mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-2018-6-899-904mimmun-1676Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSИЗМЕНЕНИЕ ИММУНОРЕГУЛЯТОРНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ У ДЕТЕЙ, ЭКСПОНИРОВАННЫХ СТРОНЦИЕМСHANGES OF IMMUNOREGULATORY INDEXES IN CHILDREN EXPOSED TO STRONTIUMОтавинаЕ. А.OtavinaE. A.

младший научный сотрудник лаборатории иммунологии и аллергологии

Junior Research Associate, Laboratory of Immunology and Allergology

ДолгихО. В.DolgikhO. V.

д.м.н., профессор, заведующий отделом иммунобиологических методов диагностики

614045, Россия, г. Пермь, ул. Монастырская, 82.Тел.: 8 (342) 236-39-30Факс: 8 (342) 237-25-34

PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Department of Immunobiological Diagnostic Methods

614045, Russian Federation, Perm, Monastyrskaya str., 82.Phone: 7 (342) 236-39-30.Fax: 7 (342) 237-25-34.

oleg@fcrisk.ruСтарковаК. Г.StarkovaK. G.

к.б.н., заведующая лабораторией иммунологии и аллергологии

PhD (Biology), Head, Laboratory of Immunology and Allergology

КазаковаО. А.KazakovaO. A.

младший научный сотрудник лаборатории иммуногенетики

Junior Research Associate, Laboratory of Immunogenetics

МазунинаА. А.MazuninaA. A.

младший научный сотрудник лаборатории иммуногенетики

Junior Research Associate, Laboratory of Immunogenetics,

ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», г. ПермьРоссияFederal Research Center for Medical and Preventive Health Risk Management TechnologiesRussian Federation201814122018206899904Copyright © Отавина Е.А., Долгих О.В., Старкова К.Г., Казакова О.А., Мазунина А.А., 20182018Отавина Е.А., Долгих О.В., Старкова К.Г., Казакова О.А., Мазунина А.А.Otavina E.A., Dolgikh O.V., Starkova K.G., Kazakova O.A., Mazunina A.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/1676

Состояние иммунной системы может служить приоритетным индикаторным показателем адаптационных возможностей организма в условиях повышенной внешнесредовой химической нагрузки, в том числе и связанной с экспозицией металлами, которые в зависимости от условий воздействия способны оказывать как активирующее, так и угнетающее воздействие на параметры иммунной регуляции. Цель работы – анализ иммунорегуляторных маркеров у детского населения при употреблении питьевой воды с повышенным содержанием стронция (на примере Пермского края). Проведено иммунологическое обследование детей в возрасте от 7 до 12 лет, которые постоянно проживают на территории с повышенным содержанием стронция в воде хозяйственно-бытового водоснабжения. Группу сравнения составили дети из «условно чистого» района. Исследовали особенности изменения клеточного звена иммунитета (фагоцитоз), гуморальные факторы иммунной защиты (иммуноглобулины), формирование специфической сенсибилизации к стронцию, а также процессы запуска и регуляции апоптоза. Показано, что при повышенном в 3,68 раза уровне стронция в водопроводной воде на территории наблюдения среднее содержание стронция в крови детей группы наблюдения было в 1,55 раза выше, чем у детей в группе сравнения. При этом выявлено возрастание фагоцитарной активности по критериям фагоцитарного числа и фагоцитарного индекса, в среднем в 1,2 раза относительно группы сравнения. У 80,0% обследованных отмечено снижение содержания сывороточных иммуноглобулинов по критерию IgG по сравнению с показателями физиологической нормы, а также достоверное снижение продукции IgG и повышение IgМ относительно уровней в группе сравнения. Показано возрастание общей сенсибилизации у 55,0% детей группы наблюдения по содержанию IgЕ общего по сравнению с возрастной нормой и превышение референтного уровня специфической сенсибилизации к стронцию по критерию IgG в среднем в 2,49 раза. Выявлено нарушение процесса запуска апоптоза, связанное с уменьшением количества CD95+ лимфоцитов и TNFRI+ клеток (кратность снижения в 2,78 раза относительно нормы), смещение баланса апоптогенных белков при снижении экспрессии Bcl-2 в среднем в 2,57 раза, а также уменьшение экспрессии транскрипционного фактора р53 в 2,83 раза относительно референтного интервала. Таким образом, показана способность стронция влиять на важнейшие показатели иммунной регуляции у детского населения при повышенном содержании металла в источниках питьевого водоснабжения. Указанные изменения могут служить в качестве индикаторных параметров состояния здоровья населения в условиях внешнесредовой экспозиции стронцием.

