Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



Жінка та війна: формули виживання

Жінка та війна: формули виживання

Журнал «Медико-социальные проблемы семьи» 3-4 (том 17) 2012

Вернуться к номеру

Токсичные элементы у детей с врожденными пороками сердца и магистральных сосудов

Авторы: Коваль А.П., Мокрик И.Ю.*, Дубовая А.В. - Донецкий национальний медицинский университет им. М. Горького, кафедра педиатрии ФИПО, *Государственное учреждение «Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака НАМН Украины», г. Донецк

Рубрики: Акушерство и гинекология

Разделы: Клинические исследования

Версия для печати


Резюме

Определение уровня содержания токсичных и потенциально токсичных химических элементов в организме детей с врожденными пороками сердца и магистральных сосудов (ВПСиМС), в том числе в интраоперационных биоптатах. Результаты. У 83,9 ± 6,6 % пациентов с ВПСиМС выявлены токсичные элементы, что было достоверно (р < 0,001) чаще, чем у здоровых детей (14,3 ± 5,9 %). Пациенты с кардиоваскулярными мальформациями имели в организме повышенный уровень свинца, кадмия, ртути, алюминия, бария, при этом барий обнаружен в тканях сердца 56,3 % обследованных. У 35,5 ± 8,6 % детей с ВПСиМС в организме обнаружили потенциально токсичные элементы мышьяк и никель, их наличие документировано как в волосах, так и в тканях сердца обследованных детей. Выводы. Полученные результаты свидетельствуют о превышении содержания токсичных элементов у детей с ВПСиМС по сравнению со здоровыми сверстниками, проживающими в аналогичных экологических условиях.

Мета. Визначення рівня вмісту токсичних і потенційно токсичних хімічних елементів в організмі дітей із вродженими вадами серця та магістральних судин (ВВСтаМС), у тому числі в інтраопераційних біоптатах. Результати. У 83,9 ± 6,6 % пацієнтів з ВПСтаМС виявлені токсичні елементи, що було вірогідно (р < 0,001) частіше, ніж у здорових дітей (14,3 ± 5,9 %). Пацієнти з кардіоваскулярними мальформаціями мали підвищений рівень в організмі свинцю, кадмію, ртуті, алюмінію, барію, при цьому барій виявлено у тканинах серця у 56,3 % обстежених. 35,5 ± 8,6 % дітей із ВПСтаМС мали в організмі потенційно токсичні елементи миш’як і нікель, їх наявність документовано як у волоссі, так і в тканинах серця обстежених. Висновки. Отримані результати свідчать про перевищення вмісту токсичних елементів у дітей із ВПСтаМС у порівнянні зі здоровими однолітками, що проживають в аналогічних екологічних умовах.

Aim. To determine the level of toxic and potentially toxic trace elements in children with congenital malformations of the heart and great vessels (CMHaGV), including in intraoperative biopsysamples. Results. 83.9 ± ± 6.6 % of patients with CMHaGV had toxic elements, that was significantly (p < 0.001) higher than in healthy children (14.3 ± 5.9 %). Patients with cardiovascular malformations had higher levels of lead, cadmium, mercury, aluminum, barium; barium was detected in heart tissues of 56.3 % of patients. 35.5 ± 8.6 % of children with CMHaGV had potentially toxic elements — arsenic and nickel, their presence documented both in the hair and in heart tissue. Conclusion. The findings indicate an increased content of toxic elements in children with CMHaGV compared with healthy peers living in similar environmental conditions.


Ключевые слова

Дети, врожденные пороки сердца, макро- и микроэлементы.

Діти, уроджені вади серця, макро- і мікро-елементи.

Children, congenital heart diseases, macroelements, trace elements.

