Химически агенти на околната среда (ксенобиотици)
1. Продукти от пълно и частично изгаряне на изкопаеми горива (токсични радикали, азотни оксиди, въглероден диоксид и др.); бензпирени и др.
2. Продукти на химическата промишленост - бензен, феноли, амоняк, формалдехид и др.
3. Тежки метали
4. Битови и селскостопански химикали: пестициди, перилни препарати, синтетични тъкани и бои, добавки за консервиране, козметика и др.
5. Биологични замърсители (растителни алергени, гъбички, техните токсини, микроби, вируси.)
6. Неорганичен прах (азбест, силикати и др.)
Въз основа на концепцията за многостепенна регулация на хомеостазата, действието на факторите на околната среда се разглежда според тези нива:централно, системно, междусистемно, клетъчно, молекулярно.
Адаптационните реакции на организма в отговор на действието на факторите на околната среда се проявяват на нивото на различни регулаторни системи, и на първо място, имунна, нервна, ендокринна. Имунната система е индикаторна система за екологични проблеми.
Общи механизми на действие на екологични фактори: При продължителна експозиция на ниски концентрации на ксенобиотици може да се развие соматични мутации, хромозомна нестабилност и хромозомни аберации, индукция на апоптоза (бензол, озон, тежки метали и др.). Очевидно формирането на повечето вродени малформации се дължи на соматични мутации в ембрионалния период. В постнаталния период мутациите в гените на соматичните клетки могат да причинят развитието на автоимунни, възпалителни и други процеси, както и да доведат до злокачествена трансформация на клетките (канцерогенен ефект).
Общата онтогенетична закономерност на действието на екологичните фактори: в началотоОнтогенезата, те водят до дисфункция на тимусната жлеза и Т-системата, повечето ксенобиотици имат ензимни и мембранопатологични ефекти. В постнаталния период те нарушават функцията на В-лимфоцитите и синтеза на антитела. При загуба на MHC антигени (преходът им в разтворима форма е възможен) се развива ID, подобно на синдрома на "голите" лимфоцити (живак). Така тежките метали могат да инактивират антиоксидантните защитни ензими; мембранопатичното действие се проявява предимно в увреждане на мембранните рецептори за IL, хормони и други молекулярни сигнали на междуклетъчно взаимодействие.
Имунната система е индикаторна система за екологични проблеми. Резултатът от екологичните въздействия е адаптацията на имунната система или нейната дисфункция. Често прекомерното въздействие на факторите на околната среда, особено антропогенните, води до нарушаване на нормалните процеси на адаптация. Един от основните варианти на имунна дисфункция е развитието на обусловена от околната среда VID в резултат на срив в адаптивните механизми.
Основните форми на вторичен имунодефицит, обусловен от околната среда:
1. Дефицит на Т-системата (олово, пестициди; дим на закрито, пушенето на майката предизвикват промяна в хистологичната структура на тимуса);
2. Дефицит на В-системата (бензпирен и др.)
3. Дефицит на фагоцитоза (токсични кислородни радикали, азотни оксиди, прах и др.)
4. Комбинирани нарушения (често Т-система и фагоцитна система)
Ефектът на йонизиращото лъчение върху имунната система :
Лимфоидната тъкан е много чувствителна към действието на радиацията (радиочувствителността нараства в следния ред: далак - периферна кръв - тимус - лимфни възли), дозозависимата лимфопения се развива на първия ден след облъчването иатрофия на зоните на растеж на лимфоидните органи. В същото време активно делящите се клетки са особено чувствителни.Резултати за клетките: смърт, главно интерфазна (т.е. настъпва преди следващото делене), чрез апоптоза или репродуктивна - умира в процеса на делене, в резултат на структурно увреждане на хромозомите; тяхното оцеляване с генни и хромозомни мутации (понастоящем е въведена концепцията за индуцирана от радиация нестабилност на генома, клетките могат да се адаптират към възникналите условия с постепенно нормализиране на клетъчните функции).
За малки дози йонизиращо лъчение се считат: единична еквивалентна доза до 0,1 Sv (Sievert) (10 cSv или 100 mSv) или 10 rem; погълната доза до 0,1 Gy (10 cGy или 100 mGy) или 10 rad. Малки (ниски) мощности на дозата (доза за единица време) се считат за ефективни еквивалентни дози до 0,1 Sv/година (100 mSv/година), което съответства на експозиционна доза от 750 μR/час.
Границата на ефективната доза за персонала е, в съответствие със стандартите NRB-99, средно 20 mSv за всеки последователни 5 години, но не повече от 50 mSv годишно. За населението - за всеки последователни 5 години по 1 mSv, но не повече от 5 mSv годишно. При доза над 0,5 сиверта (Sv) се говори за остро лъчево увреждане. При това ниво на експозиция негативните ефекти се появяват веднага или след няколко дни. При дози от 1 до 2 сиверта радиолозите смятат, че една пета от жертвите може да са фатални. При дози над 7 Sv процентът на оцеляване е нула.
