Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Влияние загрязнения окружающей среды на развитие бронхиальной астмы у детей, опосредованное изменениями иммунной системы и состоянием клеток бронхиального и буккального эпителия
Глава 2. Материалы и методы
2.1. Объекты исследования 34
2.2. Методы исследования 35
2.2.1 .Анализ состояния загрязнения атмосферы и заболеваемости г. Тулы 35
2.2.2.Микроядерный тест на клетках буккального эпителия детей 35
2.2.3.Иммунологический анализ слюны у детей 39
2.2.4. Статистическая обработка данных 40
Глава 3. Анализ кариологических показателей в двух обследованных группах детей 41
3.1. Анализ кариологических показателей у детей с бронхиальной астмой и в группе сравнения 41
3.2. Анализ кариологических показателей у детей с бронхиальной астмой в периоде ремиссии и обострения 44
3.3. Анализ кариологических показателей у детей с разной тяжестью бронхиальной астмы 49
3.4. Анализ сопряженности кариологических показателей между собой
Глава 4. Анализ показателей slgA в слюне у детей с бронхиальной астмой и в группе сравнения
4.1. Анализ показателя slgA в слюне детей обеих группах 54
4.2. Анализ взаимосвязи уровня slgA и кариологических показателей у детей в группе сравнения 57
4.3.Анализ взаимосвязи уровня slgA и кариологических показателей у детей с бронхиальной астмой 61
Глава 5. Влияние загрязнения окружающей среды на кариологические и иммунологические показатели у условно здоровых детей и детей с бронхиальной астмой 65
5.1. Анализ загрязнения окружающей среды г.Тулы и заболеваемости детей 65
5.2. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на кариологические показатели в обеих группах обследованных детей 76
5.3.Влияние загрязнения атмосферного воздуха на уровень slgA в слюне у детей 84
Глава 6. Обсуждение результатов 87
6.1 Цитогенетический статус, показатели пролиферации и апоптоза у детей с бронхиальной астмой, их изменения в зависимости от периода и тяжести заболевания 87
6.2. Сопряженность кариологических показателей между собой 89
6.3. Изменения кариологических показателей буккального эпителия в зависимости от состояния местного иммунитета 90
6.4. Влияние загрязнения окружающей среды г. Тулы на кариологические показатели условно здоровых детей и детей с бронхиальной астмой 92
Выводы 95
Список использованной литературы 97
Приложения 113
Список сокращений 130
- Влияние загрязнения окружающей среды на развитие бронхиальной астмы у детей, опосредованное изменениями иммунной системы и состоянием клеток бронхиального и буккального эпителия
- Анализ кариологических показателей у детей с бронхиальной астмой в периоде ремиссии и обострения
- Анализ взаимосвязи уровня slgA и кариологических показателей у детей в группе сравнения
- Влияние загрязнения атмосферного воздуха на кариологические показатели в обеих группах обследованных детей
Введение к работе
Загрязнение окружающей среды вносит существенный вклад в ухудшение состояния здоровья населения, и особенно, наиболее уязвимых групп: детей, людей пожилого возраста. Особого внимания требуют дети, больные бронхиальной астмой. В последние время во всем мире отмечается рост распространенности и тяжести бронхиальной астмы у детей, манифестация болезни в более раннем возрасте [Чучалин А.Г., 2000, Мизерницкий Ю.Л., 2002]. В нашей стране, по официальным данным, число детей и подростков, больных бронхиальной астмой, превышает четверть миллиона человек. Одной из причин роста заболеваемости считается влияние факторов окружающей среды, особенно загрязнение атмосферного воздуха [Пинигин М.А., Сабирова З.Ф., Тепикина Л.А. и др., 2005], в связи с чем бронхиальную астму относят к экологически зависимым заболеваниям. Важную роль в развитии атопической бронхиальной астмы играют воздействия аллергенов как внутри жилища, так и вне его [Дрожжев М.Е. с соавт., 2002]. В ряде исследований показано увеличение частоты случаев бронхиальной астмы в условиях загрязнения атмосферного воздуха [Говалова СМ., 1997, Brauer М., 2007, Sun H.L., 2006], и, особенно, увеличение частоты приступов при значительных выбросах загрязняющих веществ [Новиков СМ. с соавт., 2003; Новиков СМ. с соавт., 2001]. Однако в настоящее время нет достаточно точного объяснения механизмов такого влияния.
По современным представлениям атопическая бронхиальная астма (далее - БА) является воспалительным заболеванием дыхательных путей, пусковым сигналом которого является реакция иммунокомпетентрых клеток на аллергены [Чучалин А.Г., 2000, Богданова А.В. с соавт., 2005]. При воспалении наблюдается макрофагальная реакция и оксидантный стресс, дисбаланс которых оказывает прямое негативное действие на различные отделы бронхолегочной системы [White S.R. et al., 2002, Bumbacea d. et al., 2004]. По-видимому, химические загрязнения атмосферного воздуха
усугубляют эти процессы, однако, в настоящее время данные о воздействии химических загрязнений атмосферного воздуха на молекулярно-клеточные процессы у больных БА противоречивы и механизмы их не ясны.
