Імунотоксична дія свинцю і кадмію як гігієнічна проблема (до патогенезу, діагностики та профілактики інтоксикацій важкими металами)

Размещено на http://www.allbest.ru

ДЕРЖАВНА УСТАНОВА

«ІНСТИТУТ МЕДИЦИНИ ПРАЦІ АМН УКРАЇНИ»

Дмитруха Наталія Миколаївна

УДК 612.017+546.48+546.81

ІМУНОТОКСИЧНА ДІЯ СВИНЦЮ І КАДМІЮ

ЯК ГІГІЄНІЧНА ПРОБЛЕМА

(до патогенезу, діагностики та профілактики інтоксикацій

важкими металами)

14.02.01 - гігієна та професійна патологія

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора біологічних наук

Київ - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в ДУ «Інститут медицини праці АМН України»

Науковий консультант

доктор медичних наук, професор, академік АМН України, член- кореспондент НАН України Трахтенберг Ісак Михайлович, ДУ «Інститут медицини праці АМН України», завідувач лабораторією промислової токсикології та гігієни праці при використанні хімічних речовин.

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Шафран Леонід Мойсейович, ДП «Український НДІ медицини транспорту МОЗ України», перший заступник директора, керівник відділу гігієни та токсикології;

доктор біологічних наук, професор Томашевська Людмила Анатоліївна, ДУ «Інститут гігієни та медичної екології АМН України ім. О.М. Марзєєва», завідуюча лабораторією токсикології;

доктор біологічних наук, Жмінько Петро Григорович, ДП «Інститут екогігієни і токсикології ім. Л.І. Медведя МОЗ України», керівник лабораторії загальної токсикології.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ДУ «Інститут медицини праці АМН України» (м. Київ, вул. Саксаганського, 75).

Автореферат розісланий «30» грудня 2010 р.

Вчений секретар

cпеціалізованої вченої ради,

доктор медичних наук Д.В. Варивончик

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми

Одним з головних завдань профілактичної медицини, зокрема гігієни праці та промислової токсикології, є дослідження впливу хімічних чинників на організм працюючих, обґрунтування ранніх критеріїв діагностики, пошук нових ефективних засобів профілактики та лікування професійно обумовленої патології [Ю.И. Кундиев, А.М. Нагорная, 2007; Ю.І. Кундієв, І.М. Трахтенберг, 2007, Д.Д. Зербино, 2010].

За сучасними даними однією з важливих причин погіршення стану здоров'я населення України, вважається зниження адаптаційної та гомеостатичної ролі імунної системи внаслідок впливу на організм різноманітних хімічних речовин, які забруднюють виробниче і навколишнє середовища [А.М. Сердюк, 2000; О.І. Винарська та ін., 2000; Г.Н. Дранник, 2004; П.Г. Жминько, 2005; М.Р. Гжегоцький, Ю.В. Федоренко, 2006].

Серед хімічних забруднювачів виробничого середовища на особливу увагу заслуговують важкі метали - свинець і кадмій. Небезпечність їхнього впливу на організм людини визначається високою біологічною активністю, здатністю до кумуляції та політропністю дії [Ю.І. Кундієв, І.М. Трахтенберг, 2007; И.С. Киреева и др., 2007; И.М. Трахтенберг, 2001; 2008].

В дослідженнях [А.Е. Слюсаренко, 2000; Н.М. Паранько и др., 2002] показано, що збільшення питомої ваги цих важких металів в оточуючому середовищі, їх тривалий вплив на організм призводить до зниження імунітету, зростання рівня інфекційних і алергійних захворювань.

Досліджено, що експозиція працівників свинцем в умовах виробництва може викликати пригнічення опірності організму до інфекцій, порушення показників клітинної та гуморальної ланок імунітету [И.Д. Столяров, 2001; N. Basaran, 2000; D.L. Gidlow, R. Ayatollahi, 2002; M. Dietert, 2006; A. Freije, 2008]. У робітників, які були експоновані кадмієм, встановлено порушення імунітету та випадки розвитку раку легень і підшлункової залози [A. Karakaya et al., 1994; L. Jдrup et al., 2000; M. Brzoska et al., 2003; P. Boscolo, 2004] інтоксикація свинець кадмій діагностика профілактика

Наукові дані, одержані за останні роки, дозволяють висловити припущення, що важкі метали (свинець і кадмій) здатні чинити імунотоксичну дію, стимулювати розвиток онкологічних і аутоімунних захворювань [Luster M.I. et al., 1999; Еkesson A. et al., 2005; Mishra K.P. et al., 2005; Gonick H.C., 2008].

Наявність в Україні великої кількості виробництв, де використовуються свинець і кадмій, збільшення їх викидів у навколишнє середовище є підставою для проведення комплексних досліджень з удосконалення методів діагностики та пошуку нових засобів профілактики розвитку хронічних інтоксикацій.

Отже, враховуючи вищезазначене, дослідження механізмів імунотоксичної дії свинцю і кадмію, обґрунтування імунологічних критеріїв та визначення участі імунних реакцій у розвитку хронічних інтоксикацій, пошук нових засобів їх профілактики з урахуванням впливу на імунну систему організму, як одну з найбільш чутливих до дії екзогенних чинників, є важливою медико-біологічною проблемою.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Дисертація виконана в ДУ «Інститут медицини праці АМН України» і є узагальненням комплексних гігієнічних та токсикологічних досліджень, які були проведені в рамках НДР: «Обґрунтування застосування методу лазерної кореляційної спектроскопії плазми крові та визначення його специфічності для скрінінгових досліджень ризику розвитку свинцевої інтоксикації» (№ держреєстрації 0194U017100); «Створення діагностичних тест-систем для проведення моніторингу специфічного протибактеріального імунітету (проти дифтерії, правцю) та використання їх у комплексній оцінці стану імунологічної реактивності у групах ризику серед населення України» (№ держреєстрації 0194U025633); «Встановити особливості взаємозв'язку імуногенетичних, імунних та біохімічних механізмів гомеостазу з носійством важких металів (на прикладі свинцю, кадмію, марганцю)» (№ держреєстрації 0195U08163); «Розробити патогенетично обґрунтовані критерії ранньої діагностики і прогнозування імунотоксичної дії сполук важких металів» (№ держреєстрації 0197UО17100); «Порівняльне експериментальне дослідження впливу детоксикантів з різними механізмами дії на токсикокінетику і токсикодинаміку свинцю» (№ держреєстрації 0102U002089); «Особливості вазотоксичної дії сполук важких металів - похідних свинцю, ртуті та марганцю як токсичних факторів малої інтенсивності» (№ держреєстрації 0104U003076); «Альтернативні методи в сучасній токсикології та їх використання в комплексній оцінці токсичної дії сполук важких металів» (№ держреєстрації 0107U000838).

