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

– надмірне утворення ЦІК;

– формування адаптаційних реакцій нефізіологічного типу таких, як переактивація, гострий і хронічний стрес, які є ознакою зниження адаптаційно-пристосувальних можливостей організму.

Оскільки порушення імунітету у працівників, експонованих свинцем і кадмієм, виявлялись значно раніше, ніж інші клінічні та біохімічні ознаки інтоксикації зазначені вище показники, можуть розглядатись як ранні критерії негативної дії цих чинників на організм, які необхідно враховувати при проведенні періодичних медичних оглядів для своєчасної діагностики і профілактики розвитку професійно та екологічно обумовленої патології.

Визначення механізмів імунотоксичної дії свинцю і кадмію в дослідах in vitro

Інкубація клітин периферичної крові інтактних щурів з розчинами ацетату свинцю та сульфату кадмію в умовах in vitro спричиняла порушення фагоцитарної функції нейтрофілів, проліферації лімфоцитів, метаболічних процесів та активності ферментів в цих клітинах. Високі концентрації солей металів 10^-3 і 10^-5 (моль/л) чинили супресивний ефект, тоді як низькі концентрації 10^-9 і 10^-11 (моль/л) проявляли стимулюючу дію. При цьому в in vitro дослідах, як і експериментах in vivо, лімфоцити крові щурів були більш чутливими до токсичної дії катіонів металів, ніж нейтрофіли. Така вибіркова чутливість може пояснюватись властивістю катіонів металів блокувати SH-групи, які присутні саме на мембрані лімфоцитів. Досліди, що були виконані на культурах лімфоцитів людини показали, що Т-лімфоцити (лінія MT4) були більш вразливими, ніж В-клітини (лінія Raji) за дії обох металів. Встановлено, що катіони свинцю у малих концентраціях чинили стимулюючий ефект по відношенню до клітин лінії Raji.

Короткострокова інкубація плазмоцитів миші з ацетатом свинцю у концентраціях 10^-3-10^-6 (моль/л) стимулювала проліферацію цих клітин та синтез ними моноклональних Ig G антитіл (рис. 6). Додавання до культури плазмоцитів миші кадмію сульфату викликало загибель клітин при концентраціях 10^-3 і 10^-5 (моль/л), тоді як найменша концентрація 10^-6 моль/л суттєво не впливала на їх життєздатність. Збільшення вмісту кадмію в інкубаційному середовищі знижувало синтез плазмоцитами антитіл.

Отже, результати in vitro досліджень дозволяють дійти висновку, що свинець в малих концентраціях проявляв імуностимулюючу дію, зокрема на В-лімфоцити (плазмоцити), а кадмій викликав супресивний ефект як на проліферацію плазмоцитів, так і на синтез ними антитіл. Встановлені зміни кореспондують з даними [M. McCabe, D. Lawrence, 1990], де показано, що інкубація клітин крові людини з розчинами хлориду свинцю у концентраціях 0,5; 1,0 і 10,0 (мкмоль/л) впродовж 7 діб викликала активацію В-лімфоцитів та синтез ними імуноглобулінів, що може свідчити про стимуляцію свинцем в низьких концентраціях гуморальної імунної відповіді.

Дані, які були отримані за допомогою одного з сучасних методів протеоміки MALDI-Tof мас-спектрометрії, дозволили встановити, що в in vitro умовах досліджувані метали здатні змінювати конформацію альбуміну та імуноглобуліну людини за рахунок взаємодії з активними групами цих білків. Встановлено, що катіони металів більш активно взаємодіяли з імуноглобуліном. Свинець приєднувався до цілої молекули Ig G, тоді як кадмій взаємодіяв як з Ig G, так і з його фрагментами (легкими і важкими ланцюгами). В реакції радіальної імунодифузії встановлено, що інкубація імуноглобуліну з розчинами солей металів змінювала його активність до утворення ІК при взаємодії з антигеном. Встановлено, що ацетат свинцю у концентрації 10^-3 моль/л стимулював утворення імунних комплексів, а сульфат кадмію, навпаки пригнічував. Це пояснює визначену у щурів за умови свинцевої і кадмієвої інтоксикації різну активність антитіл до утворення ІК. Таким чином, результати in vivo та in vitro експериментів дозволяють стверджувати, що імунотоксична дія свинцю і кадмію залежить від дози металу та терміну експозиції і може бути обумовлена:

– прямою токсичною дією катіонів металів на клітини неспецифічної резистентності (фагоцити), імунокомпетентні клітини (лімфоцити крові та імунних органів) та зміною їх функціональної активності;

– порушенням проліферації та антитілосинтезуючої функції плазмоцитів;

– зміною структури і функціональної активності антитіл, зокрема, Ig G.

Зміни імунологічної реактивності організму щурів при застосуванні засобів профілактики свинцевої і кадмієвої інтоксикацій

Результати експериментальних досліджень показали, що застосування препарату «Кверцетин» у щурів на фоні моделювання свинцевої інтоксикації суттєво не впливало на вміст свинцю в крові та внутрішніх органах, проте сприяло наближенню до контрольних значень числа лейкоцитів, лімфоцитів і нейтрофілів. Кількість еритроцитів та рівень гемоглобіну у піддослідних щурів були нижчими, ніж в контрольній групі тварин. Використання препарату «Кверцетин» з метою профілактики розвитку кадмієвої інтоксикації у щурів сприяло зниженню вмісту кадмію в крові, печінці та нирках, наближенню до контрольних значень показників периферичної крові (ЦПП, гемоглобін, еритроцити, лейкоцити, лімфоцити), підвищенню ФАН. У піддослідних щурів зі свинцевою і кадмієвою інтоксикацією препарат «Кверцетин» сприяв зниженню окисно-відновних процесів в фагоцитах, зменшенню вмісту високо- і низькомолекулярних ЦІК в сироватці крові.

