Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЙ НЕЙРОТРОПНЫХ АНТИТЕЛ, ИНДУЦИРОВАННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПАРОВ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ РТУТИ

Бодиенкова Г.М. 1, 2 Боклаженко Е.В. 2
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение ВО «Национальный исследовательский иркутский государственный технический университет»
2 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований»
Проведено изучение в связной выборке изменений в содержании нейротропных ауто-антител (АТ) у рабочих с начальными проявлениями нейроинтоксикации ртутью и пациентов с хронической ртутной интоксикацией (ХРИ) в динамике через 5 лет после прекращения контакта с ртутью. Показано, что у рабочих с начальными проявлениями нейроинтоксикации сохраняются высокие значения показателей ауто-АТ практически ко всем изучаемым антигенам, а у пациентов с ХРИ происходит увеличение концентрации ауто-АТ к специфическому белку аксонов (NF-200) и снижение ауто-АТ к белкам S-100 и GFAP, относительно первого обследования. Длительность повышения концентрации нейротропных ауто-АТ имеет прогностическое значение для оценки степени тяжести течения профессиональной ртутной интоксикации, что свидетельствует о патологических изменениях в нейронах и глии. Выявление ауто-АТ к белкам NF-200, GFAP и к S-100 может служить дополнительным маркером диагностики нейродегенеративного процесса.
пары металлической ртути
ртутная интоксикация
нейротропные антитела
1. Бодиенкова Г.М. Особенности иммунологической реактивности работающих в условиях воздействия различных нейротоксикантов // Медицина труда и промышленная экология. – 2008. – № 8. – С. 1- 6.
2. Бодиенкова Г.М., Боклаженко Е.В. Роль нейротропных антител в формировании неврологических нарушений у работников химических производств // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. – 2013. – № 3, Ч 2. – С. 9-13.
3. Бодиенкова Г.М., Боклаженко Е.В., Катаманова Е.В. Клиническое значение регуляторных аутоантител в развитии нейроинтоксикации парами металлической ртути // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. – 2012. – № 2 (84). – Ч 1. – С. 20-23.
4. Крыжановский Г.Н., Магаева С.В., Макаров С.В., Сепиашвили Р.И. Нейроиммунопатология. Руководство. – М., 2003. – 438 с.
5. Орлова В.А., Михайлова И.И., Минутко В.Л., Симонова А.В. Аномалии уровней сывороточных аутоантител к антигенам нервной ткани у больных шизофренией: мультипараметрическая иммунологическая оценка // Социальная и клиническая психиатрия. – 2015. – Т. 25. – № 4. – С. 45-53.
6. Полетаев А.Б. Новые подходы к раннему выявлению патологических изменений в организме человека (иммунохимический скрининг как основа стратегии перехода от лечебной к профилактической медицине): Методические рекомендации для врачей. – М., 2010. – 64 с.
7. Расулова Х.А., Азизова Р.Б. Естественные нейротропные аутоантитела в сыворотке крови больных, страдающих эпилепсией // Вестник РАМН. – 2014. – № 5-6. – С.111–116.
8. Угрюмов М.В. Новые представления о патогенезе, диагностике и лечении нейродегенеративных заболеваний // Вестник Российской АМН. – 2010. – № 8. – С. 6–19.
9. Ульянцев Ю.Ю., Лосева О.К., Жиангерова О.В. Аутоантитела к белкам нервной системы у больных нейросифилисом // Сборник статей молодых специалистов департамента здравоохранения города Москвы. – 2014. – Вып. № 3. – С. 6-10.
10. Petrucelli L., Dickson D.W. Neuropathology of Parkinson’s disease. In: Nass R., Przedbrski S., eds. Parkinson’s disease: Molecular and therapeutic insights from model systems. Amsterdam: Elsevier, 2008: 35-48.