Мета дослідження - встановлення особливостей та механізмів імунотоксичної дії свинцю і кадмію, обґрунтування на їх основі нових підходів щодо діагностики та профілактики розвитку професійно обумовлених інтоксикацій цими важкими металами.

Завдання дослідження, обумовлені поставленою метою, передбачали:

1. Узагальнити вітчизняний та міжнародний досвід з питання імунотоксичної дії свинцю і кадмію та застосування засобів профілактики їх негативного впливу на організм.

2. Оцінити умови праці та визначити рівень вмісту свинцю і кадмію в крові робітників, які зазнавали впливу цих металів в умовах виробництва.

3. Визначити стан імунної системи у працівників, експонованих важкими металами, дослідити залежність порушень імунологічної реактивності від вмісту катіонів металів у крові.

4. Встановити особливості імунотоксичної дії свинцю і кадмію за умови моделювання гострих та субхронічних інтоксикацій у щурів. Провести аналіз виявлених порушень неспецифічної резистентності та специфічної імунологічної реактивності організму в залежності від вмісту катіонів металів у біологічних субстратах піддослідних тварин.

5. Визначити характер імунологічних порушень за дії низьких доз свинцю і кадмію та їх значення в патогенезі розвитку хронічних інтоксикацій.

6. Дослідити механізми імунотоксичних ефектів свинцю та кадмію в дослідах in vitro на моделі імунокомпетентних клітин та білків плазми крові.

7. Науково обґрунтувати методичні підходи щодо оцінки імунного статусу у працівників, які зазнають впливу важких металів і запропонувати імунологічні критерії розвитку свинцевої та кадмієвої інтоксикацій.

8. Експериментально оцінити ефективність застосування фармакологічних препаратів «Кверцетин» і «Глутаргін» як засобів профілактики свинцевої та кадмієвої інтоксикацій.

Об'єкт дослідження - імунна система організму людини та лабораторних тварин за умови експозиції свинцем і кадмієм.

Предмет дослідження - порушення показників неспецифічної резистентності та імунологічної реактивності організму працівників в залежності від рівня вмісту катіонів свинцю і кадмію в крові; особливості та механізми імунотоксичної дії металів в in vivo та in vitro дослідах, детоксикаційні та імуномодулюючі властивості фармакологічних препаратів «Кверцетин» і «Глутаргін».

Методи дослідження: гігієнічні, токсикологічні, хіміко-аналітичні, гематологічні, імунологічні, цитологічні, гістологічні, статистичні.

Наукова новизна результатів дослідження полягає в тому, що:

- уперше застосовано комплексний підхід у визначенні впливу свинцю і кадмію на імунну систему організму (дослідження в умовах виробництва, експерименти на лабораторних тваринах і в умовах in vitro) та отримано нові дані, які доповнюють уявлення щодо імунотоксичної дії цих металів;

- доведено залежність зміни показників неспецифічної резистентності та специфічної імунологічної реактивності організму працівників, експонованих свинцем і кадмієм, від рівня вмісту металів у крові;

- експериментально підтверджено, що характер імунотоксичної дії свинцю і кадмію залежить від дози металу та терміну експозиції (гостре отруєння великими дозами викликає імуносупресію, а тривала інтоксикація низькими дозами металів спричиняє імуностимуляцію);

- уперше досліджено участь імунних комплексів у патогенезі нефротоксичної дії свинцю і кадмію;

- у дослідах in vitro встановлено механізми імунотоксичної дії свинцю і кадмію, серед яких виділені: мембрано- та цитотоксична дія катіонів металів на клітини неспецифічної резистентності (нейтрофіли крові), імунної системи (лімфоцити крові та імунних органів); порушення проліферації, метаболічної та функціональної активності імунокомпетентних клітин; зміни продукції, структури та антигензв'язуючої здатності антитіл;

- уперше оцінено антиоксидантну та імуномодулюючу дію препаратів «Кверцетин» і «Глутаргін» за умови свинцевої та кадмієвої інтоксикацій та розроблено концепцію щодо їх застосування як засобів біологічної профілактики металотоксикозів.

Теоретичне значення результатів дослідження полягає в:

- суттєвому доповненні теоретичних положень профілактичної медицини та токсикології в частині систематизації існуючих і отриманні нових знань щодо впливу свинцю і кадмію на організм, зокрема на імунну систему;

- встановленні особливостей та механізмів імунотоксичної дії свинцю і кадмію в умовах in vivo та in vitro експериментів;

- науковому обґрунтуванні імунологічних критеріїв та визначенні участі імунних реакцій у формуванні свинцевої та кадмієвої інтоксикацій;

- розробці концепції щодо профілактики розвитку свинцевої і кадмієвої інтоксикацій.

Практичне значення одержаних результатів полягає в:

- розробці методичних підходів щодо оцінки стану імунної системи у працівників, експонованих важкими металами, та застосуванні їх під час періодичних професійних медичних оглядів, які викладені в методичних рекомендаціях «Порушення імунного статусу організму людини за дії хімічних факторів та методи їх визначення» (Київ, 2007);

- обґрунтуванні доцільності застосування фармакологічних препаратів «Кверцетин» та «Глутаргін» як засобів біологічної профілактики металотоксикозів.

За результатами досліджень отримано 3 патенти на корисну модель: «Спосіб профілактики розвитку свинцевої інтоксикації» (№ 13928, 2006), «Спосіб оцінки токсичних ефектів важких металів на клітини крові в дослідах in vitro» (№ 21313, 2007), «Спосіб профілактики та лікування свинцевої інтоксикації» (№ 26628, 2007) та видано 8 інформаційних листків: «Патогенетически обоснованные критерии иммунотоксического воздействия тяжелых металлов» (№ 007--2000, 2000); «Иммуногенетические маркеры повышенной индивидуальной чувствительности к соединениям свинца, иммунологические и биохимические критерии выраженности вредного влияния тяжелых металлов на организм и риска для здоровья» (№ 008-2000, 2000); «Спосіб детоксикації організму від свинцю» (№ 009-04, 2004); «Патогенетично обґрунтовані критерії кардіо-вазотоксичної дії свинцю» (№ 050-07, 2007); «Спосіб профілактики розвитку свинцевої інтоксикації та детоксикації організму від свинцю» (№ 09-08, 2008); «MALDI-TOF мас-спектрометрія як спосіб оцінки впливу важких металів на імуноглобулін G людини» (№ 06-09, 2009); «Культури клітин як in vitro модель для дослідження гострої токсичності важких металів» (№ 07-09, 2009); «Спосіб профілактики кадмієвої інтоксикації» (№ 08-09, 2009).