Препарат «Глутаргін» при застосуванні на фоні свинцевої інтоксикації у щурів сприяв активації еритропоезу, позитивно впливав на біосинтез гемоглобіну, справляв імуномодулюючу (стимулював ФАН) та антиоксидантну дію (пригнічував оксидативні процеси в нейтрофілах), знижував рівень низькомолекулярних ЦІК у крові. Вживання препарату «Глутаргін» на фоні кадмієвої інтоксикації у щурів спричиняло зменшення вмісту металу в крові, печінці, нирках та рівня патогенних низькомолекулярних ЦІК, підвищення ФАН, зниження утворення активних форм кисню в фагоцитах (див. табл. 2). Позитивний ефект від застосування обох препаратів зберігався і через 6 тижнів після припинення експозиції щурів свинцем і кадмієм, що свідчить про їх відновлювану дію. Виконані дослідження дозволяють констатувати, що фармакологічні препарати «Кверцетин» і «Глутаргін» при застосуванні на фоні свинцевої і кадмієвої інтоксикацій проявляли детоксикаційну, антиоксидантну та імуномодулюючу дію. Отримані результати досліджень кореспондують з даними інших авторів, які отримали позитивний ефект від застосування препарату «Глутаргін» при ендогенних отруєннях [Б.Н. Галкин і ін., 2003; О.Я. Бабак і ін., 2005;] та у хворих з екологічними імунодефіцитами [Г.М. Ларионов, Т.Г. Гарник, 1995; Г.М. Драннік, В.М. Фролов, 2004; Л.В. Кравченко и др., 2005; О.Я. Склярів та ін., 2006; М.І. Загородний, 2007].

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення проблеми профілактичної медицини, яке стосується ранньої діагностики та профілактики виробничо та екологічно обумовлених інтоксикацій важкими металами.

1. Проведені виробничі та експериментальні дослідження базувалися на необхідності визначення особливостей імунотоксичної дії свинцю і кадмію, обґрунтуванні імунологічних критеріїв діагностики та пошуку нових засобів біологічної профілактики розвитку свинцевої і кадмієвої інтоксикацій. На підставі одержаних результатів доведено, що свинець і кадмій при надходженні в організм, навіть у низьких дозах, здатні спричиняти імунотоксичну дію, яка характеризувалася порушеннями показників неспецифічної резистентності та імунологічної реактивності, зниженням адаптаційно-пристосувальних можливостей організму.

2. Дані гігієнічної оцінки умов праці засвідчують, що основним несприятливим чинником на заводі художнього скла та на робочому місці механізаторів сільського господарства був пил, який містив свинець, що стало причиною збільшення вмісту цього металу в крові робітників заводу (в 1,5 рази) та механізаторів (у 1,6-4,1 рази). Вміст кадмію перевищував допустимі рівні у працівників типографії та механізаторів з 3-ої групи.

3. Підвищені рівні металів в крові обстежених працівників спричиняли зміни показників периферичної крові, неспецифічної резистентності та імунологічної реактивності.

У робітників ЗХС, експонованих свинцем, встановлені еозинофілія, стимуляція фагоцитарної і бактерицидної активності нейтрофілів, півищення числа Т-хелперів та зниження Т-супресорів, збільшені рівні Ig М, Ig G та ЦІК, які можуть свідчити про імуностимуляцію та бути ознаками формування в організмі алергічного чи аутоімунного процесу.

Зміни імунного статусу організму механізаторів характеризувалися зниженням фагоцитарної активності нейтрофілів крові та титру комплементу, стимуляцією оксидативного процесу в фагоцитах, зменшенням їх резервних можливостей, пригніченням проліферації лімфоцитів на ФГА, зменшенням числа Т-хелперів і збільшенням Т-супресорів, збільшенням числа В-клітин, підвищенням рівнів Ig G і Ig M та ЦІК в крові. Встановлені порушення імунного статусу у механізаторів можуть свідчити про пригнічення у них неспецифічної резистентності та клітинної ланки, стимуляцію гуморальної імунної відповіді.

Порушення імунітету у працівників типографії були найменш виразними і проявлялись стимуляцією оксидативного стресу в фагоцитах, зниженням чисельності Т-хелперів та проліферації лімфоцитів на мітогени, збільшенням рівнів Ig G, Ig М та низькомолекулярних ЦІК, зменшенням концентрації Ig A, що вказує на пригнічення клітинної та стимуляцію гуморальної імунної відповіді.

4. В експерименті на щурах Вістар доведено, що направленість та виразність імунотоксичної дії важких металів залежить від дози та терміну експозиції. Так, однократне введення щурам свинцю і кадмію у 1/4 ЛД₅₀ викликало порушення синтезу гему та зниження рівня гемоглобіну в крові, зменшення кількості еритроцитів, лейкоцитів та нейтрофілів, зниження активності ферментів в лейкоцитах, пригнічення клітинних і гуморальних показників неспецифічної резистентності. Отримані дані свідчать про виразну гематотоксичну та імуносупресивну дію катіонів свинцю і кадмію за умови гострих інтоксикацій у відносно великих дозах.

