Скрининг и пост-скрининг маркеров загрязнения атмосферного воздуха в пробах слюны детей дошкольного возраста

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Неинвазивная диагностика с использованием проб смешанной слюны является перспективным направлением, которое требует дальнейших исследований. Данное двухэтапное исследование направлено на выявление достоверных биохимических и иммунологических маркеров влияния загрязнений атмосферного воздуха в пробах слюны детей дошкольного возраста.

Материал и методы. Пробы смешанной слюны были отобраны у 112 детей 5-7 лет из 6 детских садов, расположенных на расстояниях 1,7-5,9 км от комплекса предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции. На этапе скрининга в пробах слюны определяли интенсивность люминол-зависимой хемилюминесценции (ЛЗХЛ), содержание секреторного IgA (sIgA), ИЛ-8, мочевой кислоты, активность α-амилазы и лизосомального фермента N-ацетил-β-D-глюкозаминидазы (NAG); на этапе пост-скрининга - содержание ИЛ-1β и ИЛ-6.

Результаты. Скрининг показал, что только те маркеры, которые можно рассматривать как косвенные признаки активации фагоцитов, связаны с уровнями экспозиции детей выбросами промзоны достоверными уравнениями: ЛЗХЛ (y = 6,98-0,17x; p = 7,2 • 10-9); ИЛ-8 (y = 776,2-83,2x; p = 3 • 10-4); NAG (y = 13,94-0,93x; p = 0,037). Чтобы проверить, не является ли это совпадение случайным, было подобрано еще 2 показателя в виде функциональной «вилки»: ИЛ-1β (лейкоцитарный пироген) и ИЛ-6 (кофактор дифференцировки В-лимфоцитов). Методами регрессионного, корреляционного и кластерного анализа подтверждено, что все 4 «фагоцитарных» маркера достоверно увеличиваются по мере приближения детских садов к промзоне и образуют единый кластер, перешитый достоверными коэффициентами взаимной корреляции. Содержание ИЛ-6 было связано с уровнями экспозиции зависимостью подъем-спад и вопреки общепринятым представлениям не имело никакой связи с содержанием sIgA. Полученные данные, возможно, имеют отношение к отсутствию способности ИЛ-6 и дефензинов индуцировать sIgA у мышей [Boyaka et al., 2001].

Заключение. Результаты обследования свидетельствуют о том, что градиент выбросов промзоны содержит взвешенные вещества и не содержит гаптенов или иммунотоксичных соединений. Пост-скрининг может оказаться полезным приемом при использовании проб слюны как недостаточно изученного объекта.

Об авторах

Людмила Васильевна Хрипач

ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА России

Автор, ответственный за переписку.
Email: LKhripach@cspmz.ru
ORCID iD: 0000-0003-0170-3085

Доктор биол. наук, зав. лаб. биохимических и молекулярно-генетических методов исследования ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА России, 119121, Москва.

