Факторы риска иммунитета

В настоящее время иммунная система представляется как система распознавания внешнего и внутреннего мира, только мира органического – вирусов, микробов, поврежденных и аномальных клеток, полисахаридов, белков. При определении того, что принадлежит организму и что нет, иммунная система обращает особое внимание на детали химии белков, ибо из всех молекул, составляющих живые организмы, белки являются наиболее характерными и наиболее специализированными. То есть в организме есть система, которая прощупывает внешний мир ежесекундно, постоянно – она анализирует все, что попадает в человека, будь то с пищей или через кожу. И это не просто «узнавание», но и расшифровка структуры, и создание против нее реагентов. Подобно нервной системе, иммунная способна «учиться». Она анализирует опыт «встречи» с чужеродным белком, запоминает его практически на всю жизнь и передает будущим поколениям клеток. Поскольку ее ткани очень активны и сильно вовлечены в процесс информации, ее клетки становятся очень быстро и необычайно сильно подверженными повреждениям такими видами энергии и материи, которые могут изменить (мутировать) ДНК. Такое понимание работы иммунной системы позволяет заниматься уже не только защитой организма, но и более широкими проблемами, связанными с самой сутью жизни. За последние десятилетия иммунная система людей испытывает огромную нагрузку в результате стрессов, применения лекарств, нездоровой экологии и вредных привычек. Напряжение иммунитета как одного из механизмов адаптации организма, направленного на восстановление нарушений гомеостаза, вызванных факторами измененной человеком среды, получило название антропоэкологического инфекционно-иммунологического напряжения. Нескомпенсированное напряжение иммунитета обозначается термином утомление, когда речь идет о срыве механизмов адаптации и развитии неустойчивого состояния, которое может перейти в болезнь. Усилившееся за последние десятилетия давление на человеческий организм неадекватных факторов и многочисленных чужеродных соединений – ксенобиотиков проявляется в виде изменений на всех уровнях организации иммунной системы, массовой аллергизации людей, в преобладании хронических процессов над острыми, в росте онкологических заболеваний.

Развитие антропоэкологического инфекционно-иммунологического «утомления», характерного для человека, находящегося между здоровьем и болезнью, и охватывающего до 70% людей на Земле, создает постоянную угрозу для роста так называемых экологически зависимых болезней.

Проблема влияния опасных и вредных экологических факторов (ОВЭФ) на организм человека в значительной степени определяется тем, что это влияние опосредуется через кроветворную и иммунную системы. Этому способствует целый ряд факторов и, главным образом, подвижность клеточных элементов обеих систем. В связи с этим при любом пути воздействия ОВЭФ (воздушный, энтеральный, контактный, лучевой) возникает непосредственный контакт с клетками кроветворной и иммунной систем и формируется целостная (системная) реакция на факторы воздействия с соответствующими клинико-иммунологическими и гематологическими проявлениями.

Классификация ОВЭФ с учетом специфики воздействия на кроветворную и иммунную системы может быть представлена тремя большими группами факторов: химическими, физическими, биологическими. Так, например, накопление в воздухе оксидов серы, азота, углерода, формальдегида, промышленной пыли (а в ней – соединений тяжелых металлов, поверхностно-активных веществ и других загрязнителей) обусловливает не только раздражение слизистых дыхательных путей, но и инактивирует факторы местного иммунитета, что способствует заболеваниям глаз, полости рта, носа, глотки, нарушению функций ферментов в тканях дыхательных органов и т. д. Кроме того, нарушаются функции мембран клеток, в частности, их рецепторных белков.

Более активное воздействие ксенобиотиков на организм обусловлено ростом их количества, разнообразия, комбинированным действием, ведущим к изменению иммунного статуса, нарушениям метаболических процессов и нейрогуморальной регуляции. На этом фоне повышенная чувствительность организма может развиться к веществам как природного происхождения, так и искусственно созданным. Повысилась возможность контакта с бактериальными аллергенами из-за развития отраслей промышленности типа микробиологического синтеза, пока еще несовершенных биотехнологий. Немаловажное значение имеет и совместное их действие с физическими факторами, такими, как ультрафиолетовое, инфракрасное, электромагнитное излучение, которые обусловливают в малых дозах переориентирование метаболических процессов в сторону патологии.