5. Субхронічна інтоксикація свинцем у дозі 1/100 ЛД₅₀ спричиняла у щурів збільшення відносної кількості нейтрофілів, стимуляцію їх фагоцитарної активності, активацію В-лімфоцитів та синтез антитіл до еритроцитів барану, підвищений вміст ЦІК в крові, стимуляцію спонтанної проліферації лімфоцитів і у відповідь на мітоген Кон А, формування імунної реакції в селезінці й лімфатичних вузлах (збільшення числа фолікулів, макрофагів та плазматичних клітин). Отримані дані є доказом стимуляції свинцем у низькій дозі неспецифічної резистентності та гуморальної імунної відповіді, які спрямовані на елімінацію металу з організму.

6. Субхронічна інтоксикація щурів кадмієм у дозі 1/100 ЛД₅₀ не викликала суттєвих змін у складі периферичної крові, спричиняла збільшення відносної маси селезінки, стимуляцію імунної відповіді в селезінці та лімфатичних вузлах брижі, підвищення фагоцитарної функції нейтрофілів крові та оксидативних процесів в них, пригнічення синтезу антитіл, після імунізації еритроцитами барану. Отже, вплив кадмію сульфату на імунну систему у відносно низькій дозі характеризувався стимуляцією клітинних показників та пригніченням гуморальних компонентів неспецифічної резистентності, стимуляцією імунної відповіді в імунних органах.

7. Субхронічна свинцева і кадмієва інтоксикації у щурів супроводжувались збільшенням катіонів металів у нирках, що спричиняло токсичне ураження цього органу. Токсична дія катіонів свинцю характеризувалась ушкодженням епітелію проксимальних ниркових канальців, збільшенням сечового простору капсули ниркового клубочка та накопиченням в ній імунних комплексів, що свідчить про порушення фільтрації в проксимальному відділі ниркових канальців. За токсичної дії кадмію у піддослідних щурів було визначено збільшення розміру ниркових клубочків, підвищене кровонаповнення та набряк, наявність відкладень імунних комплексів в капілярах, останнє може вказувати на порушення фільтрації в гломерулах, а також на участь імунних комплексів у розвитку патологічного процесу такого, як імунокомплексний гломерулонефрит.

8. Визначені при свинцевій і кадмієвій інтоксикаціях зміни імунологічної реактивності організму: стимуляція гуморальної імунної відповіді, порушення імунорегуляторних механізмів (підвищення Т-хелперів і зниження Т-супресорів), синтез аутоантитіл до загального антигену нирок і печінки, підвищені рівні ЦІК, та їх відкладення в нирках можуть розглядатись як ознаки формування аутоімунного процесу.

9. На підставі результатів натурних і експериментальних досліджень обґрунтовано наступні 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 лейкоцитів крові; стимуляція спонтанної проліферації лімфоцитів та пригнічення у відповідь на мітогени; підвищена активність В-лімфоцитів та збільшення рівнів Ig G і Ig M; порушення співвідношення імунорегуляторних клітин (Т-хелперів/Т-супресорів); синтез аутоантитіл до антигенів печінки і нирок; надмірне утворення ЦІК.

10. У дослідах in vitro з'ясовано механізми імунотоксичних ефектів свинцю і кадмію, які пов'язані: з прямою цитотоксичною дією катіонів металів на клітини, що забезпечують неспецифічну резистентність (нейтрофіли) та імунну відповідь (лімфоцити крові та імунних органів), пригніченням в них метаболічних процесів; порушенням фагоцитарної функції нейтрофілів, проліферації та антитілосинтезуючої антивності лімфоцитів, а також порушенням структури та антигензв'язуючої здатності Ig G антитіл. Встановлено, що кадмій проявляв більшу активність по відношенню до лімфоцитів та до Ig G антитіл, ніж свинець, що вказує на його більшу реактивність до SH-груп, які присутні на мембрані лімфоцитів та Ig G.

11. Експериментально доведено, що препарати «Кверцетин» і «Глутаргін» завдяки мембранопротекторним властивостям сприяли зменшенню проявів гематотоксичних ефектів свинцю і кадмію, проявляли імуномодулюючу (підвищували фагоцитарну активність нейтрофілів) та антиоксидантну (знижували оксидативний стрес у фагоцитах) дію. Як детоксикант «Глутаргін» зменшував вміст металів у крові, печінці, нирках та знижував рівні патогенних ЦІК. Встановлені зміни дозволяють рекомендувати ці препарати як засоби біологічної профілактики розвитку професійно та екологічно обумовлених свинцевої і кадмієвої інтоксикацій.

