CC BY
28
112 Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний
УДК 616.12-007-053.1-008.313:54.01]-053.2 DOI 10.17802/2306-1278-2018-7-2-112-120
СОДЕРЖАНИЕ ЭССЕНЦИАЛЬНЫХ И УСЛОВНО ЭССЕНЦИАЛЬНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ИНТРАОПЕРАЦИОННЫХ БИОПТАТАХ ДЕТЕЙ С ВРОЖДЕННЫМИ ПОРОКАМИ СЕРДЦА И АРИТМИЕЙ
A.B. Дубовая1 Г.Э. Сухарева2
1Государственная образовательная организация высшего профессионального образования «Донецкий национальный медицинский университет имени М. Горького», пр-т Ильича, 16, Донецк, 83003; Институт неотложной и восстановительной хирургии имени В.К. Гусака, пр-т Ленинский, 47, Донецк, 83000; Медицинская академия имени С.И. Георгиевского Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского», бульвар Ленина, 5/7, Симферополь, Республика Крым, Российская Федерация, 295051
Основные положения
• Полученные доказательства наличия прямой сильной корреляционной зависимости между концентрацией эссенциальных и условно эссенциальных химических элементов в тканях кардиоваску-лярной системы и в волосах подтверждают возможность использования волос как биосубстрата, который объективно отражает содержание данных химических элементов в тканях сердца и сосудов.
• Полученные результаты, указывающие на дефицит эссенциальных и условно эссенциальных химических элементов в организме детей с врожденными пороками сердца и нарушениями ритма, могут быть использованы при разработке комплексных мероприятий по ведению данной категории пациентов.
Актуальность
Цель
Материалы и методы
Несмотря на многочисленность проводимых исследований, особенно в последнее десятилетие, до настоящего времени ряд аспектов этиопатогенеза, лечения и реабилитации детей с нарушением ритма сердца (НРС) остаются не изученными. В поиске возможных путей решения ряда задач нами было обращено внимание на существенную значимость химических элементов (ХЭ) в обеспечении деятельности сердечно-сосудистой системы.
Оценить содержание и выявить взаимосвязь между концентрацией эссенци-альных и условно эссенциальных химических элементов в волосах и в ин-траоперационных биоптатах детей с ВПС и аритмией.
Обследованы 55 детей (34 мальчика и 21 девочка) в возрасте от 6 до 17 лет с различными видами НРС и ВПС. Определено содержание 15 эссенциальных ХЭ (кальций, калий, магний, натрий, фосфор, сера, хром, медь, железо, йод, кобальт, марганец, молибден, селен, цинк) и 3 условно эссенциальных ХЭ (бор, кремний, ванадий) в волосах и в интраоперационных биоптатах детей с ВПС методами атомно-эмиссионной спектрометрии в индуктивно-связанной плазме и атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией. Обработку результатов исследования проводили методами вариационной и альтернативной статистики с использованием лицензионного программного пакета «MedStat».
По результатам проведенного спектрального многоэлементного анализа ин-траоперационных биоптатов тканей сердца и магистральных сосудов выявлен дефицит эссенциальных ХЭ (К, Мп, Se, Сг, Р, Со, S, Си, Мо) и условно эссенциального микроэлемента Si. Доказана прямая сильная корреляционная зависимость между содержанием эссенциальных ХЭ (К, Мп, Se, Сг, Со) и условно эссенциального ХЭ Si в волосах и тканях сердца у детей с ВПС и НРС.
Выявленный дефицит эссенциальных ХЭ калия, марганца, селена, хрома, фосфора, кобальта, серы, меди, натрия, молибдена и условно эссенциального микроэлемента кремния, доказанная прямая сильная корреляционная зависимость между содержанием калия, марганца, селена, хрома, кобальта и кремния в волосах и тканях сердца у детей с ВПС и НРС подтверждает информативность использования данного биосубстрата для оценки содержания ХЭ в организме.
Результаты
Заключение
Для корреспонденции: Дубовая Анна Валериевна, тел. +380997903356, e-mail: dubovaya_anna@mail.ru, адрес: 83003, Донецк, пр. Ильича, 16
Corresponding author: Dubovaya Anna V., tel. +380997903356, e-mail: dubovaya_anna@mail.ru, address: 83003, Donetsk, 16, Ilicha pr.
Ключевые слова Дети • Интраоперационный биоптат • Аритмия • Врожденный порок сердца
Поступила в редакцию: 26.01.18; поступила после доработки: 19.03.18, 30.04.18; принята к печати:
03.05.18
LEVELS OF ESSENTIAL AND CONDITIONALLY ESSENTIAL NUTRIENTS IN THE INTRAOPERATIVE BIOPSY SPECIMENS OF CHILDREN WITH CONGENITAL HEART DISEASE AND HEART RHYTHM DISORDERS
A.V. Dubovaya113, G.E. Sukhareva2
'M. Gorky Donetsk National Medical University, Ilicha pr., 16, Donetsk, 83003; K. Gusak Institute of Emergency and Reconstructive Surgery, Leninski pr., 47, Donetsk, 83000; 2S.I. Georgievsky Medical Academy of Vernadsky CFU, Lenin Av., 5/7, Simferopol, Republic of Crimea, Russian Federation, 295051
Highlights
• The direct strong correlation between the levels of essential and conditionally essential nutrients in the cardiovascular tissues has been determined. Hair may be used as a biosubstrate, which objectively reflects their levels in the cardiovascular tissues.
