Особенности экспрессии иммуномедиаторов при аэрогенной экспозиции алюминия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Загрязнение окружающей среды территории Российской Федерации химическими примесями, в том числе содержащими алюминий, доказанная взаимосвязь между гигиеническими факторами и состоянием здоровья населения требуют разработки научно обоснованных гигиенических рекомендаций диагностической и профилактической направленности, в том числе с использованием современных критических технологий, включающих исследования протеинов, выполняющих функции иммуномодуляторов.

Материал и методы. Выполнено диагностическое обследование и проведён сравнительный анализ состояния здоровья детского населения, проживающего на территории аэрогенной экспозиции соединениями алюминия не менее 4 лет, – 78 детей, при этом группу сравнения составили 20 детей, проживающих в рекреационной зоне. Показатели иммунитета обследованных детей оценивали с использованием метода проточной цитометрии (bcl-2, TNFRI), иммуноферментного (карциноэмбриональный антиген КЭА) и аллергосорбентного (IgG-спeцифичeский к aлюминию) методов. Генетические показатели (полиморфизмы генов TLR4, CPOX, ANKK1) оценивали методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени. Также проведена идентификация алюминия в атмосферном воздухе и биосредах, которую осуществляли методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.

Результаты. На примере аэрогенной экспозиции алюминием на уровне 2 референтных концентраций установлено, что у детей среднее содержание алюминия в моче достоверно (p < 0,05) превышало референтные значения (в 5,5 раза) и аналогичный показатель в группе сравнения (в 4,5 раза), среднее содержание алюминия в крови в группе наблюдения составило 0,037 мкг/см3 с достоверным различием от показателей группы контроля (0,02 мкг/см3). Одновременно у экспонированного алюминием контингента выявлены полиморфные генотипы генов протеинового профиля плазмы крови: TLR4 rs1927911, CPOX (rs1131857), ANKK1 rs1800497. Установлено, что условия экспозиции алюминием реализуются в виде нарушений иммунной регуляции: гиперпродукции специфического IgG к алюминию, а также антиапоптотического транскрипционного белка Bcl-2, что подтверждается наличием достоверных связей маркеров экспозиции и эффекта, которые отсутствуют в группе контроля, а также наблюдаемыми нарушениями здоровья (астено-вегетативный синдром).

Заключение. Показатели протеинового профиля, принимающие участие в апоптозе, – иммуномедиатор TNFR и антиапоптотический внутриклеточный протеин Bcl-2, а также ассоциированные с ними полиморфные генотипы участков кандидатных генов (CT гетерозиготный генотип и T-аллель гена ANKK1 C2137T rs1800497, а также AC гетерозиготный генотип гена CPOX 921A/C rs1131857), могут быть рекомендованы для идентификации и использования в качестве индикаторных для задач предотвращения риска нанесения вреда здоровью в условиях избыточной аэрогенной экспозиции соединениями алюминия.

Об авторах

И. Н. Аликина

ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Автор, ответственный за переписку.
Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-2057-9828
Россия

Олег Владимирович Долгих

ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: oleg@fcrisk.ru
ORCID iD: 0000-0003-4860-3145

Доктор мед. наук, зав. отделом иммунобиологических методов диагностики ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», 614045, Пермь.