12. Результати проведених гігієнічних, токсикологічних, імунологічних, гематологічних, гістологічних досліджень дозволили удосконалити методичні підходи щодо оцінки імунного статусу організму працівників, які зазнають професійного впливу важких металів, науково обґрунтувати імунологічні критерії ранньої діагностики свинцевої і кадмієвої інтоксикацій, розширити уявлення щодо механізмів імунотоксичної дії цих металів, запропонувати нові засоби біологічної профілактики, які сприяють зменшенню токсичного впливу свинцю і кадмію на організм та підвищенню його захисних сил.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. Для діагностики свинцевої і кадмієвої інтоксикацій поряд з оцінкою вмісту катіонів металу в крові, гематологічних показників (еритроцити, лейкоцити, гемоглобін, цинкпротопорфірин в крові) рекомендовано визначення показників неспецифічної резистентності (ФАН, НСТ-тест), клітинного (кількість Т- і В-лімфоцитів, Т-хелперів, Т-супресорів, РБТЛ з мітогенами ФГА, Кон А, ЛПС) та гуморального (титри аутоантитіл, вміст ЦІК) імунітету, які є ранніми ознаками несприятливого впливу важких металів на організм.

2. Підвищений вміст ЦІК та аутоантитіл до загального антигену нирок і печінки у осіб з хронічною свинцевою і кадмієвою інтоксикаціями можуть розглядатись як ознаки імуностимуляції та розвитку аутоімунного процесу, що потребує більш детального обстеження і відповідного лікування.

3. Препарати «Кверцетин» (НВЦ Борщагівський хіміко-фармацевтичний завод, Київ) та «Глутаргін» (ВАТ Фармацевтична фірма «Здоров'я», Харків), які проявляли детоксикаційну, антиоксидантну та імуномодулюючу дію за умови експериментальної свинцевої і кадмієвої інтоксикацій, можуть бути рекомендовані як засоби біологічної профілактики металотоксикозів після відповідних клінічних випробувань.

Список ОПУБЛІКОВАНИХ праць за темою дисертації

Монографії:

1. Дмитруха Н. М. Зміни імунологічної реактивності організму при дії екзогенних чинників з урахуванням віку / Н. М. Дмитруха, Л. М. Краснокутська // Нариси вікової токсикології / за заг. ред. І. М. Трахтенберга. - К. : Авіцена, 2005. - С. 104-119. (Дисертантом сформульовано ідею, підготовлено матеріал до публікації).

2. Дмитруха Н. Н. Изменения иммунологической реактивности организма под влиянием экзогенных факторов с учетом возраста / Н. Н. Дмитруха, Л. М. Краснокутская // Очерки возрастной токсикологии / под общ. ред. И. М. Трахтенберга ; пер. с укр. - Издание переработанное, дополненное. - К.: Авицена, 2006. - С. 149-168. (Дисертантом сформульовано ідею, підготовлено матеріал до публікації).

Статті у наукових виданнях, рекомендованих ВАК України:

1. Дмитруха Н. М. Оцінка впливу альгінату кальцію на неспецифічну резистентність організму білих щурів при моделюванні свинцевої інтоксикації / Н. М. Дмитруха // Coвременные проблемы токсикологии. - 2004. - № 2. - С. 13-16.

2. Дмитруха Н. М. Стан імунної системи організму працівників типографії, експонованих важкими металами в умовах виробництва / Н. М. Дмитруха // Гигиена Труда : сб. науч. труд. - 2004. - Вып. 35. - С. 119-128.

3. Дмитруха Н. М. Експериментальне дослідження впливу важких металів (свинцю та кадмію) на неспецифічну резистентність організму білих щурів / Н. М. Дмитруха // Coвременные проблемы токсикологии. - 2004. - № 4. - С. 27-31.

4. Дмитруха Н. М. Вплив Кверцетину та Глутаргіну на показники периферичної крові і неспецифічної резистентності організму щурів за умови кадмієвої інтоксикації / Н. М. Дмитруха // Український журнал з проблем медицини праці. - 2009. - № 4. - С. 52-58.

5. Дмитруха Н. М. До питання нефротоксичної дії кадмію / Н. М. Дмитруха // Український журнал з проблем медицини праці. - 2010.- № 2. - С. 36-43.

6. Дмитруха Н. М. Дослідження імунотоксичних ефектів важких металів в умовах in vitro / Н. М. Дмитруха // Актуальні проблеми транспортної медицини. - 2010. - № 4. - С. 85-91.

7. Дмитруха Н. М. Зміни в імунних органах щурів за умови субхронічної інтоксикації свинцем і кадмієм / Н. М. Дмитруха // Біологія тварин. - 2010. - Т. 12, № 2. - С. 403-408.

8. Зависимость изменения иммунных и биохимических механизмов поддержания гомеостаза от особенностей и выраженности материальной кумуляции свинца в организме / Ю. И. Кундиев, В. А. Стежка, Н. Н. Дмитруха,
Е. Г. Лампека, М. Н. Диденко, Т. Н. Покровская, Ф. А. Оникиенко, И. В. Блакита // Медицина труда и промышленная экология. - 2001. - № 5. - С. 11-17. (Дисертантом виконано імунологічні дослідження, проаналізовано та оформлено дані для публікації).

9. Сравнительное исследование токсического влияния кадмия на нейтрофилы и лимфоциты периферической крови крыс в опытах in vivo и in vitro / В. А. Стежка, Н. Н. Дмитруха, Т. Н. Покровская, Т. А. Билько, Е. Г. Лампека // Гигиена труда : сб. научн. труд. - 2001. - Вып. 32. - С. 245-255. (Дисертантом виконано імунологічні дослідження, проведено статистичну обробку результатів, проаналізовано та узагальнено дані, підготовлено матеріал до публікації).

