The status of element homeostasis in children and adolescents with essential arterial hypertension

Full Text

Артериальную гипертензию (АГ) на сегодняшний день считают одной из самых значимых медико-социальных проблем. Распространённость АГ среди взрослого населения России составляет 39,5%, ежегодно вновь выявляют до полумиллиона больных. Многочисленными исследователями установлено, что истоки гипертонической болезни следует искать в детском и подростковом возрасте [5]. АГ регистрируют у 2,4-18% детей и подростков [9]. Известно, что в регуляции артериального давления (АД) принимают участие многочисленные модифицируемые и немодифицируемые факторы. Значимый экзогенный фактор - воздействие ксенобиотиков в регионах с неблагоприятной экологической обстановкой. Следствием ухудшения экологической обстановки становится «омоложение» различных видов патологии, в том числе и гипертонической болезни [1]. Один из наиболее токсичных металлов, включённых в списки приоритетных загрязнителей рядом международных организаций (Всемирной Организацией Здравоохранения и др.), - свинец. Загрязнение окружающей среды свинцом в современных условиях происходит в процессе добычи и переработки природного сырья, при плавлении металлического свинца, неорганических и органических соединений, пигментов, красок и прочего [8]. Результаты проведённых исследований выявили положительную корреляцию между воздействием низких и средних доз свинца на организм и уровнем АД у взрослого населения (Nash D., 2003). Недостаточность существующих в литературе данных и необходимость изучения комплексного воздействия элементов на уровень АД у детей и подростков стали причиной проведения настоящего исследования. Цель исследования - изучение особенностей микро- и макроэлементного гомеостаза при различных клинико-функциональных вариантах эссенциальной АГ у детей и подростков. Обследованы 100 детей и подростков в возрасте от 13 до 17 лет с эссенциальной АГ, 79 мальчиков и 21 девочка. Критерием постановки диагноза было повышение АД выше 95-го перцентиля для соответствующего возраста, роста и пола во время трёх визитов с интервалом 10-14 дней. Пациентов с симптоматической (вторичной) АГ в исследование не включали. Контрольную группу составили 33 практически здоровых пациента, по возрасту и полу идентичных основной группе. Для обследования детей применяли следующие методы: сбор анамнестических данных, генеалогический метод, общий клинический осмотр, антропометрию, трёхкратное измерение АД. Всем пациентам были проведены клинические анализы крови и мочи, определение в крови содержания глюкозы, мочевины, креатинина, общего холестерина, осмотр глазного дна офтальмологом, осмотр другими узкими специалистами по показаниям (невропатологом, нефрологом, эндокринологом), электрокардиография, эхокардиография, суточный мониторинг АД, определение исходного вегетативного тонуса и кардиоинтервалография, ультразвуковое исследование почек и мочевого пузыря, а также (по показаниям) области надпочечников и щитовидной железы, допплерография сосудов почек по показаниям, определение содержания в сыворотке крови и суточной моче свинца, меди, цинка, калия, кальция, магния. Исследование содержания элементов в сыворотке крови и суточной моче проводили методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на аппаратах «СА-10МП» (калий, кальций, магний) и «Perkin Elmer Analyst 400» (свинец, цинк, медь). Клиренс микроэлементов, показывающий, какой объём плазмы «очищается» от исследуемого вещества в единицу времени, вычисляли по формуле: C=(U×V)/P×1,73/площадь поверхности тела, где С - клиренс исследуемого вещества (мл/л), U - содержание исследуемого вещества в моче (мкг/л, мг/л), V - минутный диурез (мл/мин), P - содержание исследуемого вещества в сыворотке крови (мкг/л, мг/л). Относительную экскрецию микроэлементов (мг/сут) в пересчёте на 100 мл клубочкового фильтрата вычисляли по формуле Еотн=С/GF×100, где Еотн - относительная экскреция, или экскретируемая фракция, показывающая, какая часть из профильтровавшегося количества выделяется в окончательную мочу (%), С - клиренс исследуемого вещества (мл/мин), GF - клубочковая фильтрация (мл/мин). Статистическая обработка проведена с использованием параметрических критериев после проверки полученных данных на соответствие нормальному распределению, а также корреляционного анализа по Пирсону. Использовали программное обеспечение персонального