Способ определения показаний к проведению анализа крови на содержание макро- и микроэлементов у лиц, проживающих в условиях техногенного воздействия Российский патент 2025 года по МПК G01N33/68 G01N33/49 G01N33/53 G01N33/52 

Изобретение относится к медицине, экологии, гигиене и может быть использовано при массовых обследованиях населения, проживающего на территориях, загрязненных тяжелыми металлами, а также контактирующих с металлами в процессе трудовой деятельности, с целью диагностики нарушений элементного гомеостаза и выявления связанных с ним заболеваний на ранних стадиях.

Известно, что дисбаланс химических элементов в организме человека зачастую обусловлен воздействием вредных факторов среды обитания, качеством питания. Дисэлементозы лежат в основе ряда заболеваний, например, выявлены тесные корреляционные связи между уровнем металлов в биологических средах (волосы, ногти) и нарушением функции щитовидной железы, аллергодерматозах, остеопорозах и др. [Канунова Р.А., Рустембекова С.А. Способ определения макро- и микроэлементного баланса в организме. RU 2129426 С1].

Имеются работы о взаимосвязи элементного состава биологических сред человека и показателей периферической крови, иммунной системы. Согласно материалам, опубликованным в отечественной и зарубежной литературе, в формировании вторичной иммунной недостаточности значительное влияние принадлежит антропогенным факторам - продуктам загрязнения окружающей среды в результате хозяйственной деятельности человека. В связи с высокой чувствительностью, иммунная система может выступать в роли показателя воздействия на организм различных антропогенных факторов, то есть служить индикаторной системой в зоне экологического неблагополучия [Хаитов P.M., Пинегин Б.В., Истамов Х.И. Экологическая иммунология. - М., Изд-во ВНИРО, 1995. - 219 с.].

В более ранней нашей работе [Ларионова Т.К., Галимов А.Р., Масягутова Л.М., Нафиков РГ. Особенности гомеостаза организма хирургов //Медицина труда и промышленная экология, 2005. - №7. - С. 20-24] проведен анализ корреляционных связей показателей иммунной системы и уровня содержания микроэлементов в крови организма медицинских работников крупного промышленного города. Однако данные получены на небольшой выборке и не были использованы для разработки возможных критериев для определения показаний к проведению анализа биологического материала с целью изучения элементного баланса в организме.

Определение металлов в биологических средах человека весьма сложная задача, в Российской Федерации недостаточное количество лабораторий, аккредитованных на право выполнения данных исследований. Например, в Москве действует АНО «Центр Биотической медицины» - единственное научно-исследовательское учреждение России, специализирующееся на диагностике и лечении нарушений минерального обмена человека, которые вызваны влиянием неблагоприятных экологических факторов среды обитания. При этом клинических лабораторий, осуществляемых иммунологические исследования, достаточное количество во всех регионах.

Наиболее близким аналогом изобретения выбран способ оценки влияния алюминия на иммунный статус, заключающийся в том, что в пробе крови пациента определяют содержание алюминия, и в тех пробах крови пациентов, где содержание алюминия выше референтного значения, извлекают иммунокомпетентные клетки. Определяют мембранный маркер лимфоцитов CD11a/CD18 и количество внутриклеточного маркера апоптоза - белка bc12. Затем рассчитывают интегральный коэффициент К_кр., равный отношению содержания CD11a/CD18 к содержанию белка bc12: К_кр=(CD11a/CD18)/bc12. При значении указанного интегрального коэффициента более 70 при одновременном содержании алюминия в крови пациента выше его референтного значения оценивают состояние иммунного статуса пациента от воздействия алюминия как соответствующее патологическому повышению иммунологической реактивности [патент RU 2629597 С1, 2017]. Использование рекомендуемого интегрального коэффициента позволяет диагностировать наличие, степень и направленность нарушений здоровья при экспозиции алюминия по изменению самой чувствительной из систем - иммунной. Однако в прототипе не дана оценка взаимосвязи иммунного статуса с другими микроэлементами.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа определения целесообразности изучения элементного состава крови у лиц, проживающих в условиях техногенного воздействия.

Технический результат при использовании изобретения - получение критериев необходимости изучения элементного дисбаланса в организме человека, вызванного загрязнением среды обитания, на основе выполнения иммунологических исследований.

Предлагаемый способ определения целесообразности изучения элементного состава крови у лиц, проживающих в условиях техногенного воздействия, осуществляется следующим образом. Выполняют общедоступный иммунологический анализ крови, определяют фагоцитарную активность лейкоцитов (ФАЛ), уровень иммуноглобулинов IgA и IgG, метаболическую активность фагоцитов (НСТ-тест: НСТ_СП, НСТ_стим) и количество циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК). При уровне ФАЛ менее 40 и выше 70%, количестве иммуноглобулина IgA менее 1,1 и более 4,4 г/дм³, количестве иммуноглобулина IgG менее 8,0 и более 22 г/дм³, НСТ_сп менее 0,3 и более 0,8 усл. ед., НСТ_стим менее 0,7 и более 1,3 усл. ед. считают целесообразным проведение анализа крови на содержание макро- и микроэлементов (табл. 1).