Для решения этих вопросов необходимо комплексное обследование детей с проведением углубленных лабораторных исследований. Однако следует учесть, что в настоящее время в эпидемиологических работах трудно получить материал для прямой оценки молекулярно-клеточных реакций органов-мишеней с использованием инвазивных методов, поэтому усилия исследователей направлены на разработку и верификацию неинвазивных методов, например,' исследование эксфолиативных клеток и доступных биологических жидкостей (слюны, мочи). В ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды разработан и апробируется неинвазивный метод, позволяющий оценить цитогенетический статус, показатели пролиферации и апоптоза при исследовании эксфолиативных клеток буккального эпителия человека [Юрченко с соавт., 2007; Сычева Л.П., Журков B.C., Рахманин Ю.А., Ревазова Ю.А., 2007]. Информативность этого метода для оценки влияния факторов окружающей среды и характеристики некоторых заболеваний показана в ряде исследований [Сычева Л.П.и соавт., 2005; Сычева Л.П.и соавт., 2008; Чистякова В.П., 2008]. Учитывая данные о повышении уровня хромосомных аберраций в лимфоцитах больных БА [Линцов А.Е. и соавт. 1996; Семенов А.В., 2003], мы предположили, что применение нового подхода может быть информативным для оценки клеточных реакций у детей с БА и особенностей влияния на них загрязнения атмосферного воздуха.
В связи с этим целью исследования является оценка цитогенетических показателей, показателей пролиферации, апоптоза и местного иммунитета в слизистой рта детей, больных БА, и в группе сравнения, проживающих в условиях загрязнения окружающей среды г. Тулы.
Для ее достижения сформулированы следующие задачи:
Определить цитогенетический статус, показатели пролиферации и апоптоза у детей с БА, их изменения в зависимости от периода и тяжести заболевания, провести сравнительный анализ по отношению к контрольной группе детей.
На основании неинвазивного исследования slgA выделить группы с низким, нормальным и высоким содержанием иммуноглобулина у детей с БА и в группе сравнения. Определить уровень кариологических показателей буккального эпителия в зависимости от состояния иммунитета.
Определить сопряженность цитогенетических показателей, показателей пролиферации и апоптоза между собой и slgA у детей с БА и в группе сравнения для оценки их биологической значимости.
Провести анализ загрязнения атмосферного воздуха г. Тулы, структуры заболеваемости детей и распространенности БА в зависимости от состояния окружающей среды.
Определить влияние химического загрязнения атмосферного воздуха на цитогенетический статус и местный иммунитет, показатели пролиферации и апоптоза буккального эпителия у детей, больных Б А, и в группе сравнения. Научная новизна. Впервые
При проведении полного кариологического анализа буккального эпителия установлено, что і у детей с БА достоверно повышен уровень цитогенетических нарушений (суммарной доли клеток с микроядрами и протрузиями) и показателей апоптоза. Более выраженные изменения отмечены в период обострения и при тяжелом течении заболевания.
Направленность изменений буккального эпителия соответствует таковой для назального и бронхиального эпителия, выявленной другими исследователями, что свидетельствует об однонаправленных изменениях этих клеточных популяций при БА.
3. Установлена зависимость кариологических показателей буккального
эпителия детей из группы сравнения от состояния местного иммунитета. У.
детей с низким уровнем slgA повышается частота клеток с цитогенетическими нарушениями на фоне снижения апоптического индекса, что является неблагоприятной тенденцией, характеризующей накопление генетически измененных клеток в популяции. 4. В условиях химического загрязнения атмосферного воздуха у детей с БА отмечен более высокий уровень цитогенетических нарушений и показателей апоптоза и низкий уровень slgA, что характеризует их как более уязвимую группу по сравнению со здоровыми детьми.
Практическая значимость. Кариологический анализ буккального эпителия, включающий оценку цитогенетического статуса, показателей пролиферации и апоптоза, может быть рекомендован как дополнительный неинвазивный несложный метод морфологического контроля состояния эпителиев воздухоносных путей (в том числе бронхиального) у больных БА. Он может быть полезен и для контроля лечения БА, учитывая, что новые методы лечения этого заболевания направлены на коррекцию уровня апоптоза и пролиферации различных клеточных популяций.
Материалы исследования использованы при подготовке Методических рекомендаций «Полиорганный кариологический тест для, оценки цитогенетического и цитотоксического действия факторов окружающей среды при обследовании людей».
