Экологическая иммунология

Иммунная система в силу своей исключительной чувствительности, может выступать в роли показателя воздействия на организм различных антропогенных факторов, то есть служить индикаторной системой в зоне экологического неблагополучия (Хаитов Р. М., Пинегин Б.В.).
Экологическая иммунология - наука, изучающая влияние факторов физической, химической и биологической природы на иммунную систему организма.

Задачи экологической иммунологии:
1. Исследование состояния иммунной системы людей, прежде всего детей, проживающих в экологически неблагополучных регионах.
2. Изучение состояния иммунной системы работников промышленных предприятий: выявление экологически обусловленного вторичного иммунодефицита.
3. Проведение экспериментальных исследований по выяснению действия неблагоприятных экологических факторов (например, на животных, помещенных в производственную или жилую зону).
4. Проведение в экологически неблагополучных регионах на основе иммунологического обследования населения (массового, а не эпизодического) иммунопрофилактики, иммунотерапии и иммунореабилитации, которые способны во многом нивелировать экологически неблагоприятное воздействие на организм.

Научно-практические и научно – организационные задачи:
1. Создание методологии оценки иммунного статуса.
2. Изучение влияния физических, химических и биологических факторов на иммунную систему.
3. Установление причинно-следственной связи между указанными факторами и нарушениями иммунной системы.
4. Организация слежения за иммунным статусом жителей данного региона, то есть проведение иммунологического мониторинга.
5. Определение региональных параметров иммунного статуса с учетом климатогеографических и других влияний окружающей cреды и выявление частоты иммунопатологических процессов в этом регионе.
6. Разработка средств и методов иммунокоррекции.
7. Создание сети лабораторий клинической иммунологии.
8. Создание банка данных об иммунном статусе жителей данного региона и страны в целом.

Главной задачей экологической иммунологии видится донозологическая диагностика нарушений иммунной системы, то есть выявление иммунодепрессий под влиянием различных экологических факторов до развития выраженных клинических признаков заболевания.

Факторы внешней среды :
Абиотические – температура, влажность, продолжительность светового дня, возмущенность магнитного поля, химический состав воздуха, почвы, воды и др.
Биотические – микрофлора организма, растительный и животный мир.
Антропонозные (антропогенные) – физические (электромагнитные волны, ионизирующее излучение, шум, вибрация, ультразвук, УФО и др.); химические (выбросы промышленных предприятий и транспорта, контакт с химическими веществами на производстве, в быту); биологические (отходы заводов по производству биопрепаратов, пищевой промышленности); социальные (урбанизация, изменения характера питания, бытовых условий, психофизические нагрузки и др.)

Ежегодная эмиссия в атмосферу токсических и умеренно опасных соединений, таких, как сернистый ангидрид, окислы азота, углеводороды и др. соединения, в России составляет около 50 млн. т в год
70% населения проживают в экологически неблагополучных районах
Почти 50% населения пьет воду, не соответствующую санитарным нормам.
85% населения дышит воздухом, не соответствующим нормам.
Более 6 млн. россиян подверглись радиационному воздействию.

Исходя из концепции многоуровневой регуляции гомеостаза, действие экологических факторов рассматривают соответственно этим уровням: центральному, системному, межсистемному, клеточному, молекулярному.
Реакции адаптации организма в ответ на действие экологических факторов проявляются на уровне различных регуляторных систем, и в первую очередь, иммунной, нервной, эндокринной.
Иммунная система является индикаторной системой экологического неблагополучия.

Общие механизмы действия экогенных факторов
При длительном воздействии низких концентраций ксенобиотиков возможно:
развитие соматических мутаций,
нестабильности хромосом и хромосомных аберраций,
индукция апоптоза (бензол, озон, тяжелые металлы и др.).
Формирование большинства врожденных пороков развития обусловлено соматическими мутациями в эмбриональном периоде.
В постнатальном периоде мутации генов соматических клеток могут стать причиной развития аутоиммунных, воспалительных и др. процессов, привести к злокачественной трансформации клеток (канцерогенный эффект).

Общая онтогенетическая закономерность действия экогенных факторов:
в раннем онтогенезе они приводят к нарушению функции вилочковой железы и Т-системы, большинство ксенобиотиков обладает ферментопатическим и мембранопатологическим действием.
в постнатальном периоде они нарушают функцию В-лимфоцитов и синтез антител. При утрате аг МНС (возможен их переход в растворимую форму) развивается ИД, подобный синдрому «голых» лимфоцитов (ртуть).

