CC BY
28
УДК 616.43/.46-07:612.39 РУСНАК 1.Т.
ВДНЗ «Буковинський державний медичний унверситет», м. 4epHiBц
РОЛЬ ДЕЯКИХ MiKPOEAEMEHTiB У РОЗВИТКУ ЕНДОКРИННИХ ПОРУШЕНЬ. МОЖЛИВОСТ СКРИЫНГУ ТА РАННЬОТ ДiАГHOСTИKИ
Резюме. Метою роботи був огляд лтературних даних про зв'язок рiвня мiкроелементiв органзму, зо-крема хрому та селену, з виникненням ендокринних порушень, 1х виявлення, використання анал'зу еле-менлв волосся для скринiнгу та ранньоIд1агностики. Ключовi слова: мiкроелементи, хром, селен, анал'з елементв волосся.
-1 ®
u Обзор литературы
1_1 /Literature Review/
International journal of endocrinology
Останшми роками ан^з мшроелеменпв в тканинах людини привертае увагу багатьох дослщниыв, його застосування продовжуе розширюватися завдяки ролi цих елементав у численних бiохiмiчних i фiзiологiчних процесах [1, 2].
У всьому свт зростае поширенють ожирiння й цу-крового дiабету (ЦД). Огряднi люди мають значний дефщит мiкронутрiентiв [3, 4] Нестача конкретних вь тамiнiв i мшератв, що вiдiграють важливу роль в обмь нi речовин глюкози та шсулшу, може сприяти розвитку ЦД та ожиршня в популяци [3]. Генетичш, екологiчнi та поведiнковi фактори також впливають на збтьшення частоти ожиршня [5, 6]. Технологи сучасного сшьсько-го господарства та методи приготування 1ж призводять до вщносного зменшення вмiсту мiкроелементiв у вшх продуктах [7]. Ризик ЦД 2-го типу збтьшуеться в 4 рази в пащентав з ожирiнням [8].
Хром був визнаний найважлившим мшроелемен-том, необхiдним для роботи шсулшу, в експериментах, що вперше були виконаш в 1950-тi роки [9, 10]. Дефь цит хрому в органiзмi людини визначався у виснаже-них пацiентiв на тлi виражено! резистентностi до шсу-лiну, гшерглшеми, гшертриглщеридеми та нейропати. В опублшованих звiтах цi симптоми та ознаки швидко повнiстю зникали пiсля введення хрому [11—14]. У результат цих дослщжень включення хрому в паренте-ральнi формули харчування стало стандартним [15].
Основш харчовi джерела хрому — дрiжджi, м'ясо та зародки пшеницi. Використання посуду з нержавшчо! сталi збiльшуе вмiст хрому в 1ж завдяки вивiльненню слiдiв хрому зi сталi пiд час приготування ш!
Особи з ЦД 2-го типу мають на 20—40 % нижчi рiв-нi хрому в кровi i 40—50 % нижчi рiвнi хрому, вимiря-ш у волоссi голови, порiвняно зi здоровими особами [16-19].
У багатьох клшчних випробуваннях дослiджували роль перорально! дieтичноl добавки хрому в пащентав i3 ЦД 2-го типу, резистентнютю до iнсулiну й метаболiч-ним синдромом [20, 21]. Загалом результати цих досль джень показують тльки незначнi полiпшення маркерiв резистентностi до шсулшу й метаболiзму глюкози. Най-бiльшi ефекти вiдзначенi в дослщженнях, яи викорис-товують бiльш висок дози й комбiнованi добавки, так! як пiколiнат хрому, що забезпечуе вищу бiодоступнiсть хрому. Огляд 15 дослщжень з використанням школша-ту хрому вщзначае постiйне полiпшення глiкемiчного контролю в 13 з 15 випробувань iз середнiм зниженням глшованого гемоглобiну на 0,95 % [22].
Клшщисти повиннi дбати про усунення можливо! нестачi цих мiкроелементiв при консультуванш па-цieнтiв, як! страждають вiд ожирiння й мають ризик розвитку ЦД 2-го типу. План медично! допомоги для лшування ожиршня повинен включати змiни способу життя, вибiр здорово! з високим вмiстом необхщ-них речовин як збалансований пiдхiд до профiлактики розвитку ЦД 2-го типу. Використання конкретних вь тамшних добавок може бути схвалене для отримання оптимального ефекту.
Селен (Se) — елемент, необхiдний для бiосинтезу гормонiв щитоподiбноl залози (ЩЗ) [23]. Недостат-не надходження таких мшроелеменпв, як йод i селен, призводить до порушень структурного та функционального стану ЩЗ, метаболiзму адаптаци до несприятли-вих умов [24].
Адреса для листування з автором: Руснак 1.Т.