10. Влияние соединений тяжелых металлов из окружающей среды на состояние иммунной системы у механизаторов сельского хозяйства / В. А. Стежка, Н. Н. Дмитруха, Т. Н. Покровская, Т. А. Билько, Л. Г. Александрова, И. Н. Андру сишина, Е. Г. Лампека // Довкілля та здоров'я. - 2002. - № 1. - С. 6-11. (Дисертантом сформульовано ідею та виконано імунологічні дослідження, статистично обраховано та проаналізовано результати, підготовлено матеріал до публікації).

11. К вопросу об иммунотоксическом действии соединений тяжелых металлов / В. А. Стежка, Н. Н. Дмитруха, Т. Н. Покровская, Т. А. Билько, Е. Г. Лампека // Coвременные проблемы токсикологии. - 2003. - № 1. - С. 22-28. (Дисертантом сформульовано ідею, виконано імунологічні дослідження, проведено статистичну обробку та аналіз даних, підготовлено матеріал до публікації).

12. Сравнительное исследование токсических эффектов свинца и кадмия на селезенку и спленоциты крыс / В. А. Стежка, Н. Н. Дмитруха, Т. Н. Покровская, М. Н. Диденко, Т. А. Билько, Е. Г. Лампека // Coвременные проблемы токсикологии. - 2003. - № 3. - С. 32-38. (Дисертантом сформульовано ідею, виконано імунологічні дослідження, проаналізовано та узагальнено результати, підготовлено матеріал до публікації).

13. Дмитруха Н. М. Експериментальне дослідження впливу ацетату свинцю, препаратів «Альгінат кальцію» та «Кверцетин» на імунологічну реактивність організму білих щурів / Н. М. Дмитруха, І. О. Голуб // Актуальні проблеми транспортної медицини. - 2005. - № 2. - С. 74-80. (Дисертантом сформульовано ідею, виконано імунологічні дослідження та статистичну обробку даних, проаналізовано результати, підготовлено статтю до публікації).

14. Дмитруха Н. М. Дослідження участі імунних процесів у прояві токсичної дії ацетату свинцю на нирки білих щурів / Н. М. Дмитруха, С. П. Луговський // Український журнал з проблем медицини праці. - 2005. - № 2. - С. 41-46. (Дисертантом сформульовано ідею, виконано імунологічні дослідження, статистичну обробку даних, узагальнено результати, підготовлено статтю до публікації).

15. Порівняльна характеристика нефротоксичних ефектів ртуті і свинцю при їх тривалій дії на організм щурів різного віку / І. М. Трахтенберг, С. П. Луговський, Н. М. Дмитруха, Т. К. Короленко, Л. А. Легкоступ // Актуальні проблеми транспортної медицини. - 2006. - № 2 - С. 26-33. (Дисертантом виконано імунологічні дослідження, статистичну обробку даних, проаналізовано та узагальнено результати, підготовлено матеріал до публікації).

16. Дмитруха Н. М. Дослідження стану імунної системи у працюючих, експонованих свинцем / Н. М. Дмитруха, Т. К. Короленко, І. М. Андрусишина // Український журнал з проблем медицини праці. - 2006. - № 2. - С. 31-37. (Дисертантом сформульовано ідею, виконано імунологічні дослідження, статистичну обробку даних, проаналізовано та узагальнено результати, підготовлено статтю до публікації).

17. Дмитруха Н. М. Характеристика адаптаційних реакцій організму у працюючих, експонованих важкими металами / Н. М. Дмитруха, Т. О. Білько, Т. К. Короленко // Проблемы, достижения и перспективы развития медико-биологических наук и практического здравоохранения : Труды Кримського государственного медицинского университета им. С. И. Георгиевского. - 2007. - Т. 143, ч. 1. - С. 41-44. (Дисертантом сформульовано ідею, виконано імунологічні дослідження, статистичну обробку даних, проаналізовано та узагальнено результати, підготовлено матеріал до публікації).

18. Дмитруха Н. М. Токсична дія свинцю і кадмію на імунокомпетентні клітини крові щурів в умовах in vitro / Н. М. Дмитруха, Т. М. Покровська // Coвременные проблемы токсикологии. - 2007. - № 2. - С. 9-13. (Дисертантом сформульовано ідею, виконано імунологічні дослідження і статистичну обробку даних, проаналізовано та узагальнено результати, підготовлено статтю до публікації).

19. Порушення імунного статусу організму людини за дії хімічних чинників та методи визначення / І. М. Трахтенберг, Н. М. Дмитруха, О. С. Моложава, Ю. М. Миронюк // Інфекційні хвороби. - 2008. - № 4. - С. 82-89. (Дисертантом проаналізовано та узагальнено дані сучасної літератури та результати власних досліджень, підготовлено матеріал до публікації).

20. Дослідження впливу сполук важких металів на імуноглобулін сироватки крові людини методом MALDI-TOF мас-спектрометрії / І. М. Трахтенберг, В. О. Покровський, Н. М. Дмитруха, Т. Ю. Громовий, Г. В. Шевченко // Coвременные проблемы токсикологи. - 2009. - № 1. - С. 37-41. (Дисертантом сформульовано ідею, виконано дослідження, проведено статистичну обробку даних, проаналізовано та узагальнено результати, підготовлено матеріал до публікації).

