Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 13
1.1. Влияние современного промышленного производства на окружающую среду и организм человека 13
1.1.1. Механизмы влияния соединений фтора на биологический организм 16
1.1.2. Механизмы действия пенициллина и его производных на биологический организм 25
1.2. Роль иммунной системы в процессе адаптации организма к воздействию вредных экологических факторов 30
1.3. Взаимосвязь между метаболизмом и функциональной активностью лимфоцитов 34
Глава 2. Объект и методы исследования 40
2.1. Объект исследования 40
2.2. Методы исследования 41
2.2.1. Выделение лимфоцитов из крови 41
2.2.2. Исследование иммунного статуса 42
2.2.3. Определение иммуноглобулинов 42
2.2.4. Инкубация лимфоцитов с фторидом натрия и бензилпенициллином in vitro
2.2.5. Биолюминесцентное определение активности НАД(Ф)- зависимых дегидрогеназ в лимфоцитах крови
2.2.6. Морфоденситометрический анализ активности ферментов в лимфоцитах
2.2.7. Статистические методы исследования 51
2.3. Эколого-географическая обстановка г. Красноярска 51
Глава 3. Сравнительная характеристика иммунного статуса и уровней ключевых оксидоредуктаз лимфоцитов крови у жителей благоприятного района и горожан, испытывающих длительную техногенную нагрузку
3.1. Особенности параметров иммунной системы у лиц, проживающих в районах с различной техногенной нагрузкой в г. Красноярске
3.2. Сравнительная характеристика уровней ключевых оксидоредуктаз лимфоцитов крови у лиц, проживающих в районах с различной техногенной нагрузкой в г. Красноярске 73
3.3. Особенности параметров иммунной системы и НАД(Ф)- зависимых дегидрогеназ лимфоцитов крови у жителей г. Красноярска в зависимости от длительности проживания в
районах с различной техногенной нагрузкой 90
Глава 4. Влияние фторида натрия и бензилпенициллина на лимфоциты лиц, проживающих в районах с различной техногенной нагрузкой 98
4.1. Особенности метаболического ответа лимфоцитов крови при инкубации in vitro с различными концентрациями фторида натрия у жителей г. Красноярска, испытывающих различную техногенную нагрузку 100
4.2, Особенности метаболического ответа лимфоцитов крови при инкубации in vitro с различными концентрациямибензилпенициллина у жителей г. Красноярска, испытывающих различную техногенную нагрузку 109
Заключение 117
Выводы 129
Список литературы 131
- Влияние современного промышленного производства на окружающую среду и организм человека
- Особенности параметров иммунной системы у лиц, проживающих в районах с различной техногенной нагрузкой в г. Красноярске
- Особенности метаболического ответа лимфоцитов крови при инкубации in vitro с различными концентрациями фторида натрия у жителей г. Красноярска, испытывающих различную техногенную нагрузку
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
Проблема взаимоотношений природы и человека становится одной из важнейших на современном этапе существования человеческого общества [1, 4,21,247].
Деградация природных систем под влиянием техногенных нагрузок реально отражается на состоянии здоровья человека, особенно в регионах с неблагоприятной экологической обстановкой [68, 88, 119, 121]. При этом чрезвычайные условия существования вынуждают человеческие популяции постоянно приспосабливаться к загрязнению окружающей среды. В то же время увеличивается хронизация инфекционных заболеваний; чаще встречаются редкие аллергии, врожденные пороки, заболевания эндокринной и иммунной систем; возрастает число лиц с вторичными иммунодефицитами.