В доступной научно-медицинской и патентной литературе не обнаружен аналогичный способ определения целесообразности выполнения анализа биологического материала на содержание макро- и микроэлементов на основе проведения иммунологического обследования.

Авторами проведено комплексное обследование населения районов с различной антропогенной нагрузкой, в том числе работников промышленных предприятий. Выполнен микроэлементный анализ крови методом атомно-абсорбционной спектрометрии и иммунологические исследования. Рассчитаны корреляционные связи между уровнем металлов (медь, цинк, железо, кадмий, марганец, магний, кальций, никель, кобальт, свинец, хром, ртуть, мышьяк) в крови и рядом иммунологических показателей (ФАЛ, НСТ, IgG, Ig М, IgA, ЦИК) (Табл. 2).

Выявлена прямая средней силы и сильная корреляционная связь между:

- ФАЛ и уровнем в крови ртути (r=0,53), магния (r=0,56), кальция (0,52);

- величиной метаболической активности фагоцитов (НСТ-тест) и содержанием в крови кадмия (r=0,63 и 0,73), мышьяка (r=0,78 и 0,82), цинка (r=0,68);

- уровнем иммуноглобулина IgG и концентрацией хрома (r=0,65), ртути (r=0,77), кобальта (r=0,89);

- уровнем иммуноглобулина IgA и содержанием в крови хрома (r=0,55).

Обратная сильная и средней силы корреляционная связь установлена между:

- ФАЛ и уровнем в крови мышьяка (r=-0,67);

- величиной метаболической активности фагоцитов (НСТ-тест) и содержанием в крови хрома (r=-0,73), кобальта (r=-0,74), кальция (r=-0,93 и -0,78);

- уровнем иммуноглобулина IgG и концентрацией кадмия (r=-0,55), свинца (r=-0,64), цинка (r=-0,76), железа (r=-0,67), марганца (r=-0,50);

- уровнем иммуноглобулина IgA и содержанием в крови ртути (r=-0,80), магния (r=-0,50);

- количеством циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) и уровнем мышьяка (r=-0,54), кобальта (r=-0,50).

Между содержанием металлов в крови и уровнем сывороточного иммуноглобулина IgM сильной и средней силы корреляционной связи не установлено.

Иммуноглобулины класса G коррелируют с наибольшим количеством микроэлементов в сыворотке крови: кадмий, свинец, хром, ртуть, кобальт, цинк, железо, марганец. Иммуноглобулины класса А - с уровнем магния, хрома и ртути.

Исследованиями, проведенными в различных по уровню техногенной нагрузки районах, у населения установлено изменение элементного гомеостаза, вызывающее нарушение иммунного статуса (табл. 3).

При концентрации в крови токсичного элемента ртути на верхнем уровне границы референтного диапазона наблюдается рост ФАЛ и количества иммуноглобулина IgG; при повышении содержания кадмия происходит «респираторный взрыв» (НСТ-тест) и снижается уровень иммуноглобулина IgG. При снижении в крови концентрации цинка и железа растет количество иммуноглобулина IgG.

Установленные закономерности могут иметь важное прогностическое и профилактическое значение. Так выявление при обследовании населения какого-либо региона увеличение количества лиц с изменениями в уровне сывороточных иммуноглобулинов (A, G) позволит предположить нарушение микроэлементного баланса, провести дополнительные исследования с целью подтверждения этого факта.

В этом плане воздействие на причину формирования вторичных техногеннообусловленных иммунодефицитов, особенно с профилактической целью, является не только патогенетически оправданным, но и чревато меньшим риском осложнений и незапланированных побочных эффектов у пациента.

Сущность изобретения поясняется следующими клиническими примерами.

Пример 1. Пациент, 40 лет.Профессиональная деятельность связана с воздействием паров ртути. При периодическом медицинском осмотре выявлен повышенный на 30% уровень ФАЛ - 78% (референтный диапазон 50-60%, критериальный уровень более 70%), на 21% НСТ_сп - 0,85 усл. ед. (референтный диапазон 0,4-0,7 усл. ед., критериальный уровень более 0,8), на 20% НСТ_стим - 1,32 (референтный диапазон 0,85-1,1 усл. ед., критериальный уровень более 1,3), на 25% уровень IgG - 22,6 г/дм (референтный диапазон 10,0-18,0 г/дм³, критериальный уровень более 22,0) и пониженный на 30% IgA - 0,82 г/дм³ (референтный диапазон 1,39-3,70 г/дм³, критериальный уровень менее 1,1). Результат исследования свидетельствует о возможном нарушении элементного баланса в организме. Выполнен анализ крови на содержание тяжелых металлов. Получены следующие результаты: уровень кадмия 17,7 мкг/дм³ (средний физиологический уровень 0,03-7,0 мкг/дм³), ртути 15,9 мкг/дм³ (средний физиологический уровень 1,5-7,0 мкг/дм³), цинка 3,82 мг/дм³ (средний физиологический уровень 4,0-8,6 мг/дм³). Выявленные нарушения иммунного статуса связаны с нарушением элементного баланса в организме.