Результати дослідження впроваджені та використовуються в роботі науково-дослідних інститутів гігієнічного профілю, клініках професійних захворювань. Результати дисертаційної роботи впроваджені в навчальний процес на кафедрі гігієни праці та професійних захворювань Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця, кафедрі клінічної імунології та алергології НМАПО ім. П.Л. Шупика, кафедрі мікробіології та загальної імунології Національного університету імені Тараса Шевченка, кафедрі мікробіології та вірусології Буковинського державного медичного університету, кафедрі гігієни та екології Дніпропетровської державної медичної академії, кафедрі гігієни Донецького національного медичного університету ім. Горького.

Особистий внесок здобувача

Автором особисто проаналізована вітчизняна і зарубіжна література за проблемою, визначена мета і поставлені задачі, обрані методичні підходи щодо проведення досліджень в умовах виробництва, експериментів на лабораторних тваринах та альтернативних тест-системах в умовах in vitro. Ідею, щодо визначення імунотоксичної дії відносно низьких доз важких металів сформовано разом з науковим консультантом академіком АМНУ, членом-кореспондентом НАН України І.М. Трахтенбергом. Автором самостійно виконані імунологічні дослідження, які включали: визначення показників периферичної крові (загальний аналіз, рівень ЦПП, лейкограма), неспецифічної резистентності та імунологічної реактивності у працівників, та піддослідних тварин за умови експозиції свинцем і кадмієм; дослідження імунотоксичних ефектів в умовах in vitro. Дисертантом самостійно здійснено аналіз первинного матеріалу, статистичну обробку результатів, проведено узагальнення результатів, сформульовані основні положення дисертаційної роботи та висновки. Окремі дослідження виконані автором у співпраці з іншими фахівцями: д.б.н. Александровою Л.Г. та к.б.н. Андрусишиною І.М. (хіміко-аналітичні); д.мед.н. Мінченко Ж.М. (імуногенетичні); к.мед.н. Луговським С.П. (імуногістохімічні); к.х.н. Громовим Т.Ю. (мас-спектрометрія); д.б.н., проф. Філоненко В.В. (на культурах клітин); д.мед.н. Колесніковим М.М. (поствакцинальний імунітет), к.б.н. Діденко М.М. (гістологічні) і к.б.н. Покровською Т.М (цитологічні).

Апробація результатів дисертації

Основні положення дисертаційної роботи доповідались та були обговорені на:

1. Міжнародних наукових форумах: Міжнародній науковій конференції «Environmental and Occupational Health and Safety in Agriculture on the Boundary of Two Millennia» (Kyiv, Ukraine, 1998); 8-th International Symposium «Neurobehavioral Methods and Effects in Occupational and Environmental Health» (Brescia, Italy, 2002); VIII Naukowy Zjazd Polskiego Towarzystwa Toksykologicznego (Lodz, Poland, 2002); 27^th International Symposium «Industrial Toxicology 07» (Bratislava, Slovak Republic, 2007); Міжнародній науковій конференції «Лекарственные средства и биологически активные соединения» (Гродно, Беларусь, 2007); VIII міжнародній науково-практичній конференції «Актуальні проблеми токсикології. Безпека життєдіяльності людини» (Київ, Україна, 2007); Міжнародному конгреі «Экофорум 2008» (Санкт-Петербург, Российская Федерация, 2008); Міжнародній науково-практичній конференції «Биологически активные вещества: фундаментальные и прикладные вопросы получения и применения», (Новый Свет, Республика Крым, Украина, 2009), міжнародному симпозіумі «Новые направления в токсикологических исследованиях» (Одесса, Украина, 2010); Міжнародній науково-практичній конференції «Актуальні проблеми сучасної біології, тваринництва та ветеринарної медицини» (Львів, Україна, 2010).

2. Національних та регіональних наукових форумах: ІІІ-ому Національному конгресі патофізіологів України (Одеса, Україна, 2000); науково-практичній конференції «Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України» (Київ, Україна, 2003); ІІ-ому з'їзді токсикологів України (Київ, Україна, 2004); конференції «Досягнення та перспективи використання вітчизняного препарату «Глутаргін» в клініці внутрішніх хвороб» (Харків, Україна, 2005); конференції «Эколого-физиологические проблемы адаптации», (Партеніт, Республіка Крим, Україна, 2006); науково-практичній конференції «Проблеми діагностики, профілактики та лікування екзогенних та ендогенних інтоксикацій» (Чернівці, Україна, 2009), ІІІ та IV Національних конгресах з біоетики (Київ, Україна, 2007, 2010).

Публікації

За матеріалами дисертації опубліковано 68 наукових праць, у тому числі, 20 статей у наукових фахових виданнях, перелік яких затверджений ВАК України (з них 7 самостійних), 3 патенти на корисну модель, розділи у 2 монографіях, 14 статей у журналах та збірках наукових праць, 29 тез доповідей в збірках матеріалів наукових форумів.

Структура дисертації

Дисертація викладена на 374 сторінках друкованого тексту. Основний текст - 293 сторінки, який містить 90 таблиць і 43 рисунки. Робота складається зі змісту, переліку умовних позначень, вступу, 8 розділів (аналітичний огляд літератури; матеріали та методи дослідження; 6 розділів результатів власних досліджень), аналізу та узагальнення результатів, висновків, практичних рекомендацій, списку використаних джерел, який включає 518 джерел (239 - кирилицею і 279 - латиницею).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Матеріали та методи досліджень

Дослідження, що виконані в дисертації, складались з чотирьох етапів:

1. Встановлення експозиції працівників важкими металами за даними гігієнічної оцінки умов праці та хімічного аналізу крові, визначення порушень імунного статусу (1994-1997 рр.).

2. Дослідження імунотоксичної дії свинцю і кадмію за умови моделювання ізольованих гострих та субхронічних інтоксикацій в експериментах на щурах Вістар (1995-1997 рр.).

3. Дослідження ефективності застосування засобів біологічної профілактики під час моделювання субхронічної свинцевої та кадмієвої інтоксикацій у щурів Вістар (2002-2006 рр.).

4. Визначення особливостей та механізмів імунотоксичних ефектів свинцю і кадмію в умовах in vitro на альтернативних моделях (клітини крові та імунних органів щурів, культури лімфоцитів людини та миші, білки плазми крові людини) (2007-2009 рр.).

Дослідження в умовах виробництва. Гігієнічну оцінку умов праці проводили за параметрами мікроклімату (температура, вологість, швидкість руху повітря), рівнем шуму та вібрації відповідно до існуючих на території України регламентів.