e-mail: oleg@fcrisk.ru

Россия

О. А. Казакова

ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-0114-3930
Россия

Список литературы

  1. Агаджанян Н.А., Скальный А.В. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека. М.: КМК; 2001.
  2. Агаджанян Н.А., Сусликов В.Л., Ермакова Н.В., Капланова А.Ш. Эколого-биогеохимические факторы и здоровье человека. Экология человека. 2000; (1): 3-5.
  3. Онищенко Г.Г. Критерии опасности загрязнения окружающей среды. Гигиена и санитария. 2003; 82(6): 3-4.
  4. Маторова Н.И. Оценка изменений здоровья детей в условиях воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды. Медицина труда и промышленная экология. 2003; (3): 19-23.
  5. Маторова Н.И., Ефимова Н.В., Батурин В.А. Применение математического моделирования динамических систем при изучении влияния загрязнения атмосферного воздуха на заболеваемость детского населения. Гигиена и санитария. 2003; 82(4): 75-8.
  6. Галазий О.В. Анализ экологической обстановки и ее влияние на здоровье населения Иркутской области. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2001; (4): 7-11.
  7. Гольменко А.Д., Лебедева Л.Н., Шамсудинова Д.З. Анализ заболеваемости населения Иркутской области за период 1992-2001 гг. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2003; (3): 195-9.
  8. Аргучинцева А.В., Сирина Н.В., Щетников А.И. Прогноз воздействия на окружающую среду от планируемых предприятий алюминиевого завода. В кн.: Материалы ежегодной научно-теоретической конференции молодых ученых. Иркутск; 2006.
  9. Bantan T., Milacic R., Mitrovac B., Pihlar B. Investigation of low molecular weight Al complexes in human serum by fast protein liquid chromatography (FPLC)-ETAAS and electrospray (ES)-MS-MS techniques. J. Anal. At. Spectrom. 1999; 14(11): 1743-8. https://doi.org/10.1039/A904213J
  10. Cochran M., Elliott D.C., Brennan P., Chawtur V. Inhibition of protein kinase С activation by low concentrations of aluminum. Clin. Chim. Acta. 1990; 194(2-3): 167-72. https://doi.org/10.1016/0009-8981(90)90131-b
  11. Staurnes M., Sigholt Т., Reite O.B. Reduced carbonic anhydrase and Na, K-ATPase activity in gills of salmonids exposed to aluminum-containing acid water. Experientia. 1984; 40(2): 226-7.
  12. Johnson G.V.W., Cogkill K.W., Jope R.S. Oral aluminum alters in vitro protein phosphorylation and kinase activities in rat brain. Neurobiol. Aging. 1990; 11(3): 209-16. https://doi.org/10.1016/0197-4580(90)90547-d
  13. Ohyashiki Т., Satoh E., Okada M., Takadera Т., Sahara M. Nerve growth factor protects against aluminum-mediated cell death. Toxicology. 2002; 176(2): 195-207. https://doi.org/10.1016/s0300-483x(02)00139-7
  14. Ronneberg A., Andersen A. Mortality and cancer morbidity in workers from an aluminium smelter with prebaked carbon anodes - part II: cancer morbidity. Occup. Environ. Med. 1995; 52(4): 250-4. https://doi.org/10.1136/oem.52.4.250
  15. Savory J., Herman M., Ghribi O. Intracellular mechanisms underlying aluminum-induced apoptosis in rabbit brain. J. Inorg. Biochem. 2003; 97(1): 151-4. https://doi.org/10.1016/s0162-0134(03)00258-7
  16. Сетко А.Г., Терехова Е.А., Тюрин А.В., Мокеева М.М. Особенности нервно-психического статуса и качества жизни детей и подростков как результат воздействия факторов риска образовательной среды. Анализ риска здоровью. 2018; (2): 62-9. https://doi.org/10.21668/health.risk/2018.2.07
  17. Duramad P., Holland N.T. Biomarkers of immunotoxicity for environmental and public health research. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2011; 8(5): 1388-401. https://doi.org/10.3390/ijerph8051388
  18. Albero K., Glass J., Sella M. Aluminum inhibits hemoglobin synthesis but enhances iron uptake in Friend erythroleukemia cells. Kidney Int. 1990; 37(2): 677-81. https://doi.org/10.1038/ki.1990.33
  19. Mahieu S., del Carmen Contini M., Gonzalez M., Millen N., Elias M.M. Aluminum toxicity. Hematological effects. Toxicol. Lett. 2000; 111(3): 235-42. https://doi.org/10.1016/s0378-4274(99)00184-8
  20. Ершов Ю.А., Плетнева Т.В. Механизмы токсического действия неорганических соединений на эритропоэз. М.: Медицина; 1989
  21. Walton J.R., Wang M.X. APP expression, distribution and accumulation are altered by aluminum in a rodent model for Alzheimer’s disease. J. Inorg. Biochem., 2009; 103(11): 1548-54. https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2009.07.027
  22. Martyn C.N., Coggon D.N., Inskip H., Lacey R.F., Young W.F. Aluminum concentrations in drinking water and risk of Alzheimer’s disease. Epidemiology. 1997; 8(3): 281-6. https://doi.org/10.1097/00001648-199705000-00009
  23. Долгих О.В., Зайцева Н.В., Дианова Д.Г., Бубнова О.А., Мазунина А.А., Безрученко Н.В. Ассоциации полиморфизма генов иммунной системы и генов детоксикации у детей в условиях аэрогенной экспозиции тяжелыми металлами. Российский иммунологический журнал. 2016; 10(2): 562-4
  24. Silva V.S., Cordeiro J.M., Matos M.J., Oliveira C.R., Gonçalves P.P. Aluminum accumulation and membrane fluidity alteration in synaptosomes isolated from rat brain cortex following aluminum ingestion: effect of cholesterol. Neurosci. Res. 2002; 44(2): 181-93. https://doi.org/10.1016/s0168-0102(02)00128-1
  25. Долгих О.В., Старкова К.Г., Кривцов А.В., Бубнова О.А. Вариабельность иммунорегуляторных и генетических маркеров в условиях комбинированного воздействия факторов производственной среды. Гигиена и санитария. 2016; 95(1): 45-8. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2016-95-1-45-48
  26. Platt B., Busselberg D. Combined actions of Pb2+, Zn2+, and AI2+ on voltage-activated calcium channel currents. Cell. Mol. Neurobiol. 1994; 14(6): 831-40. https://doi.org/10.1007/bf02088688
  27. Bellinger D.L., Lorton D. Autonomic regulation of cellular immune function. Auton. Neurosci. 2014; 182: 15-41. https://doi.org/10.1016/j.autneu.2014.01.006
  28. Rodríguez-Mercado J.J., Álvarez-Barrera L., Altamirano-Lozano M.A. Chromosomal damage induced by vanadium oxides in human peripheral lymphocytes. Drug Chem. Toxicol. 2010; 33(1): 97-102. https://doi.org/10.3109/01480540903176602
  29. Yumoto S., Nagai H., Kobayashi K., Tamate A., Kakimi S., Matsuzaki H. 26Al incorporation into the brain of suckling rats through maternal milk. J. Inorg. Biochem. 2003; 97(1): 155-60. https://doi.org/10.1016/s0162-0134(03)00246-0

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Аликина И.Н., Долгих О.В., Казакова О.А., 2024


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 37884 от 02.10.2009.