21. Деклараційний патент на корисну модель 200510805 Україна, МПК А61Н 33/06 . Спосіб профілактики розвитку свинцевої інтоксикації / В. А. Стежка, О. Б. Леоненко, Т. М. Покровська, М. М. Діденко, Н. М. Дмитруха, Т. О. Билько, В. М. Зінченко, І. М. Андрусишина, О. Г. Лампека, І. О. Голуб ; заявник і патентовласник ДУ «Інститут медицини праці АМНУ». - № 13928 ; заявл. 2005 ; опубл. 2006, Бюл. № 4, 2006. (Дисертантом проведено патентний пошук, виконано імунологічні дослідження та статистичну обробку результатів, підготовлено матеріал до публікації).

22. Патент на корисну модель 2007 07044 Україна, МПК (2006) A61N 33/02, G01N 33/68. Спосіб профілактики та лікування свинцевої інтоксикації / І. М. Трахтенберг, О. Л. Апихтіна, А. В. Коцюруба, Н. М. Дмитруха, Ю. П. Коркач, І. М. Андрусишина, О. Г. Лампка ; заявник і патентовласник ДУ «Інститут медицини праці АМНУ». - № 26628 ; заявл. 2006 ; опубл. 2006, Бюл. № 15. (Дисертантом виконано імунологічні дослідження, проведено аналіз результатів, підготовлено матеріал до публікації).

23. Патент на корисну модель 2006 09168 Україна, МПК (2006) G01N 33/48. Спосіб оцінки токсичних ефектів важких металів на клітини крові щурів в дослідах in vitro / Н. М. Дмитруха, Т. О. Билько, Т. К. Короленко, Т. М. Покровська ; заявник і патентовласник ДУ «Інститут медицини праці АМНУ». - № 21313 ; заявл. 2006 ; опубл. 2006, Бюл. № 3. (Дисертантом проведено патентний пошук, експериментальні дослідження, підготовлено матеріал та оформлено патент).

В інших наукових виданнях:

24. Сравнитетельная оценка иммунотоксического действия свинца на нейтрофильные лейкоциты и лимфоциты периферической крови крыс в опытах in vivo и in vitro / В. А. Стежка, Н. Н. Дмитруха, Т. Н. Покровская, Т. А. Билько, Е. Г. Лампека // Проблемы медицины труда. - 1998. - С. 149-159. (Дисертантом сформульовано ідею, виконано імунологічні дослідження, статистичну обробку даних, проаналізовано та узагальнено результати, підготовлено матеріал до публікації).

25. Диденко М. Н. Морфофункциональная характеристика органов иммунной системы, лимфоцитов селезенки и периферической крови у крыс при свинцовой интоксикации / М. Н. Диденко, Н. Н. Дмитруха // Проблемы медицины труда. - 1998. - С. 160-164. (Дисертантом сформульовано ідею, виконано імунологічні дослідження, статистичну обробку даних, проаналізовано та узагальнено результати, підготовлено матеріал до публікації).

26. Применение метода люминол-усиленной хемилюминесценции для исследования механизма токсического и иммунотоксического влияния тяжелых металлов / В. А. Стежка, Н. Н. Дмитруха, Ю. П. Мельник, Т. А. Билько // Гигиена населенных мест : сб. нучн. труд. - 2001. - Вып. 38, т. ІІ. - С. 302-307. (Дисертантом здійснено аналіз літератури, виконано експериментальні дослідження, проаналізовано та узагальнено дані).

27. Стежка В. А. К механизму материальной кумуляции тяжелых металлов в организме белых крыс / В. А. Стежка, Н. Н. Дмитруха, Е. Г. Лампека // Гигиена труда : сб. научн. труд. - 2001. - Вып. 32. - С. 219-229. (Дисертантом виконано імунологічні дослідження, проаналізовано та узагальнено дані).

28. Dmytrukha N. The state of nervous and immune system in occupationally lead exposured persons / N. Dmytrukha, Yu. Melnik / Neurobehavioral Methods and Effects in Occupational and Environmental Health // Proceeding from 8-th International Symposium / ed. by R. Lucchini and L. Alessio. - 2002. - P. 223-227. (Дисертантом сформульовано ідею, виконано імунологічні дослідження та статистичну обробку даних, проаналізовано і узагальнено результати, підготовлено матеріал до публікації).

29. Дмитруха Н. М. Оцінка впливу Глутаргіну на показники периферичної крові щурів при моделюванні свинцевої інтоксикації / Н. М. Дмитруха, О.Л. Апихтіна, Д. П. Кусков // Досягнення та перспективи використання вітчизняного препарату Глутаргін в клініці внутрішніх хвороб. - Харків, 2005. - С. 166-169. (Дисертантом проаналізовано та узагальнено результати, підготовлено матеріал до публікації).

30. Dmytrukha N. State of immune system in workers occupationalle exposed to heavy metals / N. Dmytrukha, T. Korolenko, K. Kozlov // 27 International Symposium «Industrial Toxicology 2007». - Bratislava, 2007. - Р. 27-32. (Дисертантом сформульовано ідею, виконано імунологічні дослідження, статистичну обробку даних, проаналізовано та узагальнено результати, підготовлено матеріал до публікації).

