Введение
Известно, что с помощью оценки интенсивности контактного взаимодействия лимфоцитов с гранулоцитами можно выявлять процессы доклинического канцерогенеза (наличие трансформированных клеток в организме, иммунодиагностика доклинической стадии злокачественных опухолей) [12,13,4]. Исследование контактного взаимодействия лимфоцитов с гранулоцитами позволяет идентифицировать и HLA обусловленные алло- и ксеногенные различия этих клеток [5], т.е. позволяет выявлять незначительные антигенные различия. При обосновании целесообразности изучения влияния загрязнения почвы тяжелыми металлами на функционирование лейкоцитов мы исходили из того, что: а) тяжелые металлы и мышьяк обладают канцерогенными свойствами (мышьяк и его соединения, никель и некоторые соединения хрома способны инициировать развитие раковых опухолей у человека и животных [3]); б) взаимодействие лимфоцитов с гранулоцитами, характеризующее уровень трансформирующих клеток, снижается у лиц постоянно проживающих в городе, по сравнению с жителями сельской местности, что свидетельствует об увеличении уровня трансформированных клеток у горожан [6], видимо под действием повышенного антропогенного экологического загрязнения.
Контактное взаимодействие лимфоцитов с гранулоцитами можно рассматривать, по нашему мнению, как цитологический феномен, который характеризует функциональное состояние лейкоцитов, отражающее локомоторные потенции фагоцитирующих клеток крови (нейтрофилов, моноцитов и эозинофилов) и адгезивные возможности этих клеток, а оптимальные цито-физиологические условия инкубирования клеток позволяют более точно учитывать контактирующие лейкоциты [7,8].
Исследованиями Е.В. Налеты [11] на основании определения суммарного показателя загрязнения почвы тяжелыми металлами (цинк, мышьяк, медь, свинец и никель) установлены характеристики различных функциональных зон города Ростова-на-Дону. В частности, автором был определен допустимый уровень загрязнения (СПЗ от 1–15 усл. ед.) почвы в городе, за исключением опасного уровня загрязнения в районе завода Эмпилс, а также умеренно опасного (СПЗ от 16 – 32 усл. ед.) – в районе пл. Гагарина и парка им. В. Черевичкина. Это позволило провести сопоставительный анализ активности контактного взаимодействия лейкоцитов различных типов у постоянно проживающих жителей функциональных зон города, различающихся по степени загрязнения почвы тяжелыми металлами: 1) район прилежащий к пл. Гагарина и к парку им. В.Черевичкина – с умеренно опасным уровнем загрязнения, 2) пр. Стачки и пр.Буденовский (допустимый уровень загрязнения).
Цель исследования
Цель данной работы заключалась в изучении влияния загрязнения почвы тяжелыми металлами различной степени на контактное взаимодействие лейкоцитов человека.
Материал и методы
Для исследования использовали кровь практически здоровых лиц в возрасте 32—49 лет, длительно (в течение 25 лет) проживающих на территории с умеренно опасным уровнем загрязнения почвы тяжелыми металлами (n=11), и проживающих на территории с допустимым уровенем загрязнения (n=12).
В работе применяли силиконированные пробирки и стеклянные пипетки. Их, а также жидкие питательные среды и используемые растворы, применяли охлажденными до 40С, для предотвращения активации нейтрофилов. Из крови общепринятым методом выделяли HLA-позитивные клетки, доводили их концентрацию до 1—30×105 в 1 мл и инкубировали в объеме 300 мкл в течение 20 минут при 370С на покровном стекле. Препарат фиксировали и окрашивали по Романовскому-Гимза. В световом микроскопе под иммерсией регистрировали число лимфоцитов, контактно взаимодействующих с аутологичными фагоцитами, и определяли процент взаимодействующих клеток (процент агломерационной активности лейкоцитов – ПАЛ).
Полученные данные обрабатывали методом вариационной статистики с использованием t-критерия Стьюдента.
Результаты исследования и их обсуждение
Контактное взаимодействие лейкоцитов регистрировалось как у жителей территории с допустимым уровнем загрязнения, так и у жителей территории с умеренно опасным уровнем загрязнения почвы тяжелыми металлами. Однако наблюдалось некоторое различие показателя агломерационной активности клеток в образцах крови жителей исследуемых групп. У проживающих на территории с допустимым уровнем загрязнения величина ПАЛ составляла 14,1± 0,9 %, в то время как у жителей территории с умеренно опасным уровнем загрязнения почвы тяжелыми металлами этот показатель снижался до 10,8 ± 0,7 %, (p < 0,05).
