Influence of Dust Load Intensity on Immune Factors in Coal Mine Workers with Chronic Obstructive Pulmonary Disease

Dmitry O. Lastkov; Ластков Дмитрий Олегович; Olga Yu. Nikolenko; Николенко Ольга Юрьевна; Eduard A. Maylyan; Майлян Эдуард Апетнакович; Sergey V. Grishchenko; Грищенко Сергей Владимирович; Alexander S. Prilutsky; Прилуцкий Александр Сергеевич; Olga A. Trunova; Трунова Ольга Арнольдовна; Andrey E. Bagriy; Багрий Андрей Эдуардович; Anna V. Tishchenko; Тищенко Анна Васильевна

doi:10.19163/2658-4514-2024-21-4-71-75

Influence of Dust Load Intensity on Immune Factors in Coal Mine Workers with Chronic Obstructive Pulmonary Disease

Authors: Lastkov D.O.¹, Nikolenko O.Y.¹, Maylyan E.A.¹, Grishchenko S.V.¹, Prilutsky A.S.¹, Trunova O.A.¹, Bagriy A.E.¹, Tishchenko A.V.¹
Affiliations:
1. Donetsk State Medical University named after M. Gorky
Issue: Vol 21, No 4 (2024)
Pages: 71-75
Section: Articles
Published: 15.12.2024
URL: https://ter-arkhiv.ru/2658-4514/article/view/646410
DOI: https://doi.org/10.19163/2658-4514-2024-21-4-71-75
ID: 646410

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Material and methods. Markers of mature T-lymphocytes (CD3), T-helpers (CD4), T-cytotoxic cells (CD8), normal killer cells (CD16) and B-lymphocytes (CD22) in peripheral blood were detected using monoclonal antibodies in the direct immunofluorescence assay. The concentrations of interleukins -1, -4, -6, -8 and -10 were determined in the blood serum of miners by the enzyme immunoassay method using the respective test systems. Results. It was found that COPD in miners is combined with cellular immunity disorders (decrease in the percentage of CD3+ and CD4+ lymphocytes, increase in CD22+ cells), and an increase in serum concentrations of IL-1β, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10 (p < 0.05). Conclusion. It is shown that immune disorders depend on the degree of dust pollution in the workplace, very high levels of dust load cause a more pronounced decrease in the percentage of CD3+ cells and an increase in serum levels of IL-4 and IL-8 (p < 0.05). All of the above-mentioned changes are important to consider for the correct development of future measures for primary and secondary prevention of COPD in coal miners, as well as taking into account the dust levels of workplaces.

Keywords

occupational hygiene, chronic obstructive pulmonary disease, dust load, immune factors, coal miners

Full Text

Основы организации труда как на мировом уровне, так и в России всегда актуальны, начиная еще с конца XX в. [1]. У горнорабочих угольных шахт внешние факторы (стаж работы, концентрация пыли и ее свойства, влажность и т. д.) и особенности реактивности организма, в том числе состояние иммунного статуса, существенно влияют на риск развития хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Причем иммунные нарушения играют важную роль и в патогенезе заболевания. Полученные к настоящему времени результаты проведенных исследований, посвященных исследованию особенностей иммунного статуса при ХОБЛ, имеют определенные противоречия [2–4]. Кроме того, не было изучено влияние пылевой нагрузки различной интенсивности на показатели иммунной системы больных ХОБЛ.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Оценка показателей клеточного звена иммунитета и цитокинового профиля у горнорабочих угольных шахт с ХОБЛ пылевой этиологии, в том числе в зависимости от интенсивности пылевой нагрузки.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования были проведены в Республиканском центре профессиональной патологии и реабилитации Донецка. Основную группу составили 170 горнорабочих угольных шахт Донбасса с впервые установленным диагнозом ХОБЛ пылевой этиологии 2-й и 3-й стадий, обследованные в стадии ремиссии. В группу сравнения вошли 40 относительно здоровых горнорабочих, работающих в тех же бригадах, что и пациенты с ХОБЛ. По возрасту, стажу работы, условиям труда, вредным привычкам (курение и др.) в данных группах не было достоверных отличий (p > 0,05). Показатели возраста и стажа у больных с ХОБЛ составили (52,64 ± 0,93) года и (24,59 ± 0,87) года соответственно, а в контрольной группе – (53,38 ± 1,98) года и (25,61 ± 1,14) года соответственно.