31. Дослідження зсувів адаптаційних реакцій у щурів різного віку при дії сполук свинцю, ртуті і марганцю / Т. К. Короленко, Л. М. Краснокутська, Н. М. Дмитруха, С. П. Луговський, Л. А. Легкоступ // Труды Кримського государственного медицинского университета им. С. И. Георгиевского. - 2007. - Т. 143, ч. 1. - С. 68-71. (Дисертантом виконано імунологічні дослідження, статистичну обробку даних, проаналізовано та узагальнено результати, підготовлено матеріал до публікації).

32. Дмитруха Н. Н. Исследование влияния тяжелых металлов на состояние сердечно-сосудистой системы у крыс по показателям ЭКГ, липидного обмена и неспецифической резистентности / Н. Н. Дмитруха, Т. К. Короленко, Л. М. Красно кутская // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2008. - № 3, прил. 2 (ч. 1). - С. 123-124. (Дисертантом сформульовано ідею, виконано імунологічні дослідження, статистичну обробку даних, проаналізовано та узагальнено результати, підготовлено матеріал до публікації).

33. Вікові особливості накопичення свинцю та марганцю в серцево-судинній системі / І. М. Трахтенберг, І. М. Андрусишина, Н. М. Дмитруха, О. Г. Лампека // Coвременные проблемы токсикологии. - 2007. - № 3. - С. 8-11. (Дисертантом здійснено аналіз літератури, проаналізовано та узагальнено дані).

34. Дмитруха Н. М. Застосування методу культури клітин у токсикологічному експерименті / Н. М. Дмитруха, Т. К. Короленко, М. Л. Марченко // Сучасні проблеми біоетики. - К. : Академперіодика, 2009. - С. 165-171. (Дисертантом сформульовано ідею, , проаналізовано та узагальнено результати, підготовлено статтю до публікації).

35. Дмитруха Н. М. До проблеми імунотоксичності свинцю і кадмію / Н. М. Дмитруха // Coвременные проблемы токсикологии. - 2009. - № 1. - С. 4-10.

36. Біологічна профілактика свинцевої та кадмієвої інтоксикації препаратом «Глутаргін» (експериментальне дослідження) / І. М. Трахтенберг, О. Л. Апихтіна, Н. М. Дмитруха, І. М. Андрусишина // Науковий Вісник Національного медичного університету імені О. О. Богомольця. - 2010. - № 27. - С. 193-194. (Дисертантом виконано імунологічні дослідження, статистичну обробку даних, проаналізовано та узагальнено результати, підготовлено матеріал до публікації).

37. Важкі метали - небезпечні забруднювачі навколишнього середовища / І. М. Трахтенберг, О. Л. Апихтіна, Н. М. Дмитруха, О. С. Лагутіна // Східно єв ро пей ський журнал громадського здоров'я. - 2010. - № 1. - С. 240-241. (Дисертантом здійснено аналіз літератури, підготовлено матеріал до публікації).

АНОТАЦІЯ

Дмитруха Н. М. Імунотоксична дія свинцю і кадмію як гігієнічна проблема (до патогенезу, діагностики та профілактики інтоксикацій важкими металами). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 14.02.01 - гігієна та професійна патологія. - ДУ «Інститут медицини праці АМН України», Київ, 2010.

Дисертація присвячена актуальній проблемі профілактичної медицини, яка стосується ранньої діагностики та пошуку нових ефективних засобів профілактики розвитку свинцевої і кадмієвої інтоксикацій. В роботі досліджено вплив свинцю і кадмію на імунну систему організму працівників, експонованих цими металами. На основі отриманих даних удосконалені методичні підходи щодо оцінки імунного статусу осіб, які в умовах виробництва зазнають впливу важких металів. В експериментальних дослідженнях in vivo й in vitro визначені особливості та механізми імунотоксичної дії свинцю і кадмію. Встановлено, що великі дози свинцю ацетату та кадмію сульфату викликали пригнічення клітинних та гуморальних показників імунологічної реактивності, тоді як низькі дози цих металів чинили імуностимулюючу дію. Досліджено, що застосування препаратів «Глутаргін» і «Кверцетин» при свинцевій та кадмієвій інтоксикаціях сприяло зменшенню проявів токсичних ефектів цих металів на організм щурів.

Ключові слова: гігієна праці, свинець, кадмій, імунотоксичність патогенез, діагностика, профілактика.

АННОТАЦИЯ

Дмитруха Н. Н. Иммунотоксическое действие свинца и кадмия как гигиеническая проблема (к патогенезу, диагностике и профилактике интоксикаций тяжелыми металлами). - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 14.02.01 - гигиена и профессиональная патология. - ГУ «Институт медицины труда АМН Украины», Киев, 2010.

Диссертация посвящена актуальному вопросу профилактической медицины - ранней диагностике, поиску новых эффективных средств профилактики развития свинцовой и кадмиевой интоксикаций. В работе исследованы нарушения иммунной системы организма рабочих, экспонированных тяжелыми металлами (свинец и кадмий). Установлено, что поступление в организм свинца и кадмия вызывало изменения показателей периферической крови, неспецифической резистентности и специфической иммунологической реактивности, снижению адаптационных возможностей организма, характер и направленность которых зависели от концентрации металлов в крови. На основании полученных результатов усовершенствованы методические подходы к оценке иммунного статуса у лиц, подвергающихся воздействию тяжелых металлов.

