МИКРОЭЛЕМЕНТЫ У БОЛЬНЫХ С СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ПАТОЛОГИЕЙ

25-01-2017

В последние годы стала весьма актуальной проблема микроэлементов при различных патологических состояниях. Это обусловлено тем, что большинство микро-элементов входит в состав биологически активных веществ или оказывает на них влияние, тем самым участвуя в большинстве метаболических и иммунных процессов и определяя функциональное состояние различных органов и систем.

Несмотря на длительную историю изучения химических элементов, на современном этапе остаётся немало вопросов. Так, до сих пор нет единой и совершенной классификации биоэлементов. Традиционно все минеральные вещества делят на три группы по содержанию их в организме человека: макроэлементы, концентрация которых в организме превышает 0,01%, микроэлементы (концентрация от 0,00001% до 0,01%) и ультрамикроэлементы (концентрация ниже 0,000001%). В основе другой классификации лежат представления о физиологической роли химических элементов в организме. Согласно ей, химические элементы делятся на «эссенциальные» (жизненно необходимые), «условно–эссенциальные» и токсичные. В основе следующей классификации лежит «тропность» элементов к определенным органам и тканям. Согласно данной схеме элементы предложено делить на три группы: локализующиеся в костной ткани, локализующиеся в ретикулоэндотелиальной системе, и элементы, не обладающие тканевой специфичностью. Согласно классификации, предложенной В.Л. Сусликовым, химические элементы («атомовиты») делятся: по количественному состоянию в организме человека (стабильные, постоянные, временные); по «анатомо–физиологическим» свойствам (структурные, биокаталитические, эндокринные, гематоатомовиты); по «витальному значению» для организма человека (незаменимые, взаимозаменяемые, недостаточно изученные); по интенсивности всасывания в желудочно–кишечном тракте. Обилие предложенных классификаций уже само по себе говорит об их несовершенстве. Действительно, «структурные» элементы одновременно являются «эссенциальными», в свою очередь, «эссенциальные» при определённых условиях станов-ятся «токсическими», а «токсические» элементы в малых концентрациях могут быть полезными и даже необходимыми [11].

В последнее время обращают на себя внимание новые классификации биоэлементов. Так, И.С. Полянская [10] предлагает перейти на единую 12 международную классификацию биоэлементов с учетом действительного значения латинских приставок (макро-, милли-, микро-, нано- элементов) по среднему содержанию в крови или в женском молоке (содержание элементов в этой биологической среде в разных районах мира различается мало, в силу гомеостатических механизмов) [10].

Актуальной остаётся задача достоверной оценки минерального дисбаланса у человека (при многих болезнях и в условиях физиологической нормы). Трудности в решении этой проблемы связаны с отсутствием достоверных и обоснованных критериев элементного дисбаланса, особенно на его латентной (доклинической) стадии. Широко используемая в настоящее время количественная оценка минерального состава биосубстратов проявляет себя как валидный показатель нарушенного элементного гомеостаза лишь при крайних формах гипо- и гиперэлементозов, клиническая диагностика которых вполне доступна. Распознавание латентных форм элементозов (абсолютное большинство всех нарушений элементного гомеостаза) с помощью прямого измерения уровня минералов в биосубстратах является затруднительным [2,15].

На роль микроэлементов в жизнедеятельности человека впервые обратили внимание только в середине XIX века, когда была обнаружена зависимость недостаточности йода и развития эндемического зоба. Основные исследования по вопросу значения химических элементов стали проводиться только в конце первой половины XX века. Была выявлена биологическая роль микроэлементов как факторов, оказывающих значительное влияние на обменные процессы в организме, а некоторые из них признаны абсолютно необходимыми для важнейших процессов жизнедеятельности человека, для нормального протекания многих метаболических реакций и физиологических функций [17].

Содержание многих микроэлементов с возрастом существенно увеличивается. При данном накоплении развиваются болезнь Паркинсона, Альцгеймера, боковой амиотрофи-ческий склероз [16].

