CC BY
28
УДК 577.121:612.015.31.39:616.832-007.235
ОСОБЕННОСТИ СОДЕРЖАНИЯ БИОЭЛЕМЕНТОВ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОСУБСТРАТАХ БОЛЬНЫХ СИРИНГОМИЕЛИЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ НА ЮЖНОМ УРАЛЕ
Е. В. Первушина, Н. А. Борисова, Ф. Х. Камилов
Болезненность сирингомиелией в Башкортостане высокая, с неравномерным распространением по районам (от 3,2 до 130,0 на 100 000 населения) [2]. Несмотря на длительную историю изучения сирингомиелии, нет единого мнения о понимании этиологии и патогенеза заболевания, что значительно затрудняет поиск эффективных методов лечения и профилактики. Некоторые авторы придают ведущую роль в развитии заболевания как генетическим факторам, так и микроэлементному составу объектов окружающей среды [3], тем более относительно ряда заболеваний нервной системы это является установленным фактом [8, 5]. Если о биологической функции большинства биоэлементов в нервной ткани накопились определенные данные [10, 5, 14], то о роли и даже содержании редкоземельных элементов (РЗЭ) в организме человека известно очень мало [12, 6].
Целью работы явилось изучение содержания биоэлементов и РЗЭ в биосубстратах (кровь и волосы) больных сирингомиелией, проживающих на территории Республики Башкортостан.
Материал
и методы исследования
Биосубстраты — кровь и волосы — получены от 36 больных сирингомиелией, которые были подвергнуты подробному клинико-неврологическому исследованию с
учетом генеалогических, анамнестических, клинических и инструментальных данных. Возраст больных колебался от 7 до 82 лет, составляя в среднем 53 года, в том числе мужчин — 44,1% и женщин — 55,9%. Группа контроля (по волосам — 30 человек, по крови — 10 человек) по возрасту, полу соответствовала группе больных. Критерием отбора как в группу больных, так и в группу контроля явилось отсутствие профессиональной вредности и сопутствующих заболеваний. Аналитические исследования содержания химических элементов выполнены методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на приборах Elan 9000 фирмы «Perkin Elmer» (США) и ICP-MS PLASMA-QUAD фирмы «VG instruments». При выборе биосубстратов для исследования исходили из сложившихся представлений, что кратковременные по экспозиции и значительные по степени отклонения элементного статуса изменения отражены в их концентрации в жидких средах организма (кровь), тогда как твердые ткани (волосы) представляют элементный статус, формирующийся в течение длительного времени (месяцы, годы), и более пригодны для клинической, гигиенической и географогеологоморфологической характеристики [10]. Забор крови и волос осуществлялся по стандартной методике.
Статистическую обработку проводили при помощи программных пакетов Microsoft Excel XP и Statistica 6.0. Для оценки количественных результатов, ввиду того, что распределение значений изучаемых при-
знаков в ряде выборок оказалось отличным от нормального, при обработке результатов использовались непараметрические критерии; поэтому в таблице в качестве описательных характеристик приведены величины медиан (Ме), а также 25 и 75% центильных значений. В тех случаях, когда распределение было правильным, наряду с медианными значениями (Ме) приводятся также величины средней арифметической (М) и стандартной ошибки средней ариф-
метической Парное сравнение групп проводили с использованием ^критерия Манна—Уитни; оценку корреляции — с помощью коэффициента Спирмена.
Результаты и обсуждение
Средние значения концентраций биоэлементов и РЗЭ в волосах и крови больных и здоровых доноров представлены в таблицах 1 и 2.
