Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования
ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,425

МИКРОЭЛЕМЕНТОЗЫ В ЭТИОЛОГИИ НАРУШЕНИЙ ПСИХОЭНДОКРИННОГО РАЗВИТИЯ ДЕТЕЙ

Кожин А.А. 1 Попова В.А. 1 Даурбекова М.А. 1 Пузикова О.З. 1
1 ФГБУ «Ростовский научно исследовательский институт акушерства и педиатрии» Министерства здравоохранения России
В обзоре, в краткой форме, изложена информация о значении наиболее изученных химических элементов (ХЭ) для процессов психоэндокринного развития человека. Подчеркнута важная роль биоэнергетической диагностики в обнаружении различных микроэлементозов на ранних этапах их формирования, описаны патофизиологические механизмы некоторых из них. Обоснована перспективность применения диагностического приема в оценке эффективности восстановительной терапии, включающую использование микронутриентов, у детей с отставаниями психофизиологического развития.
микроэлементозы
химические элементы
психоэндокринное развитие
1. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А. Микроэлементозы человека. – М.: Медицина, 1991. 496 с.
2. Агаджанян Н.А., Скальный А.В. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека. – М.: КМК, 2001. 226 с.
3. Айламазян Э.К., Виноградова Е.Г. Теоретические и практические значения экологической репродуктологии в охране здоровья матери и ребенка // Профилактика нарушений репродукитваного здоровья от профессиональных факторов риска: Сборник. – Волгоград, 2004. – С. 98-99.
4. Бабенко Г.А. Микроэлементозы человека: патогенез, профилактика, лечение. – М.: Медицина, 2001. – 316 с.
5. Баранов А.А., Альбицкий В.Ю. Социальные и организационные проблемы педиатрии. – М.: Династия, 2003. – 512 с.
6. Бебешко В.В. Состояние здоровья и патогенетические состояния реабилитации детей дошкольного возраста из группы экологического риска: дис... канд.мед. наук. – Ростов-на-Дону, 2003. – 140 с.
7. Вельтищев Ю.Е. Этиология и патогенез экопатологии у детей // Сборник. Экология и здоровье детей. – М.: Медицина, 1998. – 18-65 с.
8. Голубкина Н.А., Скальный А.В. Селен в медицине и экологии. – М.: КМК, 2002. – 218 с.
9. Гриффин Д., Охеда С. Физиология эндокринной системы. – М.: Бином. Лабораторные знания, 2008. – 496 с.
10. Данилова Е.А., Кист А.А. Применение нейтронно-активационного анализа для оценки элементарного статуса организма человека // Медицинская физика. 2008. № 3. 73-78.
11. Иванов В.П., Васильева О.В., Иванова Н.В. Общая и медицинская экология. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2010. – 508 с.
12. Ковальский В.В. Геохимическая среда и жизнь. – М.: Наука, 1987. – 245 с.
13. Кожин А.А., Сарычев Д.А., Разномазов В.М. Бионеорганическая диагностика микроэлементозов в аспекте патологии репродукции. – Ростов-на-Дону: Эверест, 2011. – 180 с.
14. Лисичкин В.А., Шелепин Л.А. Закат цивилизации или движение к ноосфере. – М.: ИЦ-Гарант, 1998. – 345 с.
15. Мазо В.К., Гомшинский И.В., Ширина Л.И. Новые пищевые источники эссенциальных микроэлементов-антиоксидантов. – М.: Миклош, 2009. – 208 с.
16. Марачев А.Г., Жаворонков А.А. Акклиматизационный дефицит железа // Физиология человека. 1987. Т.3, № 4. С. 640-646.
17. Никитин А.И. Вредные факторы среды и репродуктивная система человека. – СПб.: ЭЛБИ, 2005. 216 с.
18. Оберлис Д., Харланд Б., Скальный А.В. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных. – СПб.: ЭЛБИ, 2003. – 260 с.
19. Попова В.А. Заболевания щитовидной железы у детей, проживающих в экологически неблагоприятных районах: дисс... д-ра мед. наук. – Ростов-на-Дону, 2003. – 252 с.
20. Радыш И.В. Циркадианная ритмичность у женщин // Здоровье населения и физическое воспитание. – Чебоксары, 1994. С. 6-70.
21. Ревич Б.А. Свинец и здоровье детей // Сб. Экологические и гигиенические проблемы детей и подростков. – М.: Информатика, 1998. – С. 229-260.
22. Реймерс Н.Ф. Экология. – М.: Россия молодая, 1994. – 368 с.
23. Риш М.А. Наследственные микроэлементозы // Техногенез и биогеохимическая эволюция таксонов биосферы. – М.: Наука, 2003. – С. 301-350.
24. Сафроненко А.В., Сутурина Л.В. Особенности элементного статуса мужчин с патоспермией // Вестник НЦ экологии СО РАМН. 2009. № 3. С. 14-18.
25. Сивков А.В., Ощепков В.Н., Евдокимов В.В. Эффективность и безопасность препарата «Селцинк Плюс» у пациентов с неинфекционным простатитом и нарушением фертильности // Consilium medicum. 2001. Т.13, № 7. С. 7-12.
26. Скальный А.В., Ольховская И.П. Снижение добровольного потребления этанола под влиянием препарата цинка, пролонгированного действия // Бюлл. экспер. биол. мед. 1992. № 4. С. 383-385.
27. Скальный А.В., Рудаков Н.А. Биоэлементы в медицине. – М.: Мир, 2004. – 272 с.
28. Скальная М.Т., Нотова С.В. Макро- и микроэлементы в питании современного человека // Журнал Российского общества медицинских элементологов. 2004. № 1. С. 135-146.
29. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. – М.: Оникс, 2004. – 216 с.
30. Скальный А.В. Микроэлементы для вашего здоровья. – М.: Оникс, 2004. – 320 с.
31. Смирнов В.В., Маказан Н.В. Функциональная задержка полового развития: причины, диагностика, лечение // Лечащий врач (январь 2012). Педиатрия. Симпозиум.
32. Шендеров Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. – М.: ГРАНТ, 2001. Т.3. 380-418 с.
33. Ших Е.В., Ильенко Л.И. Клинико-фармакологические аспекты применения витамино-минеральных комплексов у женщин в период беременности. – М.: ИД Медпрактика-М, 2007. – 80 с.
34. Яцык Г.В., Акоев Ю.С. Влияние окружающей среды на здоровье новорожденных // Сб. Экология и здоровье детей. – М.: Медицина, 1998. – С. 153-189.
35. Anke M. Trace elements intake and balance of in central Erope // Evian Press. 1999. 190 p.
