Аэрогенная экспозиция никелем и фенолом и особенности иммунного ответа, опосредованного иммуноглобулинами класса E и G

Файл статьи: 
Иконка PDF health-risk-analysis-2023-2-16.pdf
УДК: 
571.27: 613
DOI: 
10.21668/health.risk/2023.2.16
Авторы: 

Н.В. Зайцева, О.В. Долгих, Д.Г. Дианова

Организация: 

Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения, Россия, 614045, г. Пермь, ул. Монастырская, 82

Аннотация: 

Загрязнение воздушной среды техногенными гаптенами, отличающимися аллергенным потенциалом, способствует формированию атопической реакции, создает предпосылки развития в дальнейшем аллергопатологии у экспонированного населения.

Выполнена оценка формирования IgЕ-опосредованного и IgG-опосредованного специфического иммунного ответа на поступление в организм ингаляционным путем низкомолекулярных химических соединений (на примере никеля и фенола).

Группы наблюдения – дети (n = 99) и взрослые (n = 57), проживающие в селитебной зоне аэрогенного влияния никеля и фенола, где создаются концентрации, не превышающие ПДК (до 0,7 ПДК). Группы сравнения – дети (n = 95) и взрослые (n = 53), проживающие на условно чистой территории.

В группах наблюдения диапазон среднесуточных доз аэрогенной экспозиции никеля и фенола составил для детей 0,7•10-6–9,3•10-6, для взрослых – 3,5•10-6–5,0•10-5 мг/ (кг•день) (дозы, формируемые выбросами предприятия цветной металлургии), что превышает аналогичные значения, выявленные в группах сравнения, в 1,5–3,0 раза. Экспонированные группы отличались более чем двукратным увеличением содержания специфических IgE к никелю, а также практически трехкратным повышением уровня специфических IgG-антител к фенолу у детей относительно результатов групп сравнения (р < 0,05). Использование моделей логистической регрессии позволило установить значимую вероятностную причинно-следственную связь между повышением в крови детей никеля и специфических IgE-антител к никелю (R2 = 0,87; F = 468,58; р < 0,05). Проведенная оценка отношения шансов позволила верифицировать связь содержания никеля в крови с повышением уровня IgE специфического к никелю у детей (OR = 8,96; 95 % ДИ = 2,00–40,15) и у взрослых группы наблюдения (OR = 3,12; 95 % ДИ = 1,10–9,40).

Результаты исследования позволили установить, что проживание в условиях низкоуровневой аэрогенной экспозиции детей и взрослых никелем и фенолом формирует гиперчувствительность к техногенным гаптенам, отличающуюся повышенной IgЕ-опосредованной реакцией на никель и IgG-опосредованной реакцией на фенол. Гиперпродукция специфического иммуноглобулина Е к никелю, а также специфических IgG-антител к фенолу у детей и взрослых отражает величину аэрогенной экспозиции никелем и фенолом, является отличительной особенностью гиперактивности иммунного ответа у детей, формируемой на территории наблюдения.