• The obtained findings proving the deficit of essential and conditionally essential nutrients in the body of children with congenital heart disease and heart rhythm disorders may be used for the development of advanced treatment approaches to this group of patients.
Background
Aim
Methods
Despite recent numerous studies, etiopathogenesis, treatment and rehabilitation of children with heart rhythm disorders haven't been studied well. We paid attention to the significant impact of mineral nutrients on cardiac activity, while addressing to the viable solutions.
To measure the levels of essential and conditionally essential mineral nutrients and to determine any relationships between their concentrations in hair and in the intraoperative biopsy specimens obtained from children with congenital heart disease and heart rhythm disorders.
55 children (34 boys and 21 girls) aged 6 to 17 years with different heart rhythm disorders and congenital heart disease were included in the study. Levels of 15 essential mineral nutrients (calcium, potassium, magnesium, sodium, phosphorus, sulfur, chromium, copper, iron, iodine, cobalt, manganese, molybdenum, selenium, zinc) and 3 conditionally essential nutrients (boron, silicon, vanadium) were measured in hair and in the intraoperative biopsy specimens obtained from children with congenital heart disease using inductively coupled plasma atomic emission spectrometry and electrothermal atomization atomic absorption spectrometry. The results of the study were processed using variational and alternative statistic methods with the commercially available software «MedStat».
The lack of essential nutrients (K, Mn, Se, Cr, P, Co, S, Cu, Na, Mo) and conditionally essential mineral, Si, in the intraoperative biopsy specimens of the heart and great arteries has been found. The direct strong correlation between the levels of essential (K, Mn, Se, Cr, Co) and conditionally essential (Si) minerals in hair and heart tissues of children with congenital heart disease and heart rhythm disorders has been determined.
The deficit of essential (potassium, manganese, selenium, chromium, phosphorus, cobalt, sulfur, copper, sodium, molybdenum) and conditionally essential (silicon) mineral nutrients, and the direct strong correlation between their levels in hair and heart tissues of children with congenital heart disease and heart rhythm disorders allows using hair as a biosubstrate, which is highly informative for the measurement of nutrients in the human body.
Results
Conclusion
Keywords
Children • Intraoperative biopsy specimen heart disease
Heart rhythm disorder • Congenital
114 Содержание химических элементов в интраоперационных биоптатах
Список сокращений
АТФ - аденозинтрифосфорная кислота НРС - нарушение ритма сердца
ВПС - врожденный порок сердца ХЭ - химический элемент
МС - магистральный сосуд
Введение
Нарушения ритма сердца (НРС) у детей остаются актуальной междисциплинарной медицинской и социальной проблемой во всем мире вследствие значительной распространенности, возможного сохранения, а в ряде случаев прогрессирования в последующие возрастные периоды, фатальности жизнеугрожающих состояний [1 - 3]. Несмотря на многочисленность проводимых исследований, особенно в последнее десятилетие, до настоящего времени ряд аспектов этиопатогенеза, лечения и реабилитации детей с аритмией остаются не изученными [4 - 6]. В поиске возможных путей решения ряда задач нами было обращено внимание на существенную значимость химических элементов (ХЭ) в обеспечении деятельности сердечно-сосудистой системы [7 - 10]. В предыдущих наших исследованиях было выявлено, что дети с аритмией статистически значимо чаще (р<0,05) в сравнении со здоровыми сверстниками имели дефицит эссенци-альных (кальций, калий, магний, натрий, фосфор, сера, хром, медь, железо, йод, кобальт, марганец, молибден, селен, цинк) и условно эссенциальных (бор, кремний, ванадий) ХЭ. Показатель средней концентрации всех эссенциальных и условно эс-сенциальных ХЭ у пациентов с НРС был ниже в сравнении с контрольной группой, достигая статистической значимости по калию, марганцу, селену, хрому, йоду, фосфору, кобальту, натрию, молибдену [11]. Полученные данные явились основанием для определения этих ХЭ в интраоперационных биоптатах детей с врожденными пороками сердца (ВПС) и аритмией.
Цель исследования: Оценить содержание и выявить взаимосвязь между концентрацией эссен-циальных и условно эссенциальных химических элементов в волосах и в интраоперационных биоп-татах детей с ВПС и аритмией.
Материалы и методы
Статья отвечает принципам Хельсинкской декларации, принятой Генеральной ассамблеей Всемирной медицинской ассоциации (с изменениями от 2013 г.), Конвенции Совета Европы о правах человека и биомедицине (1997), соответствующим положениям ВОЗ, Международного совета медицинских научных обществ, Международного кодекса медицинской этики (1983 г.), полностью исключает ограничение интересов пациента и нанесение вреда его здоровью. Дизайн исследования одобрен ЛЭК учреждения. Перед включением в ис-
следование все законные представители (опекуны) детей с ВПС дали письменное информированное согласие.