Для гематологічних та імунологічних досліджень були відібрані 3 групи: працівники заводу художнього скла (10 осіб, які на момент обстеження працювали на заводі і були експоновані свинцем (ЕС) та 11 осіб з діагнозом хронічна свинцева інтоксикація (ХСІ), середній вік - 39,8±1,3 роки); працівники типографії (12 службовців та 16 робітників основних професій (лінотипіст, набірник, коректор), віком 49,5±2,8 років); механізатори сільського господарства, які обробляли ґрунти з різним ступенем забруднення важкими металами, і з урахуванням цього були поділені на групи (група 1 - 15 осіб, віком 43,5±3,2 років; група 2 - 16 осіб, віком 35,7±5,8 років; група 3 - 6 осіб, віком 37,8±2,5 років). До контрольної групи увійшли 10 викладачів, віком 40,5±1,5 років та 20 донорів, віком 41,5±8,5 років, які не мали професійного контакту з важкими металами та іншими хімічними речовинами. Об'єктом хіміко-аналітичних, гематологічних та імунологічних досліджень була периферична і венозна кров, яку забирали у працівників під час медичного огляду з дотриманням належних біоетичних норм. Загальний обсяг виконаних досліджень представлений в табл. 1.

Аналіз крові, з визначенням рівня гемоглобіну, підрахунком лейкоцитів та їх субпопуляцій, активності в них ферментів сукцинатдегідрогенази (СДГ), глюкозо-6-фосфатдегідрогенази (Г-6-ФДГ) та мієлопероксидази (МП) виконували за стандартними гематологічними та цитохімічними методами [В.В. Меньшиков, 1987]. Неспецифічну резистентність, клітинний і гуморальний імунітет досліджували за методами, викладеними в методичних рекомендаціях [Р.И. Сепиашвили, 1987].

Експерименти на щурах. Дослідження були виконані на статевозрілих щурах самцях лінії Вістар масою 150-230 г, які утримувались в умовах віварію при природній зміні дня і ночі на стандартному харчовому раціоні з вільним доступом до питної води. Зміни в імунній системі тварин визначали в залежності від дози та тривалості експозиції під час гострих і субхронічних ізольованих інтоксикацій. Ізольовані гострі інтоксикації моделювали однократним внутрішньоочеревинним введенням розчину свинцю ацетату та кадмію сульфату в дозах 1/4 і 1/16 ЛД₅₀ (ЛД₅₀ для свинцю ацетату - 250 мг/кг маси тіла, а для кадмію сульфату - 40 мг/кг маси тіла щура). Субхронічні інтоксикації моделювали щоденним (5 разів на тиждень) внутрішньоочеревинним введенням розчину свинцю ацетату та кадмію сульфату в дозі 1/100 ЛД₅₀. Розчини солей металів готували на дистильованій воді. Дослідження виконували після 5, 10 і 25 введень. Контрольній групі тварин вводили 0,9 % розчин натрію хлориду. Кров та внутрішні органи у тварин забирали під час декапітації під легким ефірним наркозом. Всі процедури здійснювались відповідно до «Положення про використання лабораторних тварин в біомедичних дослідах» (2003).

В крові щурів визначали вище зазначені гематологічні показники, а також рівень цинкпротопорфірину (ЦПП) за допомогою гематофлюориметра 206Д. Неспецифічну резистентність організму тварин досліджували за показниками: фагоцитарної активності нейтрофілів крові (ФІ, ФЧ), їх бактерицидності в НСТ-тесті, опсонізуючих властивостей сироватки крові, титром комплементу (СН50) та рівнем високо- і низькомолекулярних циркулюючих імунних комплексів (ЦІК). Клітинний імунітет оцінювали за показниками реакції бластної трансформації (РБТЛ) з мітогенами ФГА і Кон А (для Т-клітин), ЛПС (для В-клітин). Для визначення стану гуморального імунітету у щурів дослідної і контрольної груп визначали титри специфічних антитіл, після імунізації еритроцитами барану, а також антитіла до загальних антигенів печінки, нирки і мозку в реакції гемаглютинації [Е.У. Пастер и соавт., 1989]. Зміни в структурі імунних органів (тимус, селезінка, лімфовузли брижі) оцінювали в гістологічних препаратах з підрахунком лімфатичних фолікулів і світлих центрів розмноження в них. Препарати імунних органів готували за стандартними методами, фарбували гематоксиліном та еозином, досліджували за допомогою світлового мікроскопу (ЛОМО, Росія) [К.А. Зуфаров, 1987]. Відкладення патогенних імунних комплексів у структурі нирок контрольних і дослідних щурів виявляли імуногістохімічним методом (прямої реакції імунофлюоресценції за A.H. Coons з використанням комерційних сироваток, мічених ФІТЦ, виробник НДІ ім. М.Ф. Гамалії РАМН, Москва) за допомогою люмінісцентного мікроскопу (ЛЮМАМ Р-8) [М.В. Угрюмов, 1991]. Загальна кількість тварин у гострих і субхронічних дослідах становила 96 щурів, кількість виконаних проб - 2936.

Як засоби профілактики свинцевої і кадмієвої інтоксикацій були застосовані вітчизняні препарати «Кверцетин» (НВЦ Борщагівський хіміко-фармацевтичний завод, Київ) та «Глутаргін» (ВАТ Фармацевтична фірма «Здоров'я», Харків). Для дослідження їх ефективності було сформовано 4 групи щурів (по 10 тварин у кожній). Першій групі щурів внутрішньоочеревинно вводили водний розчин солі металу в дозі 1/100 ЛД50; другій групі щурів до їжі додавали препарат у вигляді порошку з розрахунку: «Кверцетин» - 10 мг/кг, «Глутаргін» - 100 мг/кг маси тіла щура. Третя дослідна група щурів отримувала препарати з їжею у вищезазначеній дозі на фоні свинцевої чи кадмієвої інтоксикації. Четверта контрольна група тварин отримувала ін'єкції 0,9 % розчину хлориду натрію. Дослідження проводили через 30 днів після експозиції та через 6 тижнів постекспозиційного періоду. В кожній серії досліджень визначали вміст металів у крові та внутрішніх органах, показники периферичної крові та неспецифічної резистентності за зазначеними вище методами. В експерименті використано 160 щурів, загальна кількість проб - 2720.

Дослідження імунотоксичних ефектів в умовах in vitro. Досліди були виконані на клітинах крові та селезінки інтактних щурів лінії Вістар, які включали: оцінку фагоцитарної і бактерицидної активності нейтрофілів, проліферативної здатності лімфоцитів, активності ферментів СДГ, Г-6-ФДГ, МП в лейкоцитах. Для культур клітин (лімфоцити людини, плазмоцити миші) визначали кількість живих клітин за фарбуванням трипановим синім та в МТТ-тесті, функціональну активність плазмоцитів оцінювали за рівнем Ig G антитіл методом ІФА. Вплив досліджуваних металів на білки плазми крові людини (альбумін та імуноглобулін, ВАТ «Біофарма», Київ) оцінювали за показниками оптичної густини розчинів на спектрофотометрі «Мефан» (Україна) та масових значень методом MALDI-TоF мас-спектрометрії на приладі «Autoflex II» (Bruker, Німеччина). Загальний обсяг досліджень в умовах in vitro склав - 1340 проб.

