Влияние физических производственных факторов на иммунную систему

Факторы окружающей среды могут оказывать влияние на различные звенья иммунитета, потенцируя формирование иммунопатологических процессов, лежащих в основе развития большой группы заболеваний.

Цель исследования — анализ результатов экспериментальных и наблюдательных исследований по оценке влияния шума, вибрации, ЭМП на иммунологические показатели.

Среди механизмов воздействия физических факторов на иммунную систему большинство авторов выделяют действие через нейроэндокринную систему и потенцирование окислительного стресса.

Экспериментальные исследования на лабораторных животных по оценке воздействия шума на иммунную систему демонстрируют влияние шума на показатели клеточного и гуморального иммунитета, интенсивность аллергической реакции, чувствительность к инфекционным агентам.

Результаты обследований работников, подвергающихся воздействию производственной вибрации, свидетельствуют о влияние этого производственного фактора на гуморальный, клеточный иммунитет, цитокиновый статус, однако выявляемые изменения данных иммунологических показателей могут быть разнонаправленными.

Экспериментальные исследования in vitro свидетельствуют, что после воздействия ЭМП на иммунные клетки в них выявляются многочисленные изменения. Имеются исследования, демонстрирующие изменение показателей иммунной системы у лиц, подвергающихся воздействию ЭМП.

Таким образом, анализ литературных источников свидетельствует о влиянии физических производственных факторов (шум, вибрация, ЭМП) на иммунный статус организма, что определяет перспективность исследований, направленных на разработку критериев оценки изменений иммунологических показателей для выделения групп повышенного риска развития патологии.

Вклад авторов:
Кузьмина Л.П. — концепция и дизайн обзора, редактирование;
Измерова Н.И. — концепция и дизайн обзора, редактирование;
Хотулева А.Г. — сбор, обработка материала и написание текста;
Цидильковская Э.С. — сбор, обработка материала и написание текста;
Кислякова А.А. — сбор, обработка материала;
Мили Х. — сбор материала.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы статьи сообщают об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления: 28.11.2023 / Дата принятия к печати: 01.12.2023 / Дата публикации: 15.12.2023

1. Жигулина В.В. Биохимический ответ на стресс (обзор литературы). Тверской медицинский журнал. 2015; 1: 91–100.

2. Чепель Э., Хейни М., Мисхах С. Основы клинической иммунологии. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2008.

3. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2022 году: Государственный доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2023.

4. Курчевенко С.И., Бодиенкова Г.М. Формирование естественной реактивности организма при воздействии производственных физических факторов. XXI век. Техносферная безопасность. 2016; 1(4): 73–78.

5. Zhang A., Zou T., Guo D., Wang Q., Shen Y., Hu H. et al. The Immune System Can Hear Noise. Front Immunol. 2020; 11: 619189. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.619189

6. Бодиенкова Г.М., Иванская Т.И., Лизарев А. В. Иммунопатогенез вибрационной болезни. Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2006; 49(3): 72–77.

7. Абишева А.А., Белихина Т.И., Казымов М.С., Жунусова Т., Манарбеков Е.М. Многофакторное негативное антропогенное воздействие и система иммунитета у взрослых лиц в г. Усть-Каменогорске. Наука и Здравоохранение. 2021; 4(23): 172–179. https://doi.org/10.34689/SH.2021.23.4.019

8. Padgett D.A., Glaser R. How stress influences the immune response. Trends Immunol. 2003; 24: 444–448. https://doi.org/10.1016/S1471-4906(03)00173-X

9. Gille G., Sigler K. Oxidative stress and living cells. Folia Microbiol (Praha). 1995; 40(2): 131–152 https://doi.org/10.1007/BF02815413

10. Ising H. Acute and chronic endocrine effects of noise: review of the research conducted at the Institute for Water, Soil and Air Hygiene. Noise and health. 2000; 31(7): 7–24.

11. Selander J., Bluhm G., Theorell T., Pershagen G., Babisch W., Seiffert I. et al. Saliva cortisol and exposure to aircraft noise in six European countries. Environ. Health Perspect. 2009; 117: 1713–1717. https://doi.org/10.1289/ehp.0900933

12. Fouladi D.B., Nassiri P., Monazzam E.M., Farahani S., Hassanzadeh G., Hoseini M. Industrial noise exposure and salivary cortisol in blue collar industrial workers. Noise & Health. 2012; 14(59): 184–189. https://doi.org/10.4103/1463-1741.99894