E-mail: ilona_svet@mail.ru
© Руснак 1.Т., 2015
© «М1жнародний ендокринолопчний журнал», 2015 © Заславський О.Ю., 2015
iE!
Обзор литературы /Literature Review/
Проведене дослщження, у якому наведеш даш про декiлька iстотних вiдмiнностей в елементному складi волосся хворих на рак та контрольно! групи, а також у кожнш групi хворих на рак, яю страждають вщ гор-монозалежного раку, раку з високим глiкемiчним ш-дексом i раку травно! системи [2]. У всiх групах хворих на рак, особливо в останнш, спостер^али статистично значуще зниження рiвня селену (оцшку концентраций мiкроелементiв у волоссi хворих здшснювали за допо-могою атомно-емюшного спектрометра Вюшо1-Меё Sp. z о.о. (Лодзь, Польща)). Цей висновок вщповщае результатам Ко1асЫ та спiвавт. [25], яы повiдомили про низькi рiвнi селену в усiх трьох бюлопчних зраз-ках (кров, сироватка волосся на голов^ хворих на рак печшки.
Бiльш низькi концентраций селену, цинку, мщ, гер-манiю та бору, затза, магнiю та тдвищений рiвень алюмшш, калш, молiбдену були виявлеш в усiх групах пащенпв [2]. Крiм того, у вшх онкологiчних групах спiввiдношення Са/Р, /п/Си, Са/РЬ були iстотно змь ненi. На пiдставi отриманих результапв можна з упев-ненiстю сказати, що вмiст цих мiкроелементiв у волосш можна розглядати як бюмаркер й прогностичний фактор для рiзних груп раку. Загсом результати дозво-ляють дiйти висновку, що елементний анатз волосся корисний для скриншгових тестiв як бiомаркер рiзних ракових захворювань у жшок [2].
Останшм часом волосся стало фундаментальним бiологiчним матерiалом, альтернативою звичайним кровi i сечi, а також бюпси органу [2, 26—28]. Волосся людини стало привабливим дiагностичним матерiа-лом завдяки простотi вiдбору проб (вiдрiзати iз задньо! частини голови в деюлькох мiсцях бiля шкiри 3—4 см волосся вщповщно до широко прийнятих стандарпв, тобто волосся без хiмiчноl завивки та нефарбоване), потрiбно тiльки 0,3 г зразка волосся. Крiм того, волосся являе собою нейтральний i стабiльний матерiал ткани-ни i може забезпечити щнну iнформацiю про накопи-чення мшроелементав, що значно бiльше сконцентро-ваш у волоссi, нiж в шших бiологiчних матерiалiх [29, 30]. Отже, анал1з волосся може забезпечити непрямий скриншг-тест на фiзiологiчний надлишок або дефщит елементiв у органiзмi. Дуже важливо вiдзначити, що й було узагальнено R§Ьacz-Maroп та спiвавт. [31], вплив дiети, статi, вiку раси, шдивщуального харчування ор-ганiзму, сощально-економ1чних умов, умiсту хiмiчних елементiв у питнш водi, географiчного розташування й забруднення довкшля на вмiст хiмiчних елементiв у волоссi. Основною перевагою цього методу е те, що вш дозволяе здшснювати монiторинг змш у станi мкро-елементiв в органiзмi протягом тривалого перiоду часу, набагато довше, нiж у випадку проб кровь У даний час клшчш дослщження показали, що рiвнi деяких мкро-елементiв в волосш (особливо потенцшно токсичних елементiв) високо корелюють з патологiчними пору-шеннями [32]. Зростаюча кiлькiсть даних шдтримуе теорiю, що бiохiмiчний аналiз мкроелеменпв у волоссi може бути корисним у визначенш можливого ризику розвитку раку або його прогресування як простий бю-
маркер без необхщносл швазивно! 6ioncii'. Silva та iH. [1] показали, що дослiдження мкроелеменпв у ракових тканинах можна розглядати як пухлинш бюмарке-ри й прогностичш фактори при раку молочно! залози.
Такий альтернативний матерiал, як волосся, зале-жить вщ гомеостазу i тому бiльш корисний у виявленш захворювань i мшеральних речовин у людини, нiж кла-сичнi бiологiчнi матерiали, такi як кров [33].
Отже, аналiз елементав волосся можна рекоменду-вати для виявлення рiвнiв мiкроелементiв в органiзмi людини, що буде використано для скриншгу ендо-кринних порушень при безсимптомному перебку та ранньо! дiагностики за наявностi скарг хворого.
Список лператури
1. Silva M.P., Soave D.F., Ribeiro-Silva A., Poletti M.E. Trace elements as tumor biomarkers and prognostic factors in breast cancer: a study through energy dispersive X-ray fluorescence //BMC Research Notes. - 2012. - 5. - 194-205. doi: 10.1186/17560500-5-194.
