CC BY
53
УДК 616.72-002-021-053-084
ОСОБЕННОСТИ МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА СЫВОРОТКИ КРОВИ У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ С ЮВЕНИЛЬНЫМ РЕВМАТОИДНЫМ АРТРИТОМ, ПРОЖИВАЮЩИХ В КРУПНОМ ПРОМЫШЛЕННОМ ЦЕНТРЕ ЮЖНОГО УРАЛА - ГОРОДЕ ЧЕЛЯБИНСКЕ
А.Н. Узунова, А.В. Аксёнов
Челябинская государственная медицинская академия, г. Челябинск
Проведено исследование микроэлементного состава сыворотки крови у детей и подростков с ювенильным ревматоидным артритом, проживающих в городе Челябинске. Спектр определения включал в себя следующие микроэлементы: цинк, железо, медь, хром и свинец. Микроэлементный состав был определён методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Выявлены особенности содержания эссенциальных и токсических микроэлементов у детей с различными вариантами ювенильного ревматоидного артрита.
Ключевые слова: ювенильный ревматоидный артрит, микроэлементы.
Одним из наиболее частых ревматических заболеваний детского возраста, приводящих к инва-лидизации, является ювенильный ревматоидный артрит (ЮРА). Распространённость данной патологии составляет от 2 до 16 на 100 тысяч детей в возрасте до 16 лет [4].
ЮРА - мультифакториальное заболевание, в развитии которого предполагается участие и взаимодействие большого числа различных факторов: наследственных и средовых. Определены антигены гистосовместимости, ассоциированные с различными вариантами данной патологии. Среди средовых факторов в формировании данной патологии большое внимание уделяется инфекциям, в частности, таким как вирусы Эпштейн-Барр, герпеса, ЦМВ, а также хламидиям, сальмонеллам и шигеллам [3].
На сегодняшний день обсуждаются вопросы влияния эссенциальных и токсических микроэлементов на здоровье людей. Проведено множество исследований по содержанию микроэлементного состава в различных биосредах организма человека (кровь, моча, волосы) при различных заболеваниях: патология почек, желудочно-кишечного
тракта, цирроз печени, артериальная гипертензия и др. [7, 13]. В большинстве публикаций основной акцент делается на колебаниях содержания в биосредах таких эссенциальных микроэлементов, как железо, цинк и медь, а также токсических - свинец, ртуть и кадмий.
Влияние изменений микроэлементного состава на формирование и течение различных вариантов ЮРА у детей до конца не выяснено. Имеются лишь отдельные работы, посвящённые данному вопросу [5, 11].
На территории г. Челябинска, который являет-
ся крупным промышленным центром Южного Урала, располагается более сотни металлургических предприятий, способствующих загрязнению окружающей среды. По данным ФГУЗ «Центра гигиены и эпидемиологии в Челябинской области» (2007) валовый выброс в атмосферу от стационарных источников по Челябинску за 2004-2006 годы в среднем составил 149 тысяч тонн в год. Среди веществ, которые присутствуют в валовых выбросах стационарных источников, приоритетными являются хром, мышьяк, никель, свинец, сероводород, формальдегид и др.
Целью нашего исследования является определение особенностей микроэлементного состава сыворотки крови у детей с различными вариантами ювенильного ревматоидного артрита (по г. Челябинску).
Материалы и методы исследования. Для
достижения поставленной цели в условиях кар-диоревматологического отделения МУЗ ДГКБ № 8 города Челябинска (главный врач - А. С. Борсук) было проведено комплексное клинико-лабораторное и инструментальное обследование 50 детей (18 мальчиков и 32 девочек в возрасте от 2 до 17 лет) с различными вариантами ЮРА в период активности заболевания: 25 детей - с олигоартику-лярным, 11 - с полиартикулярным и 14 человек -с системным вариантами заболевания. Контрольную группу составили 20 здоровых детей аналогичного возраста, проживающих в городе Челябинске. Дети контрольной группы на момент обследования не имели признаков острых инфекционных заболеваний и не состояли на диспансерном учёте по поводу каких-либо хронических заболеваний.
Диагноз ЮРА был выставлен согласно классификации Американской коллегии ревматологов
(1977 г.) с учётом восточно-европейских диагностических критериев. Все дети были обследованы по алгоритму диагностики суставной патологии. Кроме того, всем детям было проведено исследование микроэлементного состава сыворотки крови, в частности, на содержание цинка, железа, меди, хрома и свинца методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии в отделении физико-химических исследований лаборатории санитарно-гигиенических испытаний ФГУЗ «Центра гигиены и эпидемиологии в Челябинской области» (зав. лаборатории - С.Е. Бураков). Забор крови для определения микроэлементного состава сыворотки проводился одновременно с забором крови для определения биохимических показателей, т. е. без дополнительных манипуляций.