По степени техногенного загрязнения атмосферы город Красноярск входит в число наиболее загрязненных городов Российской Федерации [21, 139]. Воздушная среда города загрязняется выбросами двух ТЭЦ, алюминиевого, цементного, целлюлозо-бумажного, фармацевтического заводов и ряда других предприятий. Только ОАО «Красноярский алюминиевый завод» имеет объемы выбросов в атмосферу в размере 58,6 тыс. т. в год [27, 28]. Специфическими компонентами химического загрязнения окружающей среды от алюминиевого производства являются: фтористый водород, плохораствори-мые неорганические фториды, оксиды алюминия, оксид углерода, бенз(а)пирен, сернистый ангидрид. Превышение ПДК наблюдается по фторидам газообразным - до 2,79 раз; по бенз(а)пиреиу - до 4,42 раз; по плохо растворимым фторидам - до 3,16 раз [137]. При этом уровень загрязнения атмосферы жилой зоны города по фторидам газообразным составил 1,19-1,57 ПДК на 2003 г.
Исследования отечественных и зарубежных авторов подчеркивают важное биологическое значение умеренных доз фтора и его производных для организма человека. Фтор - необходимый элемент, присутствующий в зубной эмали, но увеличение содержания фтора в организме может привести к флюорозу [41, 100, 114]. Причина заболевания заключается в образовании нерастворимых фтористых солей кальция и магния. Накопление фторида кальция в сухожилиях и связках ведет к нарушению подвижности суставов. Кроме того, соединения фтора являются мощными ингибиторами гликолити-ческих процессов [160].
Красноярский фармацевтический завод - ОАО «Красфарма» - еще одно промышленное предприятие города с антропогенной нагрузкой. Основными загрязнителями являются диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, специфическими - пыль неорганическая, ферментационные выбросы бен-зилпенициллина и стрептомицина, сероводород, этиловый, бутиловый спирт [47, 98, 208]. Выбросы чаще всего сопровождаются специфическим запахом, вызывая тем самым многочисленные жалобы населения.
Выбросы фармакологических производств, по данным ряда авторов, могут быть основной причиной дерматозов выявляемых у населения [2, 102, 253]. Известно, что антибиотические вещества не оказывают общетоксического действия, но могут давать сенсибилизирующий эффект, а так же вызывать различные дисбиотические состояния, повреждая нормальную микрофлору кожи, слизистых оболочек дыхательных путей и кишечника [112].
Степень неадекватности среды потребностям конкретного индивида и популяции в целом широко варьирует и характеризуется уровнем антропо-экологического напряжения. Оценка этого показателя очень трудна, так как с одной стороны практически невозможно дать интегральную характеристику множества весьма изменчивых параметров среды, с другой стороны реакции организма на эти изменения индивидуальны и также зависят от большого числа различных факторов [50, 139].
Таким образом, поиск критериев, позволяющих своевременно и адекватно оценить степень влияния загрязнений окружающей среды на здоровье населения, задача первостепенной важности.
Существующие методы оценки базируются в основном на демографических показателях: заболеваемости, смертности, продолжительности жизни, физическом развитии детей [139].
Однако неблагоприятные сдвиги этих показателей фиксируют, как правило, последствия уже далеко зашедших изменений уровня здоровья популяции, а иногда и наступивших генетических поломок. Тогда как благодаря мощным гомеостатическим системам и компенсаторно-приспособительным механизмам возникающие морфо-функциональные нарушения органов и тканей могут длительное время не проявляться на организменном уровне.
Между тем, очевидно, что своевременность информации о степени влияния неблагоприятных факторов на различные системы и органы человека, является важнейшим условием эффективности профилактических мероприятий [144]. Располагая такой информацией, можно конструировать системы рационального природопользования и формировать оптимальный для данного региона образ жизни человеческих популяций.
Известно, что иммунная система - одна из важнейших гомеостатиче-ских систем организма - участвует практически во всех адаптивных реакциях. Лимфоциты, несущие рецепторы ко всем основным биологическим регу-ляторным веществам, отражают в известной степени общую направленность регуляторных процессов целостного организма [118]. В то же время именно в клетке начинается формирование ответных реакций на внешние воздействия, что позволяет составить представление о биохимической стратегии адаптации, избранной организмом в данном случае.
Использование биолюминесцеитных методик определения активности НАД(Ф)-зависимых дегидрогеназ и субстратных фондов клетки позволяет рассмотреть наиболее важные метаболические превращения в лимфоцитах.