Ключевые слова: 
никель, фенол, аэрогенная экспозиция, специфический IgG, специфический IgE, реагины, чувствительность к гаптенам, атопическая реакция
Зайцева Н.В., Долгих О.В., Дианова Д.Г. Аэрогенная экспозиция никелем и фенолом и особенности иммунного ответа, опосредованного иммуноглобулинами класса Е и G // Анализ риска здоровью. – 2023. – № 2. – С. 160–167. DOI: 10.21668/health.risk/2023.2.16
Список литературы: 
  1. Štefanac T., Grgas D., Dragičević T.L. Xenobiotics-division and methods of detection: A Review // J. Xenobiot. – 2021. – Vol. 11, № 4. – P. 130–141. DOI: 10.3390/jox11040009
  2. Oršolić N. Allergic inflammation: Effect of propolis and its flavonoids // Molecules. – 2022. – Vol. 27, № 19. – P. 6694. DOI: 10.3390/molecules27196694
  3. Долгих О.В., Дианова Д.Г. Особенности специфической сенсибилизации к гаптенам и иммунный статус у обучающихся различных возрастных групп // Российский иммунологический журнал. – 2020. – Т. 23, № 2. – С. 209–216. DOI: 10.46235/1028-7221-266-FOH
  4. Dolgikh O.V., Dianova D.G. Peculiarities detected in formation of specific hapten sensitization to phenol in children // Health Risk Analysis. – 2022. – № 1. – P. 123–129. DOI: 10.21668/health.risk/2022.1.14.eng
  5. Exposure to formaldehyde and phenol during an anatomy dissecting course: sensitizing potency of formaldehyde in medical students / F. Wantke, M. Focke, W. Hemmer, R. Bracun, S. Wolf-Abdolvahab, M. Götz, R. Jarisch, M. Götz [et al.] // Allergy. – 2000. – Vol. 55, № 1. – P. 84–87. DOI: 10.1034/j.1398-9995.2000.00307.x
  6. Exposure to environmental phenols and parabens, and relation to body mass index, eczema and respiratory outcomes in the Norwegian RHINESSA study / H.K. Vindenes, C. Svanes, S.H.L. Lygre, F.G. Real, T. Ringel-Kulka, R.J. Bertelsen // Environ. Health. – 2021. – Vol. 20, № 1. – P. 81. DOI: 10.1186/s12940-021-00767-2
  7. Environmental phenol and paraben exposure risks and their potential influence on the gene expression involved in the prognosis of prostate cancer / D. Alwadi, Q. Felty, D. Roy, C. Yoo, A. Deoraj // Int. J. Mol. Sci. – 2022. – Vol. 23, № 7. – P. 3679. DOI: 10.3390/ijms23073679
  8. Prenatal exposure to phenols and lung function, wheeze, and asthma in school-age children from 8 European birth cohorts / A. Abellan, R. Mensink-Bout, L. Chatzi, Т. Duarte-Salles, М.F. Fernández, J. Garcia-Aymerich, B. Granum, V. Jaddoe [et al.] // Eur. Respir. J. – 2019. – Vol. 54, suppl. 63. – P. OA4969. DOI: 10.1183/13993003.congress-2019.OA4969
  9. Influence of indoor respiratory irritants on the course of bronchial asthma / M. Tageldin, H. Raafat, G. Elassal, W. Salah Eldin // Egypt. J. Chest Dis. Tuberc. – 2014. – Vol. 63, № 2. – P. 291–298. DOI: 10.1016/j.ejcdt.2014.01.005
  10. Patterns of environmental exposure to phenols in couples who plan to become pregnant / J. Ao, Y. Wang, W. Tang, R. Aimuzi, K. Luo, Y. Tian, Q. Zhang, J. Zhang // Sci. Total Environ. – 2022. – Vol. 821. – P. 153520. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.153520
  11. Exposure to phenols, phthalates, and parabens and development of metabolic syndrome among Mexican women in midlife // A.N. Zamora, E.C. Jansen, M. Tamayo-Ortiz, J.M. Goodrich, B.N. Sánchez, D.J. Watkins, J.A. Tamayo-Orozco, M.M. Téllez-Rojo [et al.] // Front. Public Health. – 2021. – Vol. 9. – P. 620769. DOI: 10.3389/fpubh.2021.620769
  12. Metalloimmunology: the metal ion-controlled immunity / C. Wang, R. Zhang, X. Wei, M. Lv, Z. Jiang // Adv. Immunol. – 2020. – Vol. 145. – P. 187–241. DOI: 10.1016/bs.ai.2019.11.007