Врожденные пороки развития (ВПР), частота которых, по данным European Surveillance of Congenital Anomalies (EUROCAT) [20], достигает 23,8 случая на 1000 новорожденных, являются актуальной проблемой современной клинической педиатрии как в медицинском, так и в социально-демографическом аспекте во всем мире, в том числе в Украине. ВПР могут стать причиной смерти плода, новорожденного, а также ребенка любого возраста, снижают качество жизни детей и их семей, требуют длительного и дорогостоящего медицинского и социального обеспечения. Наиболее частыми в структуре ВПР являются врожденные пороки развития сердца и магистральных сосудов (ВПСиМС), достигая, по данным различных авторов, 30 % [3, 10, 12]. В Украине в 2011 году впервые было выявлено 10 756 случаев мальформаций сердечно-сосудистой системы [3]. При этом данные зарубежной и отечественной литературы свидетельствуют о росте их частоты за последние десятилетия в мире, а также в Украине, и в частности Донбассе. Так, показатель распространенности врожденных аномалий развития сердечно-сосудистой системы среди детей в возрасте 0–17 лет в 2011 г. является самым высоким в Донецкой области — 10,62 на 1000 детей (в 2010 г. — 9,67), при этом средний показатель по Украине составил 7,48 (6,81 — в 2010 г.) [3]. По данным Министерства здравоохранения (МЗ) Украины, темп увеличения количества больных с ВПСиМС в 2012 г. по сравнению с 1994 г. составил более 100 %. Следует отметить, что заболеваемость ВПСиМС в Украине в 2005 г. составляла 0,85 на 1000 детей, в то время как в 2008 г. — 0,94 ‰, а в 2011 г. — 1,34 ‰. В настоящее время в Украине находятся под наблюдением 229 703 ребенка с ВПСиМС [3]. В 2011 г. в нашей стране ВПСиМС были впервые выявлены у 50 123 детей, что выше по сравнению с предыдущим годом (47 314) [3].

ВПС являются одной из основных причин перинатальной и младенческой смертности, ранней инвалидизации детского населения. При естественном течении ВПСиМС 40–70 % больных умирают в возрасте до 1 года, при этом половина из них не доживает до 1 месяца [12]. Согласно данным МЗ Украины, в 2011 г. обсуждаемая патология явилась причиной смерти 381 ребенка, из них 315 — дети первого года жизни (в 2010 г. — 307 чел.) [3]. В настоящее время истинная этиология мальформаций кардиоваскулярной системы не доказана. Вместе с тем одной из многочисленных предполагаемых причин ВПСиМС могут быть изменения содержания макро- и микроэлементов (дисэлементоз) в материнском организме [4, 19, 20]. Сегодня известно более 108 997 токсических субстанций, которые могут оказать тератогенное воздействие на плод, нарушить эмбриогенез, в том числе кардиогенез [6].

В связи с этим представляет интерес определение уровня содержания токсичных и потенциально токсичных химических элементов в организме детей с ВПСиМС и здоровых сверстников, проживающих в аналогичных экологических условиях, что и стало целью настоящего исследования.

В основную группу был включен 31 ребенок: 22 мальчика (71 %) и 9 девочек (19 %) в возрасте от 21 дня до 17 лет с ВПСиМС, находящихся под наблюдением в отделении детской кардиологии, кардиохирургии и реабилитации ГУ «ИНВХ им. В.К. Гусака НАМН Украины» (г. Донецк). Контрольную группу составили 35 здоровых сверстников (18 девочек и 17 мальчиков). Такой подбор обследованных осуществлен для того, чтобы выявленные данные не были связаны только с тем, что все дети проживают в одном географическом регионе, а полученные различия могли указывать на возможные особенности содержания макро- и микроэлементов у детей с мальформациями сердечно-сосудистой системы. В ходе нашего исследования 16 детям (11 мальчикам и 5 девочкам) в возрасте от 21 дня до 17 лет был проведен спектральный многоэлементный анализ интраоперационных и аутопсийных биоптатов тканей сердца и магистральных сосудов.

Содержание 8 токсичных (Al, Cd, Pb, Hg, Be, Ba, Tl, Вi) и 5 потенциально токсичных (As, Ni, Sb, Sn, Sr) химических элементов в волосах и тканях сердца (интраоперационных и аутопсийных) определяли методами атомно-эмиссионной спектрометрии в индуктивно-связанной плазме и атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией на сертифицированном оборудовании в условиях лечебно-диагностического центра «Биотическая медицина» (г. Донецк).

