ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ, 2013, том 77, № 2, с. 201-203
УДК 577.1+616.01/-099(571.14)
ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И НЕКОТОРЫЕ ФАКТОРЫ РИСКА ХРОНИЧЕСКИХ НЕИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ В ПОПУЛЯЦИИ г. НОВОСИБИРСКА
© 2013 г. Э. Я. Журавская1, К. П. Куценогий2, Л. А. Гырголькау1, О. В. Чанкина2,
Т. И. Савченко2, Л. В. Щербакова1
E-mail: l.gyrgolkay@iimed.ru
В популяционной выборке людей в возрасте 45—69 лет определен рентгенофлуоресцентным методом с использованием синхротронного излучения (РФА СИ) комплекс химических элементов крови: К, Са, Fe, Cu, Zn, Ge, Se, Br, Rb, Sr, Y Zr, Pb. Выявлены факторы риска хронических неинфекционных заболеваний, такие как ожирение, артериальная гипертензия, дислипидемия и их ассоциации с химическими элементами Ca, Cu, Fe, Zn, Rb, K.
Б01: 10.7868/80367676513020427
ВВЕДЕНИЕ
Хронические неинфекционные заболевания (ХНИЗ), в том числе сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ), остаются наиболее распространенной патологией [1]. Несмотря на значительные успехи в диагностике даже на генетическом уровне [2, 3] и применение на практике рекомендаций Всероссийского научного общества кардиологов (ВНОК), смертность и инвалидизация больных с этой патологией остается высокой [4, 5]. В генезе ХНИЗ важная роль принадлежит таким факторам риска, как мужской пол, возраст, артериальная гипертензия, дислипидемия, ожирение, сахарный диабет; о роли макро- и микроэлементов как фактора риска известно мало. Сопоставление химических элементов и факторов риска ССЗ малочисленно, в основном рассматриваются единичные химические элементы, а не комплексы. Актуальны новые инновационные подходы к диагностике и возможностям профилактики этих заболеваний.
Рентгенофлуоресцентный анализ с использованием синхротронного излучения (РФА СИ) дает возможность определять одновременно кон-цетнрации совокупности химических элементов в крови и других тканях человека и животных, в том числе и на популяционном уровне [6, 7].
Цель нашей работы — выявить связь некоторых факторов риска хронических неинфекционных заболеваний в популяции г. Новосибирска.
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение "НИИ терапии" СО РАМН, Новосибирск.
2 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической кинетики и горения СО РАН, Новосибирск.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Рентгенофлуоресцентным анализом с использованием синхротронного излучения (РФА СИ) на станции элементного анализа (накопитель ВЭПП-3) в ЦКП Сибирского центра синхро-тронного и терагерцевого излучения Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН определены концентрации химических элементов К, Са, Fe, Cu, Zn, Ge, Se, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Pb. Метод, благодаря высокой интенсивности синхротрон-ного излучения, позволяет определять одновременно за короткое время большое число химических элементов в образцах небольшой массы и без разрушения. Образцы измерялись при энергии возбуждения 22 кэВ. В этом случае элементы от K до Mo были определены по K-сериям с чувствительностью (мкг • мл-1): K — 6, Ca — 3, Fe — 0.3, Cu — 0.2, Zn — 0.1, Ge — 0.07, Se — 0.06, Br — 0.05, Sr — 0.06, Y — 0.04, Zr — 0.04 и Pb (по Z-серии) — 0.1. Воспроизводимость результатов параллельных анализов стандартного образца составляет в этих исследованиях 6—12% в зависимости от элемента. Для количественной интерпретации характеристических спектров использовали методику внешнего стандарта, разработанную для образцов атмосферных аэрозолей [10].
Нами разработана удобная методика приготовления образцов крови для РФА СИ: нанесением всего 25 мкл на подложку из фильтровальной бумаги (Whatman 41) диаметром 1 см. Это дает возможность использовать не только венозную, но и капиллярную кровь. Образцы, приготовленные таким образом, могут неограниченно долго храниться, что позволяет провести повторный анализ в зависимости от новых задач исследова-
202
ЖУРАВСКАЯ и др.