36. Ayala M. , Pizarro F., Mendes M. Copper and liver function indicators vary depending on the female hormonal cycle and serum hormone binding globulin concentration in healthy women // Biol Trace elem Res. 2008. Vol. 121, N1. P. 9-15.
37. Aydin K., Kendiroi M., Kurtoglu S. Iodine and selenium deficiency in school-children in an endemic goiter area in Turkey // Journal of Pediatric and metabolism. 2002. N 15. P. 1027-1031.
38. Behne D., Weiler H. Effects of selenium deficiency on testicular morphology and function in rats //J. Reprod. Fertil. 1996. Vol.106. P. 291-297.
39. Bernat I. Iron metabolism. Budapest: Akad. Kiado, 1983. 415 P.
40. Blot I., Diallo D. Iron deficiency in pregnancy: effect on the newborn // Curr Opin Hematol. 1999. Vol. 6, N2. P. 65-70.
41. Boitani C., Puglisi R. Selenium: a key element in spermatogenesis and male fertility // Adv Exp Med Biol. 2008. Vol. 636. P. 65-73.
42. Bondy S. The neurotoxicity of environmental aluminum is still an issue // Neurotoxicology. 2010. Vol. 31, N 5. P. 575-581.
43. Cao C., O’Brien K. Molecular and clinical aspects of iron homeostasis: from anemia to hemochromotosis // Wien Klin Wochenschr. 2006. Vol. 118, N 15-16. P. 442-462.
44. Classen H., Grober U., Low D. Symptoms, causes, diagnosis of zinc deficiency // Med. Monatsschr. Pharm. 2011. Vol. 34, N 3. P.87-95.
45. Davidson L., Almgren A. Manganese absorption in humans: the effect of phytic acid and ascorbic acid soy formula // Am. Clin. Nutr. 1995. Vol.62. P. 984-987.
46. Dubois F., Bellevile F. Chromium: physiologic role ane implication in human pathology // Pathol. Biol. 1991. Vol. 39, N 8. P. 801-808.
47. Forti G., Krause C. Evaluation and treatment of the infertile comple // J. Clin. Endocrinol. Metabol. 1998. Vol. 83, N 2. P. 4177-4188.
48. Gerber G., Hahton P. Carcinogenecity, mutagenecity and teratogenecity of manganese compounds // Crit. Rev. Oncol. Hematol. 2002. Vol. 42, N 1. P.25-34.
49. Godia S., Sachdev H. Zinc supplementation for mental and motor development in children // Cochrane Databasse Syst. Rev. 2012.Vol. CD 007991.
50. Grenton J., Ham J. Serum chromium does not predict glucose tolerance in late pregnancy// Am. J. Clin Nutr. 2001. Vol.73. P. 99-104.
51. Harris E. Menkes disease: perspective and update on a fatal copper disorder // Nutr Rev. 1993. Vol. 51. P. 235-245.
52. Jonhson P., Lykken G. Manganese and calcium absortion and balance in women fed diets with varying amounts of manganese and calcium // J. Trace Elem. Exp. Med. 1991. Vol.4. P. 19-35.
53. Kawahara M. Effects of aluminum on the nervous system and possible link with nrurodege nerative diseases // J. Alzheimers Dis. Vol. 8, N 2. P. 171-182.
54. Kodama H., Fujisawa C. Pathology clinical features and treatment of congenial copper metabolic disorders-focus on neurologic aspects // Brain Dev. 2011. Vol. 33, N3. P. 243-251.
55. Kohrle J., Jakob F., Dumonts J. Selenium the thyroid and the endocrine system // Endocrine Review. 2005. Vol.26. P. 944-984.
56. Lonnerdar B. Copper nutrition during infancy and childhood // Am. J. Clin. Nutr. 1988. Vol.67. N 5. P. 1046S-1053S.
57. Michos C., Kalfakakou V. Charges in copper and zinc plasma concentration during the normal menstrual cycle in women // Genecol. Endocrinol. 2010. Vol. 26, N 4. P. 250-255.
58. Milman N., Bergholt I. Iron prophylaxis during prefgnancy how much iron is need // Acta Obst on Gynecol. Scand. 2005. Vol. 84. P. 238-247.
59. Mistry H., Broughton P., Paston L. Selenium in reproductive health // Am. J. Obstet. Gynecol. 2012. Vol. 206, N1. P. 21-30.
60. Nava-RizC., Mendez-Armenta M. Lead neurotoxiciti: effect on brain nitric oxide synthase // J. Mol. Histol. 2012. Vol.43, N 5. P. 553-563.
61. Neve P. Selenium et grossesse // Rev. Franc. Gynecol. Obstet. 1990. Vol.85., N1. P. 29-33.
62. Peca M., Lee J. A delecate balance: homeoctatic control of copper uptake and distribution // J. Nutr. 1999. Vol. 129. P. 1251-1260.
63. Pennington J., Wilson D. Nutritional elements is US diets // J. Am. Diet. Assoc. 1989. Vol.89. P. 659-664.
64. Prasad A/ Discovery of human zinc deficiency: 50 year later // Trace Elem Med Biol. 2012. Vol.26, N 2-3. P. 66-69.
65. Rasmussen L., Schomberd L., Kohrle J. Selenium status thyroid volume and multiple nodule formation in the area with mild iodine deficiency // European Journal of Endocrin. 2011. Vol. 164. P. 585-590.
66. Rayman M. Selenium in cancer prevention: a review of the evidence and mechanism of action // Proc. Nutr. Soc. 2005. Vol. 64, N4. P. 527-542.
67. Schmutzler C., Mentrup B. Selenoproteins of the thyroid gland: expression and possibl function of glutathione peroxidase // Biol. chemistry. 2007. Vol. 388. P. 1053-1059.
68. Schomburg L., Kohrle J. On the importance of selenium and iodine metabolism for thyroid hormone biosynthesis and human health // Molecular Nutr. and food research. 2008. Vol.52. P. 1235-1246.
69. Thomson C., McLachlan S., Grant A. The effect of selenium on thyroid status in a population with marginal selenium and iodine status // British journal of nutrition. 2005. Vol. 94. P. 962-968.
70. Tumer Z. An overview and update ATP7A mutation leading to mences disease and occipitial hornsyndrom // Hum. Mutat. 2013. Vol.34, N3. P.417-429.
71. Vincent J. Elucidating a biological role for chromium a molecular level // Acc. chem.. Res. 2006. Vol. 33.P. 503-510.
72. Wasowicz W., Tomczak J. Selenium status of low- selenium area residents: polich experience // Toxical. Lett. 2003. Vol. 137, N1-2. P.95-101.
73. Yamaguchi S., Miura C. Zinc is a essential trace elements for spermatogenesis // Proc. Nate. Acad Sci. 2009. Vol. 106. P. 10859-10864.
74. Zagodzki P., Ratojezak R. Selenium status, sex hormone and thyroid function in young women // J. of trace elements in med. boil. 2008. Vol.22. P. 296-304.

