Особенности иммунного статуса у детей с патологией нервной системы, ассоциированного с избыточной контаминацией биосред алюминием

Введение. Болезни нервной системы (НС) занимают одно из ведущих мест в структуре заболеваемости детей. Условия окружающей среды создают всё большее число факторов, вызывающих стресс, способных воздействовать на организм ребёнка. Алюминий и его соединения являются хорошим примером, т. к. этот элемент является наиболее распространённым на Земле. Рост объёма загрязнений объектов окружающей среды алюминием, аспекты его токсических свойств в отношении иммунной системы и НС привлекают всё больше внимания, однако механизм его иммуно- и нейротропности остаётся неясным.

Цель исследования — оценка особенностей иммунного статуса детей с патологией нервной системы, связанной с чрезмерным загрязнением биологических сред алюминием.

Материалы и методы. Обследовали 66 детей в возрасте 4–7 лет, проживающих в районе, подверженном влиянию выбросов от производства алюминия. Группу наблюдения составили 39 детей, страдающие заболеванием НС, группу сравнения — 27 детей без патологии НС. Иммунологическое исследование проводили методами проточной цитометрии, аллергосорбентного тестирования, иммуноферментного анализа.

Результаты. У детей группы наблюдения обнаружена избыточная экспрессия кластеров клеточной дифференцировки, патогенетически сопряжённых с расстройством НС с достижением уровня значимости: BTN3 (CD277), TLR4 (CD284), HLA-DR, а также уровня НСЕ и маркера специфической сенсибилизации IgG к алюминию в сыворотке крови (p < 0,05).

Ограничение исследования. Недопустимость вовлечения в эксперимент и использование данных о человеке без получения согласия законных представителей пациента.

Заключение. У детей с патологией вегетативной НС установлен избыточный уровень контаминации биосред алюминием, нейротропность которого активирует экспрессию кластеров клеточной дифференцировки (CD277, CD284) и маркера поздней активации (HLA-DR) в крови детского населения, приводит к неспецифическим (повышение маркера нейроспецифической энолазы) и специфическим (IgG, специфичный к алюминию) проявлениям аутоиммунной агрессии, которые отменяются у детей, не имеющих избыточный уровень контаминации алюминием.

Соблюдение этических стандартов. Исследование выполнено в соответствии с нормами Хельсинкской декларации ВМА «Этические принципы медицинских исследований с участием человека в качестве испытуемого» (1964 г., 2013 г.). Исследование одобрено Локальным этическим комитетом ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН» Роспотребнадзора (протокол № 12 от 14.03.2023). Все законные представители участников дали информированное добровольное письменное согласие на участие в исследовании.

Участие авторов:
Зайцева Н.В., Долгих О.В., Ланин Д.В. — концепция и дизайн исследования, научное редактирование;
Аликина И.Н. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста, научное редактирование;
Старкова К.Г. — сбор и обработка материала;
Кириченко Л.В. — научное редактирование.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Поступила: 15.09.2023 / Поступила после доработки: 09.12.2024 / Принята к печати: 11.12.2024 / Опубликована: 30.04.2025

1. Manisalidis I., Stavropoulou E., Stavropoulos A., Bezirtzoglou E. Environmental and health impacts of air pollution: a review. Front. Public Health. 2020; 8: 14. https://doi.org/10.3389/fpubh.2020.00014

2. Савилов Е.Д., Анганова Е.В., Ильина С.В., Степаненко Л.А. Техногенное загрязнение окружающей среды и здоровье населения: анализ ситуации и прогноз. Гигиена и санитария. 2016; 95(6): 507–12. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2016-95-6-507-512 https://elibrary.ru/whpwfn

3. Флюрик С.В., Дремза И.К. Механизмы митохондриальной дисфункции нейронов при воздействии мышьяка и алюминия (обзор). Вестник Витебского государственного медицинского университета. 2022; 21(2): 7–14. https://doi.org/10.22263/2312-4156.2022.2.7 https://elibrary.ru/yzeias

4. MacGillivray D.M., Kollmann T.R. The role of environmental factors in modulating immune responses in early life. Front. Immunol. 2014; 5: 434. https://doi.org/10.3389/fimmu.2014.00434

5. Medscape. Aluminum Toxicity. Available at: https://emedicine.medscape.com/article/165315-overview#a7

6. Yang X., Xu F., Zhuang C., Bai C., Huang W., Song M., et al. Effects of corticosterone on immune functions of cultured rat splenic lymphocytes exposed to aluminum trichloride. Biol. Trace Elem. Res. 2016; 173(2): 399–404. https://doi.org/10.1007/s12011-016-0678-3

7. Boverhof D.R., Ladics G., Luebke B., Botham J., Corsini E., Evans E., et al. Approaches and considerations for the assessment of immunotoxicity for environmental chemicals: a workshop summary. Regul. Toxicol. Pharmacol. 2014; 68(1): 96–107. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2013.11.012

8. Zhu Y., Li X., Chen C., Wang F., Li J., Hu C., et al. Effects of aluminum trichloride on the trace elements and cytokines in the spleen of rats. Food Chem. Toxicol. 2012; 50(8): 2911–5. https://doi.org/10.1016/j.fct.2012.05.041

9. Igbokwe I.O., Igwenagu E., Igbokwe N.A. Aluminium toxicosis: a review of toxic actions and effects. Interdiscip. Toxicol. 2019; 12(2): 45–70. https://doi.org/10.2478/intox-2019-0007

