Техногенные микроэлементозы, классификация, основные клинические синдромы при микроэлементозах. Принципы диагностики и детоксикационной терапии.

Микроэлементозы — объединяющее название патологических процессов, вызванных дефицитом, избытком или дисбалансом микроэлементов. Большинство болезней этой группы относятся к эндемическим (местным) заболеваниям, встречающимся в отдельных регионах (провинциях), называемых биогеохимическими, которые характеризуются недостатком, избытком или дисбалансом микроэлементов в почве, воде и растениях жизненно необходимых химических элементов. Из 92 встречающихся в природе элементов 81 обнаружен в организме человека и животных. При этом железо, йод, медь, цинк, кобальт, хром, молибден, никель, ванадий, селен, марганец, мышьяк, фтор, кремний и литий признаны эссенциальными, то есть жизненно необходимыми. По этиологическому принципу микроэлементозы делят на три основные группы: а) природные (эндемические), б) техногенные, в) алиментарные.
Природные (эндемические) микроэлементозы проявляются в эндемических зонах или провинциях с недостатком, избытком или дисбалансом микроэлементов в почве, воде и кормах. Техногенные микроэлементозы встречаются в биогеохимических провинциях рядом с промышленными предприятиями, создающими повышенное содержание в биосфере свинца, мышьяка, фтора, ртути, кадмия, марганца, никеля и других элементов. Основным источником загрязнения биосферы свинцом является литейное производство, автомобили и сжигание промышленных отходов; медью, молибденом, ртутью, кобальтом, хромом и никелем предприятия металлургии; при сжигании каменного бурого угля вместе с золой рассеивается большое количество мышьяка и урана. В связи с аварией на Чернобыльской АЭС в определенных провинциях находят повышенное содержание в биосфере стронция. Техногенные микроэлементозы возможны в местностях, близких к предприятиям химической, лакокрасочной промышленностей.

Из 92 встречающихся в природе химических элементов 81 обнаружен в организме человека. 12 элементов называют структурными, т.к. они составляют 99 % элементного состава человеческого организма (С, О, Н, N, Са, Mg, Na, К, S, P, F, CI). Микроэлементами (МЭ) называют элементы, присутствующие в организме человека в очень малых следовых количествах (англ, "trace elements"). Это в первую очередь 15 эссенциальных МЭ — Fe, J, Си, Zn, Co, Cr, Mo, Ni, V, Se, Mn, As, F, Si, Li, а также условно-эссенциальные В, Вг. Элементы Cd, Pb, Al, Rb являются серьезными кандидатами на эссенциальность. В учение о МЭ особенно отчетливо видна справедливость слов Парацельса о том, что "нет токсичных веществ, а есть токсичные дозы". МЭ являются важнейшими катализаторами различных биохимических процессов, обмена веществ, играют значительную роль в адаптации организма в норме и патологии. Ряд элементов, широко представленных в природе, редко встречается у человека, и наоборот.