Многочисленными исследованиями последних десятилетий было продемонстрировано, что в экологически неблагоприятных регионах регистрируется повышенная, по сравнению со взрослой, заболеваемость детского населения. Обилие экотоксикантов в биосфере, приводящее к разнообразным нарушениям обмена, при дефиците нутриентов, детерминировало то обстоятельство, что значительная доля, молодежи находится в донозологическом состоянии, отличающимся полидисфункциональными проявлениями [5]. Во многом это связано с рядом физиологических особенностей детского организма: незрелостью энзимных систем печени, низкой величиной клубочковой фильтрации почек, повышенной проницаемостью кожи, сниженным местным иммунитетом и др. [7].

Наиболее часто отставания в психофизиологическом развитии детей встречались в контингентах молодого поколения, родители которого контактировали с профвредностями еще до зачатия ребенка [6].

Как известно от оптимального химического состава среды обитания и качества пищевых продуктов во многом зависит адекватный рост, психическое, половое развитие организма человека и животных [18]. Недостаток, избыток или резкие изменения, баланса химических элементов (ХЭ) в организме (микроэлементоз) вызывают дисфункциональные сдвиги в. гомеостазе человека и животных еще на перинатальном периоде онтогенеза. Для их диагностики имеют значение данные о биогеохимической изменчивости пищевых цепей и геохимии почв [12], которые возможно получить при регулярном медико-биогеохимическом мониторинге. Этот принцип признан одним из столпов современной профилактической медицины [29].