Элемент Больные сирингомиелией м=36 Группа контроля м=30
Ме 25)75 Ме 25)75 М±т
Биоэлементы и Sc (мг/кг)
Mg 110 * 57)170 35 27)42 37,6±2,8
P 190 * 156)232 119 107)131 120,9±4,1
Ca 780 **** 428)1099 438 385)499 426,9±19,9
Sc 0,27 * 0,1)0,4 0,1 0,04)0,1 0,1±0,01
Mn 0,5 * 0,3)1 1 0,9)1,3 1,1±0,1
Fe 19 13)27 15 11)19 15,6±1,0
Со 0,02 *** 0,01)0,03 0,05 0,02)0,1 0,04±0,004
Си 10 * 8)13 25 21)27 24,1±0,8
7м 102 90)142 130 107)153 125,6±8,4
Se 0,3 * 0,1)0,5 1 1)1,5 1,3±0,1
Редкоземельные элементы (мкг/кг)
У 3,1 * 2,4)5,6 0,7 0,2)0,9 0,6±0,08
La 4,8 * 3,3)7,9 0,6 0,2)0,8 0,5±0,06
Се 7,9 * 5,61)4,1 0,6 0,3)0,8 0,5±0,06
Рг 1,2 * 0,71),6 0,5 0,3)0,7 0,5±0,04
М 2,7 * 1,54),5 0,7 0,3)0,8 0,6±0,05
Sm 0,5 0,3)1,0 0,6 0,4)0,8 0,6±0,05
Ей 0,2 ***** 0,1)0,4 0,4 0,3)0,7 0,4±0,05
Gd 0,8 0,4)1,3 0,6 0,4)0,8 0,6±0,05
ТЬ 0,1 * 0,1)0,1 0,3 0,2)0,4 0,3±0,03
Dy 0,5 0,3)0,9 0,5 0,3)0,7 0,5±0,05
Но 0,1 *** 0,1)0,2 0,3 0,2)0,4 0,3±0,03
Ег 0,3 0,2)0,6 0,4 0,3)0,7 0,5±0,05
Тт 0,1 * 0,04)0,1 0,3 0,2)0,4 0,3±0,03
УЬ 0,3 0,2)0,6 0,4 0,2)0,6 0,4±0,05
Lu 0,1 ** 0,05)0,1 0,3 0,2)0,4 0,3±0,04
Примечание. Достоверность различий с контрольной группой: * — ¿><0,0001; ** — /><0,0005; *** — р<0,001; **** — р<0,005; ***** — р<0,01.
Таблица 1
Содержание биоэлементов и редкоземельных элементов в волосах больных сирингомиелией в сравнении с группой контроля
61, 69, 58% случаев соответственно, а также снижение концентраций марганца, кобальта, меди, селена, тербия, гольмия, европия, тулия, лютеция - в 63, 75, 88, 77, 66, 75, 58, 83, 66% случаев соответственно. Содержание цинка, железа, самария, гадолиния, диспрозия, эрбия и иттербия в волосах больных сиринго-миелией значимо не отличалось от группы контроля. В крови наблюдаются отклонения
Таблица 2
Содержание биоэлементов и редкоземельных элементов в крови больных сирингомиелией
в сравнении с группой контроля
Элемент Больные сирингомиелией м=35 Группа контроля м=10
Ме 25)75 Ме 25)75 М±т
Биоэлементы и Sc (мг/кг)
Mg 201 ***** 174)299 179 141)197 176,2± 12,1
P 1498 ***** 1317)1675 1373 1169)1430 1300,1±67,6
Ca 199 160)274 160 131)192 168,6± 15,3
Sc 0,2 0,1)0,4 0,1 0,1)0,1 0,1±0,01
Mn 0,1 0,1)0,2 0,1 0,1)0,1 0,1±0,01
Fe 1521 1392)1706 1497 1367)1743 1518,7±76,2
Со 0,002 0,001)0,01 0,001 0,001)0,002 0,002±0,0003
Си 4 3)6 3 3)4 3,6±0,3
7м 18 16)20 21 18)21 19,9±0,8
Se 0,4 *** 0,3)1,0 0,3 0,2)0,3 0,3±0,03
Редкоземельные элементы (мкг/кг)
У 1 0,19)1,4 1,2 0,9)1,2 1,3±0,19
La 0,2 *** 0,06)0,6 0,9 0,6)1,3 0,9±0,14
Се 0,2 ** 0)1,0 2,3 1,5)2,5 2,1±0,20
Рг 0 1 **** 0,08)0,2 0,3 0,2)0,4 0,3±0,04
М 0 1 **** 0,0002)0,4 0,5 0,3)0,9 0,6±0,14
Sm 0 0)0,02 0 0)0,05 0,03±0,02
Ей 0,2 0,12)1,1 0,2 0,1)0,2 0,2±0,02
Gd 0,1 0,01)0,2 0,1 0,1)0,2 0,1±0,03
ТЬ 0,1 0,04)0,1 0,1 0,1)0,1 0,1±0,01
Dy 0,1 0,02)0,1 0,1 0,02)0,1 0,05±0,01
Но 0,1 0,04)0,1 0,1 0,1)0,1 0,1±0,01
Ег 0,04 **** 0,02)0,1 0,01 0)0,03 0,02±0,01
Тт 0,04 ***** 0)0,1 0,1 0,1)0,1 0,1±0,01
УЬ 0,1 0,04)1,7 0,1 0,04)0,1 0,1±0,02
Lu 0,1 0,05)0,1 0,1 0,05)0,1 0,1±0,004
Примечание. Достоверность различий с контрольной группой: * — /»<0,0001; ** — /»<0,0005; *** — /<0,005; **** —/<0,01; ***** — /<0,05.