Диагностика микроэлементозов

В современной практике диагностики макро- и микроэлементов в организме человека приняты методы его определения в цельной крови, моче, волосах, слюне, зубном дентине и костной ткани. Одни методы, например, определение элементов в крови и моче, уже давно используются многими специалистамидля тестирования токсичных тяжелых металлов (например, свинца) при интоксикации их в организме человека; другие, такие как, определение микроэлементов в волосах, костной ткани, только сейчас входят во врачебную практику.
Для определения уровней содержания различных макро- и микроэлементов в организме человека приняты методы количественного анализа этих элементов в биосубстратах человека. Процедура количественного выделения элементов из всех типов биологических проб (за исключением рентгенофлуоресцентного метода in vivo), как правило, выполняется методом "мокрого озоления" (в растворе азотной или азотной+хлорной кислоты) в открытой посуде или поддавлением (в автоклавах, тефлоновых бомбах, установках микроволнового разложения). Широко используются методы пламенной и атомно-абсорбционной спектрофотометрии (ААС), отличающиеся высокой чувствительностью и возможностью определения очень низких концентраций микроэлементов в биосубстратах. Эти методы, как правило, используются при анализе цельной крови и мочи. В последнее время получили широкое распространение и считаются весьма эффективными методы определения элементов в органах и биосредах человека с помощью атомной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмы (АЭС-ИСП) и масс-спектроскопии (ИСП-МС), которые позволяют в одной пробе одновременно определить 20 и более макро- и микроэлементов, что очень важно при оценке взаимодействия и взаимовлияния одних элементов с другими в организме человека (Скальный, 1995).
Отметим, что кроме выше названных аналитических методов, при определении макро- и микроэлементного состава биосубстратов человека используются нейтронно-активационный, лазерный спектрографический и рентгенофлуоресцентный методы in vivo (при определении в живых костных тканях).
В последнее время все больший интерес представляет исследование волос для выявления состояния обмена микроэлементов в организме и токсического воздействия отдельных тяжелых металлов (Сает, Ревич, 1986). Имеющиеся данные определенно показывают, что содержание микроэлементов в волосах отражает микроэлементный статус организма в целом и пробы волос являются интегральным показателем минерального обмена (Скальный, 1995).
Во многих отношениях волосы являются благоприятным материалом для такого рода исследований и имеют ряд преимуществ:
— проба может быть получена без травмирования больного,
— для хранения материала не требуется специального оборудования,
— волосы не портятся и сохраняются без ограничения во времени

Гипомикроэлементозы

кальций (Са) Суточная потребность —1000—1500 мг (а) 800-1200 мг, (б) 800 мг*
Кальций (Са) — это макроэлемент, играющий важную роль в функционировании мышечной ткани, миокарда, нервной системы, кожи и, особенно, костной ткани при его дефиците.
Повышение содержания кальция в волосах отмечено у людей с гиперфункцией щитовидной железы, нефрокальцинозом. Кроме того, повышенное содержание кальция отмечено у больных с хроническим алкогольным гепатитом, черепно-мозговыми травмами.

магний (Mg) Суточная потребность — 500—750 мгМагний, наряду с калием, является основным внутриклеточным элементом. Он активизирует ферменты, регулирующие, в основном, углеводный обмен, стимулирует образование белков, регулирует хранение и высвобождение энергии в АТФ, снижает возбуждение в нервных клетках, расслабляет сердечную мышцу. Недостаток магния является одним из предрасполагающих факторов развития заболеваний сердечно-сосудистой системы, гипертонической болезни, уролитиаза, судорог у детей, возможно повышает риск онкологических заболеваний, лучевой болезни. фосфор (Р)
Суточная потребность —1500—1600 мг (для пожилых людей — 200—400 мг)
Фосфор тесно связан в обмене с кальцием и играет важную роль в формировании костной ткани. В процессах всасывания из кишечника и окостенения обменСа и Р идет параллельно, в сыворотке крови и ренальной экскреции они антагонистичны. Фосфор — биогенный элемент и играет особенно важную роль в деятельности головного мозга, скелетных и сердечных мышц. Фосфор участвует в трансмембранном транспорте веществ, входит в состав ряда ферментов. Значительная часть энергии, образующаяся при распаде углеводов и других соединений, кумулируется в богатых энергией органических соединениях фосфорной кислоты. Фосфатные группы, присоединяясь к АДФ, образуют АТФ, которая является универсальным источником энергии и обеспечивает физиологическую деятельность клеток организма. Обмен фосфора регулируется паращитовидными железами железо (FE)
Суточная потребность — 10—20 мг (для мужчин), 20—30 мг (для женщин)
При дефиците железа в клинической картине отмечается гипохромная анемия, миоглобиндефицитная кардиопатия и атония скелетных мышц, воспалительные и атрофические изменения слизистой рта, носа, эзофаго-патия, хронический гастродуоденит а также иммунодефицитные состояния. Избыток железа, в первую очередь, может оказывать токсическое влияние на печень, селезенку, головной мозг, усиливать воспалительные процессы в организме человека. Хроническая алкогольная интоксикация может приводить к накоплению Fe в организме.