e-mail: LKhripach@cspmz.ru

Россия

Т. Д. Князева

ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА России

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-5279-5018
Россия

Е. В. Железняк

ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА России

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-9339-9310
Россия

А. К. Маковецкая

ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА России

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-4652-1755
Россия

З. И. Коганова

ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА России

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-4622-8110
Россия

О. В. Бударина

ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА России

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-4319-7192
Россия

З. Ф. Сабирова

ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА России

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-3505-8344
Россия

Ф. И. Ингель

ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА России

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-2262-6800
Россия

Н. Н. Демина

ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА России

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-8386-911X
Россия

Н. В. Лебедева

ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА России

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-6181-4628
Россия

Список литературы

  1. Miller C.S., Foley J.D., Bailey A.L., Campell C.L., Humphries R.L., Christodoulides N. et al. Current developments in salivary diagnostics. Biomark Med. 2010; 4 (1): 171–89.
  2. Pfaffe T., Cooper-White J., Beyerlein P., Kostner K., Punyadeera T. Diagnostic potential of saliva: current state and future applications. Clin Chem. 2011; 57 (5): 675–87.
  3. Roi A., Rusu L.C., Roi C.I., Luca R.E., Boia S., Munteanu R.I. A new approach for the diagnosis of systemic and oral diseases based on salivary biomolecules. Dis Markers. 2019; 4: 1–11.
  4. Chatterton R.T., Vogelsong K.M., Lu Y.C., Ellman A.B., Hudgens G.A. Salivary alpha-amylase as a measure of endogenous adrenergic activity. Clin Physiol. 1996; 16 (4): 433–48.
  5. Nater U.M., Rohleder N. Salivary alpha-amylase as a noninvasive biomarker for the sympathetic nervous system: current state of research. Psychoneuroendocrinology. 2009; 34: 486–96.
  6. Tananska V.T. Salivary α-amylase and chromogranin A in anxiety-related research. Folia Med. 2014; 56 (4): 233–6.
  7. Rohleder N., Nater U.M., Wolf J.M., Ehlert U., Kirschbaum C. Psychosocial stress-induced activation of salivary alpha-amylase. Ann NY Acad Sci. 2004; 1032: 258–63.
  8. Якушенко Н.Л., Нагобадзе Д.Т., Копейка У.Э., Михельсон М.О. Изменение активности а-амилазы слюны как индикатор адренергической активности во время ларингоскопии и интубации трахеи. Анестезиология и реаниматология. 2011; 3: 29–33.
  9. Byrne M.L., O’Brien-Simpson N.M., Reynolds E.C., Walsh K.A., Laughton K., Waloszek J.M. et al. Acute phase protein and cytokine levels in serum and saliva: a comparison of detectable levels and correlations in a depressed and healthy adolescent sample. Brain Behav Immun Health. 2013; 34: 164–75.
  10. Riis J.L., Granger D.A., DiPietro J.A., Bandeen-Roche K., Johnson S.B. Salivary cytokines as a minimally-invasive measure of immune functioning in young children: correlates of individual differences and sensitivity to laboratory stress. Dev Psychobiol. 2015; 57 (2): 153–67.
  11. La Fratta I., Tatangelo R., Campagna G., Rizzuto A., Franceschelli S., Ferrone A. et al. The plasmatic and salivary levels of IL-1β, IL-18 and IL-6 are associated to emotional difference during stress in young male. Sci Rep. 2018; 8 (1): 3031. https://doi.org/10.1038/s41598-018-21474-y