Превышение допустимого содержания токсичных элементов обнаружено у 83,9 ± 6,6 % пациентов с врожденными пороками сердца и магистральных сосудов, что было достоверно (р < 0,001) чаще, чем у здоровых детей (14,3 ± 5,9 %). Из 8 исследуемых токсичных химических элементов в организме обследованных всех групп были выявлены 6: свинец, кадмий, барий, ртуть, алюминий, висмут.

У детей с ВПСиМС повышенный уровень свинца в организме документирован достоверно чаще (45,2 ± 8,9 %), чем у здоровых (2,9 ± 2,8 %, р < 0,001). Свинец широко используется при производстве красок, в том числе при окрашивании детских игрушек, стекла, керамики, алкогольных напитков [8, 11]. Этот токсичный элемент поступает в окружающую среду в большом количестве с выхлопными газами автомобилей [8]. Е.И. Шаврак и соавт. [14] установили, что величина дисбаланса микроэлементов больше у детей, проживающих вблизи автомобильных магистралей. Согласно данным литературы, свинцовая интоксикация может стать причиной формирования врожденной патологии кардиоваскулярной системы [1, 5]. Большое количество свинца содержится в табачном дыме. Так, I.B. Razagui [22] обнаружил более высокий уровень этого металла в волосах курящих женщин. Учитывая, что токсичный химический элемент свинец легко переходит из организма матери к ребенку через плаценту и грудное молоко [8, 19], курение родителей всегда подвергает плод и ребенка свинцовой интоксикации. Этот металл способен проникать через плаценту уже на 12–14-й неделе гестации [11], накапливаться в организме и вызывать нарушение деятельности сердечно-сосудистой системы [5]. У младенцев, подвергшихся внутриутробному воздействию свинца, может наблюдаться VACTERL-синдром (пороки развития позвоночника, сердца, почек, конечностей, свищи трахеи и пищевода, атрезия заднего прохода), детский церебральный паралич [6].

Токсичный элемент кадмий был обнаружен у 22,6 ± 7,5 % детей с ВПСиМС, что было вдвое чаще по сравнению со здоровыми детьми. По данным P. Sura и соавт. [17], именно сердце относится к органам-мишеням кадмиевой интоксикации, доказана также роль кадмия в формировании дисфункции сосудистого эндотелия и апоптозе кардиомиоцитов [21], при этом кадмий относится к тяжелым металлам, которые обладают выраженным кардиотоксическим действием по катехоламиновому механизму. С.В. Хижняк и соавт. [13] установили, что при введении животным хлорида кадмия активизируются окислительные процессы в клетках, приводящие к снижению активности антиоксидантных энзимов. Кадмий добавляют в ластик в качестве стабилизатора, а также используют при изготовлении красителей; он попадает в окружающую среду с отходами цветной металлургии, при производстве минеральных удобрений, с выхлопными газами автомобилей [8]. Н.Д. Одинаева и соавт. [9] описывают, что при курении матерей во время беременности содержание кадмия в плаценте и волосах новорожденных достоверно выше, чем у некурящих беременных женщин. Н.Н. Рябкиной отмечено [10], что 33 % матерей, родивших детей с ВПСиМС, курили на ранних сроках беременности, и 7 % продолжали курить до рождения ребенка, что достоверно чаще (p < 0,05) по сравнению с матерями здоровых детей. Поэтому активное и пассивное курение беременной женщины всегда подвергает ребенка хронической кадмиевой интоксикации. Источником поступления кадмия в организм беременной являются и краски для волос. Так, согласно данным Wei Zhein-lin et al. [24], люди, которые окрашивают волосы, имеют повышенное содержание кадмия в организме по сравнению с теми, кто не пользуется вышеуказанными средствами.

Доказано, что барий относится к токсичным ультрамикроэлементам, используется при производстве стекла, красок, эмалей, пиротехники [8]. По данным А.В. Скального, большое количество бария содержится в водопроводной воде [11]. Следует отметить, что барий в настоящем исследовании был выявлен достоверно чаще (р < 0,05) у пациентов с мальформациями кардиоваскулярной системы (25,8 ± 7,9 %) по сравнению со здоровыми детьми (2,9 ± 2,8 %). Превышение допустимого содержания токсичного элемента бария также обнаружено и в тканях сердца 56,3 % обследованных. Важно указать, что 55,6 % — это дети первого года жизни, из них 2 — новорожденные. Десятикратное превышение уровня токсической дозы бария было выявлено у 22,2 % детей первого года жизни, четырехкратное превышение — у 2 (22,2 %) детей первых 5 лет жизни. У 2 новорожденных детей документировано двукратное превышение в сердце допустимого содержания бария. У всех детей с бариевой интоксикацией наблюдались сложные и комбинированные пороки сердца (единственный желудочек сердца, атрезия клапана легочной артерии с дефектом межжелудочковой перегородки и открытым артериальным протоком, открытый атриовентрикулярный канал и открытый артериальный проток).