8 Отсутствие комплексных работ, оценивающих длительное воздействие
выбросов алюминиевого и фармацевтического производств как на показатели иммунной системы в целом, так и на механизмы адаптации внутриклеточного обмена веществ лимфоцитов, послужило основанием для выбора темы настоящего исследования.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: выявить характерные особенности иммунного статуса и метаболизма лимфоцитов у лиц, проживающих в зоне влияния выбросов красноярского алюминиевого и фармацевтического заводов.
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:
Изучить состояние клеточного и гуморального звена иммунной системы человека в зависимости от его проживания в микрорайоне Академгородок или в Советском, Свердловском районах г. Красноярска.
Провести сравнительный анализ уровней активности оксидоредуктаз в лимфоцитах крови у лиц, проживающих в исследуемых районах г. Красноярска.
Оценить состояние иммунного статуса и метаболизма лимфоцитов крови у лиц, проживающих менее 10 лет и более 10 лет в исследуемых районах г.Красноярска.
Изучить метаболический ответ лимфоцитов крови жителей исследуемых районов г. Красноярска на воздействие различных доз фторида натрия in vitro.
Установить особенности метаболического ответа лимфоцитов крови жителей исследуемых районов г. Красноярска на воздействие различных доз бензилпенициллипа in vitro.
9 НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ
РАБОТЫ;
Впервые проведено комплексное исследование с применением биолюминесцентного и морфоденситометрического методов анализа ферментативной активности НАД(Ф)-зависимых дегидрогеназ и ФАД-зависимых оксидо-редуктаз в лимфоцитах лиц, проживающих в различных районах г. Красноярска.
Проведение данного исследования позволило получить более полную информацию о влиянии факторов техногенного характера как на иммунную систему в целом, так и на ее структурно-функциональные клетки.
Представлена сравнительная характеристика адаптационных механизмов на уровне лимфоцита в зависимости от длительного воздействия специфических выбросов на здоровых жителей различных районов города.
Впервые установлены особенности реагирования лимфоцитов крови на воздействие различных доз фторида натрия и бензилпенициллина у лиц, проживающих в различных районах г. Красноярска.
В результате настоящего исследования предположены механизмы действия фторида натрия и бензилпенициллина на метаболические параметры лимфоцитов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ:
В результате проведенных исследований получены новые данные о закономерностях изменений в иммунологических показателях и энзиматиче-ских изменений в лимфоцитах жителей различных районов города Красноярска. Выявленные закономерности позволяют выделить группу риска среди практически здорового населения. В связи с этим становится очевидной необходимость донозологической диагностики нарушений иммунной системы, которая, с помощью иммунопрофилактических мероприятий, поможет предотвратить развитие широкого ряда заболеваний в регионе с неблагоприят-
10 ной экологической обстановкой. При этом стратегия иммунокоррекции, видимо, будет зависить от специфики выбросов, влияющих на организм человека.
Кроме того, характер изменения уровней внутриклеточных ферментов в зависимости от воздействия различных доз фторида натрия и бензилпени-циллина позволяет оценить функциональные возможности лимфоцитов лиц, проживающих в различных условиях окружающей среды.
На сегодняшний день, оценка химиопрепаратов в основном направлена на изучение проблемы резистентности микроорганизмов или фармакокине-тики антибиотиков, в то время как взаимодействию химиопрепаратов с иммунной системой обычно уделяется меньше внимания. Между тем, особенности этого взаимодействия могут внести решающий вклад в исход заболевания. Отдельный интерес представляет исследование систематического влияния выбросов фармацевтических предприятий на иммунную систему, поскольку значительная доля населения, проживающего вблизи ОАО «Крас-фарма», страдает различными аллергиями и дерматозами [2, 56].
В настоящей работе доказано, что уровни оксидоредуктаз являются чуткими сенсорами на воздействие загрязняющих факторов окружающей среды. В связи с этим, в качестве критерия для своевременной оценки антро-поэкологического напряжения предлагается использовать параметры внутриклеточного метаболизма лимфоцитов крови - основного структурно-функционального элемента иммунной системы.
ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
1. Проживание в Советском и Свердловском районе г. Красноярска приводит к формированию напряженного состояния иммунной системы: повышается количество Т-лимфоцитов крови человека, а также происходит повышение интенсивности пентозофосфатного пути окисления глюкозы в лимфоцитах.
2. Характерной особенностью для лиц, проживающих в Свердловском рай
оне, является повышение общего числа лимфоцитов, цитотоксических
лимфоцитов, клеток гуморального звена иммунной системы, секреции IgA и снижение синтеза IgM и снижение NK-клеток; при этом метаболизм лимфоцитов характеризуется более интенсивными процессами внутриклеточного дыхания, тогда как для лиц, проживающих в Советском районе отличительной чертой является активация пластических процессов.
Изменения в иммунном статусе и метаболических параметрах лимфоцитов человека зависят от длительности проживания в Советском или Свердловском районе г. Красноярска.
Особенности влияния специфичных промышленных загрязнителей, входящих в состав общего комплекса выбросов, предопределяют расхождение в метаболическом ответе лимфоцитов на инкубацию с различными дозами фторида натрия и бензилпенициллина у лиц из Советского и Свердловского районов.
АПРОБАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ ДИССЕРТАЦИИ:
Основные положения работы доложены и обсуждены на III молодежной научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной медицины» (Новосибирск, 2001), на итоговой научно-практической конференции «Вопросы сохранения и развития здоровья населения Севера и Сибири» (Красноярск, 2002), на III международном конгрессе молодых ученых и специалистов «Науки о человеке» (Томск, 2002), на VI Всероссийском научном форуме с международным участием «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» (Санкт-Петербург, 2002), на научно-практической конференции Института медицинских проблем Севера СО РАМН «Актуальные вопросы охраны здоровья населения регионов Сибири» (Красноярск, 2006).
ПУБЛИКАЦИИ: По теме диссертации опубликовано 20 печатных работ.
12 ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ:
Диссертация изложена на 161 странице машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, 2 глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 25 таблицами и 14 рисунками, указатель литературы включает 293 библиографических издания (202 отечественных и 91 иностранных).
Влияние современного промышленного производства на окружающую среду и организм человека
В крупном промышленном городе человек ощущает влияние целого комплекса негативных экологических факторов среды: физических {шумовое, электромагнитное, вибрация), химических (диоксид серы, оксиды азота и углерода, диоксины, тяжелые металлы), социально-экономических и др. Так, основными факторами риска возникновения заболеваний, а значит, ухудшения медико-демографических показателей (смертность, продолжительность жизни и пр.) населения городов являются уровень атмосферного загрязнения, качество питьевой воды, гигиеническое состояние почв, проблема отходов производства и потребления и многие другие [21, 32, 68, 88].
Среди различных негативных факторов среды наиболее опасным является загрязнение атмосферного воздуха и водных источников питьевой воды. Так, в крупных городах Сибири почти 50% обострений хронических болезней органов дыхания обусловлено именно значительным загрязнением атмосферного воздуха. В настоящее время в список российских городов с самым высоким уровнем загрязнения воздуха включены более 35 крупных городов и промышленных центров (Москва, Санкт-Петербург, Норильск, Магнитогорск, Кемерово, Новокузнецк, Красноярск и др.) [27, 36, 66]. Практически все крупные города с населением более 1 млн человек могут быть отнесены к категории экологически неблагоприятных.
Наиболее активными поставщиками поллютантов - веществ, загрязняющих атмосферу - являются автомобили, коксохимические, цементные, нефтеперерабатывающие, сталеплавильные, целлюлозобумажные, металлургические заводы, ТЭЦ, то есть отрасли, без процветания которых современный человек не мыслит своего существования [126, 136,137]. При этом, основными загрязнителями атмосферного воздуха являются пыль, оксиды азота, диоксид углерода и серы, формальдегид, углеводороды и др.