  12. Williamson S., Munro C., Pickler R., Grap M.J., Elswick R.K. Comparison of biomarkers in blood and saliva in healthy adults. Nurs Res Pract. 2012; 246178. https://doi.org/10.1155/2012/246178
  13. Cox A.J., Pyne D.B., Gleson M., Callister R. Resting plasma and salivary IL-6 concentrations are not correlated in distance runners. Eur J Appl Physiol. 2008; 103 (4): 477–9. https://doi.org/10.1007/s00421-008-0722-x
  14. Cullen T., Thomas A.W., Webb R., Hughes M.G. The relationship between interleukin-6 in saliva, venous and capillary plasma, at rest and in response to exercise. Cytokine. 2015; 71 (2): 397–400.
  15. Chiappin S., Antonelli G., Gatti R., Elio F. Saliva specimen: a new laboratory tool for diagnostic and basic investigation. Clin Chim Acta. 2007; 383 (1–2): 30–40.
  16. Pervanidou P., Kolaitis G., Charitaki S., Margeli A., Ferentinos S., Bakoula C. et al. Elevated morning serum interleukin IL-6 or evening salivary cortisol concentrations predict posttraumatic stress disorder in children and adolescents six months after a motor vehicle accident. Psychoneuroendocrinology. 2007; 32 (8–10): 991–9.
  17. Honnamurthy J., Shivashankara A., Avinash S.S., Johnmathai P. Biochemical markers of liver function in smoking and non-smoking alcohol-dependent males. J Clin Diagn Res. 2018; 12 (5): 1–6.
  18. Yamaguchi M., Kawabata Y., Hatakeyama T., Kashii Y. Proposal of noninvasive liver function measurement method via saliva. IEEJ Trans Sens Micromachines. 2003; 123 (11): 483–6.
  19. Tsujita S., Morimoto K. Secretory IgA in saliva can be a useful stress marker. Env Health Prevent Med. 1999; 4 (1): 1–8.
  20. Бударина О.В., Мольков Ю.Н., Пономарева О.Ю., Ульянова А.В. Иммунологические методы оценки здоровья при воздействии загрязнения атмосферного воздуха. Гигиена и санитария. 2014; 93 (2): 31–3.
  21. Yu Y., Yu Z., Sun P., Lin B., Li L., Wang Z. et al. Effects of ambient air pollution from municipal solid waste landfill on children’s non-specific immunity and respiratory health. Environ Pollut. 2018; 236: 382–90.
  22. Бяхова М.М., Сычева Л.П., Журков В.С., Гельштейн В.С., Сухарева И.В., Шишкина Л.И. и соавт. Кариологические и иммунологические показатели у детей в условиях различного загрязнения атмосферного воздуха. Гигиена и санитария. 2010; 3: 9–11.
  23. Хрипач Л.В., Князева Т.Д., Железняк Е.В., Маковецкая А.К., Коганова З.И., Бударина О.В. и соавт. Адаптивные изменения биохимических и иммунологических показателей смешанной слюны при воздействии загрязнений атмосферного воздуха на детей дошкольного возраста. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019; 6: 68–73.
  24. Покровский А.А., Кравченко Л.В., Тутельян В.А. Влияние афлатоксина и митомицина С на активность лизосомальных ферментов. Биохимия. 1971; 36 (4): 690–6.
  25. Хрипач Л.В. Применение свободнорадикальных методов для оценки влияния полихлорированных диоксинов и фуранов на состояние здоровья населения. Гигиена и санитария. 2002; 2: 72–6.
  26. Thomas E.L., Jefferson M.M., Joyner R.E., Cook G.S., King C.C. Leukocyte myeloperoxidase and salivary lactoperoxidase: identification and quantitation in human mixed saliva. J Dental Res. 1994; 73 (2): 544–55.
  27. Kou F., Takahama U. Hydrogen peroxide induced luminescence and evolution of molecular oxygen in human saliva. Arch Oral Biol. 1995; 40 (1): 15–22.
  28. Acquier A.B., De Couto Pita A.K., Busch L., Sanchez G.A. Parameters of oxidative stress in saliva from patients with aggressive and chronic periodontitis. Redox Report. 2017; 22 (3): 119–26.
  29. Ramamurthy J., Jayakumar N.D., Varghese S. Comparison of salivary beta-glucuronidase activity in chronic periodontitis patients with and without Diabetes Mellitus. J Clin Diagnost Res. 2014; 8 (6): ZC19–ZC21.