Высокотоксичный элемент ртуть документирован вдвое чаще (6,5 ± 4,4 %) у детей с ВПСиМС, чем у их здоровых сверстников (2,9 ± 2,8 %). T.G. Kazi [18], J.R. Erickson [15], Д.Д. Зербино и соавт. [4] доказали, что повышение концентрации ртути в организме оказывает кардиотоксический эффект различной степени выраженности и то, что этот металл является индуктором образования свободных радикалов в пораженных тканях сердца [23]. По данным литературы, причиной избыточного поступления ртути в организм человека может быть потребление загрязненных пищевых продуктов (рис, морепродукты и др.) [8, 11]. Учитывая, что при измерении уровня ртути в крови и волосах матери, плаценте, пуповинной крови, меконии и грудном молоке у 53 пар «мать — ребенок» из Австрии C. Gundacker [19] была выявлена корреляция между уровнем ртути в тканях матери и ребенка, авторы утверждают, что ртуть может попадать в организм ребенка через плацентарный барьер и грудное молоко.

Источниками поступления в организм токсичного элемента алюминия являются питьевая вода, алюминиевая посуда, запыленный воздух, дезодоранты, бумажные полотенца, разрыхлители муки [8, 11]. У детей с мальформациями сердечно-сосудистой системы содержание алюминия было документировано более чем в два раза чаще (6,5 ± 4,4 %) по сравнению с группой здоровых детей (2,9 ± 2,8 %). Согласно данным W.C. Proziaeck [21] и H.A. Sakurai [22], алюминий, свинец, стронций, ванадий определяют вход кальция в кардиомиоциты, а их дизэлементоз может вызвать появление диастолической дисфункции левого желудочка, нарушения коронарного кровообращения [7] и, как отмечено в исследованиях Т.В. Аникеевой [2] и M.S. Hays [16], фибрилляцию желудочков.

Токсичный ультрамикроэлемент висмут был обнаружен только у пациентов с ВПСиМС (6,5 ± 4,4 %). Одними из основных проявлений повышения уровня висмута в организме, по данным А.В. Скального [11], являются сердечная недостаточность и нарушение ритма сердца и проводимости.

Среди исследуемых 5 потенциально токсичных элементов (стронций, мышьяк, олово, сурьма, никель) у обследованных детей в волосах выявлены 3: стронций, олово, мышьяк. Эти химические элементы обнаружены у 11 (35,5 ± 8,6 %) детей с ВПСиМС, что достоверно чаще и в три раза выше, чем у их здоровых сверстников (11,4 ± 5,4 %; р < 0,05). Содержание мышьяка зарегистрировано только у детей с аномалией развития кардиоваскулярной системы (6,5 ± 4,4 %). Наличие этого элемента в тканях сердца также документировано у 12,5 % обследованных с ВПСиМС. Согласно данным литературы [11], мышьяк относится к тиоловым ядам, так как механизм его токсичности связан с нарушением обмена серы, селена и фосфора. В организм человека соединения мышьяка поступают с питьевой водой, соками, морепродуктами, медицинскими препаратами (фаулеров раствор мышьяка, белый мышьяк, динатриевая соль мышьяковой кислоты) и пестицидами [11]. Д. Оберлис и соавт. [8] отмечают, что большое количество мышьяка попадает в воздух при сжигании угольного топлива. Содержание мышьяка в организме обследованных детей с транспозицией магистральных сосудов в 100 раз превышало допустимые значения.