Наличие твердых и газообразных отходов в атмосфере влечет за собой очень серьезные последствия. По мнению многих авторов, население крупных городов в последние годы все чаще страдает от хронических бронхитов, астмы, рака легких, в крупных металлургических центрах у детей наблюдается замедление роста костей [119,139].
При сгорании угля и мазута двуокись серы, вызывая легочные и аллергические заболевания; окись углерода, образующаяся при сгорании всех видов топлива, поражает сердечно-сосудистую систему, углеводороды; содержащиеся в выхлопных газах автомобилей, канцерогены, пылевидные отходы (цементный завод выбрасывает около 15 тонн пыли в сутки) провоцирует развитие бронхиальной астмы, заболеваний легких, аллергии [2, 47,119].
Особенно тревожит факт, что за последние годы увеличилась доля проб воздуха с превышением предельно допустимых концентраций (ПДК) по бенз(а)перену [21]. Этот достаточно распространенный канцерогенный токсикант вызывает различные онкологические заболевания. Кроме того экологическое неблагополучие воздушной среды чревато и более отдаленными медико-санитарными последствиями. Загрязнение атмосферы чуждыми ей ранее химическими веществами - одна из причин накопления вредных мутаций человека, которые будут передоваться в последующих поколениях [144, 155].
С загрязнением окружающей среды антропогенными токсикантами появились так называемые «экологические болезни»: болезнь Минамата (ртуть), болезнь ИтаЙ-Итай (кадмий), болезнь Юшо (полихлорированные би-фенилы - ПХБ) и др. [135, 139]. Подобная чрезвычайная экологическая ситуация в конечном счете приводит к весьма неблагоприятной санитарно-гигиенической обстановке для проживания населения. Известно, что оценка экологического риска основана на установлении причинно-следственных связей показателей здоровья человека и степенью загрязнения окружающей среды, определяющей реальную нагрузку на организм человека [119]. В настоящее время выявлена тенденция к ухудшению показателей состояния здоровья, а так же гигиенических условий проживания на значительных территориях страны. Риск возникновения заболеваний на загрязненных территориях составляет 26-28%, что на 5-6% выше, чем на условно-чистых территориях [139]. К болезням риска относятся новообразования, заболевания нервной, эндокринной и иммунной систем, нарушения обмена веществ, органов чувств, болезни крови, кроветворных органов, верхних дыхательных путей, органов пищеварения, мочеполовой системы, кожи и подкожной клетчатки. При этом загрязнение воздуха сопровождается не только повышением заболеваемости, но и утяжелением периода болезни, т.е. клиническое течение болезни удлиняется на 2-7 суток по сравнению с чистым районом [122, 133,134].
В связи с тем, что напряженная экологическая обстановка в городах сохраняется, большое значение в экологической эпидемиологии приобрела профилактическая токсикология. Профилактическая токсиклогия в экспериментальных условиях изучает влияние химических веществ на адекватные биологические модели с целью экстраполяции полученных данных на здоровье человека.
На сегодняшний день разработан и внедрен национальный план действий (НПД), структура которого включает в себя инвентаризацию источников загрязнения. Данные о выбросах, стоках, отходах и местах их складирования, описание способов уничтожения токсичных веществ, а также информацию о регистрируемых последствиях для здоровья населения - отравлениях, онкологических заболевания, нарушениях эндокринной системы и репродуктивного здоровья [139].
В ряде стран мира (США, Канаде, Мексика) разработаны и реализуются НПД по снижению загрязнения окружающей среды ДДТ, хлорданом, лин-даном, ПХБ, и ртутью. За последние десятилетия в Европе уменьшились выбросы многих тяжелых металлов и стойких органических загрязнителей. В США в результате запрета на использование этилированного бензина сократилось содержаниесвинца в крови детей, в Швеции - содержание в грудном молоке такого фунгицида, как гексохлорбензол.