Обследованы 55 детей (34 мальчика и 21 девочка) в возрасте от 6 до 17 лет (средний возраст - 9,5±3,2 года) с различными видами НРС и ВПС, диспансерное наблюдение и оперативная коррекция порока у которых были проведены в отделении детской кардиохирургии и реабилитации Института неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака. У 10 (18,2%) пациентов диагностированы обструктивные пороки левого сердца, у 9 (16,3%) больных - обструктивные пороки правого сердца, у 15 (27,3%) детей - шунтовые пороки с перегрузкой правого желудочка, у 21 (38,2%) больного - шунтовые пороки с перегрузкой левого желудочка. НРС были представлены суправентри-кулярной и желудочковой экстрасистолией, синдромом слабости синусового узла, хронической непароксизмальной тахикардией, пароксизмальной суправентрикулярной тахикардией, синоаурику-лярной блокадой, атриовентрикулярной блокадой I-II степени. Определено содержание 15 эссенци-альных ХЭ (кальций, калий, магний, натрий, фосфор, сера, хром, медь, железо, йод, кобальт, марганец, молибден, селен, цинк) и 3 условно эссен-циальных ХЭ (бор, кремний, ванадий) в волосах и в интраоперационных биоптатах детей с ВПС методами атомно-эмиссионной спектрометрии в индуктивно-связанной плазме и атомно-абсорбци-онной спектрометрии с электротермической атоми-зацией на масс-спектрометре «ICPE-9000 Plasma Atomic Emission Spectrometry» («Shimadzu», Япония). Забор 81 биоптата был осуществлен интра-операционно во время хирургической коррекции ВПС у 55 детей с НРС: аорта (n = 17), место коар-ктации аорты (n = 20), стенка предсердия (n = 13), миокард (n = 9), межпредсердная перегородка (n = 9), перикард (n = 7), клапан легочной артерии (n = 3), стенка легочной артерии (n = 2), артериальный проток (n = 1). У всех детей выполнено первичное кардиохирургическое вмешательство, пациенты с повторными операциями на сердце в исследование не включались.
Обработку результатов исследования проводили методами вариационной и альтернативной статистики с использованием лицензионного программного пакета «MedStat». Для проверки распределения данных на нормальность использовали критерий х2 и тест Шапиро-Уилка. Учитывая, что анализируемые признаки подчинялись закону нормаль-
ного распределения, рассчитывали среднее арифметическое значение показателя (М), стандартную ошибку среднего (т); для сравнения количественных признаков использовали критерий Стьюдента (р); для оценки наличия корреляционной зависимости между признаками рассчитывали коэффициент корреляции Пирсона. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05.
Результаты
По результатам проведенного спектрального многоэлементного анализа интраоперационных биоптатов тканей сердца и магистральных сосудов (МС) выявлен дефицит эссенциальных ХЭ (К, Мп, Se, Сг, Р, Со, S, Си, Мо) и условно эссенциаль-ного микроэлемента Si, что представлено в Табл. 1.
Как свидетельствуют результаты исследования, представленные в Табл. 1, в локусе мальфор-мации у детей с ВПС средняя концентрация всех эссенциальных и условно эссенциальных ХЭ была ниже (статистически значимо калия, марганца, селена, хрома, фосфора, кобальта, натрия, молибдена, кремния), чем в неизмененной области сердца. Доказано, что ионы К+ и принимают непосредственное участие в возникновении потенциала действия, нарушение образования или проведения которого может лежать в основе аритмии [7]. Двух-
валентные катионы Мп2+ в числе прочих ^е2+, 2п2+, Р2+ и У2+) определяют вход Са2+ в кардиомиоцит. При дефиците селена уменьшается количество миозина, из которого под действием Са2+ образуется актомиозин. Актомиозин, обладая АТФ-азной активностью, в присутствии Са2+ и Mg2+ гидролизует АТФ и обеспечивает энергией сокращение мышцы, то есть систолу сердца. Учитывая вышеизложенное, можно предположить роль данных ХЭ в этио-патогенезе нарушений ритма сердца у обследованных детей.
Следующим этапом исследования было определение корреляционной зависимости с использованием коэффициента корреляции Пирсона между концентрацией эссенциальных и условно эссенци-альных ХЭ в тканях сердца и волосах детей с ВПС и НРС.
Результаты анализа корреляционной зависимости между концентрацией калия в тканях сердца и волосах детей с ВПС и НРС представлены в Табл. 2.
