Vliv vnějšího prostředí na imunitní systém

přehledné články

Vliv vnějšího prostředí na imunitní systém Environmental influence upon the immune system JITKA PETANOVÁ

Ústav imunologie a mikrobiologie, 1. LF UK a VFN SOUHRN Práce představuje některé poznatky z oborů ekoimunologie a imunotoxikologie, které přibližují ovlivnění funkcí imunitního systému faktory vnějšího prostředí. Zvláštní pozornost je věnována vlivu dopravních emisí na imunitní systém. Klíčová slova: imunitní systém, vnější prostředí, dopravní emise, individuální faktory

SUMMARY The text gives some information from ecoimmunology and immunotoxicology about the interaction between the immune system and environmental factors. Attention is paid to transport emissions and their influence upon the human immune system. Key words: immune system, environment, transport emissions, indiviual factors

1. Úvod

2. Obory zaměřené na sledování interakce imunitního systému a prostředí

Imunitní systém člověka je ovlivňován četnými faktory působícími v jeho vnějším i vnitřním prostředí. Mezi tyto složky vnějšího prostředí je třeba zahrnout nejenom látky obsažené v ovzduší či přicházející do přímého kontaktu na kůži sledovaných osob, ale i všechny součásti konzumované potravy a přijímaných léků. Dostáváme se tak k obrovské šíři možných podnětů xenobiotických, infekčních a nutričních, v jejichž působení dochází navíc i ke vzájemným interakcím. Změnami humorální a buněčné imunity se kromě klinické imunologie a alergologie ve smyslu snahy o nalezení činitele etiopatogeneticky odpovědného za zjištěné nálezy zabývají i další obory, například ekoimunologie, imunotoxikologie a také psychoneuroimunologie. Tyto jednotlivé specializace se snaží postihnout složité interakce mezi vnějšími podmínkami, ve kterých se člověk nachází, a jeho reakcí na případné změny probíhající v tomto prostředí. Možný vliv samotného vnějšího prostředí na zvýšenou prevalenci nemocných s alergickými obtížemi a astmatem v posledních desetiletích je zatím předmětem diskusí. Předpokládaná „hygienická hypotéza“ nebyla potvrzena především pro průkaz rozhodujícího vlivu genetické výbavy jako dalšího faktoru, který interaguje se složkami vnějšího prostředí a rozhoduje o jejich možném konečném vlivu na organismus (32). Vzhledem k rozsahu dané problematiky se v této práci zaměříme pouze na některé z výše zmiňovaných faktorů.

2.1 Ekoimunologie Jednotlivé součásti imunitního systému a jejich funkce mohou být ovlivněny nejenom procesy a změnami probíhajícími v organismu, ale i jeho vnějším prostředím a v něm působícími faktory. Touto problematikou se zabývá obor ekoimunologie, který vychází především z epidemiologických studií, které zjišťují u sledovaných osob některé imunologické parametry a závislost jejich hodnot a změn na působících vnějších faktorech. Tyto faktory můžeme dělit z hlediska rozsahu jejich působení na faktory globální, lokální a individuálně působící. Je nutné zvažovat i jejich interakci s faktory vnitřními u každého sledovaného subjektu, jako je například pohlaví a věk vyšetřované osoby, její psychické vlastnosti a způsob reakce na stres.

Alergie 4/2009

2.2 Imunotoxikologie Součástí ekoimunologie je i podobor toxikologie, který studuje „interakce xenobiotik s imunitním systémem, které následně vyúsťují v nežádoucí důsledky“ (Berlin, 1987), a který je nazýván imunotoxikologie. Vychází z předpokladu platnosti Bertrandova zákona, který definuje u „toxických“ látek jejich negativní efekt na organismus již v nízkých koncentracích, zatímco „netoxické“ látky mohou mít škodlivý vliv pouze ve vysokých koncentracích. Tyto postuláty jsou založeny na experimentálních pracích, které byly prováděny s pokusnými zví-