В экспериментах на крысах показано, что острая интоксикация высокими дозами (1/4 ЛД₅₀) свинца и кадмия вызвала угнетение клеточных и гуморальных показателей неспецифической резистентности (фагоцитарной и бактерицидной активности нейтрофилов, снижение титра комплемента, образование ЦИК, опсонизирующей активности сыворотки крови). Моделирование субхронических свинцовой и кадмиевой интоксикаций у крыс (доза 1/100 ЛД₅₀) сопровождалось накоплением свинца и кадмия в крови, внутренних органах. Интоксикация свинцом вызвала у крыс нарушение процесса кроветворения в костном мозге, изменения относительной массы тимуса, стимуляцию иммунного ответа в селезенке и лимфатических узлах, нарушение процесса синтеза гемоглобина и повышение уровня цинкпротопорфирина, изменения количественного состава лейкоцитов крови с увеличением числа моноцитов и эозинофилов, снижение в лейкоцитах активности ферментов СДГ и МП, нарушение фагоцитарной функции нейтрофилов, повышенную пролиферацию лимфоцитов (спонтанную и на митоген Кон А), повышенный синтез антител к эритроцитам барана, увеличение уровней ЦИК в крови. Интоксикация кадмием вызывала увеличение относительной массы селезенки, стимуляцию иммунного ответа в селезенке и лимфатических узлах, повышение уровня цинкпротопорфирина, повышение фагоцитарной и бактерицидной активности нейтрофилов, стимуляцию спонтанной пролиферации лимфоцитов и угнетение ее на митогены ФГА, Кон А, ЛПС, снижение гуморального ответа на эритроциты барана. Полученные данные свидетельствуют о гематотоксическом и иммунотоксическом действии свинца и кадмия, в частности, стимуляции гуморального иммунного ответа под влиянием низких доз свинца и кадмия. Установлено, что повышенный синтез аутоантител, образование ЦИК, нарушение их элиминации, особенно, при субхронической кадмиевой интоксикации, способствовали отложению иммунных комплексов в капиллярах почечных клубочков, что может указывать на участие иммунных механизмов в развитии патологического процесса в почках, по типу иммунокомплексного гломерулонефрита.

В in vitro экспериментах на культурах клеток и белках плазмы крови установлены механизмы иммунотоксичности свинца и кадмия, которые были связаны с цитотоксическим действием катионов металлов на иммунокомпетентные клетки, а также их влиянием на структуру и антигенсвязывающую способность антител. Показано, что инкубация с растворами ацетата свинца и сульфата кадмия в условиях in vitro вызывала нарушение жизнеспособности, пролиферации и функциональной активности нейтрофилов и лимфоцитов крови, антителопродуцирующей способности плазмоцитов мыши, структурные и функциональные изменения Ig G. Установлено, что кадмий по сравнению со свинцом проявлял большую токсичность по отношению к лимфоцитам и более активно взаимодействовал с биологически активными группами молекулы Ig G. С помощью иммуноферментного анализа и реакции радиальной иммунодиффузии Манчини показано, что инкубация Ig G с ацетатом свинца в концентрации
10^-3 моль/л стимулировала антигенсвязывающую активность этих антител, а с сульфатом кадмия ее угнетала.

Установлено, что препараты «Глутаргин» и «Кверцетин» на фоне экспериментальной свинцовой и кадмиевой интоксикаций у крыс способствовали уменьшению проявлений токсических эффектов этих металлов, положительно влияли на синтез гемоглобина, стимулировали фагоцитарную активность нейтрофилов, подавляли оксидативные процессы в них, способствовали уменьшению содержания ЦИК в крови. Положительный эффект от применения препаратов сохранялся и через 6 недель после экспозиционного периода, что свидетельствует об их эффективном профилактическом действии.

Ключевые слова: гигиена труда, свинец, кадмий, иммунотоксичность патогенез, диагностика, профилактика.

ANNOTATION

Dmytrukha N. M. Immunotoxic effect of lead and cadmium as a hygienic problem (to the pathogenesis, diagnostics and prevention of heavy metal intoxications). - Manuscript.

Thesis on receiving a scientific degree of Doctor of Biological Sciences in speciality 14.02.01 - Hygiene and occupational pathology. - SI «Institute for Occupational Health of AMS of Ukraine», Kyiv, 2010.

The thesis is devoted to an actual problem of preventive medicine, related to early diagnosis and search for effective means of prevention of lead and cadmium intoxications. In this paper the influence of lead and cadmium on the immune system of workers exposed to these metals was established.

Methodical approaches to the assessment of the immune status of individuals, who are exposed to heavy metals at work, have been improved.

In experimental in vivo and in vitro studies the peculiarities and mechanisms of immunotoxic effects of lead and cadmium have been established. It was observed that high doses of lead acetate and cadmium sulfate cause inhibition of cellular and humoral indices of the immune reactivity, where as low metal doses promoted an activation of the immune response. It was investigated that the use of the preparation «Glutargin» and «Quercetin» in lead and cadmium intoxications in rats promoted the decrease of toxic effect manifestations of these metals. The positive effects of this preparations allowed to recommend them as means of biological prevention.

Key words: occupational hygiene, lead, cadmium, immunotoxicity, pathogenesis, diagnostics, prophylaxis.

Размещено на Allbest.ru