Человеком создано около 10 млн. разнообразных химических веществ, из них в массовом масштабе производится около 5 тыс. наименований. Немаловажное значение среди химических веществ, воздействующих на организм человека, имеют и лекарственные препараты. В обращении находятся тысячи лекарственных веществ, причем большинство из них по отношению к человеческому организму являются ксенобиотиками. В связи с этим могут развиваться иммунологические и аллергические реакции на лекарства, проявляющиеся в поражении различных систем организма. Вот почему учет иммунотропности традиционных лекарственных средств представляется обязательным, поскольку все они в определенной степени влияют на иммунную систему, усугубляя или устраняя иммунологические расстройства. Например, иммуностимулирующим эффектом обладают психотропные (ноотронил, фенамин), плазмозаменяющие (гемодез, желатиноль), бактериальные (колибактерин, бификон) препараты, а также гепатопротекторы, адреномиметики, витамины А, С, Е, группы В, гормоны соматотропные, тиреотропные, паратгормон, инсулин, эстрон, пролактин и др. В то же время большинство противовоспалительных препаратов, многие антибиотики, нитрофуранины, кортикостероиды, антикоагулянты и антигистаминные оказывают на иммунную систему иммунодепрессивный эффект. К этому надо добавить и индукцию лекарственных перекрестных аллергических реакций: в частности, с пенициллином перекрестные реакции дают все его аналоги: природные, синтетические, полусинтетические и цефалоспорины; с сульфаниламидами – анестетики, солутан, ПАСК и многие другие; с йодом – рентгеноконтрастные вещества и энтеросептол; с аспирином – анальгетики и нестероидные противовоспалительные.

До сих пор, несмотря на запреты, в животноводстве широко используются лекарственные препараты (в частности, антибиотики, гормоны) как кормовые добавки скоту, в связи с чем из-за передачи по трофическим цепям их опасность возрастает. Существенное место среди таких веществ занимают и соединения различных металлов, особенно тяжелых. Накопление их в средах жизни (воздухе, воде, почве) приводит к неизбежному попаданию в неадекватных количествах в пищевые цепи и накоплению их в конечном звене – организме человека.

В современных экологических условиях возрастает и значение для организма человека микроэлементных загрязнений окружающей среды. Термин микроэлементоз объединяет все патологические процессы, вызванные избытком, дефицитом или дисбалансом микроэлементов. Микроэлементы – это не случайные ингредиенты тканей и жидкостей живых организмов, а компоненты закономерно существующей очень древней и сложной физиологической системы, участвующей в регулировании жизненных функций организма на всех стадиях развития. Согласно современным представлениям, ряд микроэлементов (Fe, Cu, Zn, Mn, Cr, Se, Mo, Со) являются абсолютно необходимыми (эссенциальными) для организма: они влияют на оплодотворение, развитие, рост, жизнеспособность организма, его иммунологические свойства и прочие важнейшие функции. Часть микроэлементов является условно эссенциальными: В, Br, F, Zi, Ni, Si, V. Вместе с тем существует группа токсичных и условно-токсичных микроэлементов Al, Cd, Pb, Hg, Be, Ba, Sr, Sb. Накопление их в организме приводит к поражению разных органов и систем. Микроэлементный статус организма тесно связан с возникновение и прогрессированием злокачественных опухолей. Так, при всех формах рака в крови снижено количество Fe. Повышение частоты онкологических заболеваний связывается также с дефицитом Mg, Se, Mo и, напротив, с повышением уровня As, Cd, Ni, Сu, Mn, V, Sr, сульфатов.

Внесение в культуру лимфоцитов человека многих из вышеприведенных химических веществ и их соединений вызывает появление хромосомных аберраций у значительного количества (до 20%) клеток культуры. Грубые хромосомные нарушения, индуцированные химическими агентами, приводят к нестабильности генома, появлению клеточных мутантов, что создает риск возникновения опухолевого роста. Мутагенный эффект химических агентов (формальдегид, бензол, пестициды) в конечном итоге реализуется повышенной частотой новообразований кроветворной и лимфоидной ткани (лейкозы и лимфомы).