285

přehledné články řaty. Při sledování osob, které byly vystaveny působení xenobiotik, však bylo zjištěno, že není možné závěry imunotoxikologických studií převádět na člověka v celém rozsahu získaných poznatků. Mezi xenobiotika patří různé cizorodé látky, jako jsou například průmyslové chemikálie v životním prostředí a v pracovním procesu, farmaka, či produkty biotransformací výše zmíněných látek. Pro hodnocení jejich vlivu na imunitní systém je důležité zjištění možnosti jejich vazby jako haptenů na nosič, zjištění jejich imunotoxického potenciálu pro člověka a určení míry rizika pro populaci i jednotlivce. Příkladem imunotoxikologických prací bylo studium působení kovů na imunitní systém, které bylo sledováno především z hlediska jejich možného vlivu na rozvoj autoimunitní reakce. Bigazzi v r. 2000 dělí kovy do tří skupin: 1) kovy se známou imunotoxickou aktivitou, ale bez jednoznačné dokumentace vztahu k autoimunitě (arsen, berylium, nikl, vanad, železo), 2) kovy schopné ovlivnit imunitní systém a pouze ojediněle související s autoimunitní reakcí (zinek, měď, chrom, železo, kadmium, platina, stříbro), 3) kovy spojené s autoimunitní reakcí a s rozvojem autoimunitního onemocnění (lithium, zlato, rtuť). Z dalších změn některých parametrů imunitního systému vyvolaných působením kovů byly zjištěny nejčastěji změny koncentrací některých izotypů imunoglobulinů (zvýšení IgM po působení arsenu, zvýšení IgG a IgA vlivem působícího berylia), změny proliferačních schopností T-lymfocytů (u buněk ovlivněných olovem a rtutí), snížení všech imunitních funkcí (při výrazném snížení ale i nadbytku zinku v organismu). Působení imunotoxických látek je často náplní práce oddělení pracovního lékařství, vzhledem k možnému nálezu zvýšených koncentrací těchto faktorů především v pracovním prostředí (35,36). 2.3 Psychoneuroimunologie Působení faktorů vnějšího prostředí na imunitní systém člověka ale nemůže být popsáno pouze pohledem ekoimunologie a imunotoxikologie. Imunitní odpověď je také regulována a modulována neuroendokrinními vlivy v rámci vzájemného propojení mezi psychickými procesy člověka a jeho nervovým, endokrinním a imunitním systémem. Tyto interakce jsou obousměrné, jsou založeny na produkci cytokinů i přímých buněčných interakcích. Touto oblastí se zabývá obor psychoneuroimunologie, který sleduje ovlivnění funkcí jednotlivých systémů i jejich celku v důsledku působení stresu na organismus. Stresorem může být jakýkoliv fyzikální či chemický podnět, psychická a fyzická zátěž. Příkladem může být imunosupresivní působení dlouhodobého stresu nebo výrazné fyzické zátěže u vrcholových sportovců (24). Psychoneuroimunologie využívá také biopsychosociální model, který objasňuje spolupůsobící vliv sociálního prostředí pacienta na jeho stresovou reakci vůči působícím podnětům. 3. Vnější prostředí a imunitní systém V průběhu minulých desetiletí a především několika posledních let se setkáváme s výrazným nárůstem počtu pacientů s asthma bronchiale a různými typy alergií, pro který nemáme zcela jednoznačné vysvětlení. Na jedné straně zvyšování incidence těchto zdravotních problémů

286

stojí rozvoj diagnostických postupů a jimi používaných metod, který usnadňuje záchyt i mírných projevů nemoci, na straně druhé je to možný vliv našeho životního prostředí a jeho měnící se kvality na zdravotní stav organismu (5,11). Z hlediska alergologie byla v popředí zájmu odborníků během posledních pěti let snaha o potvrzení či vyvrácení „hygienické hypotézy“, která se snažila vysvětlit toto možné ovlivnění nárůstu počtu alergií především z pohledu a hodnocení možné expozice bakteriálním antigenům v raném věku dítěte. Další vlivy, které je možné zahrnout pod pojem „prostředí“, jsou však velice různorodé: používání antibiotik, realizace imunizačních programů, čistota vody, hygienická pravidla v potravinářství, způsob života a životní styl jednotlivce. Tyto faktory vstupují do interakce s naší genovou výbavou, na které pak závisí jejich fenotypový projev, jak je prokázáno pracemi z epigenetiky. Prenatální i postnatální expozice antigenu tak může vést k následné imunizaci, senzibilizaci či toleranci. Možnost prevence alergie proto zahrnuje opatření použitelná jak v prenatálním období (výživa a životní styl matky, omezení expozice možným alergenům), tak i postnatálně. Znamená to zavedení preventivních opatření úpravou prostředí, a to především u jedinců s prokazatelným zvýšeným rizikem alergie, jakým je přítomnost alergie alespoň u jednoho z rodičů či sourozenců, a tak snižovat riziko rozvoje alergie přímo u sledované osoby. Hygienická hypotéza není jednoznačně prokázána ani vyvrácena, její aspekty však ukazují na nutnost pohledu i tímto směrem (26,33). Z hlediska imunologie je pak snaha o hlubší poznání vedena směrem ke zjištění možných faktorů vnějšího prostředí, které mohou imunitní odpověď ovlivnit a které nesouvisejí jenom s rozvojem alergické reakce, ale například s možným navozením autoimunitní reakce a vznikem autoimunitního onemocnění. 3.1 Faktory vnějšího prostředí Mezi faktory vnějšího prostředí, které můžeme považovat za možné modifikující činitele imunitního systému a jeho funkcí, patří v rámci celospolečensky působících složek prostředí vliv geografických faktorů (37), jako je zeměpisné umístění dané lokality, nadmořská výška, teplota a vlhkost vzduchu. V rámci těchto geografických podmínek platných pro rozsáhlejší území je pak možné vyčlenit lokálně působící faktory, jako například místně se vyskytující pylové inhalační alergeny či faktory podílející se na lokálním znečištění vnějšího prostředí. Mezi ně patří například průmyslová a zemědělská výroba, dopravní zátěž a její emise. 3.2 Individuálně působící faktory Sledování jednotlivých osob vedlo k podrobnějšímu poznání vlivu pracovního prostředí a životního stylu (včetně vlivu výživy, kouření, užívání léků) na individuální imunitní odpověď. Je třeba tedy brát v úvahu i používání kosmetických výrobků (krémy, barvy na vlasy), piercingu. Důležitou roli hraje především zaměstnání dané osoby, ale také její aktivity ve volném čase (aktivní sport). Všechny tyto faktory jsou navíc pevně spjaty možnou interakcí i s pohlavím a věkem dané osoby.