Результати виконаних досліджень обраховані з використанням загальновизнаних методів статистичної обробки результатів медико-біологічних досліджень з визначенням середньоарифметичних величин показників (M), стандартної похибки (m), квадратичного відхилення (у), параметричних методів перевірки статистичних гіпотез (t-критерій Ст'юдента) та кореляційного аналізу за допомогою пакету статистичних програм Microsoft Office Exсel 2003 (S/N 74017-40-000010-57409).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Визначення стану імунної системи у працівників, експонованих важкими металами

За даними гігієнічної оцінки умов праці на заводі художнього скла основним несприятливим чинником був пил, який містив свинець, зокрема, на ділянці змішування шихти його вміст перевищував гранично допустиму концентрацію (ГДК) у повітрі робочої зони у 12,0 разів, при видуванні виробів - у 8,5-13,0 разів і шліфуванні виробів - у 12,0-15,0 разів.

Умови праці механізаторів сільського господарства залежно від класу трактора характеризувались підвищеними шумовими (на 2-10 дБА) та вібраційними (на 6-15 дБ) навантаженнями. За результатами досліджень проб повітря з кабін тракторів встановлено, що в зоні дихання механізаторів був присутній пил, який містив у достатньо великій кількості свинець. В зоні дихання механізаторів з 1-ої групи вміст свинцю перевищував ГДК в 2,2 рази, 2-ої групи - в 6,5 разів, а 3-ої групи - в 0,9 рази. Вміст кадмію в зоні дихання механізаторів 1-ої та 2-ої груп був на рівні його ГДК, а в 3-й групі перевищував у 7,0 разів. Концентрація свинцю і кадмію у повітрі на робочих місцях працівників типографії не перевищувала їх ГДК .

Хімічний аналіз крові обстежених працівників показав, що у робітників заводу художнього скла концентрація свинцю в крові була на рівні 0,44±0,08 мг/л, а в осіб з діагнозом ХСІ становила 0,59±0,07 мг/л, що перевищувало нижню межу норми ВООЗ (0,2 мг/л) відповідно в 2,2 і 2,95 рази. У механізаторів сільського господарства рівень свинцю в крові був значно вищим і складав у трактористів з 1-ої групи - 0,82±0,03 мг/л, з 2-ої групи - 0,80±0,02 мг/л, а з 3-ої групи - 0,65±0,06 мг/л. Вміст катіонів кадмію в усіх трьох групах механізаторів не перевищував допустимі величини. У більшості працівників типографії рівень катіонів свинцю в крові був у межах допустимих значень (у службовців - 0,28±0,01 мг/л а у робітників - 0,32±0,01 мг/л), тоді як вміст кадмію (0,076±0,00 і 0,068±0,006 мг/л відповідно) перевищував верхню межу нормативу ВООЗ майже в 1,5 рази. Отже, результати гігієнічних та хіміко-аналітичних досліджень дозволяють констатувати, що робітники заводу художнього скла та механізатори сільського господарства зазнавали професійної експозиції свинцем, тоді як працівники типографії були експоновані кадмієм.

Експозиція свинцем викликала у робітників ЗХС зміни периферичної крові, зокрема, достовірне підвищення кількості еритроцитів з базофільною зернистістю (в 3,4 рази), що згідно з даними [Б.А. Велиев, 1989; Н.Ф. Измеров, 1998] є однією з ознак розвитку свинцевої інтоксикації. У обстежених працівників ЗХС були визначені збільшення числа моноцитів і еозинофілів (на 44,6 % та 125,0 %) та підвищена активність в них ферменту МП, стимуляція фагоцитарної та бактерицидної активності нейтрофілів крові, збільшення титру комплементу в сироватці (р<0,05, у порівнянні з контролем). Визначене підвищення активності ферменту МП і НСТ-тесту спонтанного в нейтрофілах за дії свинцю кореспондує з даними [М. Токмурзаев, И. Ревун, 1985] і може свідчити про стимуляцію в цих клітинах оксидативного стресу з утворенням пероксиду водню, реактивних форм кисню та інших вільних радикалів, які є дуже токсичними для клітин. З боку клітинного імунітету у працівників ЗХС, експонованих свинцем, і осіб з діагнозом ХСІ відзначено зміни чисельності імунорегуляторних клітин (збільшення числа Т-хелперів на 34,9 % і 21,3 %, зниження Т-цитотоксичних/супресорів на 42, 3 % і 45,3 % відповідно), при цьому відносна кількість Т- і В-лімфоцитів в обох групах істотно не відрізнялась від контрольних значень. Хронічна експозиція та інтоксикація свинцем у працівників ЗХС викликала стимуляцію гуморальної імунної відповіді, зокрема, підвищення в сироватці крові рівнів Ig M (на 98,0 % і 29,0 %), Ig G (на 8,2 % і 23,0 %), Ig А (на 11, 3 % і 63,4 %) та ЦІК (на 55, 0 % і 76,7 %), (р<0,05, відносно контролю) (рис. 1). Слід відзначити, що зміни показників, які характеризують імунний статус, у осіб з клінічно встановленим діагнозом хронічної свинцевої інтоксикації у порівнянні з робітниками, експонованими свинцем, були більш виразними.

Згідно даних літератури [Р.М. Хаитов и др., 1995; Г.Н. Дранник, 1999; А. Dayan, 1990] підвищена кількість еозинофілів та Т-хелперів, зниження числа Т-супресорів, високі рівні Ig M, Ig G та ЦІК є ознаками розвитку алергічного чи аутоімунного процесу в організмі. Отже, встановлені порушення імунної системи у робітників ЗХС можна віднести до імуностимуляції, наслідком якої може бути розвиток алергічних чи аутоімунних захворювань.

Обстеження механізаторів сільського господарства виявило у них підвищену кількість моноцитів та лімфоцитів, зниження с/я нейтрофілів в периферичній крові. В лейкоцитах, особливо в лімфоцитах, визначено пригнічення активності ферменту СДГ та Г-6-ФДГ, зниження активності МП (майже вдвічі в нейтрофілах, в 2,3 рази - в моноцитах і 1,6 рази - в еозинофілах), що може свідчити про зменшення енергетичного потенціалу імунокомпетентних клітин та порушення бактерицидної системи фагоцитів.