  13. Immunological mechanisms of metal allergies and the nickel-specific TCR-pMHC interface / F. Riedel, M. Aparicio-Soto, C. Curato, H.-J. Thierse, K. Siewert, A. Luch // Int. J. Environ. Res. Public Health. – 2021. –Vol. 18, № 20. – P. 10867. DOI: 10.3390/ijerph182010867
  14. Nickel allergy is associated with wheezing and asthma in a cohort of young German adults: results from the SOLAR study / L. Kolberg, F. Forster, J. Gerlich, G. Weinmayr, J. Genuneit, D. Windstetter, C. Vogelberg, E. von Mutius [et al.] // ERJ Open Res. – 2020. – Vol. 6, № 1. – P. 00178–2019. DOI: 10.1183/23120541.00178-2019
  15. Nickel: human health and environmental toxicology / G. Genchi, A. Carocci, G. Lauria, M.S. Sinicropi, A. Catalano // Int. J. Environ. Res. Public Health. – 2020. – Vol. 17, № 3. – P. 679. DOI: 10.3390/ijerph17030679
  16. Role of macrophages in air pollution exposure related asthma / C.-H. Li, M.-L. Tsai, H.-Y.C. Chiou, Y.-C. Lin, W.-T. Liao, C.-H. Hung // Int. J. Mol. Sci. – 2022. – Vol. 23, № 20. – P. 12337. DOI: 10.3390/ijms232012337
  17. Yang J., Ma Z. Research progress on the effects of nickel on hormone secretion in the endocrine axis and on target organs // Ecotoxicol. Environ. Saf. – 2021. – Vol. 213. – P. 112034. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2021.112034
  18. Altaf M.A., Goday P.S., Telega G. Allergic enterocolitis and protein-losing enteropathy as the presentations of manganese leak from an ingested disk battery: a case report // J. Med. Case Rep. – 2008. – Vol. 2. – P. 286. DOI: 10.1186/1752-1947-2-286
  19. Allergic contact dermatitis to manganese in a prosthodontist with orthodontics / D. Velásquez, P. Zamberk, R. Suárez, P. Lázaro // Allergol. Immunopathol. (Madr.). – 2010. – Vol. 38, № 1. – P. 47–48. DOI: 10.1016/j.aller.2009.05.005
  20. Cross-Reactivity of Palladium in a Murine Model of Metal-induced Allergic Contact Dermatitis / H. Shigematsu, K. Kumagai, M. Suzuki, T. Eguchi, R. Matsubara, Y. Nakasone, K. Nasu, T. Yoshizawa [et al.] // Int. J. Mol. Sci. – 2020. – Vol. 21, № 11. – P. 4061. DOI: 10.3390/ijms21114061
  21. Chib S., Singh S. Manganese and related neurotoxic pathways: A potential therapeutic target in neurodegenerative diseases // Neurotoxicol. Teratol. – 2022. – Vol. 94. – P. 107124. DOI: 10.1016/j.ntt.2022.107124
  22. Manganese homeostasis at the host-pathogen interface and in the host immune system / Q. Wu, Q. Mu, Z. Xia, J. Min, F. Wang // Semin. Cell Dev. Biol. – 2021. – Vol. 115. – P. 45–53. DOI: 10.1016/j.semcdb.2020.12.006
  23. Kimber I., Basketter D.A. Allergic sensitization to nickel and implanted metal devices: a perspective // Dermatitis. – 2022. – Vol. 33, № 6. – P. 396–404. DOI: 10.1097/DER.0000000000000819
  24. CD23 provides a noninflammatory pathway for IgE-allergen complexes / P. Engeroff, F. Caviezel, D. Mueller, F. Thoms, M.F. Bachmann, M. Vogel // J. Allergy Clin. Immunol. – 2020. – Vol. 145, № 1. – P. 301–311.e4. DOI: 10.1016/j.jaci.2019.07.045
  25. Lack of ecto-5'-nucleotidase protects sensitized mice against allergen challenge / E. Caiazzo, I. Cerqua, R. Turiello, M.A. Riemma, G. De Palma, A. Ialenti, F. Roviezzo, S. Morello, C. Cicala // Biomolecules. – 2022. – Vol. 12, № 5. – P. 697. DOI: 10.3390/biom12050697
  26. Pellefigues C. IgE autoreactivity in atopic dermatitis: paving the road for autoimmune diseases? // Antibodies (Basel). – 2020. – Vol. 9, № 3. – P. 47. DOI: 10.3390/antib9030047
  27. How do pollen allergens sensitize? / S.V. Guryanova, E.I. Finkina, D.N. Melnikova, I.V. Bogdanov, B. Bohle, T.V. Ovchinnikova // Front. Mol. Biosci. – 2022. – Vol. 9. – P. 900533. DOI: 10.3389/fmolb.2022.900533
Получена: 
09.02.2023
Одобрена: 
10.05.2023
Принята к публикации: 
02.06.2023

Вы здесь

Главная