Проблема ранней диагностики микроэлементозов (МТОЗ), как предикторов нейроэндокринной и иммунной патологии, в связи с нарастающими социально-экологическими и климатическими переменами биосферы [14], приобретает все большую актуальность. Это подтверждается неуклонным ростом, так называемых, экологически зависимых заболеваний психоэндокринного профиля, что приводит к снижению когнитивных способностей молодежи, ее резистентности [3].

Данная тенденция ярко проявляется на стадии подросткового периода. Распространенными на этом этапе онтогенеза являются случаи функциональной задержки полового развития (ФЗПР) как следствие нарушений запуска триггеров импульсной секреции Гн-РГ полиэтиологического характера [9]. В определенном проценте случаев они имеют наследственную природу. Кроме того, одной из причин ФЗПР рассматривают также соматогенную задержку как алиментарного характера (дефицит белка, витамино-минеральных компонентов), так и возникшую под влиянием комплекса негативных психосоциальных факторов [31].

Проблема МТОЗов имеет медико-социальный оттенок, с ней связывают, в определенной степени, возникновение случаев анфертильности у лиц из групп экологического риска. По данным А.В. Скального (2004) [30] около 2/3 взрослых и около 1/4 детей в стране относятся к группе риска по гипоэлементозам, т.е. дефициту от одного до нескольких ХЭ одновременно.

Результатом мулътидисциплинарного изучения патофизиологии МТОЗов стало формирование комплексного научного направления, названного «микроэлементология». Ее предложено подразделять на биологическую, сельскохозяйственную и медицинскую [18]. Последняя приобретает все большее развитие, в связи с появлением все новых микронутриентов, позволяющих успешно корригировать обменные процессы в организме, профилактировать его стрессовые реакции, активизировать течение реабилитационного периода.

Учитывая растущую актуальность для биомедицины рассматриваемого вопроса, целью настоящего обзора стала краткая характеристика основных биологических эффектов некоторых, наиболее распространенных, эссенциальных ХЭ, участвующих в процессах психоэндокринного созревания организма, и последствий для онтогенеза их дисбаланса токсичными ХЭ.

Анализ клинико-физиологической литературы позволяет заключить, что хронологически наиболее известным и одним из важнейших эссенциальных ХЭ, участвующих в обменных процессах регуляции полового созревания, является медь. Она представляет собой металл, с которым человечество активно контактирует уже в течение нескольких тысячелетий, используя его в самых различных отраслях. Основным органом, в котором происходит метаболизм этого ХЭ, является печень. Этот ХЭ входит в состав молекулы фермента антиоксидантной системы – церулоплазмина, который, как известно, выполняет защитную роль в отношении липидных мембран от перекисного окисления при оксидативном стрессе [51, 62, 54]. При дефиците этого ХЗ, помимо общих гипофунациональных изменений (угнетение кроветворения, нарушений минерализации костей, гипотиреоза, тииунодецита и др.), происходят выраженные сдвиги в функциях репродуктивной системы развитие эндокринного бесплодия [1, 27]. При ее дефиците у человека возникает такое ассоциированное заболевание как синдром Менке [70]. Это рецессивное заболевание, встречающееся в основном у детей мужского пола. По наблюдениям клиницистов, страдающие этим синдромом новорожденные отличаются гипотермией, физической и умственной отсталостью, недоразвитием отдельных участков мозга.

Во время беременности, в связи с повышенным уровнем эстрогенов, содержание данного ХЭ возрастает, что связано с активацией церулоплазмина. Концентрация меди в организме колеблется по фазам менструального цикла. Максимум ее концентрация достигает во время овуляции, что предложено рассматривать диагностическим критерием [36, 57].

Наиболее изученным гиперкупрозом является болезнь Вильсона-Коновалова. Она также относится к рецессивной патологии, которая в результате накопления меди, приводит к нарушениям метаболизма. Постепенное накопление ХЭ сопровождается нарушениями со стороны печени и ЦНС [23].

Одним из главных пищевых источников меди является молоко. Содержание этого ХЭ в женском молоке является самым высоким, по сравнению с молоком других млекопитающих [36].

В последние десятилетия в России весьма распространенным МТОЗом, особенно среди женского и детского населения, является дефицит железа, в результате чего возникает железодефицитная анемия. Это состояние, как отмечало, большое количество авторов нередко возникает у беременных при их неадекватном питании [33,40,58]. По всеобщему мнению содержание в организме матери железа (дефицит) коррелирует с частотой рождения недоношенных детей с явлениями гипотрофии. У них наблюдается изменения структуры плоских костей. В связи с этим, уже довольно давно Bernat (1983) [39] предложил называть характерные структурные аномалии лица и черепа, наблюдающиеся при внутриутробном дефиците железа «гипосидерозный череп».

Железодефицитные состояния встречаются особенно часто в условиях Севера, им подвержены главным образом дети [16]. Объективным критерием диагностики этой патологии являются показатели трансферина и ферратира – белков, осуществляющих транспорт и депонирование этого ХЭ в системах организма.