Цинк (Zn) Суточная потребность — 12—50 мгЦинк-дефицитные состояния характеризуются наличием таких симптомов, как снижение аппетита, анемия, аллергические заболевания, гиперактивность, дерматит, дефицит массы, снижение остроты зрения, выпадение волос. Специфически снижается Т-клеточный иммунитет, поэтому люди с дефицитом цинка обычно часто и длительно болеют простудными, инфекционными заболеваниями. На фоне дефицита Zn может происходить задержка полового развития умальчиков и потеря сперматозоидами способности оплодотворения яйцеклетки у мужчин.

селен (SE) Суточная потребность — 20—100 мкгПри дефиците селена в рационе питания в организме могут возникать следующие изменения: снижение иммунитета, повышение склонности к воспалительным заболеваниям; снижение функции печени; кардиопатия; болезни кожи, волос и ногтей; атеросклероз; катаракта; репродуктивная недостаточность; замедление роста; патология сурфактантной системы легких. медь (Сu) Суточная потребность — 1—2 мгДефицит меди отрицательно сказывается на кроветворении, всасывании железа, состоянии соединительной ткани, процессах миелинизации в нервной системе, усиливает предрасположенность к бронхиальной астме, аллергодерматозам, кардиопатиям, витилиго и многим другим заболеваниям, нарушает менструальную функцию женщин.

Гипермикроэлементозы хром (Cr)
Участвует в регуляции углеводного обмена, деятельности сердечной мышцы, сосудов. При избыточном поступлении в организм, особенно шестивалентного хрома, может оказывать канцерогенный и аллергизирующий эффекты. Наиболее часты поражения кожи — дерматиты и экземы, а также астматические бронхиты, реже бронхиальная астма. При длительном контакте возможно заболевание раком легкого. Кроме специфических эффектов, контакт с соединениями хрома предрасполагает к более частому развитию гастритов, гепатитов, астено-невротических расстройств.В почвах некоторых регионов России отмечен дефицит хрома и недостаточное поступления этого микроэлемента в организм местного населения. Показано, что дефицит хрома является причиной ухудшения толерантности к глюкозе у лиц среднего и пожилого возраста.
свинец (Рb) При свинцовом токсикозе поражаются, в первую очередь, органы сердечно-сосудистой системы и кроветворения (ранее развитие артериальной гипертензии и атеросклероза, анемия), нервная система (энцефалопатия и нейропатия), почки (нефропатия). При начальных формах хронического сатурнизма отмечаются изменения в порфириновом обмене (ДАЛК, копропорфирин, уробилиноген), ретикулоцитоз (до 20—25 %), увеличения количества эритроцитов с базофильной зернистостью до 25-40 %, но при этом уровень гемоглобина и количество эритроцитов обычно в пределах нормы. Для всех регионов России свинец — основной антропогенный поллютант из группы тяжелых металлов, что связано с высоким индустриальным загрязнением и выбросами автомобильного транспорта, работающего на этилированном бензине.Свинец усиленно накапливается при недостатке кальция и цинка и усугубляет дефицит этих элементов. Алюминий (al) Роль избытка алюминия проявляется во влиянии на обмен веществ, особенно, минеральный (в частности, вызывает нарушения фосфорно-кальциевого обмена и снижает абсорбцию железа); на функции нервной системы (снижение или потеря памяти, судороги и т.д.); в способности действовать непосредственно на клетки — их размножение и рост; длительное вдыхание соединений алюминия ведет к фиброзированию легочной ткани. Высокая способность AI образовывать комплексные соединения обусловливает его роль в снижении активности многих ферментов и их систем. Установлено, что алюминийаккумулируется в плазме крови и тканях и оказывает отравляющее действие на больных с хронической почечной недостаточностью. У последних клинические показатели отравления с увеличением содержания алюминия в организме проявляются в виде энцефалопатии, остеомаляции, диализной остеодистрофии, микроцитарной гипохроматической анемии; алюминий также может играть известную роль в некоторых из признаков уремического синдрома. Имеются данные о мутагенной активности алюминия.