Alergie 4/2009

přehledné články 3.3 Důsledky působení vnějšího prostředí Vlivem faktorů působících v prostředí organismu může docházet ke změnám některých imunitních funkcí. Tyto změny mohou být jak ve smyslu snížení funkcí (imunosupresivní efekt), tak i ve smyslu nadměrného zvýšení aktivity imunitního systému (navození hypersenzitivity, autoimunitní reakce). V imunitním systému člověka vystaveného působení faktorů vnějšího prostředí může docházet jak ke změnám ve smyslu navození imunodeficitu, tak i rozvoje autoimunity či alergické reakce. Tyto následné změny mohou být důsledkem genetické dispozice, která se projeví až v důsledku dlouhodobé aktivace imunitního systému při chronickém systémovém zánětu, stejně tak k nim může vést dlouhodobé lokální dráždění neodbouratelnou látkou, která má za následek rozvoj granulomatózního zánětu.

Sezónní změny pozorujeme u koncentrací imunoglobulinů a v hodnotách cirkulujících imunokomplexů nejčastěji v souvislosti s probíhajícími četnými virovými infekcemi v období jara a podzimu. Podrobněji byl prostudován vliv UV záření (200–400 nm), jehož složka UV-B má výraznější vliv na imunitní systém. UV záření snižuje u člověka reakce pozdní přecitlivělosti na vnější působení chemických látek na kůži, zvyšuje aktivitu CD8+ lymfocytů, zvyšuje aktivitu NK buněk. Podle změn navozených ionizujícím zářením, které byly detekovány u jednotlivých typů buněk imunitního systému, byla stanovena jejich radiosenzitivita, která postupně klesá od makrofágů přes aktivované T-lymfocyty až po B-lymfocyty. Vliv polarizovaného světla na snížení koncentrace volných radikálů a jeho protizánětlivý účinek je využíván například při fototerapii atopické dermatitidy.

3.4 Vliv globálních faktorů Pokud se zaměříme na vnější prostředí člověka a v něm působící faktory globální, zatím nemáme k dispozici jednoznačná data, která by objasnila možný vliv globálního oteplování a měnící se ozónové díry na lidský organismus a jeho imunitní systém. Zvýšená koncentrace ozónu nad 0,3 ppm může vyvolávat pocit suchosti sliznic, pálení očí a v krku (19). Lépe již byl prostudován vliv klimatických pásem, teploty a vlhkosti vzduchu či lokálního znečištění vnějšího prostředí. Závislost prevalence astmatu a alergie je zvažována na geografických, klimatických, ekonomických i sociálních podmínkách (16,32). Vliv nadmořské výšky na imunitní systém je zprostředkován především parciálním tlakem kyslíku ve vnějším prostředí. Mírná a krátká hypoxie stimuluje fagocytární funkce, zatímco dlouhodobá a výrazná hypoxie má na tyto funkce inhibiční vliv. Mírné zvýšení teploty těla na 39–41°C má na imunitní systém a jeho aktivitu příznivý vliv. Zvyšuje se odolnost vůči bakteriálním a virovým infekcím (dochází ke zvýšení funkční aktivity neutrofilních buněk, zvýšení hladin imunoglobulinů IgG, IgM a IgA například po pobytu v sauně) a při vyšší teplotě dochází k inhibici růstu nádorových buněk. Mírné zvýšení teploty stimuluje antigen prezentační funkce dendritických buněk, související s jejich migrací, dozráváním a produkcí cytokinů (25). Při sledování osob vystavených nižším teplotám, případně i v kombinaci se zvýšenou vlhkostí vzduchu, bylo zjištěno, že dochází ke snížení obranyschopnosti organismu vůči infekčnímu agens, v laboratorních nálezech byly nalezeny snížené hladiny imunoglobulinů. Se snižující se teplotou klesá nejen produkce protilátek, ale snižuje se také počet lymfocytů a dochází k omezení fagocytárních funkcí (14). Při posuzování vlivu záření na lidský imunitní systém bylo v rámci viditelného světla (400–760 nm) zjištěno možné ovlivnění některých imunologických parametrů ve smyslu rytmicity cirkadiální či sezónní. Cirkadiální změny byly předpokládány v buněčných složkách – v procentuálním zastoupení především T-lymfocytů. Později provedené studie tyto závěry však nepotvrdily, jelikož změny jednotlivých lymfocytárních subpopulací mohou záviset jenom na změnách lokalizace buněk, které se odrazí v periferní krvi, a nikoli na snížení jejich počtu v celém organismu.