В современный период пересматриваются взгляды на биологическое предназначение иммунной системы, в частности на участие ее в регуляции естественного аутоиммунитета. Лабораторные исследования, в ходе которых у пациентов определяется сывороточное содержание десятков отдельных ауто-АТ (например, ауто-АТ к ДНК, кардиолипину, бета-2-гликопротеину и др.), проводятся во всем мире. Роль нейротропных ауто-АТ в патогенезе различных заболеваний нервной системы установлена многими авторами [5,7-9].  

Миллионы больных в мире страдают хроническими нейродегенеративными заболеваниями (НДЗ) (болезни Паркинсона и Альцгеймера, хорея Гентингтона, гиперпролактинемия и др.), которые, несмотря на лечение, заканчиваются инвалидизацией и летальным исходом. Известно, что интоксикация ртутью также сопровождается процессами нейродегенерации. Нейродегенеративные заболевания представляют собой разнородную группу со сложным и до конца не ясным патогенезом.  Ключевым звеном патогенеза НДЗ является дегенерация специфических нейронов, что со временем приводит к нарушению функций, в регуляции которых они участвуют [8]. Известно, что нарушения в той или иной системе или органе вследствие регуляторных расстройств являются патологией регуляции. Благодаря взаимосвязям нервной и иммунной систем, их патология имеет свои особенности, которые заключаются в том, что патологические изменения могут появляться не только вследствие прямого действия патогенного агента на ту или иную систему, но и опосредованно через изменения другой интегративной системы [4].

В формировании иммунной дисфункции и повреждении ткани мозга важную роль играют аутоиммунные реакции с направленностью к антигенам нервной ткани. Нейродегенеративный процесс в мозге запускается эндогенными токсическими факторами, причем одни из них неспецифичны и оказывают токсическое влияние на многие популяции нейронов, а другие специфичны, т.е. обладают высоким сродством к определенной популяции нейронов [10]. Результаты предыдущих наших исследований позволили выяснить изменения иммунологических показателей и вовлеченность аутоиммунных реакций в процессы регуляции нервной системы посредством выработки ауто-АТ к определенным структурам нервной ткани у работников химических производств, подвергающихся воздействию нейротоксикантов различной этиологии. При этом наиболее выраженные изменения установлены при воздействии на работающих паров металлической ртути [2, 1].   Однако патогенетическая роль и диагностическая значимость ауто-АТ к белкам мозга и рецепторам нейромедиаторов нуждаются в дальнейшем изучении. Как известно, аномально избыточная продукция ауто-АТ, будучи в большинстве случаев вторичным явлением, отражает первичные аномалии со стороны соответствующих антигенов (например, при развитии локальных воспалительных процессов, аномалиях экспрессии и секреции соответствующих продуктов). При этом повышенная продукция ауто-АТ направлена на активацию клиренса и утилизацию избытка таких продуктов и является саногенной. Существенно реже наблюдается первичное, т.е. не обусловленное нуждами организма, патогенное повышение продукции определенных ауто-АТ, которые выступают инструментами иммунометаболических нарушений разной степени выраженности, вплоть до аутодеструктивных реакций [5].

В связи с вышеизложенным цель работы заключалась в изучении изменений показателей ауто-антител к нейротропным белкам у рабочих с различной степенью выраженности нейроинтоксикации в динамике через 5 лет после контактного периода с парами металлической ртути.

Материалы и методы

Проведено проспективное лабораторно-иммунологическое обследование работающих в контакте с парами металлической ртути в динамике через 5 лет (2008 г. – первое, 2013 г. – второе обследование), которые находились на обследовании и лечении в клинике института. Из них: 7 стажированных работников (возраст 47,05±1,24 года и средним стажем работы– 19,18±1,08 лет), основным клиническим синдромом которых было астеническое (эмоционально-лабильное) расстройство (начальные проявления нейроинтоксикации) и 20 пациентов с установленным  диагнозом  ХРИ (возраст – 53,38±0,82 лет, стаж – 15,62±0,8 лет), характеризующейся токсической энцефалопатией умеренной степени выраженности,  основными проявлениями которой являлись органическое эмоционально-лабильное расстройство, органическое расстройство личности с когнитивными и эмоционально-волевыми нарушениями. Эти же пациенты были повторно обследованы через 5 лет и уже не имели контакта с парами металлической ртути в связи с закрытием производства. Диагнозы были установлены врачами клиники на основании классификационных критериев болезней и состояний МКБ 10-ого пересмотра.  Контрольную группу «условно здоровых» мужчин в количестве 25 человек составили лица сопоставимых по возрасту и общему трудовому стажу, не имеющие в профессиональном маршруте контакта с веществами нейротоксического действия.