Спектр токсического и иммунного действия химических веществ на кроветворную и иммунную системы не имеет строгой направленности. Перечисленные химические факторы характеризуются не только мутагенным действием, важным также является их свойство вызывать гемо - и иммунодепрессии. Производные бензола и толуол вызывают депрессии кроветворения вплоть до аплазии, лимфопению, снижение фагоцитоза и продукции интерферона. Угнетение иммунной системы возникает при производственном контакте с полиэфирными волокнами, хлоропромовым каучуком, многосернистой нефтью, контакте с хлорорганическими и мышьяксодержащими пестицидами, акрилонитрилами, производными хлорфенилуксусной кислоты. Подобными особенностями обладают соединения никеля, молибдена, ртути, свинца, сероводорода. Интоксикация бериллием вызывает некробиотические процессы в костном мозгу, вольфрамом – снижение уровня иммуноглобулинов. Соединения никеля вызывают сенсибилизацию иммунной системы с развитием аллергических реакций.

К физическим факторам, оказывающим вредное воздействие на иммунную систему, относятся все виды излучения, электромагнитные поля, метеорологические, климатические, географические и космические факторы.

Особой формой загрязнения сред жизни служат радиоактивные вещества и создаваемые ими ионизирующие излучения, которые являются реальным мощным экологическим фактором, воздействующим на все живое. Радиоактивное излучение обладает наряду с общебиологическим и локальным действием на иммунную систему организма, угнетая гуморальный и клеточный иммунитет, что провоцирует отсроченное возникновение лейкозов и лимфом. Практически важной является установленная связь между концентрацией радона в жилых помещениях с частотой возникновения лейкозов – считается, что 20–25% случаев лейкозов возникает именно по этой причине. Источником радиации, воздействующей на человека и все живое, является не только естественное (земное и космическое), но и искусственное излучение, создаваемое источниками, используемыми в медицине, испытания ядерного оружия, атомная энергетика.

Радиационный эффект трудно выделить из комплекса экопатологических факторов, оказывающих неблагоприятное и во многом сходное влияние на организм ребенка, особенно в критические периоды его развития. Сведения о действии малых доз ионизирующей радиации на систему иммунитета у детей крайне недостаточны и нередко противоречивы. При определении риска для здоровья детей, создаваемого постоянным действием низких доз радиации, превышающих естественный уровень излучения не больше чем на один порядок, необходимо учитывать ряд условий: 1) количественные и функциональные сдвиги, установленные при действии высоких доз радиации (1 грей = 100 бэр) не могут быть непосредственно экстраполированы на более низкие дозы, так как реакции организма не подчинены линейной зависимости от дозы облучения; 2) низкие дозы радиации, действующие в течение длительного периода, теоретически менее опасны для клеток, чем аналогичная суммарная доза, полученная однократно, так как при дробном облучении включаются механизмы репарации и другие виды защиты; 3) абсолютно безопасных доз радиации не существует (в том числе и в пределах естественного уровня радиации), ибо всего даже несколько десятков беккерелей (беккерель – 1 распад в 1 мин) может вызвать генную мутацию клетки-предшественника (например, стволовой клетки костного мозга, которая в последующем даст начало пролиферации мутантного клона). Таким образом, прогнозирование риска для здоровья на основе экстраполяции влияний от максимальных значений радиации, угрожающих жизни, до фонового излучения Земли представляет в настоящее время крайне сложную задачу.

Известно, что лимфоциты отличаются наиболее высокой чувствительностью к воздействию ионизирующей радиации. В отличие от других клеток, радиочувствительность лимфоцитов проявляется не только в фазе деления (митозов), но и в фазе покоя (интерфазе). В зависимости от мощности дозы и радиочувствительности организма облучение может вызвать радиационную гибель клеток, функциональные отклонения – нарушение кооперации клеток в иммунном ответе, иммунодепрессию или даже активацию отдельных клеточных клонов. Еще более существенно для формирования патологических реакций генотоксическое действие радиации, которое проявляется в лимфоцитах периферической крови как хромосомные аберрации и генные мутации.