3.4.1 Vliv dopravy na imunitní systém V rámci vnějšího prostředí hrají důležitou úlohu i faktory působící v pracovním či domácím prostředí dané sledované osoby, jako jsou emise, imise a exhalace. Tyto faktory mohou zahrnovat působení například organických sloučenin, pesticidů, těžkých kovů. Hlavním faktorem ovlivňujícím imunitní systém člověka v souvislosti s narůstající intenzitou dopravního provozu jsou dopravní emise. Znečištění ovzduší, které se zvyšuje úměrně s postupně se zvyšující intenzitou silniční dopravy, představuje v současné době problém rostoucí z hlediska veřejného zdravotnictví. Látky obsažené ve výfukových plynech spolu s abrazí uvolňovanými materiály ze silničních povrchů a pneumatik spolu s emisemi hluku mají vliv na zdraví osob, které v blízkosti frekventovaných silničních tahů žijí nebo pracují. Dochází tak ke zvýšení zátěže profesionální i neprofesionální. Při sledování látek, které jsou ve znečištěném ovzduší přítomny, je velice obtížné stanovit všechny tyto součásti a jejich potenciální vliv na lidský organismus, ať samotných jednotlivých izolovaných látek, či jejich výsledného působení ve vzájemných interakcích. V organismu dochází k jejich xenotransformaci, při které vznikají další potenciálně škodlivé látky (2,8,9). V některých případech se stává xenobiotický materiál podnětem pro dlouhodobou aktivaci imunity. Vdechnuté látky působí po stránce imunologické jako antigen (případně alergen) nebo po stránce chemické jako možný mutagen. Výsledným efektem jejich působení je ovlivnění celého organismu, ve kterém se tak propojí možné prozánětlivé účinky spolu s chemickými. V rámci spalování pohonných hmot i přes používání automobilových katalyzátorů dochází k uvolňování četných látek do ovzduší. Některé prvky, například platina, se ve vyšších koncentracích objevují až se zvýšeným používáním vozidel s katalyzátory, ze kterých se tento kov uvolňuje. Spolu s partikulemi prachu se tak těžké kovy dostávají do dýchacího systému, působí na kůži lidí vystavených jejich zvýšeným koncentracím. V dýchacím traktu sice dochází k využití samočisticích mechanismů řasinkového epitelu a produkovaného hlenu, který je schopen zachytit část nečistot, které byly obsaženy ve vdechovaném aerosolu, ale na základě rozdílných velikostí mohou některé částice doputovat až do plicních alveolů. Kritickou veli-

Alergie 4/2009

287

přehledné články kostí částic z hlediska jejich možné retence v plicích je rozměr 1–2 μm. V případě zachovaných funkcí plicních (alveolárních) makrofágů jsou zde tyto částice následně pohlceny a odbourány. 3.4.2 Imunologické aspekty expozice dopravním emisím Dopravní emise zatěžují nejen dýchací systém exponovaných osob, ale ovlivňují i celkový zdravotní stav organismu, jehož odrazem bývá změna imunitních funkcí (6,28). Inhalovaná xenobiotika se stávají podnětem pro aktivací alveolárních mikrofágů v dýchacích cestách, kde jsou tyto částice následně pohlceny, metabolizovány a „neodbouratelné“ tuhé částice – pokud nejsou odstraněny mukociliárním výtahem – jsou retinovány v lymfatických uzlinách nebo adventicii velkých cév. Dalším důsledkem je i aktivace prozánětové odpovědi a aktivace celého imunitního systému, jeho humorálních i buněčných součástí. Výsledné změny jsou důsledkem interakce genetické dispozice a vnějších vlivů působících na daného jedince. Jejich výsledky se projeví často až v důsledku dlouhodobé aktivace imunitního systému při chronickém systémovém zánětu, stejně tak k nim může vést dlouhodobé lokální dráždění neodbouratelnou látkou, která má za následek rozvoj granulomatózního zánětu. Obdobné změny imunitního systému a jeho funkcí se mohou projevit i v důsledku dlouhodobého působení dopravních emisí. Dopravní emise zahrnují nejenom samotné plynné emise oxidů dusíku (NOx), polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) a oxid uhelnatý (CO), ale i tuhé částice (PM), „road dust“ (vznikající z opotřebení pneumatik, brzdového obložení, katalyzátorů, silničního povrchu) a emise hluku. Tyto složky dopravních emisí mají vliv na zvýšenou nemocnost a zvýšení frekvence onemocnění především dýchacího systému osob exponovaných vyšším hodnotám dopravních emisí. Tato onemocnění mohou být nejenom nealergické povahy (zhoršení chronického zánětu dýchacích cest, 3), ale často také dochází právě ke zhoršení alergických onemocnění a astmatu včetně možného vyvolání akutního astmatického záchvatu (17). Lokální zánět a následný rozvoj systémové reakce je předpokládán na základě zjištěné zvýšené in vitro produkce TNF-α a IL-1β endoteliálními buňkami ovlivněnými emisemi vznikajícími při spalování v naftových motorech (4). Působením složek dopravních emisí dochází k aktivaci slizniční imunity, stimulaci alveolárních makrofágů a epiteliálních buněk; ke zvýšení sekrece interleukinů IL-1β, IL-6, IL-8 v mukóze nosní dutiny po expozici městskému prachu (29). U sledovaných exponovaných osob bylo v bioptických vzorcích bronchiální mukózy zjištěno zvýšené zastoupení neutrofilních leukocytů, T-lymfocytů CD4+ i CD8+ (30). V rámci zvýšení dopravních emisí dochází i k rozvoji alergického zánětu. Při možné vazbě alergenu na pevné částice dochází ke změně jeho následné depozice v organismu, navázané částice mají často ještě adjuvantní efekt na vyvolanou imunitní odpověď organismu. Tyto nálezy byly prokázány především v pokusech na myších modelech (12,21). Některé složky dopravních emisí se podílejí na modifikaci působení alergenu změnou například povrchu pylového zrna, a tím dochází následně i ke změně alergické reakce na původní i nově vzniklý alergen u senzibilizovaných osob.