В России ведется деятельность по снижению загрязнения окружающей среды свинцом. Планируется создание Российских НПД по ртути и стойким органическим загрязнителям.
Особенности параметров иммунной системы у лиц, проживающих в районах с различной техногенной нагрузкой в г. Красноярске
В настоящее время развитие экологии по пути углубленного исследования воздействия факторов окружающей среды на различные функциональные процессы организма, позволило определить масштаб экологически неблагоприятного влияния на уровни гомеостаза: от центрального, системного, межсистемного до клеточного и молекулярного. При этом реакция адаптации затрагивает в первую очередь регуляторные системы (нервную, эндокринную, иммунную, системы неспецифической резистентности). Антропогенные факторы вносят свой дополнительный вклад в раздражительную нагрузку и нередко приводят к срыву нормальных адаптационных процессов [177, 154, 180]. Однако, возможности иммунной системы в плане взаимозаменяемости достаточно велики для нивелирования возникающего под влиянием того или иного повреждающего фактора изменения или нарушения. Следовательно, оправдано существование ситуаций, когда, с одной стороны, возникают нарушения в иммунной системе без видимого патологического процесса, в другом случае вероятен патологический процесс без видимых нарушений в иммунной системе [52, 181].
Большинство показателей иммунной системы обследованных лиц укладываются в диапазон установленных норм количественных показателей крови. Однако удалось обнаружить достоверные различия в иммунологических параметрах крови между жителями микрорайона - Академгородок и горожанами, проживающими в зонах с техногенной нагрузкой. Внимания заслуживает и тот факт, что некоторые показатели иммунной системы среди здоровых людей, проживающих в загрязненных районах города, также отличаются.
Безусловно, что каждый поллютант в силу своих химических свойств будет достигать интересующие его мишени. Например, фтор стремится обра і і "7-і- "?+. +- 14 зовать прочные связи с катионами металлов: Mg , Са , Со , Mn , и Fe , нарушая тем самым нормальный ход реакций с их участием [29, 114, 160, 229]. При этом и направленность адаптационных процессов, и выбор механизмов защиты организма в этом случае также будет завнсить от того, какие именно загрязнители воздействуют на человека. Имеются данные о возникновении генетически обусловленной адаптации к фтору у клеток в ходе культивирования [160].
Показано, что у жителей, подверженных влиянию выбросов алюминиевого и фармацевтического заводов, наблюдается повышенные концентрация лейкоцитов и процентное содержание CD3+-, CD4+- лимфоцитов. Кроме того, для горожан из экологически неблагоприятных районов характерна пониженная процентная концентрация лимфоцитов. Наряду с этим отличительной чертой проживающих в районе влияния выбросов фармацевтического завода, по сравнению с экологически чистым районом, наблюдается более высокие абсолютные значения CD4+-, CD8+-, С019+-лимфоцитов,
Подобные функциональные реакции (более высокое содержание лейкоцитов, более низкое содержание лимфоцитов, изменения в субпопуляци-онных соотношениях лимфоцитов по сравнению с показателями жителей экологически чистого района), наблюдаемые со стороны иммунной системы, вероятно, являются результатом взаимодействия копмлекса загрязняющих веществ, в том числе и специфических выбросов от близлежайшего предприятия. По-видимому, изменения в соотношении субпопуляций клеток будут сопровождаться модификацией процессов иммунорегуляции, и, неизбежно, последствия этого скажутся на работе эндокринной и нервной сиситем.
Повышение лейкоцитов у жителей района алюминиевого завода на фоне низкого количества лимфоцитов происходит, возможно, за счет увеличения числа сегментоядерных нейтрофилов до 60 % (52;63) при Р 0,001, в то время как у горожан благоприятного района их количество составило 49,5 % (43;55). Данная группа лейкоцитов носит характер общевосполительного назначения и осуществляет деструкцию антигена. Нейтрофилы содержат лизо-сомы и, выделяя гидролитические ферменты (протеазы, ферменты перекис-ного окисления), могут лизировать омертвевшие ткани. Кроме киллинга бактерий, нейтрофилы способны выделять митоген, активирующий бластную трансформацию В-лимфоцитов, тем самым, участвуя в иммунорегуляторных процессах [14, 63, 65]. По всей видимости, под влиянием фторпроиз водных загрязнителей адаптация иммунной системы направлена преимущественно на активацию факторов неспецифической защиты.