Методом иммуноферментного анализа с помощью стандартных тест-систем группы ЭЛИ-Нейро-Тест (МИЦ «Иммункулус» г. Москва, Россия) согласно инструкции оценивали сывороточное содержание нейротропных АТ класса IgG, направленных к следующим белкам нервной ткани: нейрофиламентному протеину-200 (NF-200), глиальному фибриллярному кислому белку (GFAP), белку S-100, основному белку миелина (ОБМ), вольтажзависимому Са-каналу (В-зав.Са-канал), глутаматным рецепторам (Глу-Р), дофаминовым рецепторам (DA-Р), ГАМК-рецепторам (ГАМК-Р), серотониновым рецепторам (Сер-Р), холинорецепторам (Хол-Р), ДНК, β2 гликопротеину (Б2ГП). Технология позволяет анализировать изменения профилей сывороточной иммунореактивности, зависящей от избирательных изменений содержании тех или иных ауто-АТ [6].

  Статистическую обработку результатов осуществляли с использованием пакета прикладных программ STATISTICA 6.0 в среде Windows. Для показателей рассчитывалась медиана (Ме) и интерквартильный размах (25-й и 75-й процентили). Достоверность различий оценивалась с использованием параметрических и непараметрических критериев – Стьюдента (при нормальном распределении) и Манна – Уитни с учетом поправки Бонферонни (при отличающемся от нормального распределения).

Работа не ущемляет права и не подвергает опасности благополучие обследованных рабочих в соответствии с требованиями биомедицинской этики, утвержденными Хельсинской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (2000). Исследования выполнены в клинике института с информированного согласия пациентов. 

Результаты и обсуждение

Сравнительный анализ (табл.1)  уровней ауто-АТ у лиц с начальными проявлениями нейроинтоксикации и пациентов с ХРИ, по сравнению с  группой контроля, показал  достоверное возрастание практически всего спектра изучаемых ауто-АТ, как при первом, так и при втором обследованиях, что может свидетельствовать об изменениях, происходящих в нервной системе. Поскольку   известно, что как повышеннные, так и пониженные уровни ауто-АТ к нервной ткани имеют диагностическое значение.

Таблица 1

Изменение уровней ауто-АТ в сыворотке крови у лиц, экспонированных ртутью, в динамике в зависимости от степени выраженности нейроинтоксикации Ме(Q25-Q75)

 

Ауто-

АТ к

 

Контроль

(n=25)

Начальные проявления

нейроинтоксикации

(n=7)

ХРИ

(n=20)

 1 обследование

 (1)

2 обследование

 (2)

1 обследование

 (3)

2 обследование

 (4)

NF-200

(у.е.)

0,202 (0,164-0,259)

0,296(0,257-0,392)

0,390(0,283-0,653)

 

0,298(0,244-0,390)

0,309(0,253-0,389) *3-4

GFAP

(у.е.)

0,249 (0,209-0,363)

0,254(0,231-0,450)

0,415(0,305-0,450)

 

0,296(0,243-0,435)

0,253(0,219-0,359) *3-4

S-100

(у.е.)

0,234 (0,184-0,303)

0,722(0,494-1,096)

0,373(0,241-1,096)

 

0,667(0,485-0,927)

0,559(0,383-0,783) *3-4

ОБМ

(у.е.)