Согласно данным Табл. 2, установлено наличие прямой сильной корреляционной зависимости между концентрацией эссенциального ХЭ калия в локусе мальформации и в неизмененной области сердца (г = + 0,924), в локусе мальформации и в волосах (г = + 0,871). Полученные данные свидетельствуют о возможности использования волос как биосубстрата, который объективно отражает содер-
Таблица 1. Концентрация эссенциальных и условно эссенциальных ХЭ в интраоперационных биоптатах тканей сердца детей с ВПС и НРС
Table 1. Levels of essential and conditionally essential minerals in the intraoperative biopsy specimens of children with CHD and heart rhythm disorders
Допустимая концентрация Средняя концентрация (М±ш) / Mean levels
Название ХЭ / Mineral в тканях сердца и сосудов, мг/кг [12] / Reference values in heart tissues and great arteries [12] Локус мальформации/ Malformation locus (n = 40) Неизмененная область сердца и МС / Normal region of the heart and GA (n = 41) р
Калий / Potassium 1,5 - 2,5 1,1±0,2 1,4±0,9 0,024
Марганец / Manganese 0,09 - 1,3 0,07±0,05 0,82±0,13 0,007
Селен / Selenium 0,07 - 0,28 0,08±0,05 0,09±0,07 0,036
Хром / Chromium 0,01 - 0,13 0,05±0,02 0,12±0,01 0,024
Фосфор / Phosphorus 1,4 - 1,6 1,2±0,1 1,3±0,2 0,043
Кобальт / Cobalt 0,01 - 0,2 0,02±0,01 0,09±0,01 0,032
Сера / Sulfur 1346 - 1849 1234±249 1632±189 0,521
Медь / Copper 2 - 6 3,42±1,36 4,35±1,39 0,514
Натрий / Sodium 1212 - 1700 1014±235 1123±276 0,032
Молибден / Molybdenum 0,05 - 0,2 0,02±0,01 0,04±0,01 0,041
Кремний / Silicon 82 - 86 79±4 81±5 0,052
Примечание: ВПС - врожденные пороки сердца, ХЭ - химический элемент, МС - магистральные сосуды. Note: CHD - congenital heart disease, GA - great arteries.
жание эссенциального ХЭ калия в тканях сердца.
В Табл. 3 приведены результаты анализа корреляционной зависимости между концентрацией марганца в тканях сердца и волосах детей с ВПС и НРС.
Как свидетельствуют данные Табл. 3, установлено наличие прямой сильной корреляционной зависимости между концентрацией эссенциального ХЭ марганца в локусе мальформации и в неизмененной области сердца (r = + 0,778), в локусе маль-формации и в волосах (r = + 0,835). Полученные результаты позволяют утверждать, что выявление дефицита марганца в волосах может с высокой долей вероятности свидетельствовать о его дефиците в тканях кардиоваскулярной системы.
Результаты анализа корреляционной зависимости между концентрацией селена в тканях сердца и волосах детей с ВПС и НРС отражены в Табл. 4.
Согласно данным Табл. 4, установлено нали-
чие прямой сильной корреляционной зависимости между концентрацией эссенциального микроэлемента селена в локусе мальформации и в неизмененной области сердца (г = + 0,703), в локусе мальформации и в волосах (г = + 0,816), прямой средней корреляционной зависимости между концентрацией селена в неизмененной области сердца и в волосах (г = + 0,537). Полученные результаты подтверждают возможность использования волос как биосубстрата, который объективно отражает содержание селена в тканях сердца.
В Табл. 5 приведены результаты анализа корреляционной зависимости между концентрацией хрома в тканях сердца и волосах пациенов с ВПС и НРС.
Как свидетельствуют данные Табл. 5, установлено наличие прямой сильной корреляционной зависимости между концентрацией эссенциального ХЭ хрома в локусе мальформации и в неизмененной
Таблица 2. Корреляционная зависимость между концентрацией калия в тканях сердца и волосах детей с ВПС и НРС Table 2. Correlation between the levels of potassium in the heart tissues and hair of children with CHD and heart rhythm disorders
Значение корреляционного коэффициента, r / The value of the correlation coefficient, r
Показатель / Parameter Локус мальформации/ Malformation locus Неизмененная область сердца и МС / Normal region of the heart and GA Волосы / Hair
Локус мальформации / Malformation locus - + 0,924 + 0,871
Неизмененная область сердца и сосудов / Normal region of the heart and GA + 0,924 - -
Примечание: ВПС - врожденные пороки сердца, НРС - нарушение ритма сердца; Note: CHD - congenital heart disease, GA - great arteries.
Таблица 3. Корреляционная зависимость между концентрацией марганца в тканях сердца и волосах детей с ВПС и НРС Table 3. Correlation between the levels of manganese in the heart tissues and hair of children with CHD and heart rhythm disorders
Показатель / Parameter Значение корреляционного коэффициента, r / The value of the correlation coefficient, r
Локус мальформации/ Malformation locus Неизмененная область сердца и МС / Normal region of the heart and GA Волосы / Hair
Локус мальформации / Malformation locus - + 0,778 + 0,835
Неизмененная область сердца и сосудов / Normal region of the heart and GA + 0,778 - + 0,649
Примечание: ВПС - врожденные пороки сердца, НРС - нарушение ритма сердца; Note: CHD - congenital heart disease, GA - great arteries.
Таблица 4. Корреляционная зависимость между концентрацией селена в тканях сердца и волосах детей с ВПС и НРС Table 4. Correlation between the levels of selenium in the heart tissues and hair of children with CHD and heart rhythm disorders
Показатель / Parameter Значение корреляционного коэффициента, r / The value of the correlation coefficient, r
Локус мальформации/ Malformation locus Неизмененная область сердца и МС / Normal region of the heart and GA Волосы / Hair
Локус мальформации / Malformation locus - + 0,703 + 0,816
Неизмененная область сердца и сосудов / Normal region of the heart and GA + 0,703 - + 0,537
A.V. Dubovaya et al. 117
области сердца (г = + 0,729), в локусе мальформации и в волосах (г = + 0,712). Это позволяет утверждать, что выявление дефицита эссенциального микроэлемента хрома в волосах может с высокой долей вероятности свидетельствовать о его дефиците в тканях сердца.