Результаты исследований показали наличие существенных изменений в концентрации ряда исследуемых элементов в биосубстратах больных сирингомиелией по сравнению с их содержанием в контрольной группе. Наиболее часто отмечалось увеличение содержания в волосах магния, фосфора, кальция, иттрия, лантана, церия, празеодима, неодима, скандия — в 63, 73, 53, 91, 75, 69,
в сторону понижения лантана, церия, празеодима, неодима и тулия — в 60, 66, 57, 54 и 43% случаев, в сторону повышения магния, фосфора, селена и эрбия — в 54, 57, 49 и 46% случаев соответственно. Содержание оставшихся исследуемых элементов в крови соответствовало таковому у здоровых лиц.
При сравнении результатов, полученных по разным группам обследованных, можно было отметить, что содержание ряда биоэлементов и РЗЭ в волосах и крови достоверно менялось в зависимости от возраста, стадии, длительности заболевания. Например, по данным корреляционного анализа выявлена умеренная, статистически значимая, отрицательная зависимость между возрастом больных сирингомиелией и содержанием в крови железа и лютеция (г = —0,49, р<0,01 и г = —0,44, p<0,04 соответственно) (рис. 1 и 2).
При стабилизации процесса в волосах повышено содержание кальция, фосфора, скандия, лантана и церия в сравнении с нормальными показателями и со стадией нарастания (р<0,0001—р<0,05).
С большей длительностью заболевания в крови уменьшается содержание магния и лютеция (г = —0,39, p<0,04 и г = —0,46, p<0,03 соответственно) (рис. 3 и 4). Наличие корреляционной связи между содержанием хими-
ческих элементов в волосах и длительностью сирингомиелии не обнаружено.
Анализ литературных данных свидетельствует, что наблюдаемый у больных сиринго-миелией дисбаланс содержания химических элементов в биосубстратах может быть обусловлен совокупностью важных патогенетических звеньев, среди которых можно выделить следующие:
— наличие хронического аутоиммунного процесса с прогрессирующей дезорганизацией соединительной ткани и неспецифическими пролиферативными изменениями, обуславливающими минеральные сдвиги в крови и волосах в результате нарушения обмена химических элементов, необходимых для синтеза коллагена и других структурных белков соединительной ткани [4, 13];
— развитие функционально-структурных поражений в желудочно-кишечном тракте, приводящих к нарушению процессов переваривания белков и всасыванию химических элементов [9, 1,10];
— изменение гипоталамо-гипофизарных взаимоотношений с нарушением адренерги-ческой передачи и секреции гормона роста [7, 11].
Имеющиеся различия их содержания в биосубстратах практически здоровых лиц и больных сирингомиелией свидетельствуют
2000
1-1 ы "1г
« 1400
Ре = 1773,945-5,1016*возраст г= -0,49, р<0,01
30 40
Возраст
Рис. 1. Взаимосвязь содержания железа в крови больных сирингомиелией и возраста
0,30 0,28 0,26 0,24 0,22 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 ^ 0,08 Ь 0,06
•ь 0,04 2 0,02 о.оо
0
Ьи (мкг/кг) = 0,1266-0,0006*возраст г = -0,44, р<0,04
ю
20
о о о
50
30 40
Возраст
Рис. 2. Взаимосвязь содержания лютеция в крови больных сирингомиелией и возраста
60
70
500 О 450 3 400 "й 350
г зоо
"" " 250
ел
200
§ 2
в 150 100
-5
= 253,5067-0,8947*длительность заболевания в годах г = -0,39, р<0,04
8 ' о о О 8 о О
оО о . о о °8 00 . . о . о ° о о о .
10 15 20 25 30
Длительность заболевания в годах
35
40
45
Рис. 3. Взаимосвязь содержания магния в крови больных сирингомиелией и длительности заболевания
Ьи = 0,0958-0,0006*длительность заболевания в годах г = -0,46, р<0,03
I-
и
а г
3
о о о 1--о-о-в- с
8°о о о°° 0 8 о о
-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Длительность заболевания в годах
Рис. 4. Взаимосвязь содержания лютеция в крови больных сирингомиелией и длительности заболевания
об участии биоэлементов и редкоземельных металлов в метаболических процессах и позволяют ставить вопрос об их патогенетической роли в развитии сирингомиелии.