Иммунная система является индикаторной системой экологического неблагополучия
Результат экзогенных влияний – это адаптация иммунной системы или ее дисфункция. Нередко чрезмерное воздействие экологических факторов, особенно антропогенных, приводит к срыву нормальных адаптационных процессов. Одним из основных вариантов иммунной дисфункции является развитие экологически обусловленного ВИД как результата срыва адаптационных механизмов.

Основные формы экологически обусловленного вторичного иммунодефицита:
1. Дефицит Т-системы (свинец, пестициды; дым в помещении, курение матери вызывают изменение гистологической структуры тимуса);
2. Дефицит В-системы (бензпирен и др.)
3. Дефицит фагоцитоза (токсичные радикалы кислорода, окислы азота, пыль и др.)
4. Комбинированные расстройства (чаще Т-системы и фагоцитарной системы)

Действие на иммунную систему ионизирующей радиации:
Лимфоидная ткань очень чувствительна к действию радиации (радиочувствительность возрастает в следующем порядке:
селезенка - периферическая кровь - тимус - лимфоузлы),
в первые сутки после облучения развивается дозозависимая лимфопения и атрофия ростовых зон лимфоидных органов. При этом особо чувствительными являются активно делящиеся клетки.
Исходы для клеток:
гибель путем апоптоза или репродуктивная – гибнет в процессе деления, в результате структурного повреждения хромосом;
выживание с генными и хромосомными мутациями (в настоящее время введено понятие радиационно-индуцированной нестабильности генома, клетки могут приспосабливаться к возникшим условиям с постепенной нормализацией клеточных функций).

Клетки эмбриона в теле матери, органы лимфатической системы (лимфатические узлы), костный мозг, кишечник, щитовидная железа, женская грудь и яйцеклетки особенно подвержены воздействию радиоактивного излучения. К тому же отдельные органы особенно активно накапливают радионуклиды. Радиоактивный йод накапливается, прежде всего, в щитовидной железе. Цезий-137 накапливается в органах всего тела. Стронций - в костях и зубах.

Действие на иммунную систему малых доз ионизирующей радиации:
1. Снижение числа лимфоцитов;
2. Снижение количества CD3-лимфоцитов, появление лимфоцитов, несущих аг незрелых лимфоцитов CD38.
3. Снижение экспрессии рецепторовлимфоцитов к ИЛ-2, трансферрину.
4. Возможно изменение антигенных свойств клеток с образованием аутоантител (могут образовываться ат против ткани тимуса, что ведет к «лучевому старению» иммунной системы).
5. Развитие вторичной вариабельной гиппогаммаглобулинемии.
6. Снижение продукции гормонов тимуса.
7. Усиление синтеза реагинов, увеличивающих риск развития аллергических и аутоиммунных процессов.

Основные отдаленные последствия действия ионизирующего облучения
• возникновение злокачественных новообразований
(крови, кожи, костей, молочной железы, яичников, легких и щитовидной железы);
• нарушения генетического кода (мутации в половых и других клетках);
• развитие иммунодепрессии и иммунодефицита;
• нарушение обмена веществ и эндокринного равновесия;
• поражения органов зрения (помутнение хрусталика и возникновение катаракты);
• развитие импотенции и бесплодия;
• органические поражения нервной системы, кровеносных и лимфатических сосудов;
• ускоренное старение организма;
• нарушения психического и умственного развития.

ИММУННАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ - самая частая форма экологической иммунопатологии.
Нарушение созревания и пролиферация тимоцитов, дисплазия и атрофия вилочковой железы, гипоплазия лимфоидных органов. Характерны для реакции на хлорированные циклические диоксины, бифенилы, метил-ртуть, свинец, кадмий, гранозан.
Иммуносупрессия вследствие соматических мутаций и нарушения репарации ДНК в лимфоцитах. Возникает под влиянием алкилирующих агентов, а также бензола, озона, токсичных радикалов кислорода, тяжелых металлов.
Образование цитотоксических антител к лимфоцитам. Вызывают ароматические амины, гидразиды, анилин.
Подавление продукции и секреции ИЛ, ИФН обуславливают галогенизированные ароматические соединения, бензпирен, озон.