Статистическая обработка полученных данных включала в себя расчёт средних значений и определение достоверности различий величин в группах сравнения с использованием критерия Манна-Уитни, поскольку проводилось сравнение двух независимых групп по количественному признаку, нормальность которого не доказана. Статистически значимыми считались различия между показателями при уровне р < 0,05. Обработка цифрового материала результатов исследования проводилась с использованием пакета программы Excel - Statistica 6,0.
Результаты исследования и их обсуждение. Результаты проведенного анализа микроэлемент-ного состава сыворотки крови у детей, страдающих ЮРА, в период активности заболевания в сравнении со здоровой группой представлены в табл. 1.
Таблица 1
Характеристика микроэлементного состава сыворотки крови у детей с ЮРА в стадии активности заболевания по сравнению с контрольной группой
Микро- элементы, мкг/мл Сравниваемые группы
исследуемая (n = 50) М ± m контрольная (n = 20) М ± m
Цинк 0,635 ± 0,116* 0,917 ± 0,029*
Железо 4,137 ± 0,112* 6,058 ± 0,174*
Медь 0,636 ± 0,113 0,564 ± 0,105
Свинец 0,078 ± 0,014* 0,051 ± 0,008*
Хром 0,098 ± 0,012* 0,076 ± 0,008*
* - статистические значимые значения (р < 0,05).
Из табл. 1 следует, что микроэлементный состав сыворотки крови у детей, страдающих ЮРА, в стадии активности заболевания отличался по большинству определяемых микроэлементов от таковых у детей группы контроля. В частности, это касается содержания в сыворотке крови таких микроэлементов, как железо, цинк, свинец и хром (р < 0,05).
Снижение содержания цинка в сыворотке крови при ЮРА Wellinghausen N. и Kirchner H.
объясняют накоплением цинксодержащих белков в печени и в воспалённых суставах [18]. Нам представляется, что снижение содержания цинка в сыворотке крови при ЮРА значимо в связи с тем, что цинк занимает особое место по биологической роли в ряду незаменимых микроэлементов. Его функции в организме человека разнообразны: участие в процессах клеточного деления и роста, образование комплексов с гиалуроновой кислотой соединительной ткани, регулирование проницаемости кожных покровов и слизистых оболочек, влияние на обмен железа и магния, функции иммунной системы [9].
Кроме того, данные табл. 1 свидетельствуют о том, что у детей, страдающих ЮРА, в период активности заболевания содержание в сыворотке крови железа так же, как и содержание цинка, снижено по сравнению с уровнем данных микроэлементов у здоровых пациентов. Этот факт нам представляется важным, поскольку железо играет существенную роль в жизнедеятельности организма человека (участие в тканевом дыхании, метаболизме порфирина, синтезе коллагена), его дефицит сопровождается тотальной органной патологией. При дефиците железа страдают фагоцитоз, бактерицидная способность нейтрофилов [6]. У больных с дефицитом железа выявлено уменьшение концентрации ключевых ферментов энергетического цикла в нейтрофилах: сукцинатдегидрогена-зы (СДГ), миелопероксидазы [8, 17].
В настоящее время в некоторых работах упоминается о том, что при ревматоидном артрите у взрослых в сыворотке крови имеет место повышение содержания меди [12]. Физиологическая роль меди обусловлена её вхождением в состав многих ферментов, гормонов, витаминов. Важнейшим её представителем является церулоплазмин - муль-тифункциональный белок, обладающий активностью ферроксидазы, аминооксидазы и частично супероксиддисмутазы, играющий роль реактанта острой фазы в воспалительных процессах и способный защищать липидные мембраны от пере-кисного окисления [1]. Высокое содержание меди в сыворотке крови больных ревматоидным артритом способствует замедлению процесса образования растворимого коллагена (тропоколлагена) за счёт окисления лизина и оксилизина лизолилокси-дазой, снижая продукцию анормальной соединительной ткани. Поэтому высокое содержание меди в сыворотке крови больных ревматоидным артритом можно расценивать, как проявление защитной реакции и один из факторов, способствующих подавлению перекисного окисления и снижению активности ряда ферментов [12]. В доступной нам литературе мы не нашли описание подобных исследований, которые бы проводились у детей с ЮРА. Исходя из данных нашего исследования, представленных в табл. 1, факт повышения содержания меди в сыворотке крови у взрослых, страдающих ревматоидным артритом, экстрапо-
Проблемы здравоохранения
лировать на детей с ЮРА не представляется возможным.