13. Schmidt F.P., Basner M., Kroger G., Weck S., Schnorbus B., Muttray A. et al. Effect of nighttime aircraft noise exposure on endothelial function and stress hormone release in healthy adults. Eur. Heart J. 2013; 34: 3508–3514. https://doi.org/10.1093/eurheartj/eht269

14. Padgett D.A., Glaser R. How stress influences the immune response. Trends in Immunology. 2003; 24(8): 444–448. https://doi.org/10.1016/s1471-4906(03)00173-x

15. Rickard A.J., Young M.J. Corticosteroid receptors, macrophages and cardiovascular disease. Journal of Molecular Endocrinology. 2009; 42(6): 449–459. https://doi.org/10.1677/JME-08-0144

16. Hartono H. Cortisol level decreases natural killer cell activity among women with aircraft noise. Universa Medicina. 2016; 29(3): 153–161. https://doi.org/10.18051/UnivMed.2010.v29.153-161

17. Imai K., Matsuyama S., Miyake S., Suga K., Nakachi K. Natural cytotoxic activity of peripheral-blood lymphocytes and cancer incidence: an 11-year follow-up study of a general population. Lancet. 2000; 356(9244): 1795–1799. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(00)03231-1

18. Ljunggren H.G., Malmberg K.J. Prospects for the use of NK cells in immunotherapy of human cancer. Nature Reviews Immunology. 2007; 7(5): 329–339. https://doi.org/10.1038/nri2073

19. Вобликов И.В. Оценка роли иммунной системы в развитии нарушений состояния здоровья у лиц, подвергающихся воздействию низкочастотных акустических колебаний в процессе профессиональной деятельности. В кн.: Актуальные проблемы и перспективы развития военной медицины: науч. тр. НИИЦ (МБЗ) ГНИИИВМ МО РФ. СПб., 2000; 2: 55–60.

20. Сайфуллин Р.Ф., Селезнев А.Б., Сергеев С.Н., Степанов А.В., Комиссаров Н.В., Гордиенко А.В. Экспериментальная оценка устойчивости организма к инфекционным заболеваниям в условиях воздействия низкочастотного шума. Вестник Российской Военно-медицинской академии. 2017; 1(57): 105–110.

21. Zheng K.C., Ariizumi M. Modulations of immune functions and oxidative status induced by noise stress. J Occup Health. 2007; 49(1): 32–38. https://doi.org/10.1539/joh.49.32

22. Münzel T., Sørensen M., Schmidt F., Schmidt E., Steven S., Kröller-Schön S. et al. The Adverse Effects of Environmental Noise Exposure on Oxidative Stress and Cardiovascular Risk. Antioxid Redox Signal. 2018; 28(9): 873–908. https://doi.org/10.1089/ars.2017.7118

23. Крючкова Е.Н., Антошина Л.И., Жеглова А.В., Сааркоппель Л.М. Критериальная значимость показателей оксидативного стресса при вибрационном воздействии. Медицина труда и промышленная экология. 2016; 3: 30–34.

24. Schuermann D., Mevissen M. Manmade Electromagnetic Fields and Oxidative Stress-Biological Effects and Consequences for Health. Int J Mol Sci. 2021; 22(7): 3772. https://doi.org/10.3390/ijms22073772

25. Yang Y., Bazhin A.V., Werner J., Karakhanova S. Reactive oxygen species in the immune system. Int Rev Immunol. 2013; 32(3): 249–270. https://doi.org/10.3109/08830185.2012.755176

26. Lotze M.T., Zeh H.J., Rubartelli A., Sparvero L.J., Amoscato A.A., Washburn N.R. et al. The grateful dead: damage-associated molecular pattern molecules and reduction/oxidation regulate immunity. Immunol Rev. 2007; 220: 60–81. https://doi.org/10.1111/j.1600-065X.2007.00579.x

27. Gill R., Tsung A., Billiar T. Linking oxidative stress to inflammation: toll-like receptors. Free Radic Biol Med. 2010; 48: 1121–1132. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2010.01.006

28. Цейликман В.Э., Лукин А.А. Влияние окислительного стресса на организм человека. Международный научно-исследовательский журнал. 2022; 3(117): 206–211. https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.117.3.037

29. Casciola-Rosen L., Wigley F., Rosen. A. Scleroderma autoantigens are uniquely fragmented by metal-catalyzed oxidation reactions: implications for pathogenesis. Journal of Experimental Medicine. 1997. 185(1): 71–79. https://doi.org/10.1084/jem.185.1.71

30. Buttari B., Profumo E., Mattei V., Siracusano A., Ortona E., Margutti P. et al. Oxidized 2-glycoprotein I induces human dendritic cell maturation and promotes a T helper type 1 response. Blood. 2005; 106(12): 3880–3887. https://doi.org/10.1182/blood-2005-03-1201

31. Плужников Н.Н., Владимиров В.Г., Зинкин В.Н., Вобликов И.В., Васильева И.Н., Родионов Г.Г. и др. Исследование некоторых механизмов повреждающих эффектов низкочастотных шумов. Радиационная биология. Радиоэкология. 2001; 41(1): 67–72.

