Воздействие пылевых фракций воздушной среды на иммунную систему пациентов с бронхолегочной патологией

Введение. Изучение нарушений, формирующихся в иммунной системе под воздействием техногенных факторов, остается весьма актуальной проблемой.
Цель. Выявление критериев воздействия триггерных пылевых фракций атмосферного воздуха г. Владивостока (в диапазонах: 0-1, 1-10, 10-50, 50-100, 100-400, 400-700, >700 мкм) на иммунную систему человека при заболеваниях органов дыхания.
Материалы и методы. Объектами исследования явились фракционный состав твердых взвешенных частиц (ТВЧ) в воздушной среде г. Владивостока и иммунная система жителей, имеющих бронхолегочную патологию. В исследование включено 320 человек: лица с бронхиальной астмой (БА) – 112 человек, хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) стабильного течения – 107 человек, здоровые лица – 101 человек. С использованием модуля «Множественная корреляция» определяли показатели, характеризующие интегральную ответную реакцию параметров иммунной системы на воздействие ТВЧ.
Результаты. Полученные результаты по группам обследуемых показали различие в количестве факторов воздействия и иммунных ответов на их влияние. Пылевые фракции воздушной среды формируют наибольший патогенный эффект у лиц с ХОБЛ. Отмечается негативная реакция на все исследуемые пылевые фракции, однако реакция иммунной системы максимальна в диапазонах от 0 до 100 мкм (N_р =13, D_п %=0,13-0,19%). На лиц с БА максимальное патогенное воздействие оказывают нанофракции 0-1 мкм (N_р =4, D_п =0,2%).
Заключение. Пылевые фракции негативно влияют на иммунную систему всех исследуемых когорт населения г. Владивостока. Однако у лиц с заболеваниями органов дыхания пылевое загрязнение воздуха вызывает более выраженную ответную реакцию системы иммунитета.

1. Писарева Л.Ф., Ананина О.А., Одинцова И.Н., Жуйкова Л.Д. Загрязнение городов и здоровье населения (обзор литературы) // Профилактическая медицина. 2016. Т.19, №4. С.60−64. EDN: WMZJLF. https://doi.org/10.17116/profmed201619460-64

2. Burnett R., Chen H., Szyszkowicz M., Fann N., Hubbell B., Pope C.A. 3rd, Apte J.S., Brauer M., Cohen A., Weichenthal S., Coggins J., Di Q., Brunekreef B., Frostad J., Lim S.S., Kan H., Walker K.D., Thurston G.D., Hayes R.B. et al. Global estimates of mortality associated with long-term exposure to outdoor fine particulate matter // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2018. Vol.115, Iss.38. P.9592−9597. https://doi.org/10.1073/pnas.1803222115. PMID: 30181279; PMCID: PMC6156628.

3. Harrison R.M., Yin J. Particulate matter in the atmosphere: which particle properties are important for its effects on health? // Sci. Total Environ. 2000. Vol.249, Iss.1-3. Р.85−101. https://doi.org/10.1016/s0048-9697(99)00513-6. PMID: 10813449.

4. Barskova L.S., Vitkina T.I., Gvozdenko T.A., Veremchuk L.V., Golokhvast K.S. Assessment of air pollution by small-sized suspended particulate matter in urbanized territories with various technogenic load (on the example of Vladivostok, Russia) // Russian Open Medical Journal. 2019. Vol.8, Iss.3. Article number: e0304. https://doi.org/10.15275/rusomj.2019.0304

5. Barskova L.S., Vitkina T.I., Gvozdenko T.A., Kondratyeva E.V., Veremchuk L.V. Mechanism of Response of Alveolar Macrophages in Wistar Rats to the Composition of Atmospheric Suspensions // Atmosphere. 2022. Vol.13, Iss.9. Article number: 1500. https://doi.org/10.3390/atmos13091500

6. Кайтмазова Н.К. Динамика показателей иммунитета у детей с обструктивным бронхитом // Современные вопросы биомедицины. 2022. Т.6, №1. EDN: YWBBDM. https://doi.org/10.51871/2588-0500_2022_06_01_2

7. Потапнев М.П. Как работает иммунная система. Часть I. Механизмы врожденного иммунитета // Здравоохранение (Минск). 2020. №4(877). С.37−52. EDN: WCPBIU.

8. Барскова Л.С., Виткина Т.И., Веремчук Л.В., Гвозденко Т.А. Оценка влияния состава микрочастиц атмосферного воздуха на окислительно-восстановительный гомеостаз альвеолярных макрофагов // Гигиена и санитария. 2022. Т.101, №9. С.1004–1010. EDN: ADUQKY. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-9-1004-1010

9. Веремчук Л.В., Виткина Т.И., Минеева Е.Е., Барскова Л.С., Гвозденко Т.А. Метеореакции у лиц с заболеваниями органов дыхания, проживающих в условиях морского климата Владивостока // Гигиена и санитария. 2022. Т.101, №12: С.1438−1442. EDN: BFQBQI. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-12-1438-1442

10. Golokhvast K., Vitkina T., Gvozdenko T., Kolosov V., Yankova V., Kondratieva E., Gorkavaya A., Nazarenko A., Chaika V., Romanova T., Karabtsov A., Perelman J., Kiku P., Tsatsakis A. Impact of Atmospheric Microparticles on the Development of Oxidative Stress in Healthy City/Industrial Seaport Residents // Oxid. Med. Cell. Longev. 2015. Vol.2015. Article number: 412173. https://doi.org/10.1155/2015/412173

11. Vitkina T.I., Yankova V.I., Gvozdenko T.A., Nazarenko A.V., Golokhvast K.S., Kuznetsov V.L., Krasnikov D.V., Chaika V.V., Smagin S.V., Tsatsakis A.M., Engin A.B., Karakitsios S.P., Sarigiannis D.A. The impact of multi-walled carbon nanotubes with different amount of metallic impurities on immunometabolic parameters in healthy volunteers // Food Chem. Toxicol. 2016. Vol.87. Р.138−147. https://doi.org/10.1016/j.fct.2015.11.023

12. Виткина Т.И., Сидлецкая К.А. Диагностические критерии прогрессирования хронической обструктивной болезни лёгких в условиях повышенной техногенной нагрузки // Гигиена и санитария. 2020. Т.99, №2. С.140−144. EDN: GQUKYP. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-2-140-144

13. Veremchuk L.V., Vitkina T.I., Barskova L.S, Gvozdenko T.A., Mineeva E.E. Estimation of the size distribution of suspended particulate matters in the urban atmospheric surface layer and its influence on bronchopulmonary pathology // Atmosphere. 2021. Vol.12, Iss.8. Article number: 1010. https://doi.org/10.3390/atmos12081010

14. Голохваст К.С., Христофорова Н.К., Кику П.Ф., Гульков А.Н. Гранулометрический и минералогический анализ взвешенных в атмосферном воздухе частиц // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2011. Вып.40. С.94−100. EDN: NUXOLX.

15. Голохваст К.С. Атмосферные взвеси городов Дальнего Востока: монография / отв. ред. Н.К.Христофорова. Владивосток: Дальневост. федерал. ун-т. 2013. 178 с. ISBN: 978-5-7444-3244-7

16. Grzywa-Celińska A, Krusiński A, Milanowski J. 'Smoging kills' - Effects of air pollution on human respiratory system // Ann. Agric. Environ. Med. 2020. Vol.27, Iss.1. Р.1−5. https://doi.org/10.26444/aaem/110477. PMID: 32208572.

17. Jacquet A. Characterization of Innate Immune Responses to House Dust Mite Allergens: Pitfalls and Limitations // Front. Allergy. 2021. Vol.2. Article number: 662378. https://doi.org/10.3389/falgy.2021.662378. PMID: 35386970.

18. Shaw O.M., Sawyer G.M., Hurst R.D., Dinnan H., Martell S. Different immune and functional effects of urban dust and diesel particulate matter inhalation in a mouse model of acute air pollution exposure // Immunol. Cell Biol. 2021. Vol.99, Iss.4. Р.419−427. https://doi.org/10.1111/imcb.12425. PMID: 33169881.

19. Veremchuk L.V., Yankova V.I., Vitkina T.I., Nazarenko A.V., Golokhvast K.S. Urban air pollution, climate and its impact on asthma morbidity // Asian Pac. J. Trop. Biomed. 2016. Vol.6, Iss.1. Р.76–79. https://doi.org/10.1016/j.apjtb.2015.10.001

20. Veremchuk L.V., Mineeva E.E., Vitkina T.I., GvozdenkoT.A., Golokhvast K.S. Impact of atmospheric microparticles and heavymetals on external respiration function of urbanized territory population // Russian Open Medical Journal. 2017. Vol.6, Iss.4. Article number: e0402. https://doi.org/10.15275/rusomj.2017.0402

21. Dunn R.M., Busse P.J., Wechsler M.E. Asthma in the elderly and late-onset adult asthma // Allergy. 2018. Vol.73, Iss.2. Р.284−294. https://doi.org/10.1111/all.13258. PMID: 28722758.

22. Nanda A., Baptist A.P., Divekar R., Parikh N., Seggev J.S., Yusin J.S., Nyenhuis S.M. Asthma in the older adult // J. Asthma. 2020. Vol.57, Iss.3. Р.241−252. https://doi.org/10.1080/02770903.2019.1565828. PMID: 30656998.

23. Sun H., Sun C., Xiao W., Sun R. Tissue-resident lymphocytes: from adaptive to innate immunity // Cell. Mol. Immunol. 2019. Vol.16, Iss.3. Р.205−215. https://doi.org/10.1038/s41423-018-0192-y. PMID: 30635650.