2. Screening ofTrace Elements in Hair of the Female Population with Different Types of Cancers in Wielkopolska Region of Poland/ B. Czerny, K. Krupka, M. Ozarowski, A. Seremak-Mrozikiewicz// Scientific World Journal. - 2014. - Vol. 2014. - 953181. doi: 10.1155/2014/953181.
3. The Malnutrition of Obesity: Micronutrient Deficiencies That Promote Diabetesh /M. Via //ISRNEndocrinol. — 2012. — Vol. 2012. - 103472. doi: 10.5402/2012/103472.
4. Garcia O.P., Long K.Z., Rosado J.L. Impact of micronutrient deficiencies on obesity//Nutr Rev. — 2009 Oct. — 67(10). -55972. doi: 10.1111/j.1753-4887.2009.00228.x.
5. Hurt Я.Т., Frazier Т.Н., McClave S.A., Kaplan L.M. Obesity epidemic: overview, pathophysiology, and the intensive care unit conundrum // Journal of Parenteral and Enteral Nutrition. — 2011. - 35(5). - 4S-13S.
6. Swinburn B.A., Sacks G., Hall K.D. et al. The global obesity pandemic: shaped by global drivers and local environments // The Lancet. - 2011. - 378 (9793). - 804-814.
7. Riaz M.N., Asif M., Ali R.. Stability of vitamins during extrusion // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. — 2009. - 49(4). - 361-368.
8. Niswender K. Diabetes and obesity: therapeutic targeting and risk reduction — a complex interplay // Diabetes, Obesity and Metabolism. - 2010. - 12 (4). - 267-287.
9. Mertz W., Schwarz K. Relation of glucose tolerance factor to impaired intravenous glucose tolerance of rats on stock diets // American Journal of Physiology. — 1959. — 196 (3). — 614-618.
10. Schwarz, K, Mertz, W. Chromium(III) and the glucose tolerance factor // Archives of Biochemistry and Biophysics. -1959. - 85 (1). - 292-295.
11. Brown R.O, Forloines-Lynn S., Cross R.E., Heizer W.D. Chromium deficiency after long-term total parenteral nutrition // Digestive Diseases and Sciences. — 1986. — 31 (6). — 661-664.
12. Freund H., Atamian S., Fischer J.E. Chromium deficiency during total parenteral nutrition // Journal of the American Medical Association. - 1979. — 241 (5). — 496-498.
13. Jeejeebhoy K.N., Chu R..C., Marliss E.B., Greenberg G.R., Bruce-Robertson A. Chromium deficiency, glucose intolerance, and neuropathy reversed by chromium supplementation, in a patient
№ 6(70) • 2015
www.mif-ua.com
79
Обзор литературы /Literature Review/
iE!
receiving long term total parenteral nutrition // The American Journal of Clinical Nutrition. — 1977. — 30 (4). — 531-538.
14. Via M, Scurlock C, Raikhelkar J., Di Luozzo G, Mechanick J.I. Chromium infusion reverses extreme insulin resistance in a cardiothoracic ICUpatient// Nutrition in Clinical Practice. — 2008. — 23 (3). — 325-328.
15. McClave S.A., Martindale R.G., Vanek V.W. et al. Guidelines for the provision and assessment of nutrition support therapy in the adult critically ill patient: society of critical care medicine (SCCM) and American society for parenteral and enteral nutrition (A.S.P.E.N.) // Journal of Parenteral and Enteral Nutrition. — 2009. — 33 (3). — 277-316.
16. Ekmekcioglu C., Prohaska C., Pomazal K, Steffan I., Schernthaner G, Marktl W. Concentrations of seven trace elements in different hematological matrices in patients with type 2 diabetes as compared to healthy controls // Biological Trace Element Research. — 2001. — 79(3). — 205-219.
17. Kazi T.G., Afridi H.I., Kazi N. et al. Copper, chromium, manganese, iron, nickel, and zinc levels in biological samples of diabetes mellitus patients // Biological Trace Element Research. — 2008. — 122 (1). — 1-18.
18. Ghosh D, Bhattacharya B, Mukherjee B. et al. Role of chromium supplementation in Indians with type 2 diabetes mellitus // Journal of Nutritional Biochemistry. — 2002. — 13 (11). — 690-697.
19. Rajpathak S., Rimm E.B., Li T. et al. Lower toenail chromium in men with diabetes and cardiovascular disease compared with healthy men//Diabetes Care. — 2004. — 27(9). — 2211-2216.
20. Balk E.M., Tatsioni A., Lichtenstein A.H., Lau J., Pittas A.G. Effect of chromium supplementation on glucose metabolism and lipids: a systematic review of randomized controlled trials // Diabetes Care. — 2007. — 30 (8). — 2154-2163.