Работа выполнена в ГУ НИИЭЧиГОС им А.Н.Сысина РАМН, в лабораториях генетического мониторинга и оценки и прогнозирования здоровья населения в рамках плановых тем «Разработка методологии исследований неинвазивных методов оценки связи «окружающая среда -здоровье человека» (№ госрегистрации 0120403237, 2005-2007); «Разработка полиорганного кариологического теста для оценки цитогенетического и цитотоксического действия факторов окружающей среды при обследовании людей» (№ госрегистрации 0120060335, 2006-2008). Часть исследований проведена совместно с сотрудниками лаборатории биохимии* с группой иммунологии, с отделом социально-гигиенического мониторинга
Управления Роспотребнадзора по Тульской области и доцентом кафедры аэрологии, охраны труда и окружающей среды Тульского государственно университета д.т.н., чл.-корр. МАНЭБ Е.А. Машинцовым.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на 39-ой научной конференции «Хлопинские чтения» «Здоровье населения в современной среде обитания» (Санкт-Петербург, 2006); научной сессии «Экологические риски здоровью населения на Крайнем севере» (Надым, 2007); III Всероссийском форуме «Здоровье нации - основа процветания России» (Москва, 2007); XII Педиатрическом конгрессе (Москва, 2008); Международном экологическом форуме (Санкт-Петербург, 2008).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них 2 - в центральной печати.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, трех глав собственных исследований, обсуждения результатов, вывода и списка литературы. Текст изложен на 130 страницах машинописи, иллюстрирован 42 таблицами и 27 рисунками. Указатель литературы содержит 138 источника, из них 65 отечественных и 73 иностранных авторов.
Основные положения, выносимые на защиту:
У детей с БА повышен уровень цитогенетических нарушений и апоптоза клеток буккального эпителия. Эти изменения более выражены в приступный период и при тяжелом течении БА.
На фоне снижения slgA, характеризующего местный иммунитет, повышается уровень цитогенетических повреждений и снижается уровень кариологических показателей апоптоза у детей в группе сравнения.
В условиях загрязнения атмосферного воздуха отмечается более высокий уровень цитогенетических нарушений и показателей апоптоза, низкий уровень slgA у детей с БА по сравнению с контролем, что характеризует их как более уязвимую группу по сравнению со здоровыми детьми.
Влияние загрязнения окружающей среды на развитие бронхиальной астмы у детей, опосредованное изменениями иммунной системы и состоянием клеток бронхиального и буккального эпителия
Влияние загрязнения окружающей среды на развитие бронхиальной астмы. Одной из глобальных проблем является обострение экологической ситуации в городах. В настоящее время окружающая среда человека перенасыщена вредными веществами - продуктами переработки промышленных предприятий, автотранспорта. Многие из них обладают мутагенным и канцерогенным действием, приводят к снижению адаптивных и иммунных свойств организма [Буторина А.К. с соавт., 2000; Kagawa J., 1994]. В связи с этим во всем мире отмечается рост распространенности и тяжести БА у детей, манифестации болезни в более раннем возрасте [Мизерницкий Ю.Л 2002]. Работы, проведенные в последние годы, по изучению распространенности этого заболевания показали, что за последние 30 лет произошло удвоение случаев БА. В настоящее время показано, что от 4 до 8% населения страдает от данного заболевания. В детской популяции этот процент повыщается до 5-10%, а во взрослой — колеблется в пределах 5% [Чучалин А.Г., 2000; Зайцева О. В., 2007]. Таким образом, число детей и подростков, имеющих данную патологию, превышает четверть миллиона человек [Дрожжев М.Е., 2002].
БА может развиться в любом возрасте, однако примерно в половине случаев она начинается в детстве и еще у 30 % больных — в возрасте до 40 лет [Global Strategy,2006]. Например, в работе Рыжовой Е.Г. с соавторами (2005) показано, что у 70% обследованных детей с БА первые симптомы затрудненного дыхания по обструктивному типу были отмечены родителями в раннем возрасте до 3-х лет, а диагноз БА чаще устанавливался в 4-7 лет. Описаны наблюдения, когда болезнь развивалась у детей в первые 3 месяца жизни [Чучалин А.Г., 1985]. Частота встречаемости БА варьирует от возраста и пола. Так у детей она встречается чаще у мальчиков, чем у девочек. А среди взрослых чаще болеют женщины [Fritsz P.M. et al., 1999].
Оценка данных Международного исследования астмы и аллергии показала очень широкую вариабельность распространенности БА в мире. Эти показатели оказались низкими в странах Азии и Африки и высокими в англосаксонских и латиноамериканских странах. Выявлено 15-кратное различие распространенности БА между различными странами [Дрожжев М.Е, 2002; Pin I. et al., 1999].
БА в США и Западной Европе страдают от 3 до 7% детей. В России также отмечено повышение распространенности болезней аллергической природы, но она не достигает такого высокого уровня, как в странах Европы и США: распространенность БА среди детей России в 7-10 раз ниже. Однако не исключено, что в странах Западной Европы имеет место гипердиагностика БА [Студеникин М.Я., 1998].