Проявления различных типов мутаций в зависимости от дозы радиации зависят в каждом конкретном случае от факторов наследственного (семейного) предрасположения к определенным реакциям организма на ионизирующую радиацию. Характер генотоксического эффекта может зависеть и от наличия дополнительных факторов: экологическое неблагополучие по ксенобиотикам, неадекватное питание, дефицит витаминов А, Е, С, вызывающий недостаточность систем антиоксидантной защиты. Кроме того, должен быть принят во внимание возрастной фактор: при одних и тех же дозах облучения у детей число хромосомных аберраций лимфоцитов на 20% превышает их уровень в лимфоцитах у взрослых.

Особенность радиационного воздействия на иммунную систему заключается в одновременном развитии иммунологической недостаточности и склонности к аутоиммунным процессам. У части детей снижение специфического противовирусного иммунитета сочетается с повышенной концентрацией в крови циркулирующих иммунных комплексов, склонных фиксироваться в сосудистой стенке и вызывать местную воспалительную реакцию, что подтверждает вероятность развития у этих детей аутоиммунных процессов. Однако риск развития аутоиммунной патологии при воздействии радиации невысок, так как усиление образования аутоантител происходит на фоне нарушения кооперации клеток в иммунном ответе, что скорее ведет к состоянию толерантности. Развивающаяся под действием радиации толерантность к чужеродным антигенам (аллергенам) объясняет отсутствие заметного роста заболеваний атонического генеза (бронхиальная астма и другие респираторные аллеризы) у детей, проживающих в зонах особого контроля.

Как известно, мутации лимфоидных клеток, наступающие под влиянием ионизирующей радиации, и иммунологическая толерантность сопровождаются развитием лимфолейкозов, причем риск их возникновения возрастает на 0,7–1,3% на каждые 100 бэр. Так, в 60-е годы был отмечен подъем заболеваемости детей лейкозами в С.-Петербурге до 10 на 100 000 детского населения, когда производились испытания атомного оружия в атмосфере. Запрет на такие испытания снизил величину «пика» заболеваемости лейкозами, хотя тенденция к ее росту сохранялась и в последующие годы.

При исследовании функционального состояния фагоцитирующих клеток, выполняющих в организме важнейшую элиминационную (удаление) функцию, у детей из зон «жесткого контроля» были выявлены значительные нарушения функции нейтрофилов и моноцитов, снижение миграции клеток в зону воспаления, их высокая разрушаемость – все это свидетельствует о дезорганизации клеток ретикуло-эндотелиальной системы.

Необходимо подчеркнуть, что иммунная система ребенка развивается относительно медленно, причем в процессе ее становления существуют критические периоды, когда чувствительность иммунных клеток по отношению к воздействию факторов внешней среды изменена. Помимо возрастной реактивности существуют конституционные и индивидуальные ее вариации, поэтому проявления различной патологии возможны спустя весьма отдаленный период после воздействия радиации, что требует длительного и постоянного наблюдения за детьми из контролируемых территорий.

Важным показателем реагирования организма человека на воздействие электромагнитного излучения в последние годы считается наличие реакций иммунной системы (как показателя резистентности). Электромагнитные поля вызывают повышенный риск уменьшения всех видов лимфоцитов, развития лейкозов, дисмикроэлементозов, анемий.

У людей, у которых ультрафиолетовое облучение не вызывает заметной пигментации кожи, оно приводит к ряду положительных физиологических сдвигов, усиливает фагоцитоз, изменяет состояние симпатико-адреналовой системы, повышая ее работоспособность и совершенствуя рефлекторные реакции. Пигментация кожи является защитной реакцией на избыточное воздействие солнечной радиации, особенно ультрафиолетовых лучей, которые при их избыточной интенсивности вызывают снижение активности антигенпрезентирующих клеток (макрофагов), подавление Т-клеточного иммунитета и нарушение отторжения измененных и больных клеток кожи. В то же время ультрафиолетовое облучение только крови (как лечебная процедура) повышает активность как Т-, так и В-системы иммунитета, фагоцитоза, аналогично эффектам от кровопусканий и переливания крови.