21. Cefalu W.T., Hu F.B. Role of chromium in human health and in diabetes//Diabetes Care. — 2004. — 27(11). — 2741-2751.
22. Broadhurst C.L., Domenico P. Clinical studies on chromium picolinate supplementation in diabetes mellitus — a review // Diabetes Technology and Therapeutics. — 2006. — 8 (6). — 677-687.
23. Thyroid volume, goiter prevalence, andselenium levels in an iodine-sufficient area: a cross-sectional study / Y. Liu, H. Huang, J. Zeng, C. Sun // BMC Public Health. — 2013. — 13. — 1153. doi: 10.1186/1471-2458-13-1153.
24. Kohrle J. Selenium and the control of thyroid hormone metabolism //Thyroid. —2005Aug. — 15 (8). — 841-53.
25. Kolachi N.F., Kazi T.G., Afridi H.I, Kazi N.G., Khan S. Investigation of essential trace and toxic elements in biological samples (blood, serum and scalp hair) of liver cirrhotic/cancer female patients before and after mineral supplementation // Clinical Nutrition. — 2012. — 31 (6). — 967-973. doi: 10.1016/j. clnu.2012.04.015.
26. Rgbacz-Maron E., Baranowska-Bosiacka I., Gutowska I., Krzywania N., Chlubek D. The content of fluoride, calcium and magnesium in the hair of young men of the bantu language group from tanzania versus social conditioning // Biological Trace Element Research. — 2013. — 156 (1-3). — 91-95. doi: 10.1007/ s12011-013-9844-z.
27. Pasha Q., Malik S. A., Shaheen N, Shah M. H. Comparison of trace elements in the scalp hair of malignant and benign breast lesions versus healthy women // Biological Trace Element Research. — 2010. — 134 (2). — 160-173. doi: 10.1007/ s12011-009-8469-8.
28. Boumba V., Ziavrou K., Vougiouklakis T. Hair as a biological indicator of drug use, drug abuse or chronic exposure to environmental toxicants // International Journal of Toxicology. — 2006. — 25 (3). — 143-163. doi: 10.1080/10915810600683028.
29. Zhuk L.I., Kist A.A. Human hair instrumental neutron activation analysis and medicine// Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. — 1995. — 195 (1). — 75-81. doi: 10.1007/ BF02036475.
30. Srogi K. Heavy metals in human hair samples from Silesia province: the influence of sex, age and smoking habit// Problems of Forensic Sciences. — 2004. — 60. — 7-27.
31. Rgbacz-Maron E., Baranowska-Bosiacka I., Gutowska I., Krzywania N., Chlubek D. The content of fluoride, calcium and magnesium in the hair of young men of the bantu language group from tanzania versus social conditioning // Biological Trace Element Research. — 2013. — 156 (1-3). — 91-95. doi: 10.1007/ s12011-013-9844-z.
32. Onuwa P.O., NamonuL.A., EnejiI.S., Sha'Ato R. Analysis of heavy metals in human scalp hair using energy dispersive X-ray fluorescence technique // Journal of Analytical Sciences, Methods and Instrumentation. — 2012. — 2 (4). — 187-193. doi: 10.4236/ jasmi.2012.24029.
33. Essential metals profile of the hair and nails of patients with laryngeal cancer. Golasik M., Przybylowicz A., Wozniak A. [et al.]// J. Trace Elem. Med. Biol. — 2015 Jul. — 31. — 67-73. doi: 10.1016.
OmpuMaHO 12.09.15 M
Руснак И.Т.
ВГУЗ «Буковинский государственный медицинский университет», г. Черновцы
РОЛЬ НЕКОТОРЫХ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В РАЗВИТИИ ЭНДОКРИННЫХ НАРУШЕНИЙ. ВОЗМОЖНОСТИ СКРИНИНГА И РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ
Резюме. Целью работы был обзор литературных данных о связи уровня микроэлементов организма, в частности хрома и селена, с возникновением эндокринных нарушений, их выявлении, использовании анализа элементов волос для скрининга и ранней диагностики.
Ключевые слова: микроэлементы, хром, селен, анализ элементов волос.
Rusnak I.T.
Higher State Educational Institution of Ukraine «Bukovinian State Medical University», Chernivtsi, Ukraine ROLE OF SOME TRACE ELEMENTS IN THE DEVELOPMENT OF ENDOCRINE DISORDERS. POSSIBILITIES OF SCREENING AND EARLY DIAGNOSIS
Summary. The objective of the article was a review of the literature data on the correlation of the level of body trace elements, in particular chromium and selenium, and the onset of endocrine disorders, their detection, the use of hair element analysis for screening and early diagnosis.
Key words: trace elements, chromium, selenium, hair element analysis.