С нашей точки зрения особенности контактного взаимодействия лейкоцитов связаны с тем, что клетки освобождаются от влияния присутствующих в плазме крови биомолекул (антигенов и аутоантигенов, антител, аутоантител, циркулирующих иммунных комплексов, комплемента и др.), которые способны влиять на контактное взаимодействие данных клеток; 2) инкубирование клеток на достаточно большой горизонтальной поверхности подложки позволяет высокомобильным фагоцитам крови реализовывать естественный цитокин-ориентированный маршрут.
Снижение активности контактного взаимодействия лейкоцитов у жителей территории с умеренно опасным уровнем загрязнения почвы тяжелыми металлами, по нашему мнению, может отражать уменьшение локомоторных и (или) адгезивных возможностей исследуемых клеток. В частности, молекулы адгезии экспрессируются на различных типах клеток иммунной системы (субпопуляции лимфоцитов, нейтрофилы, NK-клетки и т.д.).
Поверхностные слои почвы благодаря своей структуре накапливают опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, в том числе и тяжелые металлы. При этом длительное пребывание человека в одной местности вызывает аккумулирование тяжелых металлов в организме человека и их пролонгированное негативное воздействие на здоровье. Повышенное содержание цинка в пахотных почвах приводит к нарушениям здоровья: росту заболеваемости артритами и патологии нервной системы, меди – отражается на возникновении врожденных аномалий у местного населения [14].
Известно, что характеризующие загрязнение почвы тяжелыми металлами в г. Ростове-на-Дону цинк, свинец и никель, присутствующие в перечне тяжелых металлов, а также мышьяк, относятся к категории элементов, вызывающих мутации у млекопитающих [16]. Согласно классификации МАИР мышьяк и его неорганические соединения, бериллий и соединения бериллия, кадмий и соединения кадмия, никель и его соединения относят к безусловно канцерогенным для человека [15].
Среди химических элементов, загрязняющих почву в г. Ростове-на-Дону, канцерогенность для человека доказана в отношении мышьяка, никеля и его соединений. Кроме того, существуют эпидемиологические и экспериментальные работы, показывающие канцерогенность цинка, свинца и их соединений [10].
Локализация канцерогенных ионов металлов в клетках приводит к хромосомным нарушениям, которые являются результатом сшивания молекул ДНК с белком, и трансформации клетки [17]. Инактивацию канцерогенов обеспечивают процессы фагоцитоза, при участии NK-клеток и Т-лимфоцитов [1]. Можно думать, что рассогласование взаимодействия лимфоцитов (в том числе NK-клеток и Т-лимфоцитов) с фагоцитами (нейтрофилы, моноциты), характеризующее жителей территории с умеренно опасным уровнем загрязнения почвы тяжелыми металлами, снижает у них возможности инактивации канцерогенов этими клетками.
Не исключено, что выявленное нами снижение интенсивности контактного взаимодействия лейкоцитов у людей, длительно проживающих на территориях, почва которых умеренно загрязнена тяжелыми металлами, вызвано хромосомными нарушениями и трансформацией лейкоцитов, в частности, лимфоцитов. В пользу такого предположения свидетельствует наличие высокой чувствительности лимфоцитов к действию химических канцерогенов на организм. И.В. Болтина даже предлагает использовать тест на хромосомные аберрации в лимфоцитах крови человека при формировании групп риска онкологических заболеваний [2].
Показано, что у людей, проживающих на урбанизированных территориях с повышенным содержанием тяжелых металлов, в крови снижается количественный уровень лимфоцитов, CD3-лимфоцтов, и РБТЛ с ФГА, которая свидетельствует о функциональной активности Т-лимфоцитов [9]. По мнению авторов, полученные ими данные указывают на критериальную значимость показателей клеточного иммунитета как высокоинформативного параметра оценки влияния на организм факторов среды обитания.
Заключение
Таким образом, у людей, длительно проживающих на территориях, почва которых умеренно загрязнена тяжелыми металлами (цинк, медь, свинец и никель) и мышьяком, снижается контактное взаимодействие лейкоцитов (in vitro). Это указывает, по нашему мнению, на изменения локомоторных и адгезивных свойств изучаемых клеток, т.е. на снижение функционального состояния лейкоцитов.