В допълнение към външното облъчване има вътрешно облъчване, причинено от радионуклиди, които влизат в тялото с храна, вода, атмосферен въздух и през кожата.
През последните години имаше остри въпроси: безопасно ли е предсеитбеното облъчване на семената за увеличаване на покълването и добивите? култури; радиалнастерилизация на зеленчуци, консерви, лекарства и реактиви и др.
В момента жителите на най-замърсените региони на Беларус, България и Украйна получават годишна доза радиация, равна на 6-11 mSv.
Както вече беше отбелязано, не всички органи са еднакво чувствителни към радиоактивно излъчване. Смята се, че особено податливи на радиоактивно лъчение са клетките на ембриона в тялото на майката, органите на лимфната система (лимфните възли), костния мозък, червата, щитовидната жлеза, женската гърда и яйцеклетките. Освен това отделните органи са особено активни в натрупването на радионуклиди. Радиоактивният йод се натрупва предимно в щитовидната жлеза. Цезий-137 се натрупва в органи в цялото тяло. Стронций – в костите и зъбите.
Ефектът върху имунната система на малки дози йонизиращо лъчение:
1. Намаляване на броя на лимфоцитите;
2. Намаляване на броя на CD3-лимфоцитите, появата на лимфоцити, носещи ag на незрели CD38 лимфоцити.
3. Намалена експресия на лимфоцитни рецептори за IL-2, трансферин
4. Възможно е да се променят антигенните свойства на клетките с образуването на автоантитела (антитела могат да се образуват срещу тимусната тъкан, което води до "радиационно стареене" на имунната система)
5. Развитие на вторична вариабилна хипогамаглобулинемия
6. Намалено производство на хормони на тимуса
7. Засилване на синтеза на реагини, които повишават риска от развитие на алергични и автоимунни процеси
Доказателство за отрицателното въздействие върху имунната система на експозицията е увеличаването на честотата на различни алергични, автоимунни, онкологични заболявания с 2-100% (в зависимост от региона).
Основните дългосрочни ефекти от йонизиращото лъчение
• поява на злокачествени новообразувания
(кръв, кожа, кости, гърди, яйчници, бели дробове и щитовидна жлеза);
• нарушения на генетичния код (мутации в полови и други клетки);
• развитие на имуносупресия и имунодефицит;
• метаболитен и ендокринен дисбаланс;
• увреждане на органите на зрението (помътняване на лещата и възникване на катаракта);
• развитие на импотентност и безплодие;
• органични лезии на нервната система, кръвоносните и лимфните съдове;
• ускорено стареене на организма;
• нарушения на умственото и умственото развитие.
В тази връзка в условията на екологично неблагополучие е важно да се предприемат мерки, насочени към изравняване на екологичното въздействие върху имунната система. Това може да бъде имунопрофилактика, имунорехабилитация или имунотерапия.
ИМУННИЯТ ДЕФИЦИТ е най-честата форма на екологична имунопатология. Нарушаване на узряването и пролиферацията на тимоцитите, дисплазия и атрофия на тимусната жлеза, хипоплазия на лимфоидните органи. Характерен за реакцията към хлорирани циклични диоксини, бифенили, метил живак, олово, кадмий, гранозан. Имуносупресия поради соматични мутации и нарушено възстановяване на ДНК в лимфоцитите. Възниква под въздействието на алкилиращи агенти, както и на бензен, озон, токсични кислородни радикали, тежки метали. Образуване на цитотоксични антитела към лимфоцити. Причиняват ароматни амини, хидразиди, анилин. Потискането на производството и секрецията на IL, IFN предизвикват халогенирани ароматни съединения, бензпирен, озон. Инхибиране на функциите на В-лимфоцитите и производството на антитела. Характерно е за реакцията на незряла имунна система към хлорирани циклични диоксини, полициклични ароматни въглеводороди като бензпирен. упадъкимунобиологична реактивност, свързана с дефекти в системата от компоненти на комплемента. Причиняват тежки метали - олово, живак, кадмий. Недостатъчност на функцията на макрофагите, локален имунитет на белите дробове, червата, отделителната система. Развива се под въздействието на токсични кислородни радикали, азотни оксиди, серен диоксид, прах.
Пестицидите - хлордиоксини - причиняват атрофия на тимусната жлеза или директно действат върху стволовите клетки на костния мозък, инхибират системата на комплемента, както и функцията на лимфоцитите.
Органофосфорът (дихлорвос, хлорофос) са силни инхибитори на ацетилхолинестеразата и могат да повлияят имунните механизми чрез вегетативната и централната нервна система. Малатионът е доста мощен генотоксичен агент за лимфоцитите.