В Табл. 6 представлены результаты анализа корреляционной зависимости между концентрацией кобальта в тканях сердца и волосах пацие-нов с ВПС и НРС. Установлено наличие прямой средней корреляционной зависимости между концентрацией эссенциального ХЭ кобальта в локусе мальформации и в неизмененной области сердца (г = + 0,642), в локусе мальформации и в волосах (г = + 0,787), что подтверждает информативность использования волос для оценки содержания кобальта в тканях сердца.
Обращало внимание, что снижение допустимого
содержания кремния констатировано у всех детей с коарктацией аорты (16 пациентов). Это согласуется с данными Г.Н. Окуневой и соавт. [7], что в организме в наиболее высоких концентрациях кремний содержится в соединительной ткани, в том числе в стенках аорты. Результаты анализа корреляционной зависимости между концентрацией условно эссенциального ХЭ кремния в тканях сердца и волосах детей с ВПС и НРС отражены в Табл. 7.
Согласно данным Табл. 7, установлено наличие прямой средней корреляционной зависимости между концентрацией условно эссенциального ХЭ кремния в локусе мальформации и в неизмененной области сердца (г = + 0,639), прямой сильной корреляционной зависимости между концентрацией кремния в локусе мальформации и в волосах (г = + 0,742), прямой средней корреляционной зависимости между концентрацией кремния в неизмененной
Таблица 5. Корреляционная зависимость между концентрацией хрома в тканях сердца и волосах детей с ВПС и НРС Table 5. Correlation between the levels of chromium in the heart tissues and hair of children with CHD and heart rhythm disorders
Значение корреляционного коэффициента, r / The value of the correlation coefficient, r
Показатель / Parameter Локус мальформации/ Malformation locus Неизмененная область сердца и МС / Normal region of the heart and GA Волосы / Hair
Локус мальформации / Malformation locus - + 0,729 + 0,712
Неизмененная область сердца и сосудов / Noimal region of the heart and GA + 0,729 - -
Примечание: ВПС - врожденные пороки сердца, НРС - нарушение ритма сердца; Note: CHD - congenital heart disease, GA - great arteries.
Таблица 6. Корреляционная зависимость между концентрацией кобальта в тканях сердца и волосах детей с ВПС и НРС Table 6. Correlation between the levels of cobalt in the heart tissues and hair of children with CHD and heart rhythm disorders
Значение корреляционного коэффициента, r / The value of the correlation coefficient, r
Показатель / Parameter Локус мальформации / Malformation locus Неизмененная область сердца и МС / Normal region of the heart and GA Волосы / Hair
Локус мальформации / Malfomation locus - + 0,642 + 0,787
Неизмененная область сердца и сосудов / Nomal region of the heart and GA + 0,642 - -
Примечание: ВПС - врожденные пороки сердца, НРС - нарушение ритма сердца; Note: CHD - congenital heart disease, GA - great arteries.
Таблица 7. Корреляционная зависимость между концентрацией кремния в тканях сердца и волосах детей с ВПС и НРС Table 7. Correlation between the levels of silicon in the heart tissues and hair of children with CHD and heart rhythm disorders
Показатель / Parameter Значение корреляционного коэффициента, r / The value of the correlation coefficient, r
Локус мальформации/ Malformation locus Неизмененная область сердца и МС / Normal region of the heart and GA Волосы / Hair
Локус мальформации / Malfomation locus - + 0,639 + 0,742
Неизмененная область сердца и сосудов / Nomal region of the heart and GA + 0,639 - + 0,576
118 Содержание химических элементов в интраоперационных биоптатах
области сердца и в волосах (г = + 0,576).
Клинический пример. Пациентка Л., 8 лет (ИБ №8724), которая находилась в отделении детской кардиохирургии и реабилитации ИНВХ им. В.К. Гусака с 15.01.10 г. по 07.02.2010 г. по поводу коар-ктации аорты, суправентрикулярной экстрасисто-лии. Результаты спектрального многоэлементного анализа волос до оперативной коррекции ВПС представлены на Рисунке.
Как видно из Рисунка, у девочки констатирован дефицит эссенциальных макроэлементов фосфора (в 1,25 раз ниже возрастной нормы), натрия (в 1,09 раз ниже возрастной нормы), серы (в 1,05 раз ниже возрастной нормы), кальция (в 1,02 раза ниже возрастной нормы), микроэлементов хрома (в
6.5 раз ниже возрастной нормы), марганца (в 3,14 раза ниже возрастной нормы), железа (в 2,68 раз ниже возрастной нормы), селена (в 1,43 раза ниже возрастной нормы), меди (в 1,21 раз ниже возрастной нормы), кобальта (в 1,05 раз ниже возрастной нормы), условно эссенциального микроэлемента кремния (в 1,59 раз ниже возрастной нормы). При спектральном анализе иссеченного интраопера-ционного биоптата стенки аорты в месте сужения определялось снижение уровня кремния в 3,4 раза, кальция - в 1,7 раза, фосфора - в 1,6 раза, меди - в
1.6 раза, кобальта - в 1,4 раза. Доказано наличие прямой сильной корреляционной зависимости между концентрацией кремния в локусе мальфор-мации и волосах (г= + 0,782).
