usually lower while the degree of IL-6 and IL-10 decrease greater than in Moscow children which reflects an adverse effect of environmental pathogens on the function of immune system. Opposite effects were seen in obstructive pyelonephritis: habitants of the industrially polluted regions showed elevated levels of most results as compared with ill children from Moscow city. (Cytokines and Inflammation. 2008. Vol. 7, № 2. P. 32-37.)

Key words: cytokines, ecopathogens, glomerulonephritis, obstructive pyelonephritis, nephropathy.



загрузка...