компьютера «Statistica 6.0», Microsoft Excel 2003. По данным суточного мониторинга АД пациенты были разделены на группы со стабильной АГ, лабильной АГ и группу с феноменом «гипертензии на белый халат» (ГБХ): 41, 30 и 29 человек соответственно. Средние данные суточного мониторинга АД сравнивали с величиной 95-го перцентиля для данного возраста, роста и пола. Индекс времени АГ рассчитывали как процент измерений, превышавших нормальные показатели АД за 24 ч и отдельно для каждого интервала суток. При средних значениях АД в пределах возрастных норм и регистрации в суточном профиле кратковременных подъёмов АД выше допустимых значений диагностировали наличие феномена ГБХ. Критериями диагностики лабильных форм АГ были повышение средних значений систолического (САД) и/или диастолического (ДАД) АД от 90-го до 95-го процентиля распределения этих параметров для соответствующего возраста, роста и пола, повышение индекса времени АГ в дневное и/или ночное время от 25 до 50% в сочетании с повышенной вариабельностью АД. При повышении средних значений САД и/или ДАД выше 95-го перцентиля распределения этих параметров для соответствующего возраста, роста и пола, а также повышении индекса времени АГ в дневное и/или ночное время выше 50% диагностировали стабильную форму АГ. Следует отметить, что средний возраст первой регистрации повышенного АД в группе со стабильной АГ достоверно меньше (р <0,05), чем в группе с лабильной АГ (13,4 и 14,6 лет соответственно). В группе детей и подростков со стабильной АГ избыточную массу тела регистрировали достоверно чаще, чем во всех остальных группах. В группах с лабильной формой АГ и феноменом ГБХ количество школьников с избытком массы тела достоверно превышало число таких же школьников в группе контроля (табл. 1). По данным семейного анамнеза, наследственная отягощённость по АГ у пациентов с повышением АД встречалась достоверно чаще, чем в группе школьников с нормальным АД, что в очередной раз свидетельствует о значимости данного фактора риска в развитии АГ у детей и подростков. По данным суточного мониторинга АД, у детей и подростков со стабильной формой АГ выявлены максимальные средние значения САД и ДАД, индекса времени САД и ДАД за все периоды наблюдения. В этой же группе зарегистрированы максимальные значения конечного диастолического размера и конечного диастолического объёма левого желудочка по сравнению с другими исследуемыми группами. Масса миокарда левого желудочка (г), индекс массы миокарда левого желудочка, рассчитанный на единицу поверхности тела (г/м2) и по отношению к росту в степени 2,7 (г/м2,7), у школьников со стабильной АГ достоверно превышали аналогичные данные в группе контроля (р <0,05). Средние значения толщины межжелудочковой перегородки у детей и подростков с различными формами АГ были достоверно больше данных показателей группы школьников с нормальным АД. Следовательно, значительная нагрузка повышенным АД в течение суток оказывает влияние на состояние органов-мишеней (в данном случае миокарда) уже в детском и подростковом возрасте даже при небольшой продолжительности заболевания, что подтверждается данными литературы [10]. При изучении содержания свинца в сыворотке крови в группе детей и подростков с повышением АД обнаружено увеличение концентрации данного элемента по сравнению с показателями контрольной группы (табл. 2). Повышенное содержание свинца в сыворотке крови регистрировали при всех клинико-функциональных вариантах АГ, однако статистически значимое превышение аналогичных показателей группы контроля было выявлено у пациентов с лабильной и стабильной АГ (р <0,05). При сравнении концентрации изучаемого элемента в группах с различным уровнем повышения АД статистически значимых различий между группами зарегистрировано не было (р >0,05). Отмечено увеличенное выделение свинца с мочой в группе с повышенным АД по сравнению с контрольной группой. Повышение экскреции данного элемента с мочой, увеличение его клиренса и экскретируемой фракции в группе стабильной АГ было статистически значимым по сравнению с аналогичными показателями контрольной группы (р <0,05). Уровень экскреции свинца с мочой у пациентов со стабильной АГ превышал аналогичные данные в группах с лабильной АГ и феноменом ГБХ (р >0,05). Показатели клиренса свинца и его экскретируемой фракции в группах с различными клинико-функциональными вариантами АГ достоверно не различались между собой (р >0,05). По данным