10. She Y., Wang N., Chen C., Zhu Y., Xia S., Hu C., et al. Effects of aluminum on immune functions of cultured splenic T and B lymphocytes in rats. Biol. Trace Elem. Res. 2012; 147(1–3): 246–50. https://doi.org/10.1007/s12011-011-9307-3

11. Quora. What are the effects of aluminium on the human body? Available at: https://www.quora.com/What-are-the-effects-of-aluminium-on-the-human-body

12. Cheng D., Zhang X., Tang J., Kong Y., Wang X., Wang S. Chlorogenic acid protects against aluminum toxicity via MAPK/Akt signaling pathway in murine RAW264.7 macrophages. J. Inorg. Biochem. 2019; 190: 113–20. https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2018.11.001

13. Feng L., Xiao H., He X., Li Z., Li F., Liu N., et al. Neurotoxicological consequence of long-term exposure to lanthanum. Toxicol. Lett. 2006; 165(2): 112–20. https://dx.doi.org/10.1016/j.toxlet.2006.02.003

14. Harris N.L., Ronchese F. The role of B7 costimulation in T-cell immunity. Immunol. Cell Biol. 1999; 77(4): 304–11. https://doi.org/10.1046/j.1440-1711.1999.00835.x

15. Harly C., Guillaume Y., Nedellec S., Peigné C.M., Mönkkönen H., Mönkkönen J., et al. Key implication of CD277/butyrophilin-3 (BTN3A) in cellular stress sensing by a major human γδ T-cell subset. Blood. 2012; 120(11): 2269–79. https://doi.org/10.1182/blood-2012-05-43047

16. Шугалей И.В., Гарабаджиу А.В., Илюшин М.А., Судариков А.М. Некоторые аспекты влияния алюминия и его соединений на живые организмы. Экологическая химия. 2012; 21(3): 168–72. https://elibrary.ru/stgsyt

17. Erdő-Bonyár S., Rapp J., Minier T., Ráth G., Najbauer J., Czirják L., et al. Toll-like receptor mediated activation of natural autoantibody producing B cell subpopulations in an autoimmune disease model. Int. J. Mol. Sci. 2019; 20(24): 6152. https://doi.org/10.3390/ijms20246152

18. Сетко А.Г., Терехова Е.А., Тюрин А.В., Мокеева М.М. Особенности нервно-психического статуса и качества жизни детей и подростков как результат воздействия факторов риска образовательной среды. Анализ риска здоровью. 2018; (2): 62–9. https://doi.org/10.21668/health.risk/2018.2.07 https://elibrary.ru/xrnwix

19. Долгих О.В., Старкова К.Г., Кривцов А.В., Челакова Ю.А., Чигвинцев В.М., Аликина И.Н. и др. Моделирование комбинированной химической нагрузки (алюминий) и регуляторных иммунных и эндокринных факторов при исследовании продукции цитокинов в эксперименте in vitro. Гигиена и санитария. 2019; 98(2): 214–8. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-2-214-218 https://elibrary.ru/stdhcx

20. Старкова К.Г., Долгих О.В., Отавина Е.А., Безрученко Н.В., Гусельников М.А., Мазунина А.А. Маркеры гиперчувствительности у детского населения в условиях воздействия алюминия. Медицинская иммунология. 2019; 21(1): 165–70. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2019-1-165-170 https://elibrary.ru/vusyfr

21. Dey M., Singh R.K. Chronic oral exposure of aluminum chloride in rat modulates molecular and functional neurotoxic markers relevant to Alzheimer’s disease. Toxicol. Mech. Methods. 2022; 32(8): 616–27. https://doi.org/10.1080/15376516.2022.2058898

22. Lukiw W.J., Kruck T.P.A., Percy M.E., Pogue A.I., Alexandrov P.N., Walsh W.J., et al. Aluminum in neurological disease – a 36 year multicenter study. J. Alzheimer’s Dis. Parkinsonism. 2019; 8(6): 457. https://doi.org/10.4172/2161-0460.1000457

23. Isgrò M.A., Bottoni P., Scatena R. Neuron-specific enolase as a biomarker: biochemical and clinical aspects. Adv. Exp. Med. Biol. 2015; 867: 125–43. https://doi.org/10.1007/978-94-017-7215-0_9

24. Dantzer R., Wollman E.E. Relationships between the brain and the immune system. J. Soc. Biol. 2003; 197(2): 81–8. (in French)

25. Bittencourt L.O., Damasceno-Silva R.D., Bragança W.A., Eiró-Quirino L., Oliveira A.C.A., Fernandes R.M., et al. Global proteomic profile of aluminum-induced hippocampal impairments in rats: are low doses of aluminum really safe? Int. J. Mol. Sci. 2022; 23(20): 12523. https://doi.org/10.3390/ijms232012523

26. Deloncle R., Guillard О., Clanet F., Courtois P., Piriou A. Aluminum transfer as glutamate complex through blood-brain barrier. Possible implication in dialysis encephalopathy. Biol. Trace Elem. Res. 1990; 25(21): 39–45. https://doi.org/10.1007/bf02990262

27. Levesque L., Mizzen C.A., McLachlan D.R., Fraser P.E. Ligand specific effects on aluminum incorporation and toxicity in neurons and astrocytes. Brain Res. 2000; 877(2): 191–202. https://doi.org/10.1016/s0006-8993(00)02637-8

28. Астахин А.В., Евлашева О.О., Левитан Б.Н. Клиническое и диагностическое значение основного белка миелина и нейронспецифической енолазы в медицинской практике. Астраханский медицинский журнал. 2016; 11(4): 9–17.