Истинные причины реального увеличения распространенности БА остаются неясными. Одни авторы склонны считать БА экологически зависимым заболевайием, относя ее к чувствительным маркерам загрязнения атмосферного воздуха [Heinrich J. et al., 2004]. Другие авторы не находят прямой связи увеличения распространенности БА с загрязнением окружающей среды [Брезгина СВ., 2000, Maynard R.L., 1993].
В ряде исследований, проведенных в Европе по изучению влияния загрязнения атмосферного воздуха на распространенность БА, выявлено, что данный фактор не всегда играет ведущую роль. Например, распространенность данной патологии оказалась существенно ниже в относительно сильно загрязненных городах европейских стран, таких как Восточная Германия!, Польша и Эстония [Johnson G.C. et al., 2002; von Mutius E. et al., 1992; Bjorksten B, 1994].
Различия распространенности аллергическими болезнями в России и в Европе связывают с присутствием в этих странах атмосферных поллютанов с разными химико-физическими свойствами. В Восточной Европе преобладают вещества, раздражающие дыхательные пути, так называемые ирританты (сернистый газ, крупные пылевые частицы - свыше 10 мкм), которые ответственны за частую заболеваемость детей назофарингитами, ОРВИ, бронхитами [Студеникин М.Я., 1998]. А в Западной Европе доминируют оксиды азота, летучие органические соединения, озон и мелкодисперсные пылевые частицы (менее 2,5 мкм) - все они представляют собой сильные адъюванты аллергической сенсибилизации и глубоко проникают в дыхательные пути [Студеникин М.Я., 1998]. Так, в исследовании, проведенном в Турине, подтверждено увеличение обращаемости за медицинской помощью в связи с развитием респираторной патологии при загрязнении окружающей среды (маркерами загрязнения были диоксид азота и взвешенные вещества) [Migliaretti G. et al, 2004, Zhang J. et al., 2002].
В ряде других работ также показана прямая зависимость между загрязнением окружающей среды и увеличением смертности от сердечно-легочных заболеваний. Для аллергических симптомов и заболеваемости БА, аллергического ринита, атопического дерматита и аллергической сенсибилизации установлена четкая связь с загрязнением окружающей среды [Heinrich J. et al., 2004]. Подтверждением этой зависимости служит исследование Brauer«M. с соавторами (2007), проведенное на детях первых четырех лет жизни, где они показали увеличение заболеваемости БА при увеличении концентрации загрязняющих веществ (N02, пыли и сажи). В другом исследовании, проведенным Sun H.L. с соавторами (2006), показана связь развития БА с.повышенными концентрациями загрязняющих веществ, таких как диоксид азота и взвешенных частиц меньше 10 мкм. К тому же было показано, что загрязнение атмосферного воздуха играет большую роль в патогенезе астмы у детей, чем у взрослых.
В исследовании Говалова СМ. с соавторами (1997) выявлена зависимость частоты обострений БА от степени загрязнения атмосферного воздуха. Так установлено, что в районах с повышенной концентрацией формальдегида (средняя за год концентрация - 6 ПДК), аммиака (средняя за год концентрация превышала среднесуточную ПДК), диоксида азота (2,3 ПДК), бензола (4,7 ПДК) и сажи отмечается более тяжелое течение приступов и увеличивается число больных, требующих госпитализации по сравнению с районами, где концентрации этих веществ ниже.
Особенно сильно влиянию неблагоприятных факторов среды подвержены дети в силу того, что у них еще не достаточно развиты эволюционно закрепленные формы адаптации, способствующие выживанию индивида в условиях постоянно меняющейся среды [Черных A.M. с соавт., 2006]. Этому способствует большая привязанность детей к территории, на которой они живут, меньшая степень внутригородской миграции, по сравнению со взрослым населением, отсутствие профессиональных вредностей и вредных привычек. В связи с этим состояние здоровья детей считается оптимальным индикатором антропогенного загрязнения [Буторина А.К. с соавтр., 2000].
Высокий уровень распространенности БА среди детей характерен для промышленных городов с развитой машиностроительной промышленностью и металлургией, в нефте- и газодобывающих регионах, вблизи предприятий нефтепереработки и нефтехимии, микробиологического синтеза (особенно выпускающих кормовые добавки - белково-витаминные концентраты), цементной промышленности, в сельских районах с интенсивным использованием гербицидов и пестицидов. Установлены зависимости между содержанием в атмосферном воздухе диоксида азота, взвешенных частиц, диоксида серы, хлористого водорода, аммиака, фенола и некоторых других загрязняющих веществ и частотой возникновения БА у детей [Ревич Б.А., 2004, Mochizuki Н. et al., 2001].
Анализ кариологических показателей у детей с бронхиальной астмой в периоде ремиссии и обострения
Из результатов исследования представленных в таблице 3.2.1. видно, что доля клеток с микроядрами достоверно увеличивается у детей с БА в период ремиссии, а клеток с протрузиями - в период обострения, суммарная доля клеток с цитогенетическими нарушениями также выше у детей в период обострения (табл. 3.2.1., рис.3.2.1).