При исследовании уровня потенциально токсичных элементов в интраоперационных биоптатах больных с ВПСиМС у 25 % обследованных было выявлено превышение допустимого содержания тяжелого металла никеля, использующегося при изготовлении монет, металлических покрытий. В организм человека соединения никеля попадают с пищей — гречихой, морковью, салатом, какао, чаем, маргарином [8, 11]. Источником поступления никеля в организм беременной также являются краски для волос. Так, согласно данным Wei Zhein-lin et al. [24], у людей, окрашивающих волосы, обнаружено повышенное содержание никеля в организме. Следует отметить, что у 2 детей в возрасте от 1 года до 5 лет содержание никеля в тканях сердца было в 10 раз выше допустимого значения. При этом повышенный уровень никеля выявлен в месте коарктации аорты, тогда как в других участках аорты этот металл отсутствовал.

Учитывая данные Н.А. Агаджаняна [1], В.Н. Луканина [5], М.Дж. Элленхорна [6], С. Gundacker et al. [19], указывающие на возможное влияние токсичных и потенциально токсичных химических элементов на генез мальформаций сердца и магистральных сосудов, авторы настоящего исследования проанализировали их содержание в организме детей различных возрастных групп, прежде всего у детей первых лет жизни. Так, токсичный элемент свинец у детей первых пяти лет жизни с врожденной аномалией развития выявлен достоверно чаще по сравнению с детьми более старшего возраста. Содержание токсичных элементов в организме детей младшего возраста с большей степенью вероятности свидетельствует об их непосредственном влиянии на формирование врожденной патологии.

Таким образом, у детей с ВПСиМС токсичные химические элементы выявлены достоверно чаще (83,9 ± 6,6 %; р < 0,001) по сравнению со здоровыми сверстниками (14,3 ± 5,9 %), проживающими в одном экологическом регионе. При этом у 45,2 ± ± 8,9 % детей с ВПСиМС обнаружен свинец, у 25,8 ± 7,0 % — барий, которые способны проникать через плаценту и нарушать кардиогенез. Вышеизложенное подтверждает факт наличия токсичного элемента бария в биоптатах миокарда, эндокарда и перикарда у 56,3 % детей с аномалиями разви-тия сердечно-сосудистой системы. При этом десятикратное увеличение содержания бария обнаружено у 22,2 % детей первого года жизни, четырехкратное — у 22,2 % детей в возрасте от 1 года до 5 лет. У 37,5 % обследованных с мальформациями кардиоваскулярной системы установлено превышение допустимого уровня потенциально токсичных элементов в биоптатах сердца, при этом 2 чел. имели десятикратное увеличение содержания никеля, 2 чел. — стократное увеличение содержания мышьяка. С учетом того, что 70 % обследованных больных были в возрасте первых 5 лет жизни, при этом половина из них — первого года, полученные результаты подтверждают данные литературы об участии токсичных макро- и микроэлементов в генезе мальформаций сердечно-сосудистой системы. Выявленные результаты важны для обоснования исследования содержания токсичных и потенциально токсичных химических элементов в организме родителей на этапе планирования беременности. В этот период и в последующем необходимым является ограничение контакта с различными источниками токсичных веществ (активное и пассивное курение, выхлопные газы автомобилей, нефильтрованная водопроводная вода, бытовая химия, морепродукты, лаки, краски, в том числе краски для волос, и др.).


Список литературы

1. Агаджанян Н.А. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека / Н.А. Агадженян, А.В. Скальный. — М.: Изд-во КМК, 2001. — 83 с.

2. Аникеева Т.В. Метаболический синдром как микро-элементоз при ишемической болезни сердца / Т.В. Анике-ева, В.К. Гринь, О.В. Синяченко [и др.] // Внутрішня медицина. — 2009. — № 3(15). — С. 88-92.

3. Волосовец А.П. Современные достижения и проблемы детской кардиоревматологической службы Украины / А.П. Волосовец // Материалы XIV Всеукраинской научно-практической конференции «Актуальные проблемы педиатрии». — Судак, 2012.

4. Зербино Д.Д. Свинец — этиологический фактор поражения сосудов: основные доказательства / Д.Д. Зербино, Т.И. Соломенчук, Ю.А. Поспишиль // Мистецтво лікування. — 2009. — № 8(64). — С. 12-14.

5. Луканин В.Н. Воздействие токсичных выбросов на окружающую среду / В.Н. Луканин. — М.: Высшая школа, 2000. — 672 с.