Evaluation of the immune system parameters can be used in order to assess capacity to adapt under conditions of increased external chemical load, including exposure to metals, which can exert either activating and inhibitory effects upon immune regulation parameters. The aim of this work was the analysis of immunoregulatory markers in a children’s population who consumed water with high strontium content (a sample from the Perm region). We carried out immunological evaluation of the children aged 7 to 12 years, living at a territory with a high strontium content in the drinking water. The comparison group included children from the conventionally clean region. We studied differential changes in cellular immunity (phagocytosis rates), humoral factors of immune defense (serum immunoglobulins), development of specific sensitization for strontium, as well as the processes of apoptosis triggering and regulation. A 3.68-fold increase in strontium levels was shown in fresh water within observation area, and the average  blood strontium content in the children of appropriate observation group was 1.55-fold higher than in children of the comparison group. At the same time, 1.2-fold increase in phagocytic activity determined as phagocytic number and phagocytic index was found, as compared to the control group. In 80% of the subjects, a reduction in serum IgG level was observed when compared to physiological norm, as well as a significant decrease in IgG and enhance in IgM production against the levels found in the comparison group. Wehave also shown an enhanced total sensitization in 55.0% of the observation group as shown by the total IgE test compared with normal age ranges, as well as excessive specific sensitization to strontium by 2.49 times, according to the IgG criterion. Disturbance in apoptosis triggering was associated with decreased number of CD95+ lymphocytes and TNFR1+ cells (2.8-fold compared to reference values), shifted balance in apoptogenic proteins, an average of 2.6-fold decrease in Bcl-2 expression, a 2.8-fold reduction of the p53 transcription factor expression relative to the reference interval. Thus, we have shown an ability of strontium excess in drinking water to influence the most important indices of immune regulation in pediatric population. These changes may serve as indices of populational health status under of external strontium exposure.