Представленный клинический пример свидетельствует о наличии у ребенка с коарктацией аорты и суправентрикулярной экстрасистолией дефицита эссенциальных макроэлементов кальция и фосфора, микроэлементов меди и кобальта, условно эссенциального микроэлемента кремния в локу-се мальформации и волосах. Полученные данные
дополняют результаты исследования Е. Н. Муквич и соавт. [13], доказавшей наличие прямой сильной корреляционной зависимости между концентрацией токсичных ХЭ (бария, алюминия) и потенциально токсичных ХЭ (лития, никеля, стронция, мышьяка) в тканях сердца и волосах (г = +0,75).
Обсуждение
Таким образом, проведенный спектральный многоэлементный анализ интраоперационных биоптатов тканей сердца и магистральных сосудов позволил установить, что у детей с ВПС и НРС в локусе мальформации средняя концентрация 15 эссенциальных ХЭ (кальций, калий, магний, натрий, фосфор, сера, хром, медь, железо, йод, кобальт, марганец, молибден, селен, цинк) и 3 условно эссенциальных ХЭ (бор, кремний, ванадий) была ниже, чем в неизмененной области сердца. Полученные результаты могут свидетельствовать о возможном влиянии дефицита указанных эссен-циальных и условно эссенциальных ХЭ на формирование врожденного порока сердца у обследованных детей, что согласуется с результатами исследования J. W. Ват^Шп et а1. [14]. Статистически значимые отличия получены для калия, марганца, селена, хрома, фосфора, кобальта, натрия, молибдена, кремния, непосредственно принимающих участие в возникновении и проведении потенциала действия [15], что может указывать на возможную роль этих ХЭ в этиопатогенезе нарушений ритма сердца у обследованных детей.
Наряду с выявленными особенностями содержания эссенциальных и условно эссенциальных ХЭ в тканях сердца и магистральных сосудов детей с ВПС и НРС, представлял интерес поиск неинва-зивного и одновременно объективного биосубстрата, который бы достоверно отражал содержание
|Н Норма ИОтклонение от нормы
/1 ,1 A s Ba В e Bi С d t li P ь s ь s л S » E 1 С a < ;i с о С :r с u Fe i 1 к L j Ы Ig M In W to N la F S 1 Se E V ' z n
|
r L I
- — — i- - -1 L 1 Г _ JL Ji L J _ 1m L i
J u ¡L J u U
■ T г С Г : 1 =T л 1
■
f ll A s В a В e E li С li Pb S b s n S ir E 1 С 51 I ;i с о Cr С и Fe к L j ы Ig M In IK to N la F ' S ; Si e Si V 1 2 n
Рисунок. Результаты спектрального многоэлементного анализа волос Пациентка Л., 8 лет. Коарктация аорты. Суправентрикулярная экстрасистолия
Figure. Results of spectral multielement analysis of hair obtained from Patient L., 8 years. Coarctation of the aorta. Supraventricular extrasystole
ХЭ в тканях сердечно-сосудистой системы. Полученные доказательства наличия прямой сильной корреляционной зависимости между концентрацией эссенциальных и условно эссенциальных ХЭ в тканях кардиоваскулярной системы и в волосах подтверждают возможность использования волос как биосубстрата, который объективно отражает содержание данных ХЭ в тканях сердца и сосудов. Это имеет важное значение для практического здравоохранения, поскольку волосы являются легкодоступным биологическим материалом, сбор их прост, безболезнен, не инвазивен (особенно важно по отношению к детям), они могут длительно храниться и пригодны для массовых скрининговых обследований [16]. Полученные результаты могут быть использованы при разработке комплексных мероприятий для определения тактики ведения пациентов с ВПС [17].
Заключение
По результатам спектрального многоэлементного анализа интраоперационных биоптатов тканей сердца и магистральных сосудов установлено, что у детей с ВПС и НРС средняя концентрация калия,
марганца, селена, хрома, фосфора, кобальта, натрия, молибдена, кремния в локусе мальформации статистически значимо ниже, чем в неизмененной области сердца. Учитывая участие этих ХЭ в возникновении и проведении потенциала действия, можно предположить их роль в этиопатогенезе нарушений ритма сердца у обследованных детей. Результаты проведенного корреляционного анализа доказали, что концентрация эссенциальных и условно эссенциальных ХЭ в волосах объективно отражает их содержание в тканях сердца и магистральных сосудов, что подтверждает информативность использования волос в практической медицине в качестве биосубстрата, отражающего химический состав организма человека.
Конфликт интересов
А.В. Дубовая заявляет об отсутствии конфликта интересов. Г.Э. Сухарева заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование
Авторы заявляют об отсутствии финансирования исследования.