Одним из наиболее важных ХЭ для многих физиологических процессов является цинк. Этот металл обеспечивает контроль экспрессии генов в процессе репликации и дифференцировки клеток [64]. К его дефициту наиболее чувствителен плод на ранних стадиях эмбриогенеза. Этот ХЭ необходим для функционирования многих металлоферментов, участвующих в различных метаболических процессах (карбонгидраза, щелочная фосфотаза, супероксиддисмутаза и др.). Цинк является интегральной частью их активной молекулы [18]. Даже незначительный дефицит этого ХЭ приводит к активации биологических эффектов ХЭ-антагонистов (свинец, кадмий и др.), что негативно влияет на регуляторные нейроэндокринные комплексы организма, особенно в ранний период: его развития [49]. Данный XЭ участвует в формировании антиоксидантного потенциала клеток в иммунном ответе [44]. Кроме того он необходим для функционирования Т и В лимфопдтов.

По данным А.В.Скального и др. (1992) [26] с дефицитом цинка связывают формирование хронического алкоголизма. У детей этот факт является условием предрасположенности к алкоголизму. Его дефицит ухудшает метаболизм этанола, ycиливая, тем самым, выраженность поражений печени. Данный феномен имеет важное медико-социальное значение. Симптомы острого дефицита цинка изучены, в то время как признаки его субклинического дефицита плохо определяемы и, в результате, недостаточное содержание данного ХЭ негативно влияет на состояние здоровья. Его классическими симптомами являются замедление роста, гиперкератоз, задержка полового развития, особенно у мальчиков. Не случайно простата, осуществляющая синтез семенной жидкости, содержит самые высокие концентрации цинка, который необходим для биологической активности сперматозоидов [24, 47, 73].

Физиологическая роль рассматриваемых выше эссенциальных ХЭ достаточно хорошо исследована, в то же время, влияние относящегося к этой же группе ХЭ селена на процессы роста и развития изучено в меньшей степени [59]. Этот ХЭ известен, в первую очередь, как один из мощных антиоксидантных факторов. Он входит в структуры молекулы фермента глутатионперокоидазы, который участвует в антистрессовой, антиканцерогенной защите организма, являясь мембраностабилизирующим фактором [8,72,66,]. Селен необходим для нормального осуществления сперматогенеза [38,41]. Не случайно он входит в состав недавно созданного препарата «Селцинк плюс» улучшающего ведущие параметры спермограммы, особенно при оксидативном стрессе [25]. Существуют данные об антибластном действии селена. Этот ХЭ уменьшает гидрокосилирование канцерогенов в микросомальных фракциях печени, тем самым, направляя их обмен по пути детоксикации [61].

Антагонистом селена, препятствующим его всасыванию и биологическим эффектам является сера. При снижении оптимальной концентрации селена в организме возникает иммунодефицит, отставание в развитии репродуктивной системы, особенно у мальчиков, сопровождающееся симптомами соматогенной задержки пубертата [63]. Ассоциированной болезнью, возникающей при дефиците селена, является давно описанный синдром Кешана. Он до сих пор имеет распространение в Забайкалье, Алтае, Монголии, Северном Китае.

В антиоксидантных процессах участвует такой распространенный эссенциальный ХЭ, как марганец. Он входит в состав таких металлоэнзимов как аргиназа, пируваткарбоксилаза и супероксиддисмутаза. Его дефицит проявляется замедлением роста, бесплодием, атаксией новорожденных, нарушением метаболизма углеводов и липидов. Марганец влияет на осуществление репродуктивной функции как самцов, так и самок. У женских особей выделяют 3 степени дефицита этого ХЭ. При незначительном дефиците рождаются жизнеспособные младенцы, но некоторые из них страдают атаксией. При более глубоком дефиците высока вероятность возникновения врожденных пороков развития, приводящих к неонатальной смертности [48]. У женщин оплодотворение часто не происходит и развивается бесплодие [52,45].

При повышенном содержании марганца в организме развиваются разнообразные поражения ЦНС, в т.ч. паркинсонизм, энцефалопатии, ухудшение памяти, депрессия [28]. Помимо центральных эффектов марганец оказывает влияние на процессы глюкогенеза и регуляции уровня глюкозы в крови, кроме того, он необходим для активации секреции инсулина, особенно, при гипофункции поджелудочной железы.

В связи с прогрессирующей распространенностью сахарного диабета среди населения все большее внимание привлекают также последствия дефицита хрома [46]. Установлено, что его хронический дефицит является одной из главных причин диабета 2 типа. Дефицит этого ХЭ характеризуется также замедлением роста, глюкозурией, повышением содержания в крови холестерина и триглицеридов, снижением фертильности и количества сперматозоидов. Недавно был выделен содержащий 4 иона хрома и названный хромомодулином низкомолекулярный олигопептид, который оказался связывающейся с инсулином физиологической активной формой хрома [71]. На основании этого открытия рекомендовано при лечении диабета 2 типа принимать до 200 мкг хрома (в органической матрице в виде аспарагината) в день. Это важно для беременных, т.к. показано, что уровень хрома у новорожденных относительно высокий и зависит от его содержания у матери и характера питания. Беременность может привести к истощению запасов хрома в организме матери и быть причиной диабета беременных в молодом возрасте [50].

По данным ВОЗ установленное количество больных диабетом, вызванного дефицитом хрома, превышает 3 млн. человек.