У механізаторів було встановлено пригнічення фагоцитарної функції нейтрофілів крові (в середньому на 19,3 %), стимуляція респіраторного «вибуху» в фагоцитах (підвищення показників НСТ-спонтанного - на 38,0 %) та зниження їх функціонального резерву (зниження НСТ-стимульованого - на 30,5 %), зменшення титру комплементу (на 18,0 %) та зростання рівня низькомолекулярних ЦІК в сироватці крові (в 1,8; 3,1 і 9,8 разу). Зміни клітинної ланки імунітету в групах механізаторів характеризувались зниженням кількості Т-хелперів (в середньому на 30,0 %) та збільшенням Т-цитотоксичних/супресорів (в середньому на 70,3 %), число Т-лімфоцитів було нижче за контрольні дані тільки в 3-й групі (на 20,0 %). Функціональна активність Т-клітин у них була пригніченою, про що свідчило зниження проліферації лімфоцитів у відповідь на мітоген ФГА (в 2-й групі - на 38,0 % і 3-й - на 56,0 %). У механізаторів з 2-ої та 3-ої груп встановлено збільшення кількості В-лімфоцитів (на 26,8 % і 51,2 %), підвищення рівня імуноглобулінів Ig G (на 57,4 % і 66,5 %) і Ig M (на 20,0 % і 80,0 %), (р<0,05, відносно контролю) (рис. 2). Отримані результати свідчать про пригнічення неспецифічної резистентності організму механізаторів, в той же час зміни клітинної та гуморальної ланок імунітету, такі як активація В-лімфоцитів, збільшення відносної кількості Т-супресорів, підвищені рівні Ig G, Ig M і ЦІК, дозволяють говорити про стимуляцію у них імунної відповіді гуморального типу.

Визначення стану поствакцинального імунітету показало, що титри антитіл проти дифтерії були нижче захисного у механізаторів з 1-ої групи - у 14, 3 %, 2-ої групи - в 26,9 % і 3-ої групи - в 44,4 % осіб. За даними медичного огляду, у обстежених механізаторів протягом року реєструвалась висока частота захворюваності на гострі респіраторні інфекції (в 1-й групі - 73,7 %, 2-й групі - 66,7 % та 3-й групі - у 85,7 % осіб). Таким чином, результати досліджень свідчать, що експозиція важкими металами на фоні інших несприятливих чинників спричиняла у механізаторів порушення неспецифічної резистентності та специфічного імунітету.

У працівників типографії було виявлено збільшення кількості еритроцитів (в середньому на 44,0 %), моноцитів (на 80,0 %) та п/я нейтрофілів (у 4,1 рази). В лейкоцитах крові відзначено пригнічення активності ферментів (СДГ і Г-6-ФДГ) особливо в лімфоцитах, що вказує на зниження їх енергетичного потенціалу. В нейтрофілах обстежених осіб було визначено зниження активності МП (на 32,5 %), збільшення НСТ-тесту спонтанного (службовців - в 2,0 рази і робітників - у 3,5 рази, р<0,05, порівняно з контролем), що свідчить про стимуляцію окисно-відновних процесів в фагоцитах. В обох групах працівників типографії відносна кількість Т- і В-клітин не відрізнялась від контрольних значень, тоді як їх проліферативна активність була пригніченою у відповідь на мітоген ФГА (службовців - у 2,8 рази, а робітників - у 4,6 рази) і ЛПС (службовців - у 1,4 рази, робітників - у 2,7 рази), р<0,05, порівняно з контролем. У службовців і робітників типографії було виявлено зниження титру комплементу в сироватці крові (на 11,0 % і 33,2 % відповідно), підвищення рівнів Ig G (майже на 100,0 %) та Ig M (на 113,0 % і на 101,4 %), в той же час концентрація Ig А в обох групах працівників була зниженою, що вказує на стимуляцію у них специфічної імунної відповіді та зниження місцевого імунітету (рис. 3). Результати визначення стану поствакцинального імунітету показали, що 39,2 % працівників типографії не мали достатнього захисту проти дифтерії, при цьому в 7,1 % обстежених осіб протидифтерійні антитіла взагалі не були виявлені.

Виконаний кореляційний аналіз дозволив встановити наявність як позитивних (прямих), так і негативних (зворотніх) кореляційних зв'язків між вмістом свинцю і кадмію в крові обстежених працівників та показниками імунного статусу організму. Достовірна позитивна кореляція між вмістом катіонів свинцю і кадмію в крові та окремими імунологічними показниками може бути доказом стимулюючого ефекту цих металів, а негативна, навпаки, вказувати на супресивну дію. Слід відзначити, що найбільша кількість достовірних коефіцієнтів кореляції (r?0,5) між вмістом свинцю та імунологічними показниками була визначена в групі робітників ЗХС з діагнозом хронічної свинцевої інтоксикації, що може бути доказом прямої токсичної дії цього металу на імунну систему. У групі робітників типографії кількість достовірних коефіцієнтів кореряції була найменшою, останнє свідчить про незначний вплив досліджуваних металів на показники їх імунного статусу. Загальна кількість достовірних кореляційних зв'язків між клітинними та гуморальними показниками імунної системи у працівників, експонованих свинцем і кадмієм, була значно меншою, ніж їх чисельність в контрольній групі. Останнє вказує на розбалансування імунної системи та порушення її регуляторних механізмів, які в подальшому можуть призвести до формування вторинного імунодефіциту та розвитку імунопатологічного стану.

Визначення індивідуальних адаптаційних реакцій у працюючих, експонованих свинцем і кадмієм, на основі даних аналізу крові [Л.Х. Гаркави и др., 1990] показали, що вони були різними за типом і залежали від рівня металів в крові. Так, у робітників заводу художнього скла, експонованих свинцем, реакції фізіологічного типу (тренування, спокійної та підвищеної активації) визначено у 58,8 %, а нефізіологічного (переактивація та хронічний стрес) - у 41,2 % обстежених. У більшості механізаторів з 1-ої групи (61,1 %), в яких встановлено найвищий вміст свинцю в крові, адаптаційні реакції організму характеризувались як нефізіологічні, у механізаторів 2-ої групи переважали реакції фізіологічного типу (68,8 %). У механізаторів 3-ої групи нефізіологічні адаптаційні реакції були виявлені в 71,4 %, а фізіологічні - у 28,6 % обстежених осіб. Серед працівників типографії, в крові яких було визначено тільки підвищений рівень кадмію, фізіологічні адаптаційні реакції виявлені в 75,0 %, а нефізіологічні - у 25,0 % обстежених. За даними Л.Х. Гаркаві та ін., (1990) фізіологічні реакції є ознакою стійкої адаптації організму до умов існування та наявності достатніх резервних можливостей, тоді як нефізіологічні, такі як переактивація та стрес, свідчать про знижені пристосувальні можливості організму та розвиток патологічного процесу.