Информация об авторах
Дубовая Анна Валериевна, кандидат медицинских наук, доцент Донецкого национального медицинского университет им. М. Горького, Донецк.
Сухарева Галина Эриковна, доктор медицинских наук, профессор Медицинской академии имени С.И. Георгиевского ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского», Симферополь, Республика Крым, Российская Федерация.
Information about authors
Dubovaya Anna V., PhD, Associate Professor, M. Gorky Donetsk National Medical University, Donetsk.
Sukhareva Galina E., PhD, Professor, S.I. Georgievsky Medical Academy of Vernadsky CFU, Simferopol, Republic of Crimea, Russian Federation.
Вклад авторов в статью
ДАВ - отбор и формирование группы наблюдения, клиническое обследование пациентов с оценкой результатов, оценка данных спектрального многоэлементного анализа волос и интраоперационных биоптатов, статистическая обработка полученных данных, написание статьи.
СГЭ - постановка цели, задач, определение программы работы, обсуждение клинического примера, написание статьи.
Authors contribution
DAV - selection and formation of the study group, clinical examination of patients with the interpretation of the obtained results, interpretation of the findings of the spectral multielement analysis of hair and the intraoperative biopsy specimens, statistical processing of the obtained data, manuscript writing.
SGE - formulation of the goal and objectives of the study, planning the research work, discussion of the clinical case, manuscript writing.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Романова Т. А., Чернявская Е.К., Гурова М.М., Рубанова Л.Е. Анализ заболеваемости системы кровообращения у детей Белгородской области за период с 2013 по 2015 годы. Актуальные вопросы теоретической и практической медицины: сборник научных трудов. 2016: 203-207.
2. Нагорная Н.В., Пшеничная Е.В., Бордюгова Е.В., Конопко Н.Н., Дубовая А.В., Четверик Н.А. и др. Анализ регистра жизнеугрожаемых заболеваний сердечнососудистой системы у детей Донецкой области. Вестник аритмологии. Приложение А. 2012: 95.
3. Мутафьян О.А. Неотложная кардиология детского и подросткового возраста. СПб. 2013.
4. Артюхов И.П., Галактионова М.Ю. Клинико-социальные аспекты нарушений ритма и проводимости сердца у детей. Российский педиатрический журнал. 2010;
2: 20-24.
5. Кораблева Н.Н., Макаров Л.М. Результаты суточного мониторирования ЭКГ и реопневмограммы у младенцев, перенесших очевидное жизнеугрожающее событие. Педиатрия. 2015; 1: 39-44.
6. Цыганкова Е.Р., Чупрова С.Н., Володькина В.В. Нарушения сердечного ритма у детей с патологией слуха. Вестник оториноларингологии. 2016; 81 (6): 32-36. doi: 10.17116/^оппо201681632-36
7. Окунева Г.Н., Кливер Е.Э., Караськов А.М. Химические элементы и структурно-молекулярные особенности кардиомиоцитов у пациентов раннего возраста с транспозицией магистральных артерий. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2012; 3: 13-17.
8. Решетняк О.А. Корреляционные связи между
содержанием кадмия, калия и кальция в организме и показателями сердечно-сосудистой системы спортсменов. Педагогика, психология и медико-биологические проблемы физического воспитания и спорта. 2013; 10: 68-72.
9. Alissa E.M., Ferns G.A. Heavy metal poisoning and cardiovascular disease. J. Toxicol. 2011; Article ID 870125. doi: 10.1155/2011/870125.
10. Tellez-Plaza M., Jones M.R., Dominguez-Lucas A., Guallar E., Navas-Acien A. Cadmium exposure and clinical cardiovascular disease: a systematic review. Curr. Atheroscler. Rep. 2013; 15: 356. doi: 10.1007/s11883-013-0356-2.
11. Дубовая А.В. Эссенциальные и условно эссенциальные биоэлементы у детей с нарушениями ритма сердца. Забайкальский медицинский вестник. 2017; 1: 35-43.
12. Скальная М.Г., Дубовой Р.М., Скальный А.В. Химические элементы-микронутриенты как резерв восстановления здоровья жителей России. Оренбург. 2004.
13. Муквич Е.Н., Коваль А.П., Дубовая А.В. Зависимость
между содержанием токсичных металлов в тканях сердечнососудистой системы и других биосубстратах детей с кардиоваскулярными мальформациями. Перинатология и педиатрия. 2015; 1 (61): 50-53.
14. Barrington J.W., Lindsay P., James D., Smith S., Roberts A. Selenium deficiency and miscarriage: a possible link. Br. J. Obstet Gynaecolol. 1996; 103: 130 - 132.
15. Дощицин В.Л. Руководство по практической электрокардиографии. М.: МЕДпресс. 2015.
16. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. Москва. 2004.