литературы, ионы свинца способствуют увеличению содержания катехоламинов в крови и некоторых мозговых структурах, увеличивают чувствительность синапсов к катехоламинам, повышают активность ренина в плазме крови, стимулируют и пролонгируют сокращения гладкомышечных волокон сосудов. Ионы свинца непосредственно воздействуют на сокращение гладких мышц сосудистой стенки через протеинкиназу С и инактивацию процессов внутриклеточного кальциевого обмена [4]. Обладая значительной цитотоксичностью, свинец вызывает метаболический «внутриклеточный хаос» в сосудистой стенке, в частности в эндотелиоцитах, некоторых соединительнотканных элементах, гладкомышечных клетках [4]. У детей и подростков с высоким АД выявлено пониженное содержание цинка в сыворотке крови по сравнению с группой контроля. Снижение количества сывороточного цинка в группе стабильной АГ по сравнению с аналогичными показателями группы феномена ГБХ и группы контроля было статистически значимым (р <0,05). Следует отметить, что статистически значимых отличий в изучаемых показателях между группами с лабильной АГ и стабильной АГ выявлено не было (р >0,05). Отмечено увеличение экскреции цинка с мочой в группе с повышенным АД при сравнении с группой контроля, однако обнаруженные различия не были статистически значимы (р >0,05). Показатели клиренса и экскретируемой фракции цинка в группе с повышенным АД также достоверно не отличались от аналогичных показателей группы контроля (р >0,05). Не обнаружено статистически значимых различий в показателях экскреции цинка между группами с различными клинико-функциональными вариантами АГ. У пациентов с АГ отмечено достоверное превышение содержания меди в сыворотке крови по сравнению с аналогичными данными группы контроля (р <0,05). При этом статистически значимых различий в указанных показателях между группами с повышенным АД выявлено не было (р >0,05). Показатели экскреции данного элемента с мочой, его клиренса и экскретируемой фракции в группе с повышенным АД достоверно не отличались от аналогичных показателей группы контроля. Показательные результаты получены при исследовании обмена магния у детей и подростков с различным АД. У пациентов со стабильной формой АГ было обнаружено достоверное снижение содержания магния в сыворотке крови по сравнению с группой контроля (р <0,05). Выявлена увеличенная экскреция магния с мочой в группах с повышением АД, однако статистически значимых отличий не зарегистрировано. Клиренс данного элемента, а также его экскретируемая фракция в исследуемых группах достоверно не различались между собой. Изучение гомеостаза макроэлементов, таких как калий и кальций, выявило следующие изменения (табл. 3). У детей и подростков со стабильной формой АГ содержание калия в сыворотке крови было снижено по сравнению с остальными изучаемыми группами. Различия в содержании калия в сыворотке крови и суточной моче в группах с разным АД не были статистически значимыми. Обнаружено достоверное превышение содержания кальция в сыворотке крови у пациентов со стабильной АГ по сравнению с контрольной группой (р <0,05). В группе лабильной АГ содержание сывороточного кальция превышало данный показатель групп феномена ГБХ и группы контроля. Психогенные факторы вносят большой вклад в развитие АГ у детей и подростков. При психологическом тестировании подростков и лиц молодого возраста из семей больных гипертонической болезнью выявлено повышение уровня личностной тревожности в психологических тестах [3]. Следует отметить, что содержание сывороточного кальция у пациентов со стабильной АГ, превышая аналогичные показатели других исследуемых групп, всё же оставалось в пределах возрастных норм. В норме соотношение элементов в организме практически постоянно, то есть изменяется в очень узких пределах. Сравнивая соотношение элементов-антагонистов в норме и при патологическом процессе, можно оценить метаболизм. Одним из наиболее показательных оказалось соотношение содержания свинца и цинка в сыворотке крови. Прослеживалось увеличение соотношения сывороточной концентрации данных микроэлементов по мере увеличения нагрузки повышенным АД. Таким образом, в группе пациентов с повышением АД регистрировали сдвиг в сторону повышения содержания в сыворотке крови токсического элемента (свинца) над содержанием эссенциального (цинка). Выявлена тенденция к уменьшению соотношения количества цинка и меди в сыворотке крови у пациентов с АГ по сравнению