288

V místech velkého dopravního zatížení dochází často k velké akumulaci látek vznikajících přímo spalováním fosilních paliv či v důsledku použití zařízení k jejich spalování. Známé jsou informace o emisích oxidu siřičitého, olova a uhlíkových partikulí působících po inhalaci na dýchací a kardiovaskulární systém, centrální nervový systém, ale i na lokální imunitní procesy probíhající v plicích, které následně ovlivňující i celkový imunitní stav jedince. V souvislosti se změnami využívání těchto problematických zdrojů se v současné době objevují ve zvýšené míře i prvky vyskytující se dříve v minimálním množství jako například paladium, které jsou schopné navodit alergickou reakci u senzitivních osob. Jiné z těžkých kovů, které jsou emitovány do ovzduší, mohou naopak ovlivnit rozvoj autoimunitní reakce či přímo autoimunitního onemocnění. V souvislosti s rozšiřujícími se poznatky o těchto těžkých kovech a jejich možném působení na složky a funkce imunitního systému stojí nyní v popředí výzkumu zájem o podrobnější studium působení těchto látek na lidský organismus a jeho imunitní systém (7,10). Nález zvýšené hladiny α -1-antitrypsinu byl prokázán u celníků v jednom termínu provedeného vyšetření u 18 % vyšetřených (34). Při využití imunologických vyšetření je možné sledovat v souladu s klinickým stavem funkce imunitního systému vyšetřované osoby, jeho případné změny ve smyslu imunodeficience, rozvoje autoimunitní reakce a autoimunitního onemocnění, alergie. Právě zaměření alergologie na faktory, které mohou ovlivnit průběh alergických nemocí, je charakteristickým rysem posledních několika let. Ověřování platnosti „hygienické hypotézy“ v rámci rozvoje alergie u malých dětí je zatím však věnována větší pozornost než možnému ovlivnění projevů alergie u dospělých osob. 3.5 Působení individuálních faktorů Mezi individuální faktory nesouvisející s vnějším prostředím patří pohlaví a věk konkrétních sledovaných osob. Tyto faktory je však nutné brát v úvahu při hodnocení nálezů, které určují možný vliv faktorů vnějšího prostředí na funkce imunitního systému dané osoby. Se zvyšujícím se věkem stoupá riziko autoimunitních onemocnění a malignit, častým nálezem při laboratorním vyšetření je polyklonální hyperimunoglobulinémie, která je ale provázena sníženou protilátkovou odpovědí na specifické antigeny. V buněčné imunitě nacházíme snížené hodnoty CD4+ lymfocytů a sníženou reakci T-lymfocytů na mitogeny, nižší aktivitu přirozených zabíječů. U starších pacientů také častěji vídáme změny stravovacích návyků a možné deficity ve složení jejich stravy, rozsáhlou medikaci a podobně. 3.5.1 Vliv výživy a potravinové alergie Imunitní odpověď sledované osoby je také ovlivněna její výživou. Proteinově kalorická podvýživa je spojena při déledobém trvání s projevy imunodeficience v důsledku snížení počtu NK buněk, T-lymfocytů a jejich funkcí, v laboratorních testech je snížená odpověď buněk na působící mitogeny. Méně je ovlivněna složka B-lymfocytů a produkovaných imunoglobulinů (časté jsou jenom nízké hladiny sekrečního IgA). Nacházíme také sníženou aktivitu fagocytujících buněk při proteinové malnutrici. Úloha