Список литературы
1.Активация липопероксидации как ведущий патогенетический фактор развития типовых патологических процессов и заболеваний /Под ред. В.М. Попкова, Н.П. Чесноковой, М.Ю. Ледванова. Саратов: Изд-во СГМУ, 2012.– 362 с.
2.Болтина И. В. Использование показателя «частота аберраций хромосом» при формировании групп риска относительно онкологических заболеваний // Цитология и генетика, 2007. Т. 41. № 1. – С. 66–74.
3. Дабахов М.В., Дабахова Е.В., Титова В.И. Экотоксикология и проблемы нормирования / Нижегородская гос. с.-х. академия. Н. Новгород: Изд-во ВВАГС, 2005. – 165 с.
4. Евстропов В.М. Медицинские аспекты здоровья у специалистов опасных профессий // Национальное здоровье, 2017. № 3-4. С. 60–74.
5. Евстропов В.М., Малышева Л.А., Карташова Е.В. Экспериментальное изучение метода определения генетической идентичности индивидуумов, основанного на взаимодействии лимфоцитов и гранулоцитов особей с различными генотипами // Ветеринарная патология, 2017. № 4 (62). – С. 11–16.
6.Евстропов В.М. Медико-биологические аспекты безопасности жизнедеятельности в экстремальных и чрезвычайных ситуациях: монография. Ростов-н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2013. – 166 с.
7. Евстропов В.М. Приготовление клеточной взвеси на стекле // Лабораторное дело, 1983. №.2. – С 54.
8.Евстропов В.М. Влияние температурного фактора на спонтанное контактное взаимодействие лимфоцитов с гранулоцитами // Живые и биокосные системы, 2016. № 15. – С. 51. URL: http://www.jbks.ru/archive/issue-15/article-5 .
9.Засорин Б.В., Курмангалиев О.М., Ермуханова Л.С. Особенности иммунного статуса у населения урбанизированных территорий с повышенным содержанием тяжелых металлов // Гигиена и санитария, 2012. №3. – С.17–19.
10. Ильичева С. А., Заридзе Д.Г. Оценка потенциальной канцерогенной опасности свинца и его соединений // Вопросы онкологии, 2007. – Т. 53. – №3. – С. 247 – 252.
11.Налета Е.В. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на биологические свойства почв: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Ростов-на-Дону, 2016. – 24 с.
12. Способ В.М. Евстропова иммунодиагностики доклинической стадии злокачественных опухолей: патент на изобретение Рос. Федерация №2107298: G 01 N 33/53/ В.М. Евстропов. № 95121213/14; заявл. 25.12.1995; опубл. 20.03.98, Бюл. № 8,1998. – 6 с.
13. Способ определения трансформированных клеток: патент на изобретение Рос. Федерация №2117946: G01N 33/53/В.М. Евстропов. № 97107888/14; заявл. 26.05.97; опубл. 20.08.98, Бюл. № 23, 1998. – 6 с.
14.Терехина Е.А., Горбачев В.Н., Климентова Е.Г. Влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на здоровье населения Ульяновской области // Вестник новых медицинских технологий, 2013. № 3. – С. 66–69.
15.Хисматуллина З.Н. Заболевания, связанные с воздействием химических факторов окружающей среды // Вестник Казанского технологического университета, 2013. №20. – С.170–178.
16.Черных Н.А., Баева Ю.И. Тяжелые металлы и здоровье человека // Вестник РУДН. Сер. Экология безопасность жизнедеятельности, 2004. № 1. – С. 125–134.
17.Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов / Д.А. Кривошеин, Л.А.Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. Л.А. Муравья. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. – 447 с.
18.Ярилина А.А. Роль молекул адгезии в патогенезе ревматоидного артрита // Научно-практическая ревматология, 2000. №. 1.– С. 61–69.
Spisok literatury
1.Aktivaciya lipoperoksidacii kak vedushchij patogeneticheskij faktor razvitiya tipovyh patologicheskih processov i zabolevanij / Pod red. V.M. Popkova, N.P. CHesnokovoj, M.YU. Ledvanova. – Saratov: Izd-vo SGMU, 2012.– 362s.
