Спосіб донозологічної діагностики техногенних мікроелементозів у дітей молодшого шкільного віку

Реферат: Спосіб донозологічної діагностики мікроелементозів у дітей молодшого шкільного віку, що включає визначення забезпеченості організму дитини мікро- та макроелементами у біологічному матеріалі. У дітей, які проживають у техногенно забруднених регіонах, проводять визначення елементного складу волосся, і за умови невідповідності вмісту хімічних елементів у волоссі їх референтному рівню діагностують мікроелементоз техногенного походження. UA 94523 U (54) СПОСІБ ДОНОЗОЛОГІЧНОЇ ДІАГНОСТИКИ ТЕХНОГЕННИХ МІКРОЕЛЕМЕНТОЗІВ У ДІТЕЙ МОЛОДШОГО ШКІЛЬНОГО ВІКУ UA 94523 U UA 94523 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до профілактичної медицини, а саме гігієни дітей і підлітків, та педіатрії, і може застосовуватися для раннього виявлення у дітей молодшого шкільного віку, які проживають на техногенно забрудненій території, ризику розвитку техногенних мікроелементозів і ефективної профілактики елементарного дисбалансу організму. Стабільність хімічного гомеостазу є однією з умов нормального функціонування організму, а відхилення у вмісті хімічних елементів приводять до широкого спектру порушень у стані здоров'я. Головна особливість мінерального обміну у дітей полягає в тому, що процеси надходження в організм мінеральних речовин і їх виведення незбалансовані між собою, а ріст і розвиток дитини вимагають інтенсивного надходження макро- та мікроелементів [1]. Реакція дитячого організму, як найбільш чутливого, на дію антропогенних чинників значно відрізняється від реакції дорослого, особливо в діапазоні підпорогових концентрацій шкідливих речовин, і потребує більшого напруження адаптаційних резервів організму. Це обумовлено існуванням критичних періодів розвитку нервової, імунної, репродуктивної систем, коли чутливість до дії ксенобіотиків значно підвищується, а також незавершеністю морфологічного та функціонального розвитку всіх органів і систем у дитини [2]. Для дітей властива незрілість ряду ферментативних систем детоксикації, обмеженість функціональної спроможності печінки та нирок, у той же час в процесі інтенсивного росту збільшується маса жирової та кісткової тканин, що створює умови депонування ксенобіотиків і може потенціонуватися дефіцитом ессенціальних макро- та мікроелементів, вітамінів. Тому серед дитячого населення техногенно забруднених міст і мегаполісів існує ризик розвитку техногенних мікроелементозів, в етіології яких істотну роль відіграють комплекс мікроелементів або їх дисбаланс з макроелементами та між собою [3]. Водночас, проблема дефіциту і надлишку мікроелементів часто недооцінюється лікарями або є поза їх увагою при лабораторній діагностиці стану здоров'я, що служить причиною зростання поширеності різних мікроелементозів, а особливо техногенного походження, у дітей. У сучасній діагностиці мікроелементозів у дітей особливу увагу приділяють встановленню залежностей між вмістом токсичних речовин, а також макро- та мікроелементів, у тому числі важких металів у сироватці крові, сечі, слині, волоссі, та ступенем їх шкідливого впливу на організм. При цьому концентрації ксенобіотиків, макро- та мікроелементи є індикатором навантаження на організм людини антропогенного забруднення довкілля і показниками вмісту токсикантів у довкіллі [4]. У даний час не викликає сумніву необхідність вивчення стану здоров'я населення на стадії, що передує патології, тобто проведення доклінічної діагностики [5]. Виявлення макро- та мікроелементів на рівні фізіологічних потреб та корекція їх дисбалансу в організмі - це один з важливих факторів зміцнення здоров'я і профілактики техногенних мікроелементозів у дітей. Найближчим аналогом пропонованої корисної моделі є спосіб діагностики дисбалансу мікроелементного статусу у дітей молодшого шкільного віку на доклінічному етапі шляхом прямого визначення іонів металів у біологічному матеріалі [6]. У сироватці крові досліджують активність металоензимів у синдромі пероксидації, за рівнем якої визначають забезпеченість організму дитини специфічним мікроелементом. Спільною ознакою найближчого аналога та корисної моделі, що заявляється, є те, що в обох випадках досліджується мікроелементний баланс організму, але найближчий аналог потребує використання інвазивних методик (забір крові). В основу корисної моделі поcтавлена задача розробки способу діагностики техногенних мікроелементозів на донозологічній стадії у дітей молодшого шкільного віку, що дасть можливість проводити неінвазивну діагностику