Alergie 4/2009

přehledné články esenciálních mastných kyselin ve stravě může být výraznější, než se původně předpokládalo. Jejich potenciál jako zdroje a prekurzora eikosanoidů a především prostaglandinu E2 (který má imunosupresivní potenciál) podobně jako možné ovlivnění signalizačních drah nesaturovanými mastnými kyselinami ozřejmuje jejich imunomodulační efekt (15). Esenciální mastné kyseliny jsou nezbytné pro rozvoj thymu, vývoj CD4+ T-lymfocytů, NK buněk i makrofágů. Deficit vitaminů (vitaminy A, B6, B12, C, E, kyselina listová) vede ke snížení imunity buněčné i humorální, ke snížení fagocytózy. Ze stopových prvků je pro zachování imunitních funkcí potřebná dostatečná hladina především železa, zinku a selenu, jejichž deficit má vliv na buňkami zprostředkovanou imunitní odpověď (18). Některé potraviny požité jednotlivě či ve vzájemné kombinaci mohou u senzibilizovaných osob navodit alergickou reakci: od orálního alergického syndromu až po anafylaktickou reakci. Mechanismus vzniku těchto reakcí bývá založen u pravé alergie na imunopatologické reakci I. typu, která je zprostředkována imunoglobulinem IgE (reakce časného typu). U některých potravin ale může jít i o působení non-IgE mechanismy, přímé farmakologické ovlivnění (například budivé aminy v alkoholických nápojích a některých potravinách) či jejich intoleranci (nesnášenlivost mléčných výrobků u pacienta s deficitem laktázy). S postupným obohacováním našeho trhu o potraviny a výrobky z geneticky modifikovaných potravin se i přes jejich důkladné testování na přítomnost možných alergenů přesto může objevit nárůst alergických reakcí po jejich opakovaném požití. Podobný důsledek může mít i stále se zvyšující používání konzervačních prostředků a barviv v potravinářském průmyslu. 3.5.2 Vliv kouření a návykových látek Dopad aktivního i pasivního kouření na imunitní systém je zřejmý; kuřáci ve srovnání s nekuřáky vykazují vyšší nemocnost, častější jsou u nich například choroby parodontu a gastrointestinálního traktu (38,39). Při vyšetření imunitního systému nacházíme v humorální imunitě snížení hladin imunoglobulinů IgG a IgM, zvýšení hodnot IgA a IgE, detekujeme pozitivní autoprotilátky. V buněčné imunitě je při zvýšení počtu T-lymfocytů charakteristickou změnou snížení jejich proliferačních schopností a snížení aktivity NK buněk. Tyto změny jsou vyvolány synergickým efektem látek obsažených v cigaretách a jejich kouři, jako je nikotin, dehet, tabákové glykoproteiny, oxid uhelnatý CO, oxidy dusíku NOx,, vinylchlorid, nitrosaminy, kyanidy, polycyklické aromatické uhlovodíky PAU, těžké kovy a radioaktivní látky. Abúzus alkoholu je spojen se snížením produkce protilátek a snížením aktivity makrofágů, často je provázen proteinovou malnutricí. Působení drog na imunitní systém může být jak přímo imunotoxické (amfetamin, metamfetamin, kokain), tak i imunomodulační (morfin, marihuana). Protizánětlivý účinek kanabinoidů byl prokázán v in vitro studiích i při jejich použití in vivo u laboratorních zvířat (23). Stimulace Th2 a protilátkové odpovědi se zvýšenou produkcí imunoglobulinů byla popsána u myší po podávání kokainu (31).

Alergie 4/2009

3.5.3 Léky a imunitní systém Některé používané léky po své biotransformaci v organismu mohou ovlivňovat funkce imunitního systému. Může jít o přímý toxický efekt, navození výrazné imunosuprese (při použití imunosupresivní terapie u pacientů v transplantačním programu), vyvolání imunostimulačního účinku (interferon IFN, α-methyldopa, penicillamin), imunodysregulace (hydralasin, prokainamid). Nežádoucí účinky provázené kožními projevy (pruritus, urtika) případně i zhoršením astmatu jsou spojeny nejčastěji s terapií antibiotiky a nesteroidními antirevmatiky u senzibilizovaných osob a jejich hypersenzitivní reakcí na přítomné složky léků (13). Anafylaktické a anafylaktoidní reakce mohou následovat po podání beta-laktamových antibiotik (především ze skupiny penicilinů), cefalosporinů, sulfonamidů, dále po použití lokálních anestetik, kyseliny acetylsalicylové, očkovacích či radiokontrastních látek. Na druhé straně mohou antibiotika a chemoterapeutika působit také imunomodulačně: suprimovat či stimulovat složky a funkce přirozené i specifické imunity. Je známo zvýšení fagocytózy a oxidativní vzplanutí po podání chinolonů (22). Bakteriální imunomodulátory (Biostim, Ribomunyl, Broncho-Vaxom, Luivac, dříve dostupné i IRS 19 a Imudon) představují skupinu léků, které jsou často používány při terapii pacientů s recidivujícími respiračními chorobami, jsou předepisovány jak specialisty ORL, alergology a klinickými imunology, tak i praktickými lékaři. Jejich efektivita bývá posuzována na základě klinických zkušeností z jejich použití, ale ani v literatuře nenajdeme jednoznačné zhodnocení efektu jejich použití na základě hodnotných, dvojitě slepých, placebem kontrolovaných studií vedoucích k objasnění jimi ovlivněných složek humorální či buněčné imunity. Nedostatkem při používání těchto léků zůstávají také chybějící informace o jejich působení ve smyslu rizika možného rozvoje autoimunitních reakcí a autoimunitních onemocnění, především při dlouhodobé a opakované léčbě (20). 4. Závěr Určit jednotlivé faktory prostředí, které působí na vyšetřovaného pacienta a mohou tak ovlivňovat jeho imunitní systém, je velice problematické. Je však třeba s nimi počítat jako s možnými imunosupresivními či imunostimulačními činiteli, případně zvažovat jejich riziko toxicity pro daného jedince na základě jejich chemických a fyzikálních vlastností, působící dávky a vnímavosti konkrétního subjektu vůči nim. Na rozdíl od známých rizikových faktorů například pro oblast hematoonkologie (radioaktivní záření, aromatické uhlovodíky, působící elektromagnetické pole, agrochemikálie (1)) jsou většinou látky, které jsou schopné ovlivnit imunitní systém člověka, definovány pouze z hlediska imunotoxikologie jednotlivých izolovaných xenobiotik (například imunotoxické působení dioxinů). Imunomodulační vliv látek přítomných ve vnějším prostředí je často modifikován jejich synergickým efektem na jednotlivé funkce a složky imunitního systému a my tak můžeme sledovat pouze jejich výsledné působení, které navíc bývá ovlivněno ještě dalšími faktory a procesy, které