У детей с БА в разные периоды болезни отмечено повышение доли клеток с цитогенетическими нарушениями по отношению к группе сравнения, но между собой эти группы не отличаются.
Цито генетические показатели буккального эпителия у детей с БА в период ремиссии (столбцы с крупной наклонной штриховкой) и обострения (столбцы с крупной вертикальной штриховкой). - достоверные отличия по отношению к группе сравнения. Таблица 3.2.1 Кариологические показатели клеток буккального эпителия у детей с бронхиальной астмой в период ремиссии и обострения и в группе сравнения
Доля клеток с перинуклеарной вакуолью достоверно (р 0,05) повышается во всех периодах болезни (17,85%о в период ремиссии, 19,66%о в период обострения против 11,79%о в группе сравнения). Причем, в период обострения этот показатель достоверно выше, чем в период ремиссии.
Показатели деструкции ядра эпителиальных клеток достоверно увеличиваются у детей с БА в период ремиссии (кариорексис - недостоверно) и в период обострения. Алоптический индекс повышается у детей с атопической Б А в период ремиссии в 1,2 раза, а в период обострения в 1,5 раза, причем отличия между этими двумя периодами достоверны (табл.
Показатели деструкции ядра буккального эпителия у детей с атопической БА в период ремиссии (столбцы с крупной косой штриховкой) и обострения (столбцы с крупной вертикальной штриховкой). - достоверные отличия по отношению к группе сравнения. 1 У детей со среднетяжелым течением БА оказалось возможным сравнить кариологические показатели у детей в периоде ремиссии и обострения. Изменения в период ремиссии и обострения при среднетяжелой БА показаны в таблице 3.2.2. Все отмеченные выше изменения, характерные для больных астмой в целом наблюдаются и при рассмотрении среднетяжелого течения астмы.
Показатели деструкции ядра клеток буккального эпителия у детей со среднетяжелым течением БА в период ремиссии (столбики с крупной косой штриховкой) и обострения (столбики с вертикальной штриховкой) и в группе сравнения (столбики с мелкой косой штриховкой). - достоверные отличия по отношению к группе сравнения. 3.3 Анализ кариологических показателей у детей с разной тяжестью бронхиальной астмы. В данном разделе проведено сравнение кариологических показателей у детей при легком, среднетяжелом и тяжелом течении БА (табл. 3.3.1). Установлено, что все цитогенетические показатели достоверно в 1,3 - 2,59 раза выше в группе детей с тяжелым течением БА по отношению к группе сравнения. Все показатели, кроме доли клеток с микроядрами, у этих детей достоверно выше, чем в группах с легким или среднетяжелым течением астмы (рис 3.3.1).
Приблизительно такие же изменения у детей с тяжелым течением БА отмечены при анализе показателей деструкции ядра. Доля клеток с перинуклеарной вакуолью в 1,5 раза выше, с кариорексисом в 1,3 раза выше, чем в группе сравнения. Нет отличий с группой сравнения только по кариопикнозу и карйорексису. В целом, у этих детей апоптический индекс в 1,13 раза выше, чем в группе сравнения. Наибольшие изменения отмечены по карйорексису. Причем этот показатель значительно и достоверно повышен именно у детей с тяжелым течением БА и не отличается у детей с легким или среднетяжелым течением астмы по отношению к группе сравнения (рис. 3.3.2).
Цитогенетические показатели клеток буккального эпителия у детей с легким (столбики с крупной косой штриховкой), среднетяжелым (столбики с вертикальной штриховкой) и тяжелым течением (столбики с горизонтальной штриховкой) бронхиальной астмы и в группе сравнения (столбики с мелкой косой штриховкой). -достоверные отличия по отношению к группе сравнения.
Показатели деструкции ядра буккального эпителия у детей с легким (столбики с крупной косой штриховкой), среднетяжелым (столбики с вертикальной штриховкой) и тяжелым течением (столбики с горизонтальной штриховкой) бронхиальной астмы и в группе сравнения (столбики с мелкой косой штриховкой). - достоверные отличия по отношению к группе сравнения.
Анализ взаимосвязи уровня slgA и кариологических показателей у детей в группе сравнения
Доля клеток с кикроядрами и атипичной формой ядра не изменяется у детей условно здоровых при различном уровне sIgA. У детей с низким содержанием sIgA отмечено достоверное двукратное повышение доли клеток с протрузиями (1,63±0,32 при низком уровне и 0,83+0,17 при нормальном уровне sIgA) и в 1,5раза, не достоверно, суммарная доля клеток с микроядрами и протрузиями (2,31+0,41 и 1,52±0,24 при низком и нормальном уровне slgA соответственно) (рис 4.2.1).
Показатели, косвенно отражающие пролиферацию (доля клеток с центральной перетяжкой ядра, двуядерные и трехъядерные клетки), в сравниваемых группах почти не отличались.