Таким образом, среди исследуемых нами эс-сенциальных микроэлементов в сыворотке крови у детей с ювенильным ревматоидным артритом в активную стадию заболевания выявлено статистически значимое снижение содержания цинка и железа по сравнению с группой контроля, статистической значимости выявленного повышения содержания меди в сыворотке крови у детей с ЮРА по сравнению с группой контроля получено не было.
Следует отметить, что в сыворотке крови у детей с ЮРА, по результатам нашего исследования, было повышено содержание токсического микроэлемента свинца. Введение солей свинца в организм животных приводит к выраженному ингибированию иммунных процессов, связанному прежде всего с влиянием на макрофагзависимые этапы иммуногенеза [9]. По данным А. А. Подкол-зина и К.Г. Гуревича, введение хлорида свинца вызывает дисбаланс между Т-хелперами 1-го и 2-го типа: усиливается пролиферация Т-хелперов 2-го типа и ингибируется пролиферация Т-хелперов 1-го типа, что может являться механизмом реализации аутоиммунных процессов [10]. Необходимо отметить, что всасывание свинца повышается при низком содержании цинка и железа [2]. В ситуациях, ведущих к деминерализации кости (например, при ревматоидном артрите), происходит мобилизация свинца из костных депо, способная привести к свинцовому токсикозу [1]. Цинк видоизменяет характер распределения свинца между органами, снижая его содержание в скелете и повышая его в почках и печени. Уменьшение токсического действия свинца цинком объясняется, по-видимому, его способностью индуцировать синтез металло-тионеина, который связывает избыток свинца, чем способствует его детоксикации [13]. Кроме того, всасывание свинца в пищеварительном тракте ограничивается при условии повышенного содержания железа, в связи с конкуренцией за общие акцепторные участки на слизистой оболочке [14].
Из данных табл. 1 также следует, что у детей, страдающих ЮРА, в сыворотке крови по сравне-
нию с группой здоровых детей повышено содержание хрома. Именно хрому принадлежит важная биологическая роль в животном организме, основными проявлениями которой являются его взаимодействие с инсулином в процессе углеводного обмена, участие в структуре и функции нуклеиновых кислот. Однако хром известен также и своим токсическим действием на организм человека: соединения трёхвалентного хрома оказывают выраженное мутагенное и канцерогенное действие на незащищённый генетический аппарат клетки. По данным А.В. Рощина с соавт. (1982), хром способен аккумулироваться в организме человека, легко проникает в ткань легких и накапливается в них. Токсическое действие хрома зависит от его валентности: чем выше валентность, тем сильнее токсическое действие. Оксиды шестивалентного хрома значительно токсичнее оксидов трёхвалентного хрома при их воздействии на ткани. Именно шестивалентный хром оказывает общетоксическое, нефротоксическое и гепатотоксическое действия. Соединения шестивалентного хрома по сравнению с трёхвалентным обладают большей мутагенной способностью [1].
Таким образом, при исследовании содержания токсических микроэлементов в сыворотке крови у детей, страдающих ЮРА, в активной стадии заболевания по сравнению с группой контроля было выявлено статистически значимое повышение содержания хрома и свинца.
Кроме того, нам представилось интересным проведение анализа микроэлементного состава сыворотки крови у детей с отдельными вариантами ЮРА в сравнении со здоровой группой (табл. 2).
Данные табл. 2 свидетельствуют о том, что снижение содержания цинка и железа, а также повышение концентрации свинца и хрома в сыворотке крови было выявлено у детей при всех вариантах ЮРА в активную стадию заболевания по сравнению с группой контроля.
Интересным представляется факт полученного нами статистически значимого повышения содержания меди в сыворотке крови у детей при олиго-артикулярном и системном вариантах ЮРА по сравнению с группой контроля. Вероятно, это может
Таблица 2
Характеристика микроэлементного состава сыворотки крови у детей с отдельными вариантами ЮРА в сравнении с контрольной группой
Микроэлементы, мкг/мл Сравниваемые группы
Исследуемые группы Контрольная группа (п = 20)
олигоартикулярный вариант (п = 25) полиартикулярный вариант (п = 11) системный вариант (п = 14)
Цинк 0,684 ± 0,024* 0,568 ± 0,049* 0,726 ± 0,025* 0,917 ± 0,029
Железо 4,127 ± 0,102* 4,184 ± 0,065* 4,156 ± 0,082* 6,058 ± 0,174
Медь 0,709 ± 0,037* 0,586 ± 0,064 0,711 ± 0,04* 0,564 ± 0,105
Свинец 0,075 ± 0,009* 0,081 ± 0,009* 0,079 ± 0,008* 0,051 ± 0,014
Хром 0,098 ± 0,012* 0,096 ± 0,007* 0,092 ± 0,006* 0,076 ± 0,008
* - статистические значимые значения (р < 0,05).
быть связано с более высокой степенью активности заболевания при данных вариантах ЮРА.