Нарушение баланса микроэлементов в организме человека играет чрезвычайно важную роль в этиологии, патогенезе и лечении многих заболеваний [14, 18]. Сегодня растет научный и практический интерес к роли микроэлементов в развитии сердечно-сосудистой патологии [6, 20]. Доказано, что такие микроэлементы, как железо, медь, цинк, марганец и селен, являясь неотъемлемыми частями самых различных ферментных систем [7], могут оказывать существенное влияние на течение инфаркта миокарда (ИМ), при этом основной точкой приложения их действия считается активное влияние на функционирование про- и антиоксидантных систем [6].

От состояния особенностей содержания и распределения микроэлементов во многом зависят процессы проводимости и сократимости миокарда, а так же изменения ЭКГ-параметров [8]. Микроэлементы входят в состав ферментов или коферментов, контролирую-щих широкий круг реакций энергетического и пластического обеспечения, выступая в роли структурного компонента или координатора специфических функций клеток большинства тканей организма. Изменение констант ионного обмена многие авторы считают одним из важных звеньев в развитии процессов восстановления и повреждения миокарда при ишемической болезни сердца (ИБС) и ИМ [8]. Микроэлементам и содержащим микроэлементы ферментным системам принадлежит важная роль в механизмах ангиопро-текции и антиоксидантной защиты [6]. Показана существенная роль дисбаланса между прооксидантными и антиоксидантными системами (включая медь-цинк-зависимую супероксиддисмутазу (Cu-Zn-СОД)) в патогенезе атеросклеротического поражения сосудов [6].

В современной медицинской элементологии особое внимание уделяется изучению взаимодействия различных элементов, подчеркивается важность исследования полиэлемент-ного спектра и дисбаланса микроэлементов в патогенезе заболеваний системы кровообра-щения [19].

А.М. Чернявским и соавт. [13] проанализировано содержание химических элементов в миокарде правого и левого желудочков у больных ИБС при прогрессировании сердечной недостаточности. Авторами показано, что в миокарде обоих желудочков метаболические процессы, косвенной характеристикой которых является содержание химических элементов в ткани, при развитии и прогрессировании сердечной недостаточности имеют однонаправленный характер. Нарушение сократительной способности левого желудочка сопровождается снижением содержания микроэлементов, связанных с антиоксидантными процессами и энергетическим обменом в ткани (Cu, Mn, Cr), и повышением концентрации элементов, характеризующих прогрессирование жесткости миокарда (Ca, Fe) [13].

К настоящему времени растет число доказательств роли магния в определении уровня энергетического потенциала клеток, что крайне важно в патогенезе инсульта, а также в выживании и процессах восстановления клеток мозга. Донором энергии в клеточных процессах является аденозинтрифосфат (АТФ) в виде комплекса Mg^2+-АТФ. При острой и хронической ишемии головного мозга дефицит Mg²⁺ лежит в основе гипоксии клеток, которая приводит к последующей их гибели. Тяжелый дефицит микроэлемента, когда остро стоит вопрос о жизни и смерти пациента, требует массивную коррекцию магниевого гомеостаза. Это неотъемлемый компонент реанимации в неврологии, кардиологии, акушерстве. Однако и в ежедневной практике невролога часто встречаются пациенты с хронической цереброваскулярной патологией, сопровождающейся дефицитом магния. Это определяет необходимость применения магнийсодержащих препаратов, обладающих нейропротекторными и нейротрофическими свойствами, в лечении и профилактике цереброваскулярных заболеваний [1].

Дефицит магния связан с нарушениями сосудистого тонуса двунаправленно и может приводить как к повышенному, так и к пониженному АД. О.А. Громова и соавт. [3] проанализировали данные исследований по взаимосвязи между параметрами АД и уровнем магния в крови и рассмотрели доказательную базу по применению препаратов магния для коррекции тонуса сосудов.

По данным крупных доказательных исследований, дефицит магния оказывает существенное негативное влияние на состояние сердечно-сосудистой системы, углеводного и жирового обменов. По мнению О.А. Громовой и соавт. [4], диагностика дефицита магния должна опираться на клиническую симптоматику и подтверждаться теми или иными дополнительными диагностическими методами - электрокардиографией, миографией, денситометрией костей, количественным определением магния в различных биосубстратах (цельной крови, эритроцитах, плазме, сыворотке, слюне, моче, ногтях, волосах). Авторы считают, что желательно оценить поступление магния с пищей по верифицированным опросникам диеты и анализ содержания магния в биосубстратах позволяет установить нарушения компартментализации магния в тканях, характерные для той или иной патологии. Авторы подчеркивают, что категорически недопустимо путать значения уровней магния, измеренных в сыворотке и в плазме крови, так как это приводит к грубым ошибкам в диагностике дефицита магния и гиподиагностике недостаточности магния (код Е61.2 по МКБ-10) [4].