Цитогенетические показатели у условно здоровых детей с различным уровнем slgA (низкий уровень - столбики с крупной косой штриховкой, нормальный уровень - столбики с вертикальной штриховкой, высокий уровень - столбики с мелкой косой штриховкой). - достоверные отличия по отношению к нормальному уровню.
Показатели деструкции ядра у условно здоровых детей с различным уровнем sIgA (низкий уровень - столбики с крупной косой штриховкой, нормальный уровень - столбики с вертикальной штриховкой, высокий уровень - столбики с мелкой косой штриховкой). - достоверные отличия по отношению к нормальному уровню.
Наблюдаемые изменения подтверждены с помощью корреляционного анализа. Установлена обратная корреляционная связь между клетками с протрузиями и суммой клеток с микроядрами и протрузиями и содержанием sIgA (таб. 4.2.2).
Анализ взаимосвязи уровня sIgA и кариологических показателей у детей с бронхиальной астмой. У детей с БА наблюдается тенденция к снижению уровня цитогенетических показателей с увеличением уровня sIgA, причем доля клеток с атипичным ядром достоверно (р 0,05) увеличивается у детей с высоким уровнем sIgA (1,56±0,65 против 0,69±0,16 при низком уровне) (таблица 4.3.1 и рис 4.3.1).
Цитогенетические показатели у детей с БА при различном уровне sIgA (низкий уровень - столбики с крупной косой штрихофкой, нормальный уровень - столбики с вертикальной штриховкой, высокий уровень - столбики с мелкой косой штриховкой). - достоверные отличия по отношению к нормальному уровню. Показатели, косвенно отражающие пролиферацию (клетки с центральной перетяжкой и клетки с 3-мя ядрами) у детей с БА при различном уровне sigA не изменились. Однако доля клеток с двумя ядрами достоверно (р 0,05) снижается при повышении уровня sigA (5,39±0,4 при низком уровне, 4,08±0,53 при нормальном уровне и 3,93±0,79 при высоком уровне), а также отмечено снижение суммарной доли клеток с двумя и более ядрами (6,79+ 0,44 при низком уровне, 5,27± 0,59 при нормальном уровне и 5,53± 0,93 при высоком уровне) (рис 4.3.2.).
Показатели пролиферации у детей с бронхиальной астмой при различном уровне sigA (низкий уровень - столбики с крупной косой штрихофкой, нормальный уровень - столбики с вертикальной штриховкой, высокий уровень - столбики с мелкой косой штриховкой). - достоверные отличия по отношению к нормальному уровню. Таблица 4.3.1.
Доля клеток с перинуклеарной вакуолью достоверно (р 0,05) увеличивается у детей с БА при увеличении уровня sIgA (16,08±1,91 при низком, 18,67±2,73 при нормальном и 23,94+5,79 при высоком уровне sIgA). Доля клеток с кариопикнозом достоверно уменьшается приблизительно в 1,7 раза, а доля клеток с кариолизисом повышается при низком и высоком уровне sIgA приблизительно в 1,3 раза по отношению к нормальному уровню sIgA. Доля клеток с кариорексисом и апоптическим индексом не изменяется (таб.4.3.1 ирис. 4.3.3).
Показатели деструкции ядра у детей с бронхиальной астмой при различном уровне sIgA (низкий уровень - столбики с крупной косой штрихофкой, нормальный уровень - столбики с вертикальной штриховкой, высокий уровень - столбики с мелкой косой штриховкой). - достоверные отличия по отношению к нормальному уровню.
В промышленном центре России город Тула - один из самых индустриально развитых городов. По степени суммарной техногенной нагрузки в Центральной России город Тула уступает только Москве и Московской области. Таблица 4.3.3. Сводная таблица направленности изменений кариологических показателей у детей с бронхиальной астмой и в группе сравнения при низком и высоком уровне sIgA по отношению к нормальному уровню
В городе развита черная металлургия - ОАО «Косогорский металлургический завод», находящийся в Привокзальном районе и производящий чугун литейный, ферромарганец, цемент, чугунное литье, и ОАО «Тулачермет», расположенный в Пролетарском районе и производящий чугун передельный, литейный, сталь. Также в городе имеются ГУЛ «Машиностроительный завод им Б.Л. Ванникова «Штамп»», находящийся в Пролетарском районе и производящий огнетушители, газовые колонки, а также оборонную продукцию, электросамовары; ЗАО «Тулажелдормаш», расположенный в Привокзальном районе и производящий машины для ремонта железнодорожного пути, снегоочистительные машины, ОАО «Тульский комбайновый завод», расположенный в Пролетарском районе и производящий зерно- и кормоуборочные прицепные комбайны, жатвенные части, запчасти к сельхозмашинам.