Пылевую загрязненность рабочих мест оценивали согласно рекомендациям СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания». Исходя из результатов определения пылевой нагрузки, все больные с ХОБЛ были распределены в две подгруппы. В первую из них (основная группа А) вошли 103 пациента с высокой пылевой нагрузкой на рабочих местах – ее значения в 2–20 раз превышали допустимую пылевую нагрузку (ДПН). Во вторую группу (основная группа Б) были включены 67 лиц с очень высокой пылевой нагрузкой на рабочих местах – превышение показателя ДПН составило более чем в 20 раз.

IL-4 и IL-8 (р < 0,05).

Маркеры Т-зрелых лимфоцитов (CD3), Т-хелперов (CD4), Т-цитотоксических клеток (CD8), нормальных киллерных клеток (CD16) и В-лимфоцитов (CD22) в периферической крови определяли с помощью моноклональных антител производства Киевского института экспериментальной патологии, онкологии и радиологии в реакции прямой иммунофлюоресценции. В сыворотке крови шахтеров методом иммуноферментного анализа с использованием соответствующих тест-систем производства «Укрмедсервис» (Донецк) определяли концентрации интерлейкинов‑1, -4, -6, -8 и -10.

Расчеты проводили с помощью лицензионного пакета статистических программ Medstat. Для математической обработки данных применяли непараметрические методы, так как распределение значений показателей, представленных в статье, отличалось от нормального. Рассчитывали медиану и интерквартильный размах (Ме [Q1; Q3]). Сравнительный анализ проводили с помощью U-теста Манна – Уитни. Статистически значимыми отличия считались при р < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

У больных ХОБЛ пылевой этиологии были существенно снижены процентные показатели CD3+ и СD4+ лимфоцитов (р < 0,001) и повышен процент CD22+ клеток (р = 0,016). Удельный же вес среди клеток, несущих молекулы CD8, имел всего лишь близкую к статистической значимости тенденцию к снижению (р = 0,079). Процентные показатели CD16 у больных и в группе сравнения достоверно не отличались (р = 0,158) (табл. 1). По сравнению с горнорабочими группы сравнения у больных ХОБЛ была повышена (р < 0,001) системная продукция интерлейкина-6 (в 2,87 раза), хемокина-8 (на 79,4 %), интерлейкинов-10 (на 77,6 %), -4 (на 63,3 %), -1β (на 55,4 %) (табл. 2).

Таблица 1. Показатели клеточного звена иммунитета у горнорабочих угольных шахт, имеющих ХОБЛ пылевой этиологии

Лимфоциты, %	Основная группа (n = 170)	Группа сравнения (n = 40)
Нормальные киллеры CD16	15 [11; 19]	17 [13; 19]
В-клетки CD22	18 [14; 23]*	16 [12; 19]
Т-хелперы CD4	33 [26; 36]	38 [33; 40]
Т-цитотоксические CD8	22 [17; 29]	24 [21; 30]
Т-лимфоциты зрелые CD3	65 [57; 70]	73 [62; 77]

* р ≤ 0,01, ** р < 0,001.

Таблица 2. Показатели цитокинового профиля у горнорабочих угольных шахт, имеющих ХОБЛ пылевой этиологии

Интерлейкины, пг/мл	Основная группа (n = 170)	Группа сравнения (n = 40)	P
1β	10,1 [5, 8; 13, 0]	6,5 [2, 8; 10, 9]	<0,001
4	4,9 [2, 7; 7, 3]	3,0 [1, 3; 3, 9]	<0,001
6	8,6 [5, 0; 16, 7]	3,0 [1, 4; 4, 3]	<0,001
8	18,3 [12, 7; 22, 1]	10,2 [5, 9; 13, 7]	<0,001
10	8,7 [5, 5; 17, 2]	4,9 [2, 2; 8, 3]	<0,001