2.Boltina I. V. Ispol'zovanie pokazatelya «chastota aberracij hromosom» pri formirovanii grupp riska otnositel'no onkologicheskih zabolevanij // Citologiya i genetika. – 2007. – T. 41, № 1. – S. 66–74.
Dabahov M.V., Dabahova E.V., Titova V.I. EHkotoksikologiya i problemy normirovaniya / Nizhegorodskaya gos. s.-h. akademiya. – N. Novgorod: Izd-vo VVAGS, 2005. – 165 s.
Evstropov V.M. Medicinskie aspekty zdorov'ya u specialistov opasnyh professij // Nacional'noe zdorov'e. 2017. № 3-4. S. 60-74.
Evstropov V.M., Malysheva L.A., Kartashova E.V. EHksperimental'noe izuchenie metoda opredeleniya geneticheskoj identichnosti individuumov, osnovannom na vzaimodejstvii limfocitov i granulocitov osobej s razlichnymi genotipami // Veterinarnaya patologiya. – 2017. – № 4 (62). – S. 11-16.
6.Evstropov V.M. Mediko-biologicheskie aspekty bezopasnosti zhiznedeyatel'nosti v ehkstremal'nyh i chrezvychajnyh situaciyah: monografiya. -Rostov-n/D: Rost. gos. stroit. un-t, 2013. -166 s.
Evstropov V.M. Prigotovlenie kletochnoj vzvesi na stekle // Laboratornoe delo. – 1983. – №.2. – S 54.
8.Evstropov V.M. Vliyanie temperaturnogo faktora na spontannoe kontaktnoe vzaimodejstvie limfocitov s granulocitami//ZHivye i biokosnye sistemy. – 2016. – № 15. – S. 51. URL: http://www.jbks.ru/archive/issue-15/article-5.
9.Zasorin B.V., Kurmangaliev O.M., Ermuhanova L.S. Osobennosti immunnogo statusa u naseleniya urbanizirovannyh territorij s povyshennym soderzhaniem tyazhelyh metallov // Gigiena i sanitariya. – 2012. – №3. – s.17-19.
Il'icheva S. A., Zaridze D.G. Ocenka potencial'noj kancerogennoj opasnosti svinca i ego soedinenij // Voprosy onkologii. – 2007. – T. 53. – №3. – S. 247 – 252.
11.Naleta E.V. Vliyanie zagryazneniya tyazhelymi metallami na biologicheskie svojstva pochv: Avtoref.. dis. kan. biol. nauk. – Rostov-na-Donu: 2016. – 24 s.
Sposob V.M. Evstropova immunodiagnostiki doklinicheskoj stadii zlokachestvennyh opuholej: patent na izobretenie Ros. Federaciya №2107298: G 01 N 33/53/V.M. Evstropov. -№ 95121213/14; zayavl. 25.12.1995; opubl. 20.03.98, Byul. № 8 -1998. -6 s.
Sposob opredeleniya transformirovannyh kletok: patent na izobretenie Ros. Federaciya №2117946: G01N 33/53/V.M. Evstropov. -№ 97107888/14; zayavl. 26.05.97; opubl. 20.08.98, Byul. № 23. -1998. -6 s.
14.Terekhina E.A., Gorbachev V.N., Klimentova E.G. Vliyanie zagryazneniya pochv tyazhelymi metallami na zdorov'e naseleniya Ul'yanovskoj oblasti // Vestnik novyh medicinskih tekhnologij. – 2013. – № 3. – S. 66-69.
15.Hismatullina Z.N. Zabolevaniya, svyazannye s vozdejstviem himicheskih faktorov okruzhayushchej sredy // Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta – 2013. – №20. – S.170-178.
16.CHernyh N.A., Baeva YU.I. Tyazhelye metally i zdorov'e cheloveka // Vestnik RUDN. Ser. EHkologiya bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti. – 2004. – № 1. – S. 125-134.
17.EHkologiya i bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti: Ucheb. posobie dlya vuzov / D.A. Krivoshein, L.A.Muravej, N.N. Roeva i dr.; Pod red. L.A. Murav'ya. – M.: YUNITI-DANA, 2000. - 447 s.
18.YArilina A.A. Rol' molekul adgezii v patogeneze revmatoidnogo artrita // Nauchno-prakticheskaya revmatologiya. – 2000. – №. 1.– S. 61-69.