17. Игишева Л.Н., Цой Е.Г., Куренкова О.В., Артамонова Г.В. Современная организация медицинской помощи новорожденным с критическими врожденными пороками сердца на дооперационном этапе. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2013; (4): 56-61. D0I:10.17802/2306-1278-2013-4-56-61
REFERENCES
1. Romanova T.A., Chernyavskaya E.K., Gurova M.M., Rubanova L.E. Analiz zabolevaemosti sistemy krovoobrashcheniya u detey Belgorodskoy oblasti za period s 2013 po 2015 gody. Aktual'nye voprosy teoreticheskoy i prakticheskoy meditsiny: sbornik nauchnykh trudov. 2016: 203-207. (in Russian)
2. Nagornaya N.V., Pshenichnaya E.V., Bordyugova E.V., Konopko N.N., Dubovaya A.V., Chetverik N.A. et al. Analiz registra zhizneugrozhaemykh zabolevaniy serdechno-sosudistoy sistemy u detey Donetskoy oblasti. Vestnik aritmologii. Prilozhenie A. 2012: 95. (in Russian)
3. Mutafyan O.A. Neotlozhnaya kardiologiya detskogo i podrostkovogo vozrasta. Sankt-Peterburg; 2013. (in Russian)
4. Artyukhov I.P., Galaktionova M.Yu. Kliniko-sotsial'nye aspekty narusheniy ritma i provodimosti serdtsa u detey. Rossiyskiy pediatricheskiy zhurnal. 2010; 2: 20-24. (in Russian)
5. Korableva N.N., Makarov L.M. Rezul'taty sutochnogo monitorirovaniya EKG i reopnevmogrammy u mladentsev, perenesshikh ochevidnoe zhizneugrozhayushchee sobytie. Pediatriya. 2015; 1: 39-44. (In Russian)
6. Tsygankova E.R., Chuprova S.N., Volod'kina V.V. Cardiac rhythm disturbances in the children with hearing pathology. Vestn. Otorinolaringol. 2016; 81 (6): 32-36. (in Russian) doi: 10.17116/otorino201681632-36
7. Okuneva G.N., Kliver E.E., Karas'kov A.M. Khimicheskie elementy i strukturno-molekulyarnye osobennosti kardiomiotsitov u patsientov rannego vozrasta s transpozitsiey magistral'nykh arteriy. Patologiya krovoobrashcheniya i kardiokhirurgiya. 2012; 3: 13-17. (in Russian)
8. Reshetnyak O.A. Korrelyatsionnye svyazi mezhdu soderzhaniem kadmiya, kaliya i kal'tsiya v organizme i pokazatelyami serdechno-sosudistoy sistemy sportsmenov.
Pedagogika, psikhologiya i mediko-biologicheskie problemy fizicheskogo vospitaniya i sporta. 2013; 10: 68-72. (in Russian)
9. Alissa E.M., Ferns G.A. Heavy metal poisoning and cardiovascular disease. J. Toxicol. 2011; Article ID 870125. doi: 10.1155/2011/870125.
10. Tellez-Plaza M., Jones M.R., Dominguez-Lucas A., Guallar E., Navas-Acien A. Cadmium exposure and clinical cardiovascular disease: a systematic review. Curr. Atheroscler. Rep. 2013; 15: 356. doi: 10.1007/s11883-013-0356-2.
11. Dubovaya A.V. Essentsial'nye i uslovno essentsial'nye bioelementy u detey s narusheniyami ritma serdtsa. Zabaykal'skiy meditsinskiy vestnik. 2017; 1: 35-43. (in Russian)
12. Skal'naja M.G., Dubovoj R.M., Skal'nyj A.V. Himicheskie jelementy-mikronutrienty kak rezerv vosstanovlenija zdorov'ja zhitelej Rossii. Orenburg. 2004. (in Russian)
13. Mukvich E.N., Koval' A.P., Dubovaya A.V. Zavisimost' mezhdu soderzhaniem toksichnykh metallov v tkanyakh serdechno-sosudistoy sistemy i drugikh biosubstratakh detey s kardiovaskulyarnymi mal'formatsiyami. Perinatologiya i pediatriya. 2015; 1 (61): 50-53. (in Russian)
14. Barrington J.W., Lindsay P., James D., Smith S., Roberts A. Selenium deficiency and miscarriage: a possible link. Br. J. Obstet Gynaecolol. 1996; 103: 130 - 132.
15. Doshchitsin V.L. Rukovodstvo po prakticheskoy elektrokardiografii. Moscow. 2015. (in Russian)
16. Skal'nyy A.V. Khimicheskie elementy v fiziologii i ekologii cheloveka. Moscow. 2004. (In Russian)
17. Igisheva L.N., Tsoi E.G., Kurenkova O.V., Artamonova G.V. The modern organization of medical care by the newborn with critical congenital heart diseases at the presurgical stage. Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2013; (4): 56-61. (in Russian) doi:10.17802/2306-1278-2013-4-56-61
Для цитирования: А.В. Дубовая, Г.Э. Сухарева. Содержание эссенциальных и условно эссенциальных химических элементов в интраоперационных биоптатах детей с врожденными пороками сердца и аритмией. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2018; 7 (2): 112-120. DOI: 10.17802/2306-1278-2018-7-2-112-120 To cite: A.V. Dubovaya, G.E. Sukhareva. Levels of essential and conditionally essential nutrients in the intraoperative biopsy specimens of children with congenital heart disease and heart rhythm disorders. Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2018; 7 (2): 112-120. DOI: 10.17802/2306-1278-2018-7-2-112-120