Дослідження імунотоксичних ефектів свинцю і кадмію в умовах гострої інтоксикації у щурів

Гостра інтоксикація щурів ацетатом свинцю (дози 1/4 ЛД₅₀ і 1/16 ЛД₅₀) спричинила суттєве збільшення вмісту катіонів металу в крові, печінці та нирках піддослідних щурів (р<0,05, у порівнянні з контрольною групою). Однократне введення щурам великих доз ацетату свинцю викликало порушення синтезу гему, що супроводжувалось підвищенням рівня ЦПП (у 2,6 і 1,5 рази) та зниженням рівня гемоглобіну в крові (на 19,3 % і 16,6 %), зменшенням кількості еритроцитів (на 20,0 % і 22,3 %), лейкоцитів (на 43,1 % і 40,0 %) та с/я нейтрофілів (на 26,0 % і 25,0 %), збільшенням моноцитів (у 2,7 і 2,3 рази) та еозинофілів (у 1,8 і 1,75 рази) (p<0,05, порівняно з контролем). У піддослідних щурів, яким вводили ацетат свинцю у дозі 1/4 ЛД₅₀ порівняно з контрольною групою було визначено пригнічення активності ферментів СДГ, Г-6-ФДГ, МП в лейкоцитах, зниження клітинних показників неспецифічної резистентності (ФІ - на 16,0 % і ФЧ - на 36,0 %) і гуморальних (опсоніни - на 23,2 %), а також зменшення рівнів ЦІК (високомолекулярних - на 87,0 % та низькомолекулярних - на 46,3 %). Однократне введення щурам сульфату кадмію в дозах 1/4 ЛД₅₀ і 1/16 ЛД₅₀ також викликало збільшення вмісту катіонів кадмію в крові, печінці та нирках (р<0,05, у порівнянні з контролем). Гостра інтоксикація великими дозами сульфату кадмію спричиняла порушення синтезу гему (збільшення рівня ЦПП у 1,6 і 1,5 рази) та зниження гемоглобіну (на 12,3 % і 10,0 %), зменшення кількості лейкоцитів (на 41,2 % і 36,4 %), збільшення числа п/я нейтрофілів (у 1,9 і 2,4 рази) і моноцитів (у 2,2
і 1,8 рази), зменшення с/я гранулоцитів (на 20,0 % і 18,0 %). Пригнічення активності ферментів СДГ, Г-6-ФДГ, МП визначалось в гранулоцитах тільки за умови введення солі кадмію у дозі 1/4 ЛД₅₀. Зміни показників неспецифічної резистентності у щурів за умови гострої інтоксикації кадмієм у дозі 1/4 ЛД₅₀ характеризувалися пригніченням як клітинних, так і гуморальних показників. При дозі сульфату кадмію, що відповідала 1/16 ЛД₅₀, визначено зниження тільки гуморальних компонентів. НРО. Отримані дані свідчать, що гостра інтоксикація великими дозами свинцю і кадмію спричиняла порушення синтезу гему й гемоглобіну, чинила пряму цитотоксичну дію на еритроцити, а також на нейтрофіли крові, які беруть участь у процесі фагоцитозу, пригнічувала синтез антитіл та їх активність до утворення імунних комплексів.

Визначення імунотоксичних ефектів свинцю та кадмію за умови субхронічних інтоксикацій у щурів

Моделювання у щурів субхронічних свинцевої і кадмієвої інтоксикацій відносно низькими дозами (1/100 ЛД₅₀) супроводжувалось достовірним збільшенням вмісту металу в периферичній крові та тканинах внутрішніх органів (печінка, селезінка, нирки) (р<0,05, по відношенню до контрольної групи).

Введення ацетату свинцю на початку експерименту викликало у щурів підвищення рівня ЦПП (в 1,3 рази), зниження кількості еритроцитів (на 21,9 %) і с/я нейтрофілів (на 20,0 %), збільшення лімфоцитів (на 25,2 %). З боку неспецифічної резистентності визначено пригнічення фагоцитарної функції нейтрофілів (ФІ - у 2,0 і ФЧ - у 1,6 рази) та зниження опсонізуючих властивостей сироватки крові (майже в 2,0 рази), вірогідне збільшення рівнів низько- і високомолекулярних ЦІК (у 2,0 рази) (рис. 4).

Встановлене зменшення відносної кількості нейтрофілів та зниження їх фагоцитарної активності можна розцінювати як пригнічення неспецифічної захисної реакції внаслідок токсичної дії свинцю. В той же час зниження проліферації лімфоцитів крові у відповідь на клітинні мітогени ФГА, Кон А, ЛПС вказує на пригнічення клітинної ланки, зокрема, функціональної активності Т- і В-лімфоцитів крові.

Субхронічна інтоксикація щурів свинцем спричиняла підвищення ФІ (у 1,4 рази), зниження НСТ-спонтанного (у 1,5 рази), зменшення СН50 (на 44,0 %) та збільшення у 2,6 рази вмісту ЦІК обох розмірів та зниження опсонізуючих властивостей сироватки крові (р<0,05, відповідно до контролю).

У щурів із субхронічною свинцевою інтоксикацією виявлено підвищення проліферативної активності лімфоцитів крові на мітоген Кон А (на 146,7 %), що може свідчити про функціональну активацію Т-супресорів -- регуляторів імунної відповіді на стимуляцію свинцем гуморальної ланки. Ознаками формування імунної відповіді гуморального типу було збільшення в селезінці та лімфатичних вузлах брижі піддослідних щурів числа лімфатичних фолікулів зі світлими центрами розмноження та кількості в них плазматичних клітин. Викладені вище результати експериментальних досліджень дозволяють дійти висновку, що надходження свинцю в організм піддослідних щурів за умови моделювання субхронічної свинцевої інтоксикації (доза 1/100 ЛД₅₀) спричиняло стимуляцію гуморальної імунної відповіді. Отримані результати кореспондують з даними літератури [L. Koller, 1990; F. Sata et al, 1998; B. Bishayi, 2005], де також встановлено, що свинець в низьких дозах викликав у лабораторних тварин пригнічення клітинного та стимуляцію гуморального імунітету.

Моделювання субхронічної кадмієвої інтоксикації у щурів не викликало суттєвих змін у складі периферичної крові. Підвищення відносної кількості п/я нейтрофілів і моноцитів було визначено тільки на початку експерименту. При цьому, показники ФАН майже не змінювалась, спостерігалось зниження відносно контролю рівня високомолекулярних ЦІК (у 2,6 рази) та опсонізуючих властивостей сироватки крові (на 54,0 %) (рис. 5). Отримані дані є свідченням того, що катіони кадмію на початку експерименту мали менший вплив на показники периферичної крові, ніж катіони свинцю, пригнічували гуморальні фактори неспецифічної резистентності. Більш тривала експозиція сульфатом кадмію (25 введень) викликала підвищення ФІ (на 23,0 %) та показників НСТ-тесту (спонтанного - на 28,0 % та стимульованого - на 22,0 %, р<0,05, відносно контролю), збільшення в крові вмісту низькомолекулярних ЦІК (в 1,5 рази) та підвищення опсонізуючої активності сироватки крові (ФІ - у 1,5 рази).