6. Элленхорн М.Дж. Медицинская токсикология: диагностика и лечение отравлений у человека. — М.: Медицина, 2003. — Т. 2. — 1029 с.

7. Національна доповідь про стан навколишнього природного середовища в Україні у 2010 році // Міністерство охорони навколишнього природного середовища України. — 2010. — 548 с.

8. Оберлис Д. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных / Д. Оберлис, Б. Харланд, А. Скальный. — Санкт-Петербург, 2008. — 544 с.

9. Одинаева Н.Д. Макро- и микроэлементы: анализ волос недоношенных новорожденных / Н.Д. Одинаева, Г.В. Яцык, А.В. Скальный // Микроэлементы в медицине. — 2002. — № 3(1). — С. 63-66.

10. Рябкина Н.Н. Особенности адаптации школьников, перенесших операцию по поводу врожденного порока сердца: Автореф. дис... канд. мед. наук. — М., 2011. — 48 с.

11. Скальный А.В. Биоэлементы в медицине / А.В. Скальный, И.А. Рудаков. — М.: 2004. — 271 с.

12. Современные проблемы врожденных пороков сердца у новорожденных и их коррекция / Ю.Г. Антипкин, Г.В. Книшов, Т.В. Авраменко [и др.] // Перинатология и педиатрия. — 2009. — № 1(37). — С. 23-28.

13. Хижняк С.В. Функционирование антиоксидантной системы крыс при введении кадмия / С.В. Хижняк, А.О. Прохорова, В.А. Грищенко // Укр. биохим. журнал. — 2010. — Т. 82, № 4. — С. 105-111.

14. Шаврак Е.И. Автотранспортное загрязнение как фактор нарушения микроэлементного статуса у детей дошкольного возраста / Е.И. Шаврак, Т.С. Шапкина // Экол. системы и приборы. — 2008. — № 9. — С. 51-54.

15. A dynamic pathway for calcium-independent activation of CaMKII by methionine oxidation / J.R. Erickson, M.L. Joiner, X. Guan et al. // Cell. — 2008. — Vol. 133, № 3. — P. 462-474.

16. Biomonitoring Equivalents (BE) dossier for cadmium (Cd) / S.M. Hays, M. Nordberg, J.W. Yager et al. // Regul. Toxicol. Pharmacol. — 2008. — Vol. 51, № 3. — P. 49-56.

17. Cadmium toxicity related to cysteine metabolism and glutathione levels in frog Rana ridibunda tissues / P. Sura, N. Ristic, P. Bronowicka et al. // Comp. Biochem. Physiol. Toxicol. Pharmacol. — 2006. — Vol. 142, № 1–2. — P. 128-135.

18. Copper, chromium, manganese, iron, nickel, and zinc levels in biological samples of diabetes mellitus patients / T.G. Kazi, H.I. Afridi, N. Kazi et al. // Biol. Trace Elem. Res. — 2008. — Vol. 122, № 1. — P. 1-18.

19. Gundacker C. Perinatal lead and mercury exposure in Austria / C. Gundacker, S. Frцhlich et all // Sci Total Environ. — 2010. — Vol. 408(23). — P. 5744-5749.

20. Eurocat. Special report: The status of health in the European Union — Congenital Malformation // June 2008.

21. Prozialeck W.C. The vascular endothelium as a target of cadmium toxicity / W.C. Prozialeck, J.R. Edwards, J.M. Woods // Life Sci. — 2006. — Vol. 79, № 16. — P. 1493-1506.

22. Sakurai H. A new concept: the use of vanadium complexes in the treatment of diabetes mellitus / H. Sakurai // Chem. Rec. — 2002. — Vol. 2, № 4. — P. 237-240.

23. Toxicological Profile for Barium// Agency for Toxic Substances and Disease. Registry Division of Toxicology and Environmental Medicine. — Atlanta, 2007.

24. Wei Zhein-lin. Effects of hair dyeing on heavy metals content in hair / Zhein-lin Wei, Yu-kui Rui, lin Shen // Spectroscop. and Spectral Anal. — 2008. — Vol. 28, № 9. — Р. 2187-2188.


Вернуться к номеру