Число моноцитов у жителей района, испытывающих влияние выбросов алюминиевого завода, незначительно меньше - 4 % (2;6) при Р 0,01, чем у горожан экологически чистого района - 5 % (4;6), тогда как у жителей района выбросов фармацевтического завода этот показатель ниже более чем в два раза - 2 % (1 ;4), при Р 0,001.
Моноциты - клетки моноцитарно-макрофагальной системы и представляют собой предшественников тканевых макрофагов. Макрофаг - своеобразный «мусорщик» - удаляет из организма поврежденные ткани, клетки, бактерии и другие материалы (фагоцитоз) [64, 95]. Захваченные и переработанные антигены макрофаг представляет Т- и В-лимфоцитам - «презентация» антигенов на ранней стадии иммунного ответа.
Следовательно, можно предположить, что у жителей района выбросов фармацевтического завода стадия презентации антигена будет происходить менее интенсивно за счет низкого количества макрофагов, и адаптивные механизмы в этом случае ориентируются на активацию специфического звена защитных сил организма (увеличение числа функционально активных зрелых Т- и В-клеток: CD4+-, CD8+-, С019+-лимфоцитов).
Можно констатировать, что в условиях длительной техногенной нагрузки происходят видимые изменения параметров клеточного звена иммунной системы как специфического, так и неспецифического назначения. Так, повышение концентрации лейкоцитов и процентного содержания CD3+-, CD4+- лимфоцитов у лиц из неблагоприятных районов, видимо, предполагает компенсаторную готовность резервов иммунной системы, повышающих противостояние организма повреждающему действию токсических выбросов предприятий. При этом иммунная система находится в напряжении постоянно за счет стабильного воздействия загрязняющих веществ. Кроме того, прослеживаются различные последствия в зависимости от того, где проживает человек: так, иммунная система лиц, проживающих в Советском районе, использует для нивелирования техногенной нагрузки в большей степени факторы неспецифической защиты, в то время как у жителей Свердловского района повышаются показатели специфического иммунного ответа.
Особенности метаболического ответа лимфоцитов крови при инкубации in vitro с различными концентрациями фторида натрия у жителей г. Красноярска, испытывающих различную техногенную нагрузку
Влияние соединений фтора на клетку имеет несколько пунктов сопряжения. Так, фтор за счет нарушения связи атомов металлов в молекуле ферментов изменяет активность последних. Фториды ингибируют гликолитический фермент - енолазу, действие которой активируется ионами Mg2+. Вследствие чего происходит разобщение процессов дыхания и окислительного фосфорилирова-пия в клетках [26, 29, 89,217].
По типу «конкурентного торможения». Конкурентным ингибитором ако-нитазы, одного из энзимов цикла трикарбоновых кислот, участвующих в превращении лимонной кислоты в аконитовую, является фторлимонная кислота, образующаяся в процессе метаболических превращений опасного токсиканта фторуксусной кислоты (рис. 4.1.) В свою очередь, образовавшаяся фторлимонная кислота угнетает, активность транслоказы - фермента, обеспечивающего активный транспорт цитрата через мембраны митохондрий [87].
Кроме того, фториды способны накапливаться и вызывать морфологические изменения митохондрий, видимо, за счет депонирования ионов Са + в мат-риксе митохондрий [163,279].
Известно, что фторпроизводные соединения изменяют проницаемость мембран клеток посредством стимулирования аденилатциклазной системы, также Mg -зависимый фермент. При этом фтор оказывает свое влияние через каталитический участок молекулы адеиилатциклазы на внутренней стороне плазмалеммы. Кроме того, активированная фтором аденилатциклаза обладает довольно стабильным состоянием, но уже с измененными свойствами [160].