Химические элементы у мужчин в возрасте 45—69 г. Новосибирска, обследованные по программе НАР1ЕЕ, (мкг • мл-1) в сравнении с данными Дж. Эмсли [9]
Химический элемент n X> a Эмсли Дж., 1997 (мкг • мл-1)
1 K 50 1179 1.2 1620
2 Ca 50 40 1.1 60.5
3 Fe 50 358 1.1 447
4 Ni 9 0.04 2.1 0.01-0.05
5 Cu 50 0.64 1.6 1.01
6 Zn 50 4.1 1.3 7.0
7 Se 50 0.07 1.3 0.17
8 Br 50 2.9 2.2 4.7
9 Rb 50 1.3 1.1 2.49
10 Sr 38 0.05 1.5 0.03
11 Y 50 0.06 1.1 0.005
12 Zr 6 0.05 1.5 0.01
13 Pb 30 0.05 2.5 0.21
Примечание. (X) — среднее геометрическое значение концентрации, мкг • мл-1; а — стандартное отклонение 1п (X)- п — количество измеренных концентраций элементов выше предела обнаружения.
ния и использоваться при популяционных исследованиях.
Объект исследования: из выборки 9363 человек в возрасте 45—69 лет по проекту HAPIEE (Health, Alcohol and Psychosocial factors In Eastern Europe) случайным образом из избирательных списков Кировского и Октябрьского районов г. Новосибирска, где отклик составил 61% были выбраны 50 мужчин (количество мужчин в возрастных группах пропорционально основной выборке). Краткое обследование включало измерение антропометрических параметров, артериального давления, заполнения опросника, предусмотренного протоколом проекта HAPIEE, и получение образцов венозной крови. Статистические характеристики элементного состава определялись с помощью пакета прикладных статистических программ. Различия между группами оценивали критерием Стьюдента, долевое различие с помощью критерия х2-квадрат. Различия между показателями считались с 95% достоверностью и при t > 2.3. Корреляционный анализ осуществлялся по Пирсону.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ
Содержание химических элементов у мужчин в возрасте 45—69 лет г. Новосибирска в сравнении с данными по содержанию химических элементов в крови, приведенными в справочнике Дж. Эмс-
ли, представлено в таблице. Выявлено снижение содержания следующих химических элементов: K, Ca, Fe, Cu, Zn, Se, Rb — и повышение Sr, Y, Zr.
При корреляционном анализе у обследуемых не выявлены связи химических элементов с возрастом, индексом массы тела и выявлена обратная связь факторов риска и следующих химических элементов: САД и Se (r = —0.33); частота сердечных сокращений и Са (r = —0.29), Cu (r = —0.30), Zn (r = -0.33); ОХС и K (r = -0.34), Fe (r = -0.28); ХС-ЛНП и K (r = -0.32), Fe (r = 0.31) и глюкоза и Rb (r = -0.29).
Были определены факторы риска ХНИЗ: по критериям В НО К (2010) - артериальная гипер-тензия (АД > 140/90 мм рт. ст.) у 58% (n = 29); дис-липидемия (ДЛП): гиперхолестеринемия (ОХС >
> 5.2 ммоль • л-1) - 44% (n = 22), гиперхолесте-ринемия липопротеидов низкой плотности (ХС-ЛНП > 3.0 ммоль • л-1) - 30% (n = 34), гипо-холестеринемия липопротеидов высокой плотности (ХС-ЛВП < 1.0 ммоль • л-1) - 16% (n = 8), ги-пертриглицеридемия (ТГ > 1.7 ммоль • л-1) - 68% (n = 34); ожирение (индекс Кетле > 30 кг • м-2) -22% (n = 11); повышенное содержание глюкозы натощак по критериям метаболического синдрома NCEP (National Centers for Environmental Prediction, 2001, глюкоза > 6.1 ммоль • л-1) - 10% (n = 5), сахарный диабет (ВОЗ, 1999) (глюкоза >
> 7.0 ммоль • л-1) - 6% (n = 3).