32. Ахметзянов И.М., Редько А.А., Сергеев О.Е. Неспецифическое действие шума на организм: неблагоприятное влияние на здоровье человека и возможные пути профилактики. В кн.: Защита населения от повышенного шумового воздействия: сб. докл. Всеросс. научн.-практ. конф. с междунар. участием. ИННОВА; 2006: 168–173.

33. Recio A., Linares C., Banegas J.R., Dı́az J. Road traffic noise effects on cardiovascular, respiratory, and metabolic health: An integrative model of biological mechanisms. Environ Res. 2016; 146: 359–370. https://doi.org/10.1016/j.envres.2015.12.036

34. Pascuan C.G., Uran S.L., Gonzalez-Murano M.R., Wald M.R., Guelman L.R., Genaro A.M. Immune alterations induced by chronic noise exposure: comparison with restraint stress in BALB/c and C57Bl/6 mice. J Immunotoxicol. 2014; 11: 78–83. https://doi.org/10.3109/1547691X.2013.800171

35. Kim A., Sung J.H., Bang J.-H., Cho S.W., Lee J., Sim C.S. Effects of self-reported sensitivity and road-traffic noise levels on the immune system. PloS One. 2017; 12(10): e0187084. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0187084

36. Зинкин В.Н., Свидовый В.И., Ахметзянов И.М. Неблагоприятное действие низкочастотных акустических колебаний на органы дыхания. Профилактическая и клиническая медицина. 2011; 3(40): 280–284.

37. She X., Gao X., Wang K., Yang H., Ma K., Cui B. et al. Effects of noise and low-concentration carbon monoxide exposure on rat immunity. J. Occup. Health. 2021; 63(1): e12235. https://doi.org/10.1002/1348-9585.12235

38. Angrini M.A., Leslie J.C. Vitamin C attenuates the physiological and behavioural changes induced by long-term exposure to noise. Behav Pharmacol. 2012; 23(2): 119–125. https://doi.org/10.1097/FBP.0b013e32834f9f68

39. Van Raaij M.T., Oortgiesen M., Timmerman H.H., Dobbe C.J., Van Loveren H. Time-Dependent Differential Changes of Immune Function in Rats Exposed to Chronic Intermittent Noise. Physiol Behav. 1996; 60: 1527–1533. https://doi.org/10.1016/s0031-9384(96)00327-7

40. Лычёва О.А., Галиев Р.С. Влияние городского шума на особенности развития аллергической реакции немедленного типа. Экология человека. 2012; 4: 11–15.

41. Галиев Р.С., Дробленков А.В., Галиева С.А. Особенности течения аллергии в условиях шума. Медицина и образование. 2020; 2(6): 10–14.

42. Курчевенко С.И., Боклаженко Е.В., Бодиенкова Г.М. Сравнительный анализ иммунного ответа у рабочих при воздействии различных производственных факторов. Гигиена и санитария. 2018; 97(10): 905–909. https://elibrary.ru/yocquh

43. Fujioka M., Kanzaki S., Okano H.J., Masuda M., Ogawa K., Okano H. Proinflammatory cytokines expression in noise-induced damaged cochlea. J. Neurosci. Res. 2006; 83(4): 575–583. https://doi.org/10.1002/jnr.20764

44. Tan W.J., Thorne P.R., Vlajkovic S.M. Noise-induced cochlear inflammation. World J Otorhinolaryngol. 2013; 3(3): 89–99. https://doi.org/10.5319/wjo.v3.i3.89

45. Rai V., Wood M.B., Feng H., Schabla N.M., Tu S., Zuo J. The immune response after noise damage in the cochlea is characterized by a heterogeneous mix of adaptive and innate immune cells. Sci. Rep. 2020; 10(1): 15167. https://doi.org/10.1038/s41598-020-72181-6

46. Lin F., Zheng Y., Pan L., Zuo Z. Attenuation of noisy environment-induced neuroinflammation and dysfunction of learning and memory by minocycline during perioperative period in mice. Brain Res. Bull. 2020; 159: 16–24. https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2020.03.004