Угнетение функций В-лимфоцитов и продукции антител. Свойственно реакции незрелой иммунной системы на хлорированные циклические диоксины, полициклические ароматические углеводороды типа бензпирен.
Снижение иммунобиологической реактивности, связанное с дефектами в системе компонентов комплемента. Вызывают тяжелые металлы — свинец, ртуть, кадмий.
Недостаточность функции макрофагов, местного иммунитета легких, кишечника, мочевой системы. Развивается под влиянием токсичных радикалов кислорода, окислов азота, сернистого газа, пыли.
Пестициды - хлордиоксины - вызывают атрофию вилочковой железы или непосредственно действуют на стволовые клетки костного мозга, угнетают систему комплемента, а также функции лимфоцитов.
Фосфорорганические (дихлофос, хлорофос) представляют собой сильные ингибиторы ацетилхолинэстеразы и могут воздействовать на иммунные механизмы через вегетативную и центральную нервную систему. Малатион представляет собой довольно сильный генотоксический агент для лимфоцитов.

Основные клинические формы экопатологии у детей
Клинические варианты
Проявления экопатологии
I.Синдром экологической
дезадаптации или общей экзогенной (химической) сенсибилизации,
в том числе синдром нездоровых
синдром ирритаци.и
Утомляемость, усталость, гиподинамия, снижение интереса к окружающим, к учебе. Функциональные отклонения со стороны ЦНС, сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, желчевыводящих, мочевыводящих путей. Вегетативная дистония, артериальная дистония, сердечные аритмии, невротические реакции. Патология ЛОР-органов: носовые кровотечения, назальная гиперсекреция, гиперплазия миндалин. Анемия. Признаки ирритации дыхательных путей, бронхообструктивный синдром. Повторные ОРВИ, бронхиты, пневмонии. Замедление темпов физического, нервно-психического, полового развития. Артралгии, артропатии. Повышенная чувствительность ко многим ксенобиотикам (полиаллергия).

II.Синдромы специфической
низкодозовой химической гиперчувствителъности.
Недостаточность местного и системного иммунитета, респираторные аллергозы, бронхиты, пневмонии, особые формы бронхиальной астмы, аллергический альвеолит, аутоаллергические болезни, лекарственная аллергия, псевдоаллергия, проявления кожной и органной ГЗТ
Синдромы низкодозовой радиационной гиперчувствительности.
Вторичный иммунодефицит, лимфаденопатии, хроническая патология ЛОР-органов. Аномалии поведения, невротические реакции. Выявление гиперчувствительности к конкретным химическим веществам .
III. Хроническая ксеногенная
интоксикация
Токсические энцефалопатии нефропатии, гепатопатии, остеопатии, гипопластическая анемия, токсическое воздействие на иммунную систему — нарушения фагоцитоза, нейтропения, вторичные иммунодефициты. Накопление ксенобиотиков в организме (обнаружение в крови, моче, волосах и др.)

IV. Хронические болезни.
Различные классы хронических болезней: воспалительных, дегенеративных, атипично протекающих, резистентных к проводимой терапии, характеризующиеся высоким риском инвалидизации. Признаки диатезов.
V. Особые, социально значимые болезни, состояния и последствия.
Проявления доминантно наследуемых болезней у детей клинически здоровых родителей (новые генные мутации); большинство хромосомных болезней, врожденных пороков; опухоли, канцерогенез; репродуктивные потери (бесплодие, андрогиния у девушек); инвалидность.

В условиях экологического неблагополучия важное значение имеет проведение мероприятий, направленных на нивелирование экогенного воздействия на иммунную систему:
иммунотерапия,
иммунопрофилактика,
иммунореабилитация.

ОСНОВНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ (СОСТОЯНИЯ), СОПРОВОЖДАЮЩИЕСЯ ВТОРИЧНЫМ ИММУНОДЕФИЦИТОМ
1. Вирусные инфекции:
а) острые вирусные инфекции - корь, краснуха, грипп, эпидемический паротит
ветряная оспа, острый гепатит и др.
б) синдром приобретенной иммунологической недостаточности (СПИД);
в) персистирующие вирусные инфекции - хронический гепатит В; инфекции, вызванные вирусом Эпштейна-Барр, цитомегалии, герпеса, аденовирусом, а также персистирующая коревая инфекция.
2. Бактериальные инфекции - пневмококковые и менингококковые, туберкулез, атипичные микобактериозы.
3. Протозойные и глистные болезни - пневмоцистоз, токсоплазмоз, лейшманиоз, описторхоз, кишечный криптоспоридоз, трихинеллез и др.