Встановлені зміни вказують на активацію клітинних і гуморальних компонентів НРО за дії низьких доз кадмію. За даними реакції РБТЛ після 5 і 25 введень сульфату кадмію визначено підвищення спонтанної проліфераціїх лімфоцитів (на 31,3 % і 24,5 %) та зниження у відповідь на мітогени ФГА, Кон А і ЛПС (p<0,05, у порівнянні з контролем). Гістологічні дослідження імунних органів у щурів з кадмієвою інтоксикацією виявили збільшений об'єм коркової речовини тимуса, підвищене число Т-лімфобластів; збільшений розмір лімфатичних фолікулів та підвищену кількість плазматичних клітин в селезінці; збільшення числа лімфатичних фолікулів зі світлими центрами розмноження та плазматичних клітин в лімфатичних вузлах брижі. Згідно з даними [А.В. Кудрин и др., 2000; A. Lafuente et al., 2003] кадмій у низьких дозах може стимулювати проліферацію Т-клітин, що пояснюється його конкуренцією з цинком, який входить до складу гормонів тимуса - регуляторів проліферації та дозрівання Т-клітин. Отже, ввстановлені зміни, які були визначені у щурів за умови субхронічної кадмієвої інтоксикації (доза 1/100 ЛД₅₀), можуть бути розцінені як активація фагоцитарної і бактерицидної активності нейтрофілів та стимуляція клітинної і гуморальної відповіді в органах імунної системи.

Дослідження ролі імунних комплексів у патогенезі свинцевої і кадмієвої інтоксикацій

При дослідженні гуморального імунітету у щурів зі свинцевою і кадмієвою інтоксикаціями у порівнянні з контрольною групою було виявлено збільшені титри антитіл до загального антигену печінки (1:64 і 1:128) та нирок (1:32 та 1:64). Відповідно до даних [Е.Л. Насонов, 1984; И.А. Ольховский и др., 1999; M. Luster et al.; 1999;] наявність органоспецифічних аутоантитіл вказує на формування імунної відповіді на видозмінені власні антигени, які можуть з'явитись внаслідок токсичного ураження органів та тканин. Слід зауважити, що у піддослідних щурів зі свинцевою інтоксикацією були встановлені підвищені рівні високо- і низькомолекулярних ЦІК, тоді як у тварин з кадмієвою інтоксикацією збільшеними були ЦІК низькомолекулярні. Посилаючись на дані [П.Г. Жминько, 1998; И.А. Ольховский и др., 1999; В.И. Стахович, 2005; В.Д. Крушевский, 2010] збільшення вмісту ЦІК в крові може бути результатом підвищеного синтезу антитіл та порушення їхньої елімінації. Останнє може призвести до відкладення ЦІК в тканинах і органах з подальшим розвитком запальних реакцій. За даними [D. Lawrence, 2002; P. Griem et al., 2005; A. Аkesson et al., 2005; K. Mishra et al., 2005; H. Gonick, 2008, M. Ohsawa, 2009] збільшені титри аутоантитіл та рівні ЦІК в крові можуть розцінюватися як основний патогенетичний фактор аутоімунних захворювань. Отримані результати досліджень дозволяють висловити припущення, що свинець і кадмій при надходженні в організм у низьких дозах стимулювали гуморальну імунну відповідь та розвиток аутоімунних реакцій.

Відомо, що органом-мішенню токсичної дії важких металів є нирки. За даними літератури [А.И. Корбакова и др., 2001, Л.М. Шафран, А.І. Гоженко, 2009] хронічна інтоксикація свинцем і кадмієм супроводжується розвитком тубулоінтерстиціального нефриту.

Виконані гістологічні дослідження нирок щурів з субхронічною свинцевою інтоксикацією виявили ушкодження епітелію ниркових канальців, особливо в проксимальному відділі, збільшення сечового простору в капсулі Боумена. Структурні зміни в нирках при кадмієвій інтоксикації характеризувались повнокрів'ям та набряком клубочків, зменшенням сечового простору капсули Боумена. Порівняння результатів дослідження з даними [Т.И. Харченко и др., 1986; Е.П. Киреева и др., 2006; T. Aoyagi, M. Brzoska, et al., 2003; H. Gonick, 2008] дозволяє дійти висновку, що за дії свинцю в основному ушкоджуються ниркові канальці (особливо їх проксимальний відділ), а при дії кадмію - порушується структура і функція ниркових клубочків.

Слід зауважити, що сьогодні активно вивчаються механізми формування ниркової патології та участь в них імунних компонентів, зокрема, імунних комплексів. Імуногістохімічні дослідження препаратів нирок щурів зі свинцевою інтоксикацію виявили інтенсивну флюоресценцію імунних комплексів в порожнині капсули ниркових клубочків. Підвищене накопичення ЦІК в нирках може бути результатом порушення їхнього видалення. У щурів з кадмієвою інтоксикацією інтенсивна флюоресценція дрібно-глобулярних Ig G преципітатів була виявлена в капілярах ниркових клубочків, що вказує на відкладення імунних комплексів в цих структурах. Подібні відкладення були визначені J. Aten et al. (1991) і P. Bigazzi (1999) в ниркових клубочках у щурів із гломерулонефритом, викликаним хлоридом ртуті.

Отже, результати гістологічних та імунологічних досліджень дозволяють припустити, що нефротоксичні ефекти свинцю можуть бути обумовлені прямою токсичною дією катіонів металу на епітелій ниркових канальців, при цьому не виключається участь імунних компонентів. Визначення ЦІК в капілярах ниркових клубочків може свідчити про участь імунних реакцій у розвитку кадмієвих нефропатій, зокрема, імунокомплексного гломерулонефриту.

Узагальнюючи результати виробничих та експериментальних досліджень можна виділити такі імунологічні критерії розвитку свинцевої і кадмієвої інтоксикацій:

– порушення фагоцитарної активності нейтрофілів крові;

– стимуляція оксидативного стресу в фагоцитах і зниження їх резервних можливостей;

– зниження енергетичного потенціалу імунокомпетентних клітин крові;

– підвищення спонтанної проліферації лімфоцитів;

– порушення імунорегуляторних механізмів (співвідношення Тх/Тс);

– підвищення функціональної активності В-лімфоцитів та рівнів Ig G і Ig M;

– підвищення титрів аутоантитіл до антигенів печінки та нирок;