В результате проведенных исследований, обнаружено, что лимфоциты лиц из рассматриваемых районов г.Красноярска по-разному реагируют на воздействие различных доз фторида натрия.
Метаболизм лимфоцитов жителей экологически чистого района в ответ на инкубацию с фторидом натрия изменяется следующим образом (табл.. 4.1.1.). У жителей микрорайона Академгородок в ответ на воздействие 0,003 мкг/мл фторида натрия на лимфоциты наблюдается достоверное снижение уровней НАДИЦЦГ и Обр.НАДФГДГ по сравнению с контролем. Поскольку НАДИЦЦГ -митохондриальный, лимитирующий скорость цикла трикарбоно-вых кислот фермент, вероятно, снижение его активности будет сопровождаться поступлением меньшего количества субстратов, как в цикл Кребса, так и в дыхательную цепь [11,15]. Снижение активности НАДИЦЦГ может быть вызвано торможением фторидом натрия (уже в концентрации 0,003 мкг/мл) процесса цикла трикарбоновых кислот на уровне аконитатгидротазы - особенностью фермента является необходимость для реакции ионов Fe+, образующих метал-лосубстратный комплекс. При этом доказано, что фтор стремительно связывается преимущественно с ионами Fe+.
Наряду с этим, понижается активность Обр.НАДФГДГ - также митохон-дриального фермента, который катализирует восстановительное аминирование 2-оксоглутарата [72, 76]. Следовательно, при инкубации фторида натрия в концентрации 0,003 мкг/мл с лимфоцитами крови здорового человека, проживающего в экологически чистом районе, вероятно, происходит разобщение процессов дыхания и фосфорилирования наряду с уменьшением энергетической эффективности дыхания.
В то же время, в случае инкубации лимфоцитов крови жителей Академгородка с фторидом натрия в концентрации 0,03 мкг/мл, активность НАДИЦЦГ возрастает по сравнению с уровнем этого же фермента, после инкубации с 0,003 мкг/мл фторида натрия. Аналогичная ситуация повторяется и с Обр.НАДФГДГ - активность фермента после инкубации с 0,03 мкг/мл почти в 3 раза превышает уровень Обр.НАДФГДГ после инкубации лимфоцитов с 0,003 мкг/мл.. Кроме того, присутствие 0,03 мкг/мл фторида натрия в инкубационной среде с лимфоцитами, вызывает активацию ГР по сравнению с контролем. Следовательно, лимфоциты человека, проживающего в экологически благоприятном районе, способны запустить механизмы защиты направленные на детокси-кацию и элиминацию поллютантов. При этом рост уровней ГР и Обр.НАДФГДГ свидетельствуют о достаточном количестве НАДФН в клетках. Вероятно, в концентрации 0,03 мкг/мл фторид натрия проявляет способности активатора ферментов НАДИЦЦГ, Обр.НАДФИЦДГ и ГР в лимфоцитах крови .
Наконец, в концентрации 3 мкг/мл фторид натрия способен активировать НАДФГДГ в лимфоцитах по сравнению с контролем.
Для жителей, испытывающих длительное влияние выбросов ОАО «КРАЗ» ответ на воздействие 0,003 мкг/мл фторида натрия выглядит по-другому (табл.4.1.2.): значительно возрастает активность Обр.ЛДГ по сравнению с контролем. В большей степени активность Обр.ЛДГ увеличивается в случае инкубации лимфоцитов с фторидом натрия в концентрации 3 мкг/мл -по сравнению с контролем. Влияние фторида натрия в концентрации 0,03 мкг/мл вновь вызывает снижение активности Обр.ЛДГ по сравнению как с воздействием 0,003 мкг/мл, так и 3 мкг/мл фторида натрия. Влияние фторида натрия в концентрации 0,03 мкг/мл приводит к понижению уровня Обр.МДГ по сравнению с воздействием 3 мкг/мл фторида натрия на лимфоциты жителей из неблагополучного района.