с контрольной группой. Минимальное соотношение данных элементов зарегистрировано у больных со стабильной АГ. Интересные результаты получены при изучении соотношения кальция и магния. По мере увеличения нагрузки повышенным АД соотношение содержания сывороточных кальция и магния возрастало. Также зарегистрировано увеличение соотношения содержания кальция и цинка в сыворотке крови по мере возрастания индекса времени АГ. Для изучения взаимосвязей содержания элементов в сыворотке крови и моче с данными клинического и инструментального обследования мы применили корреляционный анализ. Обнаружена отрицательная корреляционная взаимосвязь между уровнем магния в сыворотке крови и диаметром левого предсердия по данным эхокардиографии (r=-0,44; r=-0,49, р <0,05). Сниженное содержание магния регистрировали при увеличении нагрузки повышенным АД, что в свою очередь может привести к увеличению диаметра левого предсердия. Также выявлена обратная корреляционная зависимость между содержанием магния и кальция в сыворотке крови (r=-0,47; р <0,05). Обнаружена положительная взаимосвязь между содержанием кальция в сыворотке крови и диаметром корня аорты, размерами левого предсердия, значениями конечных диастолического и систолического размеров, ударного объёма, массы миокарда левого желудочка по данным эхокардиографии (r=0,43; r=0,49; р <0,05). По нашим данным, содержание цинка в сыворотке крови отрицательно коррелировало со средними значениями САД в течение суток (r=-0,4; r=-0,44; р <0,05), величиной среднего гемодинамического давления в дневное время (r=-0,40; р <0,05) и вариабельностью ДАД в ночное время суток (r=-0,49; р <0,05). Также отрицательная корреляционная связь обнаружена между концентрацией цинка в сыворотке крови и значениями толщины задней стенки левого желудочка (r=-0,43; р <0,05), ударного объёма (r=-0,48; р <0,05), массы миокарда левого желудочка и её индекса (r=-0,49; р <0,05), размерами левого предсердия (r=-0,43; р <0,05), значениями конечных диастолического и систолического размеров (r=-0,46; r=-0,47; р <0,05). Для выявления дополнительных взаимосвязей между изучаемыми показателями был применён регрессионный анализ: ИВ САДдень=0,12+0,0035×УО+0,13×Pbсыв, где ИВ - индекс времени; САДдень - САД в дневное время; УО - ударный объём; Pbсыв - содержание свинца в сыворотке крови. Выявлена положительная взаимосвязь между степенью нагрузки повышенным САД в дневное время и содержанием сывороточного свинца, что подтверждает существующие литературные данные о гипертензивном действии данного микроэлемента. Таким образом, элементный статус у детей и подростков с повышением АД определяется разнонаправленными изменениями. Они проявляются в повышении содержания в сыворотке крови токсического элемента (свинца), некоторых эссенциальных элементов, таких как медь и кальций, в сочетании с пониженным содержанием в сыворотке крови цинка и магния. Следует отметить, что указанные изменения максимально выражены у больных со стабильной формой АГ. ВЫВОДЫ 1. У пациентов со стабильной АГ выявлено достоверное увеличение содержания свинца в сыворотке крови в сочетании с повышенной экскрецией свинца с мочой, увеличением его клиренса и экскретируемой фракции, что характеризует перегрузочный тип экскреции данного токсического микроэлемента. 2. У детей и подростков с повышением АД зарегистрировано снижение содержания цинка и магния в сыворотке крови, при этом нарушения элементного гомеостаза относятся к метаболическому типу. 3. Увеличение содержания меди и кальция в сыворотке крови у больных с повышенным АД - проявление метаболического типа нарушений элементного гомеостаза. 4. Для детей и подростков с различными клинико-функциональными вариантами АГ характерно превышение содержания в сыворотке крови токсического элемента (свинца) над содержанием эссенциального элемента (цинка), данные изменения максимально выражены в группе стабильной АГ. Таблица 1 Частота избыточной массы тела у детей и подростков исследуемых групп (%) Показатель Первая группа (контроль), n=33 Вторая группа (феномен ГБХ), n=29 Третья группа (лабильная АГ), n=30 Четвёртая группа (стабильная АГ), n=41 р Индекс Кетле >25 кг/м2 0 28 33 66 р1-2 <0,05; р1-3 <0,05; р1-4 <0,05; р2-4 <0,05; р3-4 <0,05 Примечание: ГБХ - «гипертензия на белый халат»; АГ - артериальная гипертензия; р1-2 - уровень значимости при сравнении первой и второй групп; р1-3 - первой и третьей; р1-4 - первой и четвёