Химические агенты внешней среды (ксенобиотики).

1. Продукты полного и частичного сгорания органического топлива (токсические радикалы, окислы азота, углекислый газ и др.); бензпирены и др.

2. Продукты химической промышленности – бензол, фенолы, аммиак, формальдегид и др.

3. Тяжелые металлы

4. Продукты бытовой и сельхозхимии: пестициды, детергенты, синтетические ткани и краски, добавки, применяемые для консервации, косметические средства и др.

5. Биологические поллютанты (растительные аллергены, грибы, их токсины, микробы, вирусы.)

6. Неорганическая пыль (асбест, силикаты и др)

7. Радионуклиды

Исходя из концепции многоуровней регуляции гомеостаза, действие экологических фактороврассматривают 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.). По-видимому, 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, а также 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). Так тяжелые металлы могут инактивировать ферменты антиоксидантной защиты; мембранопатическое действие проявляется в первую очередь в повреждении мембранных рецепторов для ИЛ, гормонов и др. молекулярных сигналов межклеточного взаимодействия.

Многие ксенобиотики (формальдегид и др.), могут действовать как ирританты, вызывая раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и приводя к угнетению ИСС (у детей возрастает частота ОРВИ). Химические загрязнители внешней среды могут стать причиной аутоиммуных болезней (поликлональная активация В-лимфоцитов под действием ртути, ароматических аминов и др.; изменение а/г свойств клеток; недостаточность иммунорегуляторных клеток и активация Т-хелперов). Значительно возрастает частота аллергических заболеваний. Обследование детей, проживающих в экологически неблагополучных районах Пермской области показало, что у них в 1,4-2,6 раза повышено содержание в волосах хрома, марганца, свинца, сероводорода и др., а показатель частоты хромосомных аберраций превышал уровень нарушений в контроле в 2-2,5 раза.

Иммунная система является индикаторной системой экологического неблагополучия. Результат экогенных 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, преимущественно интерфазная (т.е. наступает до следующего деления), путем апоптоза или репродуктивная – гибнет в процессе деления, в результате структурного повреждения хромосом; их 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).

Малыми дозами ионизирующего облучения считаются: разовая эквивалентная доза до 0,1 Зв (Зиверт) (10 сЗв или 100 мЗв) или 10 бэр; поглощенная доза до 0,1 Гр (10 сГр или 100 мГр) или 10 рад. Малыми (низкими) мощностями доз (доза за единицу времени) считается эффективная эквивалентная доза до 0,1 Зв/год (100 мЗв/год), что соответствует экспозиционной дозе 750 мкР/час.

Предел эффективной дозы для персонала составляет в соответствии с нормами НРБ-99 в среднем 20 мЗв для любых последовательных 5 лет, но не более 50 мЗв в год. Для населения - за любые последовательные 5 лет 1 мЗв, но не более 5 мЗв в год. При дозе свыше 0,5 зиверт (Зв) говорят об остром лучевом поражении. При таком уровне облучения негативные эффекты появляются немедленно или через несколько дней. При дозах от 1 до 2 зиверт врачи-радиологи считают, что у пятой части пострадавших возможен летальный исход. При дозах свыше 7 Зв процент выживающих равен нулю.

Кроме внешнего облучения, есть внутреннее облучение, вызываемое радионуклидами, поступившими в организм с пищей, водой, атмосферным воздухом и через кожу.

В последние годы остро стоят вопросы: безопасно ли предпосевное облучение семян для повышения всхожести и урожайности с.-х. культур; лучевая стерилизация овощей, пищевых консервов, лекарственных средств и реактивов и др.

В настоящее время жители наиболее загрязненных районов Беларуси, России и Украины получают в год дозу радиации, равную 6-11 мЗв.

Все три пострадавшие страны имеют различные нормы допустимого содержания радионуклидов в продуктах питания. В то время как допустимый уровень содержания цезия в молоке одинаков для всех трех стран – 100 беккерель на килограмм, то нормы для стронция различаются: 3,7 в Беларуси, 20 в Украине и 25 в Российской Федерации. Для содержания цезия в картофеле приняты следующие показатели: Беларусь – 80, Россия – 120 и Украина – 60, в то время, как допустимое содержание в картофеле стронция в Беларуси – 3,7, в Украине – 20 и в России – 40 беккерель на килограмм.

Как уже отмечалось, не все органы одинаково чувствительны к радиоактивному излучению. Считается, что 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

Доказательством негативного воздействия на иммунную систему облучения является повышение заболеваемости различными аллергическими, аутоиммунными, онкологическими заболеваниями на 2-100% (в зависимости от региона).

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.

В связи с этим в условиях экологического неблагополучия важное значение имеет проведение мероприятий, направленных на нивелирование экогенного воздействия на иммунную систему. Это может быть иммунопрофилактика, иммунореабилитация или иммунотерапия.

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, полициклическиеароматические 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.