47. Cui B., Su D., Li W., She X., Zhang M., Wang R. et al. Effects of chronic noise exposure on the microbiome-gut-brain axis in senescence-accelerated prone mice: implications for Alzheimer’s disease. J. Neuroinflammation. 2018; 15(1): 190. https://doi.org/10.1186/s12974-018-1223-4

48. Wang Q., Shen Y., Hu H., Fan C., Zhang A, Ding R et al. Systematic Transcriptome Analysis of Noise-Induced Hearing Loss Pathogenesis Suggests Inflammatory Activities and Multiple Susceptible Molecules and Pathways. Front Genet. 2020; 11: 968. https://doi.org/10.3389/fgene.2020.00968

49. Dzhambov A.M., Dimitrova D.D. Lifetime exposure to self-reported occupational noise and prevalent rheumatoid arthritis in the National Health and Nutrition Examination Survey (2011-2012). Int. J. Occup. Environ. Health. 2017; 23(3): 215–221. https://doi.org/10.1080/10773525.2018.1451809

50. De Roos A.J., Koehoorn M., Tamburic L., Davies H.W., Brauer M. Proximity to traffic, ambient air pollution, and community noise in relation to incident rheumatoid arthritis. Environ. Health Perspect. 2014; 122: 1075–1080. https://doi.org/10.1289/ehp.1307413

51. Бараева Р.А., Бабанов С.А. Иммунный профиль при вибрационной болезни от воздействия локальной и общей вибрации. Санитарный врач. 2015; 7: 11–19.

52. Бабанов С., Бараева Р. Показатели клеточного иммунитета и цитокиновый профиль при вибрационной болезни. Врач. 2017; 1: 53–56.

53. Кирьяков В.А., Павловская Н.А., Лапко И.В., Богатырева И.А., Антошина Л.И., Ошкодеров О.А. Воздействие производственной вибрации на организм человека на молекулярно-клеточном уровне. Медицина труда и промышленная экология. 2018; 9: 34–43. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2018-9-34-43

54. Castro A.P., Aguas A.P., Grande N.R., Monteiro E., Castelo N.A. Increase in CD8+ and CD4+ T-lymphocytes in patients with vibroacoustic disease. Aviat Space Environ Med. 1999; 70 (3 Pt 2): A141–A144.

55. Курчевенко С.И., Бодиенкова Г.М., Лахман О.Л. Сравнительная характеристика субпопуляционного состава лимфоцитов и белка теплового шока у пациентов с вибрационной болезнью. Российский иммунологический журнал. 2019; 13(2–2): 846–848. https://doi.org/10.31857/S102872210006677-9

56. Павловская Н.А., Антошина Л.И., Сааркоппель Л.М. Действие вибрации на биохимические показатели, характеризующие окислительный метаболизм, иммунитет, обмен мышечной и соединительной тканей (обзор литературы). Медицина труда и промышленная экология. 2009; 2: 32–37.

57. Азовскова Т.А., Лаврентьева Н.Е. Изменение иммунного гомеостаза при воздействии производственной вибрации. Медицинский Совет. 2016; 10: 174–176. https://doi.org/10.21518/2079-701X-2016-10-174-176

58. Курчевенко С.И., Бодиенкова Г.М. Донозологическая диагностика вибрационной болезни. Клиническая лабораторная диагностика. 2017; 8: 482–485. https://elibrary.ru/zfmcxh

59. Азовскова Т.А., Лаврентьева Н.Е. О роли иммунной системы в патогенезе вибрационной болезни. Фарматека. 2016; 10: 14–16.

60. Симбирцев А.С. Цитокины в патогенезе и лечении заболеваний человека. СПб: Фолиант, 2018.

61. Серебренникова С.Н., Семинский И.Ж. Роль цитокинов в воспалительном процессе. Сибирский медицинский журнал. 2008; 81(6): 5–8.

62. Крючкова Е.Н., Сааркоппель Л.М., Яцына И.В. Особенности иммунного ответа при хроническом воздействии промышленных аэрозолей. Гигиена и санитария. 2016; 95(11): 1058–1061. https://elibrary.ru/xsnrrb

63. Бодиенкова Г.М., Курчевенко С.И. Нейроиммуноэндокринные взаимоотношения при воздействии локальной вибрации на работающих. Медицина труда и промышленная экология. 2015; 4: 39–43.