  30. Hirano T., Akira S., Taga T., Kishimoto T. Biological and clinical aspects of interleukin 6. Trends Immunol. 1990; 11 (12): 443–9.
  31. Kishimoto T. IL-6 – from laboratory to bedside. Clin Rev Allerg Immun. 2005; 28 (3): 177–85.
  32. Cobzac S.C., Casoni D., Balabanova B., Ruzdik N.M. Ultraviolet-visible spectroscopy and cluster analysis as a rapid tool for classification of medicinal plants. Studia UBB Chemia. 2019; 64 (4): 191–203.
  33. Khan H.L., Bhatti S., Abbas S., Khan Y.L., Gonzalez R.M. et al. Longer trinucleotide repeats of androgen receptor are associated with higher testosterone and low oxytocin levels in diabetic premature ejaculatory dysfunction patients. Basic Clin Androl. 2018; 28: 3. https://doi.org/10.1186/s12610-018-0068-0
  34. Xu S.J., Xie Y.P., Xu C.X. Routine classification of food pathogens Staphylococcus and Salmonella by ATR-FT-IR spectroscopy. Spectroscopy. 2011; 26 (1): 53–8.
  35. Rachev N. Students’ concepts of intelligence: prototypes and implicit theories. Bulg J Psychol. 2009; 1: 1–10.
  36. Papanicolaou D.A., Vgontzas A.N. Interleukin-6: the endocrine cytokine. J Clin Endocrinol Metab. 2000; 85: 1331–3.
  37. Rotter V., Nagaev I., Smith U. Interleukin-6 induces insulin resistance in 3T3-L1 adipocytes and is, like IL-8 and Tumor Necrosis Factor-α, overexpressed in human fat cells from insulin-resistant subjects. J Biol Chem. 2003; 278 (46): 45777–84.
  38. Nielsen A.R., Pedersen B.K. The biological roles of exercise-induced cytokines IL-6, IL-8 and IL-15. Appl Physiol Nutr Metab. 2007; 32 (5): 833–9.
  39. Nava-Castro K.E., Méndez-García L.A., Solleiro-Villavicencio H., Morales-Montor J. The cytokine Interleukin 6 (IL-6) as a neural and endocrine regulator. Adv Neuroimm Biol. 2018; 7 (11): 1–14.
  40. Formanek M., Knerer B., Temmel A., Thurner D., Millesi W., Kornfehl J. Oral keratinocytes derived from the peritonsillar mucosa express the proinflammatory cytokine IL-6 without prior stimulation. J Oral Pathol Med. 1998; 27: 202–6.
  41. Winkler O., Hadnagy W., Idel H. Cytokines detectable in saliva of children as appropriate markers of local immunity of the oral cavity – an approach for the use in air pollution studies. Int J Hyg Environ Health. 2001; 204: 181–4.
  42. Knerer B., Formanek M., Temmel A., Martinek H., Schickinger B., Kornfehl J. The role of fibroblasts from oropharyngeal mucosa in producing proinflammatory and mitogenic cytokines without prior stimulation. Eur Arch Otorhinolaryngol. 1999; 256: 266–70.
  43. Cvikl B., Lussi A., Moritz A., Sculean A., Gruber R. Sterile-filtered saliva is a strong inducer of IL-6 and IL-8 in oral fibroblasts. Clin Oral Investig. 2015; 19 (2): 385–99.
  44. Tamassia N., Bianchetto-Aguilera F., Arruda-Silva F., Gardiman E., Gasperini S. et al. Cytokine production by human neutrophils: Revisiting the “dark side of the moon”. Eur J Clin Invest. 2018; 48 (Suppl 2): e12952. https://doi.org/10.1111/eci.12952
  45. Boyaka P.N., Marinaro M., Jackson R.J., Menon S., Kiyono H. et al. IL-12 is an effective adjuvant for induction of mucosal immunity. J Immunol. 1999; 162: 122–8.
  46. Boyaka P.N., McGhee J.R., Czerkinsky C., Mestecky J. Mucosal vaccines: an overview. In: Mestecky J., Lamm M.E. et al., eds. Mucosal immunology: 3rd edit. Elsevier Science: Academic Press; 2005: 855–74.
  47. Boyaka P.N., McGhee J.R. Cytokines as adjuvants for the induction of mucosal immunity. Adv Drug Deliv Rev. 2001; 51 (1–3): 71–9.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Хрипач Л.В., Князева Т.Д., Железняк Е.В., Маковецкая А.К., Коганова З.И., Бударина О.В., Сабирова З.Ф., Ингель Ф.И., Демина Н.Н., Лебедева Н.В., 2024


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 37884 от 02.10.2009.