У мужчин с факторами риска ХНИЗ выявлено снижение концентраций химических элементов по сравнению с мужчинами, не имеющими соот-ветсвующих факторов риска. Гиперхолестерине-мия достоверно ассоциирована со снижением содержания следующих элементов: Ca (36.5 ± 2.99 против 51.3 ± 5.21 мкг • мл-1, p = 0.026), Cu (0.60 ± 0.06 против 0.79 ± 0.06 мкг • мл-1, p = 0.027). Неблагоприятное снижение ХС-ЛВП (менее 1 ммоль • л-1) ассоциируется с повышением в 3 раза Pb (0.14 ± ± 0.09 против 0.04 ± 0.004 мкг • мл-1, p = 0.011). Повышение содержания глюкозы в плазме (более 6.1 ммоль • л-1) ассоциируется со снижением Rb (1.01 ± 0.04 против 1.40 ± 0.06 мкг • мл-1, p = 0.026) и Y (0.14 ± 0.007 против 0.18 ± 0.007 мкг • мл-1, p = = 0.021). Однако при сахарном диабете эти ассоциации исчезают, остаются только тенденции с Y (0.12 ± 0.003 против 0.17 ± 0.007 мкг • мл-1, p = = 0.075), возможно, из-за небольшого числа анализируемых вариантов.
Выявленный нами факт дефицита Se [10] и ассоциации его с повышенным артериальным давлением заслуживает особенного внимания (0.07 ± ± 0.004 против 0.08 ± 0.005 мкг • мл-1,p = 0.051). В мире насчитывается от 500 до 1000 млн. людей с дефицитом селена [11]. В то же время есть возможность его восполнения [12].
ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ том 77 № 2 2013
ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И НЕКОТОРЫЕ ФАКТОРЫ РИСКА
203
Обратная связь концентрации Fe и пульса подтверждает известный факт этого явления при же-лезодефицитной анемии [13, 14]. Необходима ранняя профилактика дефицита железа [15]. Ассоциации снижения Fe и повышенного содержания ОХС входит в концепцию патогенеза железо-дефицитных состояний, когда холестерин необходим для построения мембран эритроцитов при адекватной регенерации эритроидного ростка. Эритроциты, вероятно, участвуют и в транспорте ХС-ЛНП. Выявлена обратная связь содержания глюкозы и редкого элемента ЯЪ, о дефиците которого в организме человека известно мало и требуется дополнительные исследования.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Методом РФА СИ определено одновременно концентрации химических элементов, мкг • мл-1: К, Са, Fe, Си, 2п, Ge, 8е, Вг, ЯЪ, 8г, У, 2г, РЪ. Разработанная нами удобная пробоподготовка позволяет использовать малый объем крови (25 мкл). Это дает возможность использовать метод РФА СИ в научных медицинских исследованиях на популяционном уровне.
В популяции у мужчин в возрасте 45-69 лет города Новосибирска при дислипидемии выявлено снижение концентрации химических элементов Са, Си, РЪ; при повышенном содержании глюкозы натощак — снижение ЯЪ, У. Таким образом, при определенных концентрациях химических элементов создается фон для развития факторов риска ССЗ.
Работа выполнена при использовании оборудования ЦКП СЦСТИ и при финансовой поддержке Минобрнауки России.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Национальные клинические рекомендации: Сборник / Под ред. Оганова Р.Г. 3-е изд. М.: Изд-во "Силицея — Полиграф", 2010. 592 с.
2. Сергиенко В.Б., Самойленко Л.Е. // Тер. архив. 2012. № 1. С. 61.
3. Пархонюк Е.В., Кац Я.А. // Клиническая медицина. 2012. №
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.