Перечисленные ХЭ, а так же такие как йод, кальций, фосфор, калий, натрий
относятся к элементам с высокой гомеостатической емкостью, т.е. именно
к изменениям концентраций этих ХЗ организм наименее толерантен, что сопровождается развитием дисфункциональных и патоморфологических «перестроек» в нейрогуляторных комплексах.

В исследованиях И.В. Радыша (1994) [20] была показана циркадность в концентрациях некоторых из упомянутых ХЭ по фазам менструального цикла. Так, было показано, что при овуляторных менструальных циклах у девушек имеют место пиковые синхронные выделения калия и фосфора со слюной, как в период выхода яйцеклетки из доминантного фолликула, так и поддержание их концентрации на стабильно высоком уровне в виде плато, на протяжении лютеиновой фазы, подобно количеству прогестерона. Согласно корреляционному анализу, колебания уровня калия и фосфора в слюне с большой достоверностью отражают изменения диаметра доминантного фолликула, содержание в крови прогестерона и эстрадиола. Эта жесткая зависимость позволяет, по мнению автора, использовать показатели калия и фосфора в слюне в качестве доступного маркера овуляции. Диалогичная зависимость была обнаружена и в моче обследуемых женщин. При задержке полового развития и отсутствии овуляции отмеченных изменений концентраций ХЭ не происходит.

Классическим МТОЗом, одним из наиболее давно известных, является йоддефицит, приводящий к гипофункции щитовидной железы. Он является самой распространенной причиной отсталости в психофизиологическом развитии. Однако, в настоящее время нашими исследованиями, а также работами ряда авторов констатировано, что дефицит йода в биогеохимических цепях нельзя рассматривать в качестве единственного причинного фактора возникновении патологии щитовидной железы (эндемический зоб). Она может быть связана с дисбалансом некоторых ХЭ, принимающих участие в обменных процессах, а также тяжелых металлов. Их представители вызывают недостаток поступления йода в щитовидную железу, нарушают интратиреоидный синтез йодтиронинов, блокируют ферментные и рецепторные системы. Вследствие этого традиционные методы лечения эндемического зоба только йодсодержащими препаратами недостаточно эффективны [19]. Автор сделала заключение о необходимости включения в схемы лечения, помимо йодидов, препаратов сорбентов, витамино-минеральных комплексов.

В недавних и следованиях было обнаружено, что функция щитовидной железы в определенной степени зависит и от уровня селена в сыворотке крови [55, 68]. Оптимальный уровень этого ХЭ может быть профилактирующим фактором в отношении эндемического зоба, возникающего вследствие влияния ксенобиотиков окружающей среды на структуру органа. Селен содержится в щитовидной железе в высоких концентрациях у здоровых людей, что наводит на мысль, о важном вкладе селенопротеинов в продукцию тиреоидных гормонов [67]. Кроме того, этот ХЭ составляет часть йодтиронин дейодиназы – фермента, который катализирует метаболизм гормонов органа путем их активации и инактивации. Была установлена гендерная особенность физиологии селена, заключающаяся в том, что женщины более восприимчивы к снижению его концентрации в крови, чем мужчины [37, 69, 74, 65].

Эссенциальные ХЭ находятся в антагонистических отношениях по своим физиологическим эффектам со многими токсичными металлами. В определенны пределах они блокируют их негативное влияние на некоторые биологически процессы, вступая с ними в конкуренцию за активные центры в ферментных комплексах.

Одним из наиболее распространенных токсичных ХЭ в биосфере является свинец [22]. Он индуцирует самый распространенный гиперэлементоз в России. В эпидемиологических исследованиях установлено, что у детей дошкольного возраста, проживающих в городах Подмосковья, Урала, Поволжья, Ленинградской области превышение его биологически допустимого уровня в волосах составляет в среднем 25-30 % и более [2, 21]. Негативные эффекты ионов свинца на систему крови, ЦНС, репродуктивные процессы подробно описаны в литературе [1]. Охарактеризованы клинические проявления нефропатий, энцефалопатии, свинцовой этиологии, которые наиболее тяжело протекают в детском возрасте, обусловливая отставание в психофизиологическом развитии [7, 60].

Токсические эффекты свинца проявляются в большей степени если в тканях организма снижены концентрации его ХЭ-антагонистов – цинка, кальция, селена [18].

Одним из ХЭ, оказывающих в неадекватных концентрациях чрезвычайно негативные полиморфные влияния на организм является кадмий. Этот элемент нефротоксичен, поражая эпителий канальцев почек, он индуцирует протеинурию, глюкозурию. ХЭ может поступать в организм с табачным дымом, поэтому курильщики, особенно в подростковом возрасте, составляют группу риска по развитию кадмиоза, потенцирующего процессы раннего старения. Кадмий оказывает остеопоротическое, миодистрофическое действие, вытесняя цинк из процессов синтеза коллагена. По данным М.Г.Скальной и др. (2004) [28] данный ХЭ связывается с сульфгидрильными группами, фосфолипидами, нуклеиновыми кислотами, разобщая, тем самым, процессы окислительного фосфорилирования. Клинически его выраженный токсикоз проявляется в виде системного заболевания «итаи-итаи» (остеомаляция), которое было особенно распространено в юго-восточной Азии и рассматривалось как одна из тропических болезней [4].