При интерпретации данных иммунологического обследования необходимо учитывать зависимость изменения показателей от возраста, биологических ритмов и других факторов. Так, существуют возрастные различия, достигающие по содержанию Т-клеток 50%, по JgA – 100% и т. д. Известны сезонные ритмы. Например, отмечается снижение клеточного и стимуляция гуморального иммунитета осенью, весной же наблюдается обратная динамика, зимой – оба звена активируются, летом – подавляются, однако в этот период стимулируются факторы неспецифической резистентности.

Наиболее выражены сезонные ритмы с июня по сентябрь и минимальные – с декабря по март. Обнаружены также и суточные ритмы, наиболее высокие показатели фагоцитоза, пропердина наблюдаются в дневное и вечернее время, наиболее низкие их значения зарегистрированы ночью и в утренние часы; максимальное содержание лимфоцитов наблюдается в 24 часа, наименьшее – при пробуждении. Заметное угнетение Т - и В-систем иммунитета отмечается утром, а активность их возрастает до максимальных значений в полночь. Наибольшая концентрация антител и выраженность аллергических реакций наблюдается во сне, предельно низкие их показатели отмечаются в бодрствующем состоянии.

Биологические значения иммунитета оказываются детерминированными и географической широтой региона. Так, установлено, что показатели неспецифической резистентности в целом у жителей юга значительно выше, чем на севере. Каждый индивидуум адаптирован к тем условиям, в которых он живет постоянно. Вот почему миграции населения, особенно характерные для сегодняшнего дня, зачастую приводят к расстройству иммунологической реактивности. Мигранты не только привозят новую микрофлору, но и сами становятся в новом климатогеографическом регионе иммуннодефицитным контингентом, страдающим повышенной заболеваемостью и ее хронизацией. Для иммунитета небольших коллективов мигрантов имеет значение следующее обстоятельство: когда люди живут в замкнутых малых коллективах, происходит так называемый феномен упрощения микрофлоры, приводящий к падению иммунологической реактивности. Это происходит потому, что нормальная микрофлора, обитающая в кишечнике человека, имеет массу перекрестно реагирующих антигенов с вирулентными и опасными микробными агентами, вследствие чего она выполняет роль тренера, активатора иммунной системы для ее борьбы с патогенными возбудителями. При снижении или отсутствии свежего притока этих возбудителей понижается иммунная защита, приводящая к повышению заболеваемости в ограниченных контингентах. По этой же причине после длительного пребывания космонавтов в космосе все контакты и переговоры с ними после приземления ведутся через непроницаемые прозрачные перегородки, так как они становятся очень чувствительными к банальной инфекции из-за феномена упрощения микрофлоры.

Существует связь иммунологической реактивности с группами крови. У здоровых лиц 18–50 лет наиболее высокий уровень иммунореактивности наблюдается у тех, кто имеет II(А) группу крови. До 25 лет наиболее низкая реактивность у лиц с 1(0) группой, от 30 до 50 лет – у лиц с III(В) группой крови.

Бактериальные и вирусные агенты в момент проникновения в организм вызывают физиологическую реакцию в виде реактивного лейкоцитоза, сдвига лейкоцитарной формулы в пределах зрелых клеточных форм, появление атипичных клеточных элементов (мононуклеаров) в рамках реактивных изменений. Эти реакции кроветворной системы сопровождаются увеличением концентрации антител, повышением активности фагоцитоза. Однако целый ряд бактериальных и вирусных агентов вызывают не физиологический ответ организма, а производят повреждаюшее воздействие на иммунную систему. Это прежде всего относится к ВИЧ-инфекции, вызывающей поражение иммунорегуляторных клеток и как следствие этого глубокий иммунодефицит, сопровождающийся высокой частотой тяжелых инфекций и опухолевых процессов.

Контакт с биологическими факторами часто вызывает сенсибилизацию иммунной системы, повышение титров JgE и аллергические реакции (контакт с лабораторными и домашними животными, клещами домашней пыли, рисовой пылью, пылью пекарских дрожжей и т. д.).