пошкоджуючого впливу техногеннозабрудненого довкілля на організм і передбачає визначення лабораторних показників з використанням найбільш доступних біологічних матеріалів. Поставлена задача вирішується тим, що у способі донозологічної діагностики мікроелементозів у дітей молодшого шкільного віку, що включає визначення забезпеченості організму дитини макро- та мікроелементами у біологічному матеріалі, згідно з корисною моделлю, у дітей, які проживають у техногенно забруднених регіонах, проводять визначення елементного складу волосся, і за умови невідповідності вмісту хімічних елементів у волоссі їх референтному рівню діагностують мікроелементоз техногенного походження. Заявлена корисна модель базується на дослідженні, яке дозволяє неінвазивним методом за допомогою використання мультиелементного аналізу волосся на етапі донозологічної діагностики макро- та мікроелементного дисгомеостазу оцінити мікроелементний статус дітей для раннього виявлення ризику щодо розвитку у них техногенних мікроелементозів і ефективної профілактики елементарного дисбалансу організму та прогнозування подальшого розвитку їх здоров'я під впливом забрудненого довкілля. 1 UA 94523 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Волосся є високочутливим діагностично-інформативним біосубстратом, в якому містяться практично всі хімічні елементи, що тривалий час надходять в органи і тканини з їжею, водою чи повітрям, який містить інформацію про процеси метаболізму, а саме мінерального обміну, та його зміни під впливом антропогенного забруднення і є інформативним [7]. Спосіб, що заявляється, здійснюють таким чином. Проводять визначення мікро- та макроелементного складу волосся (мультиелементний аналіз волосся - МАВ-діагностика) з використанням методу рентген-флюорисцентного аналізу (НТЦ "Вірія", м. Київ, Україна). Забір здійснюють, зістригаючи волосся в 4-5 місцях на потилиці безпосередньо біля шкіри голови. Далі його подрібнюють, формують таблетки (діаметром 1 см та масою 50 мг) та визначають вміст елементів у пробі [8]. За умови невідповідності вмісту хімічних елементів у волоссі їх референтному рівню діагностують мікроелементоз техногенного походження. Обстеження проводили серед учнів молодшого шкільного віку загальноосвітніх навчальних закладів м. Соснівка, яка належить до техногенно забрудненого населеного пункту Львівської області. Середній вік обстежених дітей становив 8±1,5 роки. У волоссі кожної дитини визначали двадцять дев'ять елементів. Аналіз елементограм засвідчив, що кальцій, цинк, мідь, залізо присутні у 100 % проб волосся дітей, хром виявлено у 95,2 %, марганець - у 74,2 %, кобальт - у 71,0 %, селен - у 61,3 % досліджених проб волосся, йод виявлено лише у 4 % обстежених дітей. Вміст вісмуту, олова, цирконію, титану, молібдену, рубідію, нікелю, ванадію, срібла, сурми, барію знаходився у волоссі дітей в низьких або слідових кількостях. У великої частини обстежених дітей був знижений вміст йоду, кальцію, міді, заліза, селену і кобальту або ці елементи були відсутні, що є значущою ознакою дефіциту їх надходження в організм з водою та харчовими продуктами і свідчить про дисбаланс цих елементів в організмі дітей. Виявлено дефіцит міді у волоссі 96,8 % дітей, кальцію - 87,1 %, цинку - 66,1 %, селену - 37,8 % та заліза - 27,4 %. Оскільки залізо, мідь, кобальт, а також цинк, марганець, хром, селен (вміст яких знаходився на нижній межі норми) та інші ессенціальні елементи є коензимами ферментів та беруть участь у багатьох процесах (цикл Кребса, метаболізм катехоламінів та інших біологічно активних речовин тощо), то їхній дефіцит суттєво порушує перебіг життєво важливих процесів в організмі дітей. Вміст свинцю у волоссі більшості дітей знаходився в межах референтних значень, а його перевищення у три рази було виявлено у волоссі 9,0 % школярів. Підвищену концентрацію стронцію виявлено у 66,1 % волоссі дітей, з них у 14,6 % вміст стронцію перевищував референтні значення у три рази. Виявлено, що у волоссі обстежених дітей співвідношення між близькими за хімічними властивостями мідь : залізо : цинк становить 1:1,3:18,5, тоді як їх стабільний біобаланс в організмі після першого року життя відповідає 1:3:15 [9]. Доведено чіткий кореляційний зв'язок між вмістом макро-, мікроелементів у волоссі і активністю процесів антиоксидантної системи, інтенсифікацією процесів ліпопероксидації у крові дітей м. Соснівка. Виявлено прямий зв'язок середньої сили між вмістом ртуті і пероксидною резистентністю еритроцитів (r = 0,414; р = 0,009), який чітко показує залежність збільшення