Anke М. (1999) [35] показал, что девушки и молодые женщины в какой-то мере защищены от возможности депонирования свинца и кадмия в организме, по сравнению с мужчинами. Это связано с тем, что эстрогены способствуют выведению этих ХЭ из организма. Избыток токсичных металлов негативно влияет на деятельность половых желез как у мужчин, так и у женщин [17]. Это связано с их отрицательным влиянием на процессы регуляции репродуктивной системы.

Автор подчеркнул, что при изучении связи нарушений сперматогенеза с содержанием в семенной плазме человека ряда тяжелых металлов обнаружена прямая корреляция между снижением уровня ФСГ, нарушением динамики секреции ЛГ, супрессией секреции тестостерона, уменьшением концентрации, сперматозоидов в эякуляте и количеством свинца в семенной плазме. У женщин при контакте с соединениями тяжелых металлов развивались явления гипофункции яичников, повышалась частота спонтанных абортов, у девочек – повышенная частота нарушений менархе. Было показано, что эволюционная адаптация к кадмию у человека отсутствует, он особенно токсичен для развивающегося организма, индуцируя пролиферативные процессы.

Есть все основания рассматривать кадмий как безусловный спермотоксический фактор, отрицательно влияющий на основные параметры (объем эякулята, концентрацию и подвижность сперматозоидов, их морфологию), характеризующие сперматогенез. Он обладает способностью депонировать в половых органах, оказывая пролонгированное токсическое действие, преодолевая гемато-тестикулярный барьер. К его ХЭ-антагонистам относятся: цинк, медь, селен, железо.

Механизм действия свинца и кадмия во многом сходен. В организме человека ионы свинца взаимодействуют с сульфгидрильными группами белков, в первую очередь, ферментов, образуя устойчивые соединения и блокируя различные ферментные системы. Кадмий действует аналогичным образом, но его ионы на порядок более токсичны, чем свинец [11]. Повреждения ферментов антиоксидантной защиты ведет к патологическим реакциям в тканях при контакте с токсичными радикалами. Дети обладают сниженной толерантностью к воздействию указанных металлов, особенно в критические периода развития, в частности, пубертатный этап онтогенеза. Результатом этого контакта являются угнетение местного, а позднее системного иммунитета ребенка. Отставание в психоэндокринном развитии сопровождается вторичным иммунодефицитом.

Другим фактором, вызывающим остеомаляцию, психоневрологические нарушения, особенно в подростковом возрасте, является алюминий [53]. Он связывается с трансферином и влияет на активность ферроксидазы, таким образом прерывая нормальное перемещение железа к гемопоэтическим тканям. Кроме того он вытесняет магний из АТФ, что сопровождается ее стабилизацией. Это приводит к срыву переноса фосфата в процессах формирования костей и гликолиза. Алюминий нейротоксичен [42]. Он снижает пероксидацию липидов, влияя на течение окислительного стресса. Существуют предположения об его участии в этиологии болезней Альцгеймера и Паркинсона у лиц пожилого возраста.

Особого внимания заслуживают результаты исследований содержания макро- и микроэлементов у матери и плода при физиологическом и патологическом течении беременности [34] при обследовании женщин и детского населения в регионах экологического бедствия Приаралья показали, что содержание макроэлементов – кальция, калия, натрия, магния в волосах новорожденных отличались более высоким уровнем концентраций, чем таковые в волосах матери. При гипотрофии плода уровень цинка в волосах матери и новорожденного был значительно снижен, по сравнению с таковым в группе сравнения. У женщин с отягощенным акушерским анамнезом отмечались характерные изменения минерального состава волос: снижение уровня меди и накопление магния, кальция. Психофизиологическое развитие их детей существенно замедлено.

Как показал клинический опыт, важным является то обстоятельство, что при коррекции функциональных состояний в организме необходимо учитывать возможность нейтрализации биологических эффектов ХЭ при их совместном приеме. Так, поступление мышьяка приводит к дефициту селена; кадмия и свинца – затрудняет усвоение селена и цинка; кальция – цинка и фосфора; марганца- магния и меди; свинца – кальция и цинка и др. Установлены некоторые соотношения между концентрациями ХЭ в плазме, при котором функциональное состояние организма не меняется. Например, для магний/свинец оно при мерно 5:1. [30].

Исследования последних лет показали, что для целей клинической бионеорганической диагностики, кроме определении концентраций ХЭ в биосубстратах, желательна идентификация специфических биохимических показателей (гормоны, ферменты, пигменты), которые отражают функциональную активность нейроэндокринных интеграции, а также уровень того или иного ХЭ в организме (например, определение церулоплазмина отражает уровень меди в организме, глутатионпероксидазы – селена, щелочной фосфотазы – цинка, аминодевулиновой кислоты – свинца и др.).

Сопоставление биохимических параметров с уровнем их неорганических показателей открывает возможность определить на донозологическом этапе не только признаки нейроэндокринной патологии, но и этиологический компонент этого феномена [13].