Выбросы вредных веществ в атмосферу от стационарных источников и автомобильного транспорта составляют 138,5 тыс. т/год [Госдоклад, 2002]. Наблюдение за загрязнением атмосферного воздуха в городе ведется с 1986 г. на 4-х стационарных постах по следующим компонентам: пыль, оксид углерода, диоксид азота, диоксид серы, аммиак, сероводород, растворимые сульфаты, бенз(а)пирен. В воздухе города периодически на отдельных постах наблюдаются превышения содержания пыли, диоксида азота [Госдоклад, 2002].
Основной вклад в выбросы от стационарных источников вносит АК "Тулачермет" - 86,3%. Это предприятие выбрасывает наибольшее количество специфических загрязняющих веществ: марганца и его соединений 4,1 т, аммиака 0,3 т, сероводорода 42,4 т; ОАО. "Ванадий -Тулачермет" выбрасывает: ванадия пятиокись - 23,7 т; Косогорский металлургический завод: марганец и его соединения - 5,4 т, аммиак -36,8 т, метан - 10,9т; Комбайновый завод - ксилол 0,3 т [Госдоклад, 2002].
На предприятиях города улавливается 44,6 тыс. т/год загрязняющих веществ, из них утилизируется 24,2 тыс. т/год или 54,3%. Наибольшая степень улавливания 91,3% на ОАО "Ванадий-Тулачермет", на ОАО "Тульский комбинат хлебопродуктов" - 96%; самая низкая на ГУП КБП -2,7%, на Скуратовском экспериментальном заводе - 0,5 % [Госдоклад, 2002].
Вклад автотранспорта в суммарный выброс составляет 28,3%, в том числе оксида углерода 26,2%, оксидов азота 39,7%, углеводородов 98,3%), диоксида серы 22,8% [Госдоклад, 2002].
На предприятиях города в 2001 году образовалось 1,533 млн.т отходов 1-4 класса опасности. Основными источниками образования отходов в г. Туле являются предприятия черной металлургии ОАО "КМЗ" и АК "Тулачермет", которые формируют 90,5% от всех образующихся отходов. Использовано и обезврежено на предприятиях порядка 1,127 млн. т отходов. Всего накоплено отходов 1-4 класса опасности - 6,4 млн. т. Серьезную экологическую опасность для города представляют городские очистные сооружения, на которых накоплено более 40 тыс. м илов, содержащих тяжелые металлы, и свалка твердых бытовых отходов, которая эксплуатируется сверхнормативно с 1978 года [Госдоклад, 2002].
Превышение ПДК по максимально разовым концентрациям наблюдается в Привокзальном районе по взвешенным веществам, в Пролетарском по взвешенным веществам, аммиаку и диоксиду серы, в Советском районе по формальдегиду, взвешенным веществам, оксидом углерода, в Центральном районе по взвешенным веществам.
Водоснабжение г. Тулы централизовано и осуществляется из 9 водозаборов, базирующихся на Упинском и Заволжском подземном горизонтах. Питьевая вода характеризуется высоким уровнем содержания железа, стронция стабильного и других элементов, формирующих общую минерализацию, и повышенной жесткостью. Длительное употребление такой воды способствую распространению среди населения болезней костно-мышечной системы (артрозы и остеоартрозы), мочеполовой системы (мочекаменная болезнь), хронического поражения желудочно-кишечного тракта. Также в ней содержится малое количество фтора, йода, селена, что приводит к высокому уровню пораженности населения кариесом (до 98%), стабильному росту поражений эндокринной системы и достаточно широкому распространению поражений сердца и новообразований [Ряполова А.Н. с соавт., 2007]. Однако в целом качество питьевой воды соответствовало гигиеническим требованиям СанПин 2.1.-4 1074.02 -2001 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».
Влияние загрязнения атмосферного воздуха на кариологические показатели в обеих группах обследованных детей
В группе здоровых детей, проживающих в условно загрязненном районе, цитогенетические показатели и показатели пролиферации достоверно выше, а показатели апоптоза достоверно снижены, чем у детей из условно чистого района .
Свинец Двуядерные клетки 160 0,16 0,047 В группе здоровых детей выявлена корреляционная связь цитогенетических показателей с загрязнением атмосферного воздуха аммиаком (R=0,24, Р=0,023), что, по-видимому, связано не с самим веществом, а с воздействием продуктов его трансформации (табл. 5.2.5).
Увеличение количества двуядерных клеток в буккальном эпителии, косвенно отражающих пролиферативные процессы в ткани, отмечено при повышении в атмосферном воздухе концентрации таких веществ как диоксид серы (R=0,25, Р=0,019), свинец (R=0,25, Р=0,019) и формальдегид (R=0,22, Р=0,034).