Выводы
1. При сирингомиелии имеется существенный дисбаланс содержания некоторых биоэлементов в крови (повышение — магния, фосфора, селена) и волосах (повышение — магния, фосфора, кальция и снижение — меди, марганца, кобальта, селена).
2. У больных сирингомиелией имеется существенный дисбаланс содержания редкоземельных элементов в крови (повышение — эрбия и снижение — лантана, церия, празеодима, неодима, тулия) и волосах (повышение — скандия, иттрия, лантана, церия, празеодима и снижение — европия, тербия, гольмия, тулия, лютеция).
3. Дисбаланс содержания некоторых биоэлементов и редкоземельных элементов в биосубстратах ассоциирован с возрастом, стадией и длительностью заболевания.
Библиографический список
1. Борисенко Р. И. Состояние желудочно-кишечного тракта при сирингомиелии/ Р. И. Борисенко, Л. А. Воронкова, Т. М. Минь-ковская// Клиника, диагностика и лечение нейрогенных соматических заболеваний.— Пермь, 1981.— С. 25—26.
2. Борисова Н. А. Сирингомиелия/Н. А. Борисова, И. В. Валикова, Г. А. Кунаева,— М.: Медицина, 1989.— 160 с.
3. Борисова Н. А. Сирингомиелия в Башкортостане (материалы этиологического и патогенетического анализа)/Н. А. Бори-
сова, Т. Р. МирсаевЦ Журн. неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова.— 2007.— T. 107.— № 3.— С. 56—60.
4. Казимирко В. К. Остеопороз: патогенез, клиника, профилактика и лечение/ В. К. Казимирко, В. Н. Коваленко, В. И. Мальцев.— Киев, 2006.— 144 с.
5. Кудрин А В. Микроэлементы в неврологии/А. В. Кудрин, О. А. Громова.— М., 2006.— 303 с.
6. Кудрин А. В. Микроэлементы в иммунологии и онкологии/А. В. Кудрин, О. А. Громова.— М., 2007.— 544 с.
7. Кунаева Г. А. О патогенезе акромегали-ческого синдрома при сирингомиелии/ Г. А. Кунаева//Журн. невропатологии и психиатрии им. С. С. Корсакова.— 1980.— № 12.— С. 1774—1778.
8. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология/ А. П. Авцын, А. А. Жаворонков, М. А. Риш, Л. С. Стронкова.— М., 1991.— 495 с.
9. Протас Р. Н. Состояние некоторых внутренних органов при сирингомиелии и сирингобульбии/Р Н. Протас//Здраво-охр. Белоруссии.— 1971.— № 3. — С. 37— 39.
10. Скальный А. В. Биоэлементы в медицине/ А. В. Скальный, И. А. Рудаков.— М., 2004.— 271 с.
11. Флейшер В. И. Системный анализ некоторых гормональных нарушений организма/В. И. Флейшер, Г. С. Розенберг// Сборник научных трудов БФАН.— Уфа, 1985.— С. 15—18.
12. ЭмслиДж. Элементы.— М., 1993.— 255 с.
13. Kannan S. Free radical theory of autoimmunity/S. Kannan//Theoret. Biology Med. Modeling.— 2006.— Vol. 3.— № 22. — P. 1—15.
14. Takeda A Essential trace metals and brain function/A. Takeda//Yakugaku Zasshi.— 2004.— Vol. 124.— № 9.— P. 577—585.
E.V. Pervushina, N. A. Borisova, F. Kh. Kamilov
PECULIAR FEATURES OF BIOELEMENT AND RARE-EARTH ELEMENT CONTENT IN BIOSUBSTRATES OF PATIENTS WITH SYRINGOMYELIA LIVING IN SOUTH URAL
Analysis of blood and hair content in 9 bioelements and 16 rare-earth elements was fulfilled using the method of mass-spectrometry with inductively coupled plasma in 36 patients with syringomyelia and 30 healthy subjects living in Bashkortostan. Disbalance of some elements in patients with syringomyelia was revealed. Blood magnesium, phosphorus, selenium and erbium
levels were increased; blood lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, thulium levels were lowered; hair magnesium, phosphorus, calcium, scandium, yttrium, lanthanum, cerium and praseodymium content was raised; hair copper, manganese, cobalt, selenium, europium, terbium, holmium thulium and lutecium content was decreased.
Keywords: bioelements, rare-earth elements, syringomyelia.
ГОУ ВПО«Башкирский государственный медицинский университет»Росздрава, г. Уфа
Материал поступил в редакцию 17.07.2008