гемолізу еритроцитів поряд іззбільшенням вмісту ртуті у волоссі. Одночасно кумуляція ртуті в організмі дітей індукує оксидаційний стрес та спричиняє підвищення вмісту малонового діальдегіду. Між цими параметрами виявлено прямий кореляційний зв'язок середньої сили (r = 0,316; р = 0,049). Вміст кадмію у волоссі корелює з вмістом заліза (r = 0,392; р = 0,0149) і кількістю лейкоцитів у периферійній крові (r = -0,419; р = 0,009). Зафіксовано, що активність глутатіонредуктази прямо залежить від кількості у волоссі заліза (r = 0,570; р = 0,000) і кобальту (r = 0,427; р = 0,007). У дітей відмічалася тенденція до збільшення кількості цинку із зростанням вмісту кобальту у волоссі (r = 0,649; р = 0,003). Кобальт є активатором певних ферментів, до складу яких входить цинк. Натомість спостерігалася зростання пероксидної резистентності еритроцитів крові на тлі зниження вмісту цинку (r = -0,489; р = 0,034). Встановлено, що активність церулоплазміну в крові прямо залежить від вмісту марганцю у волоссі цих же дітей (r = 0,465; р = 0,045). Кількість марганцю обернено залежить від кількості хрому (r = -0,547; р = 0,015). Оскільки марганець також входить до складу супероксиддисмутази, а церулоплазмін - мідь-вмісний антиоксидант, можна стверджувати про активацію антиоксидантних властивостей крові в результаті кумуляції марганцю та хрому в організмі дітей. Також встановлено середній зв'язок і пряму залежність між кількістю кальцію та міді у волоссі та активністю глутатіонпероксидази (r = 0,516; р = 0,049 та r = 0,524; р = 0,045 відповідно). Встановлені нами кореляційні залежності показують опосередкований зв'язок між активацією глутатіонової ланки антиоксидантного захисту та зростанням вмісту кальцію. Крім того, можна припустити й активацію першої ланки антиоксидантного захисту, зокрема, супероксиддисмутази, до складу якої входить мідь. 2 UA 94523 U 5 10 15 20 25 30 35 Отримані результати свідчать про наявність достатньо вираженого дисбалансу ряду макрота мікроелементів у волоссі обстежених школярів й кореляційних зв'язків між показниками перекисного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи захисту організму й вмістом відповідних хімічних елементів у волоссі, що засвідчує можливість використання мультиелементного аналізу волосся на етапі донозологічної діагностики елементного дизгомеостазу як малоінвазивного, інформативного критерію оцінки зрушень в організмі дітей під впливом техногенного забрудненого довкілля і дають можливість прогнозувати розвиток дизадаптаційних процесів дитячого організму за виявленням мікро- та макроелементних зрушень у волоссі. Джерела інформації: 1. Дефицит витаминов и микроэлементов у детей и их коррекция / И.Н. Захарова, Е.В. Скоробогатова, Е.Г. Обыночная и др. // Педиатрия. - 2007. - Т. 86, № 3. - С. 112-118. 2. Антонов А.В. Оценка риска для здоровья как путь к снижению врожденной и наследственной патологии у детей / А.В. Антонов // Гигиена и санитария. - 2006. - № 3. - С. 4-6. 3. Лучанинова В.Н. Комплексная оценка состояния здоровья детей на фоне техногенной нагрузки / В.Н. Лучанинова, Л.В. Транковская // Рос. педиатр, журн. - 2004. - № 1. - С. 29-33. 4. Особенности микроэлементного статуса у детей Санкт-Петербурга / В.Т. Маймулов, И.Ш. Якубова, Т.С Чернякина и др. // Гигиена и санитария. - 2005. - № 6. - С. 64-65. 5. Экология и здоровье детей; под ред. М.Л. Студеникина, А.А. Ефимовой. - М.: Медицина, 1998. - 384 с. 6. Гжегоцький М.Р. Фізіологічні аспекти профілактики хімічної екопатології / М.Р. Гжегоцький, Б.М. Штабський // Фізіологічний журнал. - 2002. - Т. 48, № 2. - С. 159-160. 7. Скальный А.В. Микроэлементы для вашего здоровья / Скальный А.В. - М.: Издательский дом «Оникс - 21 век», 2003. - 238 с. 8. Мультиэлементный анализ волос: новые возможности диагностики / Э. Кириленко, А. Кириленко, С. Лесник, С. Фус // Ліки України. - 2001. - № 12. - С. 28-29. 9. Скальный А.В. Биоэлементы в медицине / А.В. Скальный, И.А. Рудаков. - М.: Оникс, 2004. - 272 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб донозологічної діагностики мікроелементозів у дітей молодшого шкільного віку, що включає визначення забезпеченості організму дитини мікро- та макроелементами у біологічному матеріалі, який відрізняється тим, що у дітей, які проживають у техногенно забруднених регіонах, проводять визначення елементного складу волосся, і за умови невідповідності вмісту хімічних елементів у волоссі їх референтному рівню діагностують мікроелементоз техногенного походження. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3