Выводы
Таким образом, микроэлементный состав сыворотки крови у детей с ювенильным ревматоидным артритом, проживающих в городе Челябинске, отличается от такового у здоровых детей. Выявлено снижение содержания таких эссенциальных микроэлементов, как цинк и железо и повышение содержания токсических микроэлементов хрома и свинца. Кроме того, у детей с олигоартикулярным и системным вариантами ЮРА в сыворотке крови отмечено повышение концентрации меди.
Литература
1. Авцын, А.П. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / А.П. Авцын, А.А. Жавороноков, М.А. Риш. - М.: Медицина, 1991. - 496 с.
2. Авцын, А.П. Недостаточность эссенциаль-ных микроэлементов и её проявления в патологии / А.П. Авцын // Архив патологии. - 1990. - Т. 52. -С. 3-8.
3. Алексеева, Е.И. Ювенильный ревматоидный артрит: этиология, патогенез, клиника, алгоритмы диагностики и лечения: рук. для врачей, преподавателей, науч. сотрудников / Е.И. Алексеева, П.Ф. Литвицкий; под общ. ред. А.А. Баранова. -М.: ВЕДИ, 2007. - 368 с.
4. Баранов, А.А. Ревматические болезни у детей: проблемы и пути их решения / А.А. Баранов, Е. И. Алексеева // Вопр. соврем. педиатрии. - 2004. -Т. 3, № 1. - С. 7-11.
5. Денисов, Л.Н. Обеспеченность витаминами и микроэлементами больных ревматоидным артритом. Коррекция витаминной недостаточности и дефицита микроэлементов олигогалом - 8Е / Л.Н. Денисов, С.И. Алейник, Л.И. Алексеева //Меж-дунар. мед. журн. - 2003. - № 5. - С. 449-452; № 6. - С. 563-565.
6. Казакова, Л.М. Некоторые неспецифические факторы защиты при дефиците железа у детей / Л.М. Казакова, В. С. Гараничев // Педиатрия. - 1984. - № 9. - С. 31-33.
7. Макарова, Т.П. Роль нарушений обмена микроэлементов на этапах развития нефропатий
у детей: автореф. дис. ... д-ра мед. наук / Т.П. Макарова. - Н. Новгород, 2002. - 48 с.
8. Марченко, Т.З. Показатели иммунологической реактивности у детей раннего возраста, страдающих железодефицитной анемией: автореф. дис. ... канд. мед. наук / Т.З. Марченко. - Киев, 1983. - 38 с.
9. Подколзин, А.А. Микроэлементы и иммунитет / А.А. Подколзин, В.И. Донцов. - М.: Ала-манда, 1994. - 144 с.
10. Подколзин, А.А. Действие биологически активных веществ в малых дозах / А.А. Подколзин, К.Г. Гуревич. - М.: КМК, 2002. - 208 с.
11. Сенек, С А. Роль нарушений микроэлементного обмена при ювенильном ревматоидном артрите: дис. ... канд. мед. наук / С.А. Сенек. - Казань, 2005. -169 с.
12. Турна, А.А. Активность матриксных ме-таллопротеиназ при различных патогенетических вариантах воспаления: автореф. дис. ... д-ра мед. наук /А.А. Турна. - М., 2010. - 53 с.
13. Файзуллина, Р.А. Клинико-патогенетическое значение нарушений обмена микроэлементов при хронической гастродуоденальной патологии у детей школьного возраста и разработка методов их коррекции: автореф. дис. . д-ра мед. наук / Р.А. Файзуллина. - Н. Новгород, 2002. - 42 с.
14. Barton, J.C. Iron, lead and cobalt absorb-tion: similarities and dissimilarities / J.C. Barton, M.E. Conrad, R. Holland //Proc. Soc. exp. Biol. Med. -1981. - Vol. 166. - Р. 64-69.
15. Blackley, B.R. The effect of lead acetate on the immune respons in mice / B.R. Blackley, D.L. Archer // Toxicol. Appl. Pharmacol. - 1981. - Vol. 12. -Р. 18-26.
16. Bremner, I. Metallothionein some aspects of its structure and function with special regard to its involvement in cooper and zinc metabolism /1. Bremner, K. Mehr // Chem. Scripts. - 1983. - Vol. 21. -Р. 117-121.
17. Prasad, A. S. Zinc deficiency in women, infants and children / A.S. Prasad // J. Am. Coll Nutr. -1996. - Vol. 28. - Р. 113-120.
18. Wellinghausen, N. The immunobiology of zinc / N. Wellinghausen, H. Kirchner // Immunobiology Today. - 1997. - Vol. 18. - Р. 519-521.
Поступила в редакцию 10 августа 2011 г.