Две подгруппы пациентов больных с ХОБЛ пылевой этиологии (основные группы А и Б) существенно не различались по показателям удельного веса среди лимфоцитов периферической крови клеток с рецепторами CD4 (р = 0,244), CD8 (р = 0,311), CD16 (р = 0,517), CD22 (р = 0,824) (табл. 3). Между тем более высокая пылевая нагрузка на рабочих местах сочеталась с более выраженным снижением процента CD3+ лимфоцитов (р = 0,039). Оценка цитокинового профиля у горнорабочих с ХОБЛ в зависимости от уровня пылевого загрязнения на рабочих местах показала, что основные группы А и Б существенно не различались по уровням провоспалительных цитокинов-1β (р = 0,718) и -6 (р = 0,227), а также противовоспалительного -10 (р = 0,915).

Таблица 3. Показатели клеточного иммунитета у больных ХОБЛ с различной пылевой нагрузкой на рабочих местах

Лимфоциты, %	Основная группа А (n = 103)	Основная группа Б (n = 67)
Нормальные киллеры CD16	15 [11; 20]	14 [11; 17]
В-клетки CD22	18 [14; 23]	18 [13; 23]
Т-хелперы CD4	33 [25; 36]	34 [27; 35]
Т-цитотоксические CD8	22 [17; 30]	22 [17; 26]
Т-лимфоциты зрелые CD3	66 [58; 72]*	63 [55; 67]

*р < 0,05.

Между тем очень высокая пылевая загрязненность на рабочих местах ассоциировалась у больных ХОБЛ с существенным увеличением концентраций в сыворотке крови интерлейкинов-4 (р = 0,041) и -8 (р = 0,012).

Выявленные нами иммунные нарушения свидетельствуют о наличии у горнорабочих с ХОБЛ вторичного иммунодефицита и генерализованного воспалительного процесса, выраженность которого в определенной степени зависит от интенсивности пылевого загрязнения воздуха рабочих мест.

Также необходимо обратить внимание на увеличение концентраций интерлейкина-4 – цитокина, играющего ключевую роль в патогенезе аллергических реакций немедленного типа и прямо отражающего степень аллергизации организма больного.

Полученные нами данные об изменениях показателей как клеточного, так и гуморального звеньев иммунной системы согласуются с результатами других исследователей [2, 5], причем анализ опубликованных работ свидетельствует о наличии у больных ХОБЛ нарушений в различных звеньях иммунной системы.

При исследовании клеточного звена иммунитета Л. А. Васякина и соавт. [6] у больных ХОБЛ пылевой этиологии выявили, что происходит значительное снижение количества Т-хелперов и вторичная активация В-лимфоцитов и цитотоксических киллеров.

В своих исследованиях провоспалительных цитокинов-1β, -8 и фактора некроза опухоли альфа Е. Г. Ляшенко и И. В. Мухин [5] у горнорабочих угольных шахт с ХОБЛ пылевой этиологии выявили их повышение.

Д. Е. Наумов и соавт. [7] установили взаимосвязь между снижением объема форсированного выдоха за 1 с у больных ХОБЛ и значительным увеличением сывороточных уровней ряда как провоспалительных, так и противовоспалительных цитокинов (-2, -4, -17A, -10 и др.).

Л. А. Шпагина и соавт. [8] в группе ХОБЛ выявили повышение концентраций в системной циркуляции провоспалительного цитокина-1β, а также ряда других медиаторов воспаления.

Все вышеизложенное свидетельствует о серьезных нарушениях иммунной реактивности горнорабочих, страдающих ХОБЛ. Наши результаты, а также выводы других авторов, свидетельствуют о необходимости совершенствования лечебно-профилактических мероприятий при ХОБЛ с целью коррекции иммунного статуса. Новые подходы в профилактике ХОБЛ должны быть дифференцированными и зависеть, в том числе, от степени пылевого загрязнения воздуха рабочих мест.