Корреляционная связь между усредненными за 5 лет (1999-2003) концентрациями загрязняющих веществ окружающей среды и кариологическими показателями у условно здоровых детей, проживающих в г. Туле
Корреляционный анализ максимально разовых концентраций веществ, загрязняющих атмосферный воздух и кариологических показателей, выявил, сильную связь между концентрацией аммиака и количеством клеток с двумя и более ядрами и взвешенных веществ и апоптическим индексом (табл.5.2.8). Таблица 5.2.8 Корреляционная связь между максимально разовой концентрацией за 2005 г. веществ, загрязняющих атмосферный воздух г. Тулы, и кариологическими показателями у здоровых детей, проживающих в различных районах Показатель 1 Показатель 2 Количество объектов КоэффициенткорреляцииСпирмена Значимостьпоказателя(Р) аммиак Сумма клеток с двумя, и более ядрами 5 0,89 0,04 взвешенные вещества Апоптическийиндекс 5 0,9 0,037
Сравнение средних концентраций slgA у условно здоровых детей и детей с БА в условно чистом (столбики с косой штриховкой) и загрязненном районах ( столбики с вертикальной штриховкой). -достоверные отличия по отношению к условно чистому району.
В ходе исследования выявлено, что при увеличении концентрации оксида углерода и взвешенных веществ у детей увеличивается содержание slgA в слюне, а при увеличении оксида серы - снижается (таб.5.3.2.). Корреляционная связь мезкду усредненными за 5 лет (1999-2003) концентрациями веществ, загрязняющих атмосферный воздух, и уровень slgA у всех обследованных детей г. Тулы.
Цитогенетический статус, показатели пролиферации и апоптоза у детей с бронхиальной»астмой, их изменения в зависимости от периода и тяжести заболевания. У детей с БА повышен уровень цитогенетических нарушений по1 отношению к группе сравнения. Суммарная доля клеток с микроядрами и протрузиями достоверно в 1,3 раза выше, чем в группе сравнения. Показатели апоптоза клеток буккального эпителия также достоверно выше у детей с БА на 30-45%. Показатели пролиферации не отличалась у детей с БА и в группе сравнения. Более выраженные изменения отмечены в период обострения и при тяжелом течении заболевания. Но и при легком течении БА в периоде ремиссии отмечено достоверное повышение в 1,6 раза суммарной частоты клеток с цитогенетическими нарушениями и в 1,3 раза апоптического индекса. Наши данные подтверждаются исследованиями, полученными на других клеточных популяциях. Уровень цитогенетических нарушений в лимфоцитах у больных БА при легком течении был в 1,8 раза выше, чем в группе4 сравнения, а при усугублении тяжести заболевания выявлены более выраженные нарушения [Семенов А.В., 2003, Линцов,А.Е. с соавт., 1996].
У больных БА отмечено повышение ДНК-повреждений назальных эпителиоцитов [Fortoul T.I. et al., 2003]. Апоптоз лимфоцитов периферической крови также повышен [Grzegorczyk J. et al., 2002], возможно, как ответ на повреждение ДНК. Bucchieri F. с соавторами (2002) полагают, что повреждение бронхиального эпителия больных БА и потеря цилиндрических эпителиальных клеток происходит благодаря апоптозу. Trautmann А. с соавторами (2002) показали, что, бронхиальные эпителиальные клетки больных БА подвергаются цитокин-индуцированному апоптозу, характеризующемуся фрагментацией ДНК и морфологическими признаками апоптоза, и этот процесс опосредован Т-лимфоцитами и эозинофилами.
По современным представлениям пусковым сигналом атопической БА является реакция иммунокомпетентных клеток на аллергены, но основные процессы связаны с хроническим воспалением и изменением структурно-функционального состояния бронхов. При воспалении наблюдается макрофагальная реакция и оксидативныи стресс, характеризующийся выработкой эндогенных активных форм кислорода и азота, дисбаланс которых оказывает прямое токсическое воздействие на различные отделы бронхолегочной системы [White S.R. et al., 2002, Bumbacea d. et al., 2004]. Цитогенетические нарушения, выявленные у больных БА, по-видимому, являются результатом действия этих активных радикалов [Величковский Б.Т., 2003]. Повреждение белков и ДНК активирует р53 сигнальный путь и апоптоз клеток бронхиального эпителия. Это приводит к их активному отторжению, вплоть до оголения базальной мембраны, что является характерным признаком астмы и увеличивается при тяжелом течении и в периоды обострения.[\гш.е S.R. et а12002, Trautmann A. et al., 2005].
Хотелось бы отметить аспект исследования, касающийся значимости интегральных показателей. Отличия детей, больных БА, и группы сравнения по частоте клеток с микроядрами и протрузиями оказались недостоверны, однако интегральный цитогенетический показатель (суммарная частота клеток с микроядрами и протрузиями) позволил выявить статистически значимые отличия.
![Гигиеническая оценка птицеводческих комплексов как источников загрязнения атмосферного воздуха пахучими и раздражающими веществами [Электронный ресурс]](/i/i/4277/182567.png "Гигиеническая оценка птицеводческих комплексов как источников загрязнения атмосферного воздуха пахучими и раздражающими веществами [Электронный ресурс] Орлова Анна Владимировна")