0,153 (0,118-0,177)

0,237(0,196-0,265)

0,162(0,141-0,209)

 

0,261(0,232-0,304)

0,231(0,178-0,318)

B-зав. Са-канал (у.е.)

0,152 (0,119-0,196)

0,196(0,157-0,329)

0,272(0,222-0,344)

 

0,272(0,240-0,322)

0,241(0,206-0,303)

Хол-Р

(у.е.)

0,176 (0,140-0,224)

0,234(0,217-0,395)

0,390(0,269-0,637)

 

0,265(0,253-0,345)

0,282(0,233-0,332)

Глу-Р

(у.е.)

0,189 (0,145-0,219)

0,259(0,224-0,374)

0,308(0,284-0,544)

 

0,310(0,249-0,391)

0,308(0,262-0,368)

ГАМК-Р

(у.е.)

0,192 (0,138-0,259)

0,266(0,232-0,373)

0,321(0,284-0,621)

 

0,324(0,257-0,418)

0,320(0,247-0,366)

DA-Р

(у.е.)

0,186 (0,153-0,250)

0,295(0,232-0,397)

0,303(0,293-0,632)

 

0,362(0,266-0,439)

0,279(0,218-0,417)

Сер-Р

(у.е.)

0,244 (0,202-0,303)

0,349(0,328-0,513)

0,380(0,315-0,482)

 

0,445(0,333-0,538)

0,408(0,323-0,502)

ДНК

(у.е.)

0,145 (0,121-0,168)

0,189(0,147-0,331)

0,283(0,257-0,421)

 

0,268(0,235-0,354)

0,230(0,160-0,318)

B2GP

(у.е.)

0,148 (0,118-0,188)

0,226(0,183-0,240)

0,269(0,174-0,352)

 

0,253(0,221-0,282)

0,219(0,174-0,263)

Примечание: * – различия между  группами;  ▲ – по сравнению с контролем  статистически значимы при р<0,05.

 

Повторное обследование через 5 лет лиц, у которых ранее диагностировали  начальные проявления нейроинтоксикации, показало, что средние уровни ауто-АТ к регуляторным белкам нервной ткани оставались на прежнем уровне и не изменялись достоверно относительно первого обследования. Не исключено, что это свидетельствует о сохраняющихся нейрохимических изменениях в нервной ткани.

Обращает на себя внимание тот факт, что обследование лиц с ХРИ, ранее  работающих в контакте с парами  металлической ртути, по прошествии 5-ти лет показало достоверное возрастание сывороточных концентраций ауто-АТ к  NF-200 относительно первого обследования. Следует отметить, что NF-200 специфический белок аксонов и отклонения содержания ауто-АТ к NF-200 в сторону повышения с высокой долей вероятности могут указывать на дегенеративные изменения в аксонах, включая их миелиновые оболочки (демиелинизация). Наши результаты согласуются с другими авторами, которые также наблюдали повышение ауто-АТ к NF-200 при заболеваниях, которые сопровождаются нейроденегеративными процессами (шизофрении, нейросифилисе, эпилепсии) [5,9,7].

Кроме того, при повторном обследовании установлено снижение ауто-АТ к белку S-100 у пациентов с ХРИ относительно первого обследования. Ранее нами было зарегистрировано повышение ауто-АТ к белку S-100 у работающих в контакте с ртутью без клинических проявлений и снижение исследуемых антител с нарастанием тяжести патологического процесса (ХРИ) [3]. Белок S-100 – Са – зависимый регулятор множества функций (регуляция апоптоза, регуляция нейрогенеза, трофический фактор серотонинергических нейронов). Концентрация белков S-100 в мозге в 100.000 раз превышает содержание в других тканях и составляет до 90 % растворимой фракции белков нервных клеток. В мозге белок S-100 синтезируются глиальными клетками, 90 % этих белков сосредоточено в астроцитах. В клетке белки S-100 локализуются в цитоплазме, и, в меньшей степени, – в синаптической мембране и хроматине. В зависимости от концентрации белки S-100 оказывают трофическое или токсическое действие на нейроны и глиальные клетки. Они выступают как медиаторы во взаимодействии глии и нейронов и в целом, в качестве одного из узловых молекулярных компонентов сложных внутриклеточных систем, обеспечивающих функциональный гомеостаз клеток мозга, появление антител к белку S-100 является признаком изменений в ЦНС, связанных с  эмоциональными нарушениями, а также отражает деструктивные изменения нервной ткани [5, 6]. В этой связи выявленное нами снижение сывороточной концентрации ауто-АТ к белку S-100 подтверждает и убедительно свидетельствует  о прогрессировании изменений в нервной системе.   