На севере из-за холода выраженность аллергических реакций в целом снижена из-за меньшего набора аллергенов, но в то же время ветреная погода, влажность и низкие температуры приводят к увеличению процента атонических аллергических процессов. Нужно отметить также, что у лиц, подвергающихся частым и продолжительным воздействиям низких температур, аллергические реакции обусловлены выбросом в кровь так называемых холодовых агглютининов, относящихся к JgM, – эти антитела реализуют свои биологические эффекты только при пониженной температуре. При этом увеличивается риск образования антител против собственной соединительной ткани, наблюдается ее поражение во всех системах, что приводит к развитию аутоиммунных заболеваний (ревматизм, ревматоидный артрит, системная красная волчанка и т. д.).

Стресс – обобщенное понятие, отражающее реакцию напряжения организма в ответ на действие чрезмерно интенсивных биологически значимых факторов. Стресс рассматривают как неспецифическую реакцию организма, формирующуюся под влиянием разнообразных опасных факторов и проявляющуюся фазным изменением защитно-приспособительных возможностей организма, состояния его физиологических систем и обмена веществ.

Опасные и вредные экологические факторы и возникающие в организме изменения могут стать стрессорами. Большое значение в развитии стресса у человека имеет чрезмерная физическая нагрузка, а также столь распространенное в настоящее время противоположное состояние – гиподинамия. Ранее указывалось, что тренировка и долговременная адаптация – важный индивидуальный фактор предупреждения стрессорных повреждений разных органов при действии опасных и вредных экологических агентов. Она позволяет нормально осуществлять сложные формы человеческой деятельности в таких экологических негативных условиях (колебания температуры, механическая травма, дыхательная гипоксия вследствие дефицита О2 и избытка СО2), которые для нетренированного организма часто несовместимы с жизнью. Наряду с этим тренировка, повышая мощность одних систем (например, при физической тренировке – кровообращения, дыхания, крови, мышц), снижает функциональные возможности других систем, не принимающих участие в развитии такой адаптации (например, пищеварительной, иммунной и др.). Даже на высоте адаптации к одному опасному или вредному фактору, достигнутой благодаря избытку катехоламинов и кортикостероидов, выделяемых корой надпочечников, можно наблюдать иммунодефицит (угнетение всех или нескольких звеньев иммунитета) со склонностью к инфекциям и ряду расстройств в пищеварительной, дыхательной, выделительной системах. Это означает, что при длительном действии определенного стрессорного агента следует контролировать состояние систем, не только участвующих, но и не принимающих участия в развитии долговременной адаптации.

Ранее (раздел 6) уже было показано, что в ответ на действие на организм слабых или умеренных стрессовых факторов, которыми могут быть и спортивные нагрузки, в нем возникает неспецифическая адаптационная реакция тренировки, при действии же факторов средней силы возникает неспецифическая адаптационная реакция активации. При воздействии сильных факторов в организме стандартно возникает один и тот же комплекс изменений – острый адаптационный синдром, реакция стресса. В триаде: тренировка, активация и стресс – каждая имеет четко ограниченные параметры нейроэндокринных и иммунных изменений, отличающих эти реакции друг от друга.

Для реакции тренировки характерно небольшое повышение секреции глюкоминералокортикоидных гормонов коры надпочечников, нормальные величины активности щитовидной железы, половых желез и тимико-лимфатической (то есть иммунной) системы. При реакции активации – повышение секреции минералокортикоидных гормонов при нормальной секреции глюко-кортикоидов, физиологическое повышение активности щитовидной железы и половых желез, существенное повышение активности тимико-лимфатической системы. При реакции стресса преобладает секреция глюкокортикоидных гормонов, активность щитовидной и половых желез угнетена, активность тимико-лимфатической системы подавлена. Именно с этим связан известный факт гиперчувствительности спортсменов, находящихся на пике спортивной формы, к простудно-инфекционным заболеваниям.

Таким образом, параметры изменений, характерные для каждой физиологической адаптационной реакции, дают основания считать, что реакции тренировки и активации являются неспецифической основой здоровья (нормы), в то время как показатели стресса являются неспецифической (патофизиологической) основой предболезни и болезни. Так как на человека в течение жизни действуют различные по характеру раздражители и в различных сочетаниях, то в организме всегда идут указанные адаптационные реакции. Искусственно вызывая полезные для организма адаптационные реакции, приводящие к повышению активности иммунной системы, можно оздоровить организм, предупреждать возникновение и развитие различных заболеваний.