Уточняющим приемом диагностики является вычисление коэффициентов соотношений пар эссенциалъных и токсичных ХЭ-антаговистов, участвующих в одних и тех же физиологических процессах (рост и развитие, половое созревание, гемопоэз и др.) Интерпретация физиологической значимости указанного статистического критерия открывает перспективы разработки нового экспертно-диагностического алгоритма для выявления патоморфологических нарушений, предиктором которых стал МТОЗ, еще на субклиническом этапе его проявлений, т.е. в стадии метаболической компенсации.

Так, например, нашими разработками была показана роль полиМТОЗа в развитии аномалий менструальной функции у девочек-подростков проживающих в экологически неблагоприятных районах области. На основании бионеорганических исследований был предложен модифицированный прием диагностики, учитывающий этиотропные моменты этих нарушений. Он базировался на вычислениях коэффициентов соотношений ряда ХЭ-антагонистов (Патент № 2428694, 2011). Наиболее резкие изменения в этих параметрах были отмечены в паре ХЭ-антагонистов селен/цинк, которые имели место у девушек из труппы экологического риска.

Эти данные позволили повысить эффективность восстановительной терапии путем внесения в нее соответствующих минеральных комплексов (нутриентов и сорбентов), т.е. придать ей этиотропный характер. На наш взгляд внедрение такого диагностического подхода будет способствовать расширению фундаментальных сведений о механизмах формирования нейроэндокринных дисфункций организма на фоне ксеногенной интоксикации, оценивать эффективность использования микронутриентов в профилактических и реабилитационных целях.

Данилова Е.А. и др. (2008) [10] считают, что интегральная оценка обеспеченности организма микроэлементами может быть получена путем одновременного определения элементного состава двух биосубстратов, отражающих ретроспективную и настоящую картину поступления ХЭ в организм (например, волосы и кровь) в сопоставлении с данными общепринятых клинико-лабораторных исследований. В отличие от таковых в жидких биологических средах (кровь моча, слюна) микроконцентрации ХЭ в волосах менее подвержены жесткому гомеостатическому контролю. Это предопределяет широкое использование высоких технологий, позволяющих идентифицировать наноконцентрации нескольких ХЭ в органических биосубстратах. Установлено, что информативность определения ХЭ может меняться в зависимости от стадии патологического процесса. Было показано, что наиболее резкие изменения в концентрациях ХЭ имеют место на этапе выраженной манифестации заболевания, особенно в его начальный период.

Предлагаемый способ имеет большие перспективы также и при оценке антиоксидантного статуса организма. Как известно, существуют антиоксиданты прямого действия – ловушки свободных радикалов (токоферолы, флавоноиды, аскорбиновая кислота), поступающие в виде витаминов, и непрямого действия, которые функционируют в качестве компонентов, химически инкорпорированных в состав антиоксидантных защитных систем. Большую роль в поддержании клеточного тканевого гомеостаза играют такие факторы как: церулоплазмин, система тиреодоксин/тиоредоксинредуктаза, а также белки – селенопротеины P и W, осуществляющие связывание ионов тяжелых металлов (свинца, кадмия и др.), способных индуцировать оксидативный стресс, который пагубно отражается на нейроэндокринных комплексах, особенно в пубертатный
период онтогенеза [15].

Анализ микроэлементного фона организма в условиях нарастающего техногенного загрязнения окружающей среды и появления новых «химических» болезней [7] приобретает все большую актуальность, как в экологических, так и клинических исследованиях. Это связано с тем, что установлено как в процессе эволюции живые организмы адекватно приспосабливаются к характерному для того или иного региона геохимическому составу среды и с/х продуктов. С точки зрения Б.А. Шендерова (2001) [32] именно вода, минеральные вещества и симбиотические колонии микроорганизмов явились основой возникновения и эволюции растений и животных, включая человека. Эта истерическая биологическая особенность стала условием нормального онтогенеза, для которого необходимо оптимальное и стабильное содержание в среде и организме перечисленных ингредиентов. Автором было высказано предположение о том, что элементная среда стала первичной основой всех механизмов регуляции у высокоорганизованных живых существ (эндокринных, иммунных, антиоксидантных, нервных и др.), которые являются по отношению к ней как бы надстройкой.

Представленные материалы подчеркивают сколь важна своевременная диагностика МТОЗов, особенно у беременных и детей. Очевидно, что весьма важным в этом процессе является определение не только абсолютных количеств ХЭ в биосубстратах в наноконцентрациях, которые имеют возрастные, половые, региональные особенности, но и соотношений их концентраций, в первую очередь ХЭ антогонисты. Эти задачи далеки от своего разрешения.


Библиографическая ссылка

Кожин А.А., Попова В.А., Даурбекова М.А., Пузикова О.З. МИКРОЭЛЕМЕНТОЗЫ В ЭТИОЛОГИИ НАРУШЕНИЙ ПСИХОЭНДОКРИННОГО РАЗВИТИЯ ДЕТЕЙ // Международный журнал экспериментального образования. – 2013. – № 11-1. – С. 34-41;
URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=4412 (дата обращения: 28.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674