289

přehledné články se uplatňují v rámci psychoneuroimunoendokrinologie. Důležitým přístupem ze strany lékařů je snaha o minimalizaci vlivu zjištěných faktorů, které mohou mít během svého působení na imunitní systém člověka nežádoucí imunosupresivní či imunostimulační účinky. U pacientů s podezřením na imunodeficienci je třeba zjistit možný kontakt s imunosupresivními látkami v pracovním i domácím prostředí, detekovat možný dlouhodobě působící stres. V rámci prevence rozvoje alergie daného pacienta a jeho potomků může lékař vždy doporučovat vhodná preventivní opatření vycházející z odhadu možného rizika rozvoje alergie v rámci rodinného, domácího i pracovního prostředí sledovaných osob (33). Složitost této problematiky ukazují i závěry naší práce zaměřené na sledování imunitního systému osob nadměrně exponovaných dopravním emisím (27). LITERATURA 1. Adam Z, Mužík J. Rizikové faktory zevního prostředí. In: Adam Z., Vorlíček J., et al. Hematologie pro praktické lékaře. Galén 2007, s. 235-239. 2. Adamec V, Bencko V, Dufek J, Jedlička J. Persistent organic pollutants in transport emissions and health. The Czech Republic experience. Epidemiology, 2005, 16, No. 5, p. 146. 3. Ädelroth E et al. Airway inflammation in iron ore miners exposed to dust and diesel exhaust. Eur Respir J, 2006, 27, pp. 714-719. 4. Auger F et al. Responses of well-differentiated nasal epithelial cells exposed to particles: role of the epithelium in airway inflammation. Toxicol Appl Pharmacol, 2006 15, 215(3), p. 285-294. 5. Bartra J et al. Air pollution and allergens. J Investig Allergol Clin Immunol, 2007, 17, Suppl. 2, pp. 3-8. 6. Bencko V, Reichrtová E. Immunological aspects of exposure to exhaust gases. In: International Workshop on Human Health and Environmental Effects of Motor Vehicle Fuels and their Exhaust Emissions. Sydney, Australia, 1992, pp. 185-191. 7. Bencko V, Slámová A. Imunotoxicita olova. In: Sborník 14. pracovní imunologické konference. Působení zevních faktorů na imunitu a možnosti prevence a reparace. Praha: Česká imunologická společnost, 1997, s. 71-79. 8. BenckoV, Šuta M, Tuček M, Volný J. Health aspects of human exposure to oxidants and exhaust pipe gases. In: Indoor Air 1996. Nagoya, Japan, 1996, pp. 1137 – 1142. 9. Bencko V, Tuček M, Volný J. Health aspects of human exposure to exhaust gases. XIV. Asian Conference on Occupational Health. Beijing, China, 1994, Vol. V, p. 423. 10. Bencko V, Wagner V, Wagnerová M, Ondrejčák V. Immunological profiles in workers occupationally exposed to inorganic mercury. J. Hyg. Epidem., Praha, 1990, 34, No. 1, pp. 9-15. 11. Dávila I et al. Effect of pollutants upon patients with respiratory allergies. J Investig Allergol Clin Immunol, 2007, 17, Suppl. 2, pp. 9-20. 12. De Haar C et al. Ultrafine Carbon Black Particles Cause Early Airway Inflammation and Have Adjuvant Activity in a Mouse Allergic Airway Disease Model. Toxicological Sciences, 2005, 87, 2, pp. 409-418. 13. Descotes J. Drug Induced Immune Diseases. Elsevier1990; 222 pp. 14. Ferenčík M, Ferenčíková J, Kolesár J. Vplyv fyzikálnych faktorov prostredia na imunitné mechanizmy. In: Imunita a životní prostředí. Sborník referátů, 5. Kongres československých imunologů, Plzeň, 5.-9.7.1988; s. 89-96. 15. Hwang D. Fatty acids and immune responses – a new perspective in searching for clues to mechanism. Annu Rev Nutr 2000; 20, pp. 431456 16. Kratěnová J. Nová epidemiologická data o alergii, astmatu a alergické rýmě. Alergie, 2008, 10, Suppl. 1, s. 45-48. 17. Krzyzanovski M, Kuna-Dibbert B, Schneider J (eds). Health effects of transport-related air pollution. WHO Regional Office for Europe, Copenhagen 2005; 195 pp.