64. Бодиенкова Г.М., Курчевенко С.И. Взаимосвязь между концентрацией цитокинов и уровнем антител к нейрональным белкам у рабочих при воздействии вибрации. Нейрохимия. 2016; 33(1): 85–89. https://doi.org/10.7868/S1027813316010039

65. Бодиенкова Г.М., Курчевенко С.И. Оценка медиаторов воспаления при воздействии вибрации на рабочих в зависимости от выраженности патологического процесса. Гигиена и санитария. 2017; 96(5): 460–462. https://elibrary.ru/ysqdhb

66. Боклаженко Е.В., Бодиенкова Г.М. Дисбаланс состава лимфоцитов и цитокинового профиля как фактор риска развития вибрационной болезни. Анализ риска здоровью. 2022; 1: 140–145. https://doi.org/10.21668/health.risk/2022.1.15

67. Бодиенкова Г.М., Курчевенко С.И., Русанова Д.В. Нейроаутоиммунные процессы при вибрационной болезни. Нейрохимия. 2018; 35(3): 269–274. https://doi.org/10.1134/S1027813318030020

68. Rosado M.M., Simko M., Mattsson, M.O., Pioli C. Immune-Modulating Perspectives for Low Frequency Electromagnetic Fields in Innate Immunity. Front. Public Health. 2018; 6: 85. https://doi.org/10.3389/fpubh.2018.00085

69. Manna D., Ghosh R. Effect of radiofrequency radiation in cultured mammalian cells: A review. Electromagn. Biol. Med. 2016; 35: 265–301. https://doi.org/10.3109/15368378.2015.1092158

70. Szemerszky R., Zelena D., Barna I., Bardos G. Stress-related endocrinological and psychopathological effects of short-and long-term 50 Hz electromagnetic field exposure in rats. Brain research bulletin. 2010; 81(1): 92–99. https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2009.10.015

71. Klimek A., Rogalska J. Extremely Low-Frequency Magnetic Field as a Stress Factor — Really Detrimental? — Insight into Literature from the Last Decade. Brain Sci. 2021; 11: 174. https://doi.org/10.3390/brainsci11020174

72. Piszczek P., Wójcik-Piotrowicz K., Gil K., Kaszuba-Zwoińska J. Immunity and electromagnetic fields. Environ Res. 2021; 200: 111505. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.111505

73. Pall M.L. Electromagnetic fields act via activation of voltage-gated calcium channels to produce beneficial or adverse effects. J Cell Mol Med. 2013; 17(8): 958–965. https://doi.org/10.1111/jcmm.12088

74. Yao C., Zhao L., Peng R. The biological effects of electromagnetic exposure on immune cells and potential mechanisms. Electromagn Biol Med. 2022; 41(1): 108–117. https://doi.org/10.1080/15368378.2021.2001651

75. Ichinose T.Y., Burch J.B., Noonan C.W., Yost M.G., Keefe T.J., Bachand A. et al. Immune markers and ornithine decarboxylase activity among electric utility workers. J. Occup. Environ. Med. 2004; 46(2): 104–112. https://doi.org/10.1097/01.jom.0000111963.64211.3b

76. Boscolo P., Bergamaschi A., Di Sciascio M.B., Benvenuti F., Reale M., Di Stefano F. et al. Effects of low frequency electromagnetic fields on expression of lymphocyte subsets and production of cytokines of men and women employed in a museum. Sci. Total Environ. 2001; 270(1–3): 13–20. https://doi.org/10.1016/s0048-9697(00)00796-8

77. Boscol P., Di Sciascio M.B., D’Ostilio S., Del Signore A., Reale M., Conti P. et al. Effects of electromagnetic fields produced by radiotelevision broadcasting stations on the immune system of women. Sci Total Environ. 2001; 273(1–3): 1–10. https://doi.org/10.1016/s0048-9697(01)00815-4

78. Gobba F., Bargellini A., Bravo G., Scaringi M., Cauteruccio L., Borella P. Natural killer cell activity decreases in workers occupationally exposed to extremely low frequency magnetic fields exceeding 1 microT. Int J Immunopathol Pharmacol. 2009; 22(4): 1059–1066. https://doi.org/10.1177/039463200902200422

79. Bonhomme-Faivre L., Marion S., Bezie Y., Auclair H., Fredj G., Hommeau C. Study of human neurovegetative and hematologic effects of environmental low-frequency (50-Hz) electromagnetic fields produced by transformers. Arch. Environ. Health. 1998; 53(2): 87–92. https://doi.org/10.1080/00039896.1998.10545968

80. Tuschl H., Neubauer G., Schmid G., Weber E., Winker N. Occupational exposure to static, ELF, VF and VLF magnetic fields and immune parameters. Int. J. Occup. Med. Environ. Health. 2000; 13(1): 39–50.