Пример 2. Пациент, 54 года. Профессиональная деятельность не связана с воздействием металлов. При периодическом медицинском осмотре выявлен повышенный на 45% уровень IgG 26,1 г/дм³ (референтный диапазон 10,0-18,0 г/дм³, критериальный уровень более 22) и на 25% IgA - 4,63 г/дм³ (референтный диапазон 1,39-3,70 г/дм, критериальный уровень более 4,4). Установлен пониженный на 22% уровень НСТ_стим - 0,64 (референтный диапазон 0,85-1,1 усл. ед., критериальный уровень менее 0,7). Выявлен повышенный на 30% уровень ФАЛ - 78%) (референтный диапазон 50-60%), критериальный уровень более 70%), повышенный на 21% НСТсп.- 0,85 усл. ед. (референтный диапазон 0,4-0,7 усл. ед., критериальный уровень более 0,8), Выполнен анализ крови на содержание макро- и микроэлементов, установлено пониженное содержание цинка - 2,1 мг/дм³ (средний физиологический уровень 4,0-8,6 мг/дм³), что подтверждает связь с нарушением иммунного статуса.

Пример 3. Пациент, 44 года. Профессиональная деятельность не связана с воздействием металлов. Проживает в зоне влияния горнообогатительного комбината. При обследовании выявлен сниженный на 30% уровень ФАЛ - 35% (референтный диапазон 50-60%), критериальный уровень менее 40%), на 55% НСТ_сп - 0,18 усл.ед. (референтный диапазон 0,4-0,7 усл. ед., критериальный уровень менее 0,3), на 58% НСТ_стим - 0,47 усл.ед. (референтный уровень 0,85-1,1 усл. ед., критериальный уровень менее 0,7), на 30%) уровень IgG -7,23 г/дм³ (референтный уровень 10,0-18,0 г/дм, критериальный уровень менее 8,0), на 25% IgA - 0,75 (референтный уровень 1,39-3,70 г/дм³, критериальный уровень менее 1,1). Установлено нарушение элементного баланса в организме: повышена концентрация в крови свинца 165,4 мкг/дм³ (средний физиологический уровень 100-150 мкг/дм³), цинка 8,78 мг/дм³ (средний физиологический уровень 4,0-8,3 мг/дм³), понижена магния - 20,8 мг/дм³ (средний физиологический уровень 23-40 мг/дм³) и кальция - 34,7 мг/дм³ (средний физиологический уровень 40-80 мг/дм³). Таким образом, подтверждено, что выявленные изменения иммунного статуса связаны с нарушением элементного гомеостаза.

Изобретение относится к медицине, а именно к экологии, гигиене, и может быть использовано для определения показаний к проведению анализа крови на содержание макро- и микроэлементов у лиц, контактирующих с металлами в процессе трудовой деятельности или проживающих в условиях загрязнения среды обитания тяжелыми металлами. Осуществляют определение иммунологических показателей периферической крови. В качестве иммунологических показателей определяют фагоцитарную активность лейкоцитов (ФАЛ), уровень иммуноглобулинов IgА и IgG, метаболическую активность фагоцитов (НСТ-тест). При уровне ФАЛ менее 40 или выше 70%, количестве иммуноглобулина IgА менее 1,1 или более 4,4 г/дм³, количестве иммуноглобулина IgG менее 8,0 или более 22 г/дм³, спонтанного теста (HCT_сп) менее 0,3 или более 0,8 усл. ед., стимулированного теста (HCT_стим) менее 0,7 или более 1,3 усл. ед. показано проведение анализа крови на содержание макро- и микроэлементов. Способ обеспечивает возможность получения критериев необходимости изучения элементного дисбаланса в организме человека, вызванного загрязнением среды обитания, на основе выполнения иммунологических исследований для определения показаний к проведению анализа крови на содержание макро- и микроэлементов. 3 табл., 3 пр.

Способ определения показаний к проведению анализа крови на содержание макро- и микроэлементов у лиц, контактирующих с металлами в процессе трудовой деятельности или проживающих в условиях загрязнения среды обитания тяжелыми металлами, включающий определение иммунологических показателей периферической крови, характеризующийся тем, что в качестве иммунологических показателей определяют фагоцитарную активность лейкоцитов (ФАЛ), уровень иммуноглобулинов IgА и IgG, метаболическую активность фагоцитов (НСТ-тест), и при уровне ФАЛ менее 40 или выше 70%, количестве иммуноглобулина IgА менее 1,1 или более 4,4 г/дм³, количестве иммуноглобулина IgG менее 8,0 или более 22 г/дм³, спонтанного теста (HCT_сп) менее 0,3 или более 0,8 усл. ед., стимулированного теста (HCT_стим) менее 0,7 или более 1,3 усл. ед. показано проведение анализа крови на содержание макро- и микроэлементов.