290

18. Kvíčala J. Zvýšení příjmu mikronutrientu selenu – utopie, fikce, prozřetelnost či nutnost? – I. část. Interní medicína pro praxi 2003, 6, s. 295-300. 19. Lajčíková A. Ozón – dobrý sluha, ale zlý pán. Alergie, 2008, 10, 1, s. 40-43. 20. Litzman J. Bakteriální imunomodulátory – pro ale i proti. Alergie 2004, 6, 3, s. 180-183. 21. Liu J et al. Combined Inhaled Diesel Exhaust Particles and Allergen Exposure Alter Methylation of T Helper Genes and IgE Production In Vivo. Toxicological Sciences, 2008, 102, 1, pp. 76-81. 22. Marková J. Imunomodulační účinky antibiotik a chemoterapeutik. Alergie, 2007, 9, 4, s. 336-339. 23. Mechoulam R, Sumariwalla PF, Feldmann M, Gallily R. Cannabinoids in model sof chronic inflammatory conditions. Phytochemistry Reviews 2005, 4, pp. 11-18. 24. Nieman DC. Special feature for the Olympics: effects of exercise on the immune system: exercise effects on systemic imunity. Immunol Cell Biol 2000, 78(5), pp. 496-501. 25. Ostberg JR, Repasky EA. Emerging evidence indicates that physiologically relevant thermal stress regulates dendritic cell function. Cancer Immunol Immunother, 2006, 55, pp. 292-298. 26. Petanová J. Vliv prostředí na imunitní systém. Med. Pro Praxi, 2007, 6, s. 256-258. 27. Petanová J, Bencko V, Tuček M, Novotný L. Vliv dopravních emisí na imunitu člověka. Prakt. Lék., 2008, 88, 5, s. 284-287. 28. Reichrtová E, Bencko V. Immune response to exhaust gases derived from two cycle combustion engine following experimental exposure. Centr. Eur. J. Publ. Hlth, 1996, 4, pp. 7-10. 29. Riechelmann H et al. Short-term exposure to urban dust alters the mediator release of human nasal mucosa. J Occup Environ Med, 2004, 46(4), pp. 316-322. 30. Rudell B et al. Bronchoalveolar inflammation after exposure to diesel exhaust: comparison between unfiltered and particle trap filtered exhaust. J Occup Environ Med, 1999, 56(8), pp. 527-534. 31. Stanulis ED et al. Disruption of Th1/Th2 cytokine balance by cocaine is mediated by corticosterone. Immunopharmacology, 1997, 37, pp. 25-33. 32. Špičák V, Kratěnová J. Astma a alergie ve střední a východní Evropě. Alergie 2007; 9, Suppl. 2, s. 11-13. 33. Špičák V. Prevence alergie. Alergie 2006; 3: s. 219-223 34. Tuček M, Bencko V, Volný J. Petanová J. Příspěvek k odhadu zdravotních rizik expozice výfukovým plynům u celníků na hraničních přechodech. České prac. lék., 2006, 7, 2, s. 76-83. 35. Tulinská J, Líšková A, Kubová J. Imunotoxický účinok xenobiotík z pracovného a životného prostredia na imunitný systém človeka. I. Imunosupresia. Pracovní lékařství 1998; 50, 1, s. 13-27. 36. Tulinská J, Líšková A, Kubová J. Imunotoxický účinok xenobiotík z pracovného a životného prostredia na imunitný systém človeka. II. Imunostimulácia. Pracovní lékařství 1998; 50, 2, s 69-76. 37. Wagner V. Wagnerová M. Ekoimunologie. Praha, Avicenum, 1988, 226 s. 38. Walter C, Saxer UP, Bornstein MM, Klingler K, Ramseier CA Impact of tobacco use on the periodontium--an update (I)--Part 1: Epidemiologic und pathogenetic aspects of tobacco-related periodontal diseases. Schweiz Monatsschr Zahnmed. 2007;117(1): pp. 45-60. 39. Wong LS, Green HM, Feugate JE, et al. Effects of „second-hand“ smoke on structure and function of fibroblasts, cells that are critical for tissue repair and remodeling. BMC Cell Biology 2004, 5:13. http://www. biomedcentral.com/1471-2121/5/13.

MUDr. Mgr. Jitka Petanová, CSc. Ústav imunologie a mikrobiologie 1.LF UK a VFN Praha Studničkova 7, 128 00Praha 2 e-mail: [email protected]

Alergie 4/2009