 А также, у лиц с ХРИ при повторном обследовании наблюдалось снижение  ауто-АТ к GFAP. GFAP – это специфический белок  астроцитов,  изменение антител к нему может сопровождать пролиферативные  процессы в астроцитарной глие (глиоз). Глиоз может быть представлен широким спектром изменений – от активации астроцитов, характеризующейся обратимыми изменениями в экспрессии генов и гипертрофией клеток с сохранением интактной структуры ткани до необратимого формирования глиального рубца и изменением тканевых структур [5]. Что также свидетельствует об усугублении изменений в мозге у пациентов с ХРИ.

Заключение

Проведенное исследование выявило у обследованных лиц с нейроинтоксикацией ртутью существенные аномалии профилей ауто-АТ-молекул, обеспечивающих гомеостатическую регуляцию и сопряженность функционирования нервной и иммунной систем. У значительного числа пациентов было выявлено повышение уровней ауто-АТ относительно контроля, которое может отражать начальные проявления изменений в нервной системе. Выявленное нами продолжающееся повышение концентрации ауто-АТ к NF-200 в динамике у пациентов с ХРИ свидетельствует о роли данного нейротрофина в формировании деструктивных процессов в тканях головного, спинного мозга и периферической нервной системы.

  Следует высказать предположение о том, что патологические процессы в астроцитах у пациентов с нейроинтоксикацией ртутью связаны с иммунными изменениями, что подтверждается результатами настоящего исследования на основании изменения уровня ауто-АТ к S-100 и к GFAP.  Наши данные согласуется с исследованиями других авторов, отмечающих также изменения в содержании этих белков при других заболеваниях нервной системы [5,9,7]. Полученные данные дают основание полагать, что антитела к NF-200, S-100 и GFAP играют важную роль в патогенезе ХРИ и свидетельствуют об аутоиммунном процессе в белом веществе головного мозга и развитии воспалительного процесса в нервной ткани, что усугубляет клиническую картину болезни.  Циркулирующие антитела к антигенам мозга в сыворотке, вероятно, могут отражать деструктивные процессы,  как в ткани мозга, так и в ГЭБ.

Таким образом, результаты обследования рабочих в динамике свидетельствуют о нарастании патологических изменений в нервной системе и подтверждают развитие процессов нейродегенерации, несмотря на то, что при повторном обследовании лица уже не работали в контакте с парами металлической ртути.  Выявление АТ к белкам NF-200,  к S-100 и к GFAP может служить маркером прогрессирования хронического нейродегенеративного процесса при ртутной интоксикации. Знание закономерностей динамики изменений в иммунной системе позволит повысить эффективность оценки и прогноза течения нейроинтоксикации, степени адаптируемости рабочих к факторам производственной среды. А  своевременная диагностика нейродегенеративного процесса на ранних этапах способна замедлить темп развития патологического процесса и улучшить качество жизни пациентов.


Библиографическая ссылка

Бодиенкова Г.М., Боклаженко Е.В. ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЙ НЕЙРОТРОПНЫХ АНТИТЕЛ, ИНДУЦИРОВАННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПАРОВ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ РТУТИ // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 2.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=24425 (дата обращения: 27.05.2019).


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252