иммунная регуляцияфагоцитозиммуноглобулинымаркеры гиперчувствительностиапоптозстронцийimmune regulationphagocytosisimmunoglobulinshypersensitivity markersapoptosisstrontiumReferencesДианова Д.Г., Вдовина Н.А., Пирогова Е.А., Рочев В.П. Количественная оценка биомаркеров апоптоза и клеточной регуляции у детей с повышенным содержанием стронция в организме // Российский иммунологический журнал, 2015. Т. 9 (18), № 2 (1). С. 129-131. [Dianova D.G., Vdovina N.A., Pirogova E.A., Rochev V.P. Quantitative evaluation of biomarkers of the apoptosis and cell regulation in children having high concentration of strontium in a body. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2015, Vol. 9 (18), no. 2 (1), pp. 129-131. (In Russ.)]Дианова Д.Г., Вдовина Н.А., Пирогова Е.А., Рочев В.П. Количественная оценка биомаркеров апоптоза и клеточной регуляции у детей с повышенным содержанием стронция в организме // Российский иммунологический журнал, 2015. Т. 9 (18), № 2 (1). С. 129-131. [Dianova D.G., Vdovina N.A., Pirogova E.A., Rochev V.P. Quantitative evaluation of biomarkers of the apoptosis and cell regulation in children having high concentration of strontium in a body. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2015, Vol. 9 (18), no. 2 (1), pp. 129-131. (In Russ.)]Засорин Б.В., Курмангалиев О.М., Ермуханова Л.С. Особенности иммунного статуса у населения урбанизированных территорий с повышенным содержанием тяжелых металлов // Гигиена и санитария, 2012. № 3. С. 17-19. [Zasorin B.V., Kurmangaliev O.M., Ermukhanova L.S. Features of the immune status in the population of urban areas with a high content of heavy metals. Gigiena i sanitariya = Hygiene and Sanitation, 2012, no. 3, pp. 17-19. (In Russ.)]Засорин Б.В., Курмангалиев О.М., Ермуханова Л.С. Особенности иммунного статуса у населения урбанизированных территорий с повышенным содержанием тяжелых металлов // Гигиена и санитария, 2012. № 3. С. 17-19. [Zasorin B.V., Kurmangaliev O.M., Ermukhanova L.S. Features of the immune status in the population of urban areas with a high content of heavy metals. Gigiena i sanitariya = Hygiene and Sanitation, 2012, no. 3, pp. 17-19. (In Russ.)]Ланин Д.В., Зайцева Н.В., Землянова М.А., Долгих О.В., Дианова Д.Г. Характеристика регуляторных систем у детей при воздействии химических факторов среды обитания // Гигиена и санитария, 2014. Т. 93, № 2. С. 23-26. [Lanin D.V., Zaytseva N.V., Zemlyanova M.A., Dolgikh O.V., Dianova D.G. Characteristics of regulatory system in children exposed to the environmental chemical factors. Gigiena i sanitariya = Hygiene and Sanitation, 2014, Vol. 93, no. 2, pp. 23-26. (In Russ.)]Ланин Д.В., Зайцева Н.В., Землянова М.А., Долгих О.В., Дианова Д.Г. Характеристика регуляторных систем у детей при воздействии химических факторов среды обитания // Гигиена и санитария, 2014. Т. 93, № 2. С. 23-26. [Lanin D.V., Zaytseva N.V., Zemlyanova M.A., Dolgikh O.V., Dianova D.G. Characteristics of regulatory system in children exposed to the environmental chemical factors. Gigiena i sanitariya = Hygiene and Sanitation, 2014, Vol. 93, no. 2, pp. 23-26. (In Russ.)]Старкова К.Г., Долгих О.В., Вдовина Н.А., Отавина Е.А. Особенности иммунных и эндокринных регуляторных показателей у детей в условиях хронической экспозиции стронцием // Здоровье населения и среда обитания, 2015. № 12. С. 41-44. [Starkova K.G., Dolgikh O.V., Vdovina N.A., Otavina E.A. Features of changes in immune and endocrine regulatory indicators at chronic exposure to strontium in children. Zdorovye naseleniya i sreda obitaniya = Public Health and Environment, 2015, no. 12, pp. 41-44. (In Russ.)]Старкова К.Г., Долгих О.В., Вдовина Н.А., Отавина Е.А. Особенности иммунных и эндокринных регуляторных показателей у детей в условиях хронической экспозиции стронцием // Здоровье населения и среда обитания, 2015. № 12. С. 41-44. [Starkova K.G., Dolgikh O.V., Vdovina N.A., Otavina E.A. Features of changes in immune and endocrine regulatory indicators at chronic exposure to strontium in children. Zdorovye naseleniya i sreda obitaniya = Public Health and Environment, 2015, no. 12, pp. 41-44. (In Russ.)]Berksoy Hayta S., Durmuş K., Altuntaş E.E., Yildiz E., Hisarciklıo M., Akyol M. The reduction in inflammation and impairment in wound healing by using strontium chloride hexahydrate. Cutan. Ocul. Toxicol., 2018, Vol. 37, no. 1, pp. 24-28.Berksoy Hayta S., Durmuş K., Altuntaş E.E., Yildiz E., Hisarciklıo M., Akyol M. The reduction in inflammation and impairment in wound healing by using strontium chloride hexahydrate. Cutan. Ocul. Toxicol., 2018, Vol. 37, no. 1, pp. 24-28.Buache E., Velard F., Bauden E., Guillaume C., Jallot E., Nedelec J.M., Laurent-Maquin D., Laquerriere P. Effect of strontium-substituted biphasic calcium phosphate oninflammatory mediators production by human monocytes. Acta Biomater., 2012, Vol. 8, no. 8, pp. 3113-3119.Buache E., Velard F., Bauden E., Guillaume C., Jallot E., Nedelec J.M., Laurent-Maquin D., Laquerriere P. Effect of strontium-substituted biphasic calcium phosphate oninflammatory mediators production by human monocytes. Acta Biomater., 2012, Vol. 8, no. 8, pp. 3113-3119.Duramad P., Holland N.T. Biomarkers of immunotoxicity for environmental and public ealth research. Int. J. Environ. Res. Public Health., 2011, Vol. 8, no. 5, pp. 1388-1401.Duramad P., Holland N.T. Biomarkers of immunotoxicity for environmental and public ealth research. Int. J. Environ. Res. Public Health., 2011, Vol. 8, no. 5, pp. 1388-1401.Lehmann I., Sack U., Lehmann J. Metal ions affecting the immune system. Met. Ions Life Sci., 2011, Vol. 8, pp. 157-185.Lehmann I., Sack U., Lehmann J. Metal ions affecting the immune system. Met. Ions Life Sci., 2011, Vol. 8, pp. 157-185.McKee A.S., Fontenot A.P. Interplay of innate and adaptive immunity in metal-induced hypersensitivity. Curr. Opin. Immunol., 2016, Vol. 42, pp. 25-30.McKee A.S., Fontenot A.P. Interplay of innate and adaptive immunity in metal-induced hypersensitivity. Curr. Opin. Immunol., 2016, Vol. 42, pp. 25-30.Topal F., Yonem O., Tuzcu N., Tuzcu M. Ataseven H., Akyol M. Strontium chloride: can it be a new treatment option for ulcerative colitis? Biomed. Res. Int., 2014, Vol. 2014, 530687. doi: 10.1155/2014/530687.Topal F., Yonem O., Tuzcu N., Tuzcu M. Ataseven H., Akyol M. Strontium chloride: can it be a new treatment option for ulcerative colitis? Biomed. Res. Int., 2014, Vol. 2014, 530687. doi: 10.1155/2014/530687.Yang S.N., Hsieh C.C., Kuo H.F., Lee M.S., Huang M.Y., Kuo C.H., Hung C.H. The effects of environmental toxins on allergic inflammation. Allergy Asthma Immunol. Res., 2014, Vol. 6, no. 6, pp. 478-484.Yang S.N., Hsieh C.C., Kuo H.F., Lee M.S., Huang M.Y., Kuo C.H., Hung C.H. The effects of environmental toxins on allergic inflammation. Allergy Asthma Immunol. Res., 2014, Vol. 6, no. 6, pp. 478-484.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.