И.В.Старостин [12] рассмотрел роль магния в обмене веществ и в патогенезе распространенных сердечно-сосудистых заболеваний, а также привел данные исследований по применению солей магния в качестве дополнительной терапии этих заболеваний.

Магний принципиально важен для поддержания функции митохондрий кардиомио-цитов. Дефицит магния провоцирует астению кардиомиоцитов, сопровождающую сердечно-сосудистую патологию. В литературе представлены результаты впервые проведенного биоинформационного анализа магнийзависимых белков митохондрий [5]. Результаты анализа имеют принципиальное значение для понимания фармакодинамических эффектов воздействия магния на функцию митохондрий.

Применение препаратов калия и магния при артериальной гипертонии является общепринятой терапевтической практикой. Н.В.Юдиной и соавт. [14] рассмотрены взаимосвязи между содержанием калия и магния в организме и уровнями АД, приведены результаты фундаментальных и клинических исследований. Авторами выявлено, что модулирующие эффекты калия и магния при гипертонии и гипотонии развиваются при использовании именно небольших доз калия и магния, способствующих компенсации дефицита этих электролитов [14].

Г.Н. Окунева и соавт. [9] представили данные, полученные методом аутопсии у больных ИБС, умерших от острой сердечной недостаточности. Авторы производили забор проб миокарда из 6 участков сердца: левого и правого предсердий, левого и правого желудочков, области инфаркта миокарда  и рубца левого желудочка и одновременно проводили гистологическое исследование этих же участков миокарда. Для контроля исследовали содержание химических элементов в миокарде здоровых людей, погибших в автокатастрофах. Методом рентгенофлюоресцентного анализа с использованием синхро-тронного излучения определяли содержание 17 химических элементов: 4 макроэлементов (S, Cl, K, Ca) и 13 микроэлементов (Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Se, Br, Rb, Sr, As, Mo, Hg). Авторами установлено, что у больных ИБС, умерших от острой сердечной недостаточности, во всех отделах сердца повышено содержание Ca в 4-8 раз. В инфарктной зоне по сравнению с другими отделами сердца содержится максимальное количество Sr, Cr, Hg, которые, по их мнению, можно рассматривать как маркеры инфаркта. В миокарде больных ИБС отмечается повышение активности процессов перекисного окисления липидов (на примере расчетной активности малонового диальдегида), особенно в зоне ИМ [9].

Таким образом, анализ данных литературы позволил отметить, что у большинства людей некоторые жизненно важные микроэлементы находятся в дефиците, а токсичные микроэлементы - в избытке. Причина этому – нарушенная экология, низкое качество продуктов питания, депрессии и стрессы. Жители крупных населенных пунктов страдают от избытка в организме тяжелых металлов, представляющих реальную опасность здоровью человека. Поэтому важно знать, какие микроэлементы в избытке или в дефиците, и как можно восполнить недостающие микроэлементы.

Совокупность рассмотренных данных свидетельствует о том, что микроэлементы являются одним из патогенетических факторов. Анализ данных литературы свидетельствует о наличии различных изменений содержания химических элементов и у больных с заболеваниями сердечно-сосудистой системы.

Обобщая данные литературы, можно сделать вывод о том, что на сегодняшний момент достигнуты определённые успехи в изучении влияния дисбаланса эссенциальных микроэлементов на патогенетические механизмы формирования заболеваний сердечно-сосудистой системы и др. Однако важным является дальнейшее исследование влияния этих нарушений. Выяснение роли микроэлементов в развитии патологии должно способствовать не только пониманию молекулярных основ патогенеза, но и научному обоснованию диагностики, рациональной терапии и профилактики данного заболевания.

 

ƏDƏBİYYAT - ЛИТЕРАТУРА– REFERENCES:

 

1.Акарачкова Е.С., Вершинина С.В., Котова О.В Магний в лечении и профилактике цереброваскулярных заболеваний // Кардиология, 2012, №9, с. 80-86.
2.Быстрова Н.А., Конопля А.И., Шушкевич Д.Л., Анохин А.Ю. Роль микроэлементов в биохимических процессах. Курск: КГМУ, 2013, 62 с.
3.Громова О.А., Торшин И.Ю., Юдина Н.В. и др. Дефицит магния и нарушения регуляции тонуса сосудов // Кардиология, 2014, №7, с. 66-72.
4.Громова О.А., Калачева А.Г., Торшин И.Ю. и др. Диагностика дефицита магния. Концентрации магния в биосубстратах в норме и при различной патологии // Кардиология, 2014, №10, с.63-71.
5.Громова О.А., Торшин И.Ю., Рудаков К.В., и др. Систематический анализ магнийзависимых митохондриальных белков // Кардиология, 2014, №9, с. 86-92.
6.Дубовая А.В. Влияние химических элементов на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы (Обзор литературы) // Мать и дитя в Кузбассе, 2016, №4, с. 10-14.
7.Кубасов Р.В., Горбачев А.Л., Лакарова Е.В. Взаимосвязь содержания биоэлементов в крови и волосах человека // Вестник Оренбургского государственного университета, 2011, № 15 (134), с. 75–77.
8.Начаров Ю.В., Гатин В.Р., Лобов В.В. и др. Содержание биометаллов и особенности морфологических изменений в миокарде при иммобилизационном стрессе на фоне профилактического применения природных энтеросорбентов // Вестник новых медицинских технологий, 2008, Том 15, №4, с.19-21.
9.Окунева Г.Н., Чернявский А.М., Левичева Е.Н., и др. Распределение химических элементов в разных отделах сердца больных ишемической болезнью сердца с острой сердечной недостаточностью // Кардиология, 2008, №2, с. 41-46.
10.Полянская И.С. Новая классификация биоэлементов в биоэлементологии // Молочно-хозяйственный вестник, 2014, №1, с. 34–42.
11.Скальный М.Г., Скальная А.В. Микроэлементы: биологическая роль и значение для медицинской практики. Сообщение 2. Железо // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии, 2015, №2, с.19-27.
12.Старостин И.В. Место солей магния в терапии сердечно-сосудистых заболеваний // Кардиология, 2012, №8, с.83-88.
13.Чернявский А.М., Левичева Е.Н., Логинова И.Ю. и др. Сердечная недостаточность и дисбаланс химических элементов в миокарде больных ишемической болезнью сердца // Кардиология, 2011, №8, с.15-21.
14.Юдина Н.В., Торшин И.Ю., Громова О.А., и др.  Обеспеченность ионами калия и магния — фундаментальное условие для поддержания нормального артериального давления // Кардиология, 2016, №10, с. 80-89.
15.Bailey R.L., West K.P., Black R.E. The Epidemiology of Global Micronutrient Deficiencies // Ann Nutr Metab., 2015, vol.66, No2, p. 22–33.
16.Davison K.M., Kaplan B.J. Nutrient intakes are correlated with overall psychiatric functioning in adults with mood disorders // Can J Psychiatry, 2012, vol.57, p.85–92
17.Johnson C.L., Paulose-Ram R., Ogden C.L. et al. National Health and Nutrition Examination Survey: analytic guidelines 1999 –2010 // Vital Health Stat 2, 2013, vol.161, p.1–24.
18.,Joosten M.M., Gansevoort R.T., Mukamal K.J. et al. Urinary magnesium excretion and risk of hypertension: the prevention of renal and vascular end-stage disease study // Hypertension, 2013, vol.61, No6, p.1161–1167.
19.Panhwar A.H., Kazi T.G., Afridi H.I.,  et al. Distribution of potassium, calcium, magnesium, and sodium levels in biological samples of Pakistani hypertensive patients and control subjects // Clin Lab., 2014, vol.60, No3, p. 463–474.
20.Zhang W., Iso H., Ohira T. et al. JACC Study Group. Associations of dietarymagnesium intake with mortality from cardiovascular disease: the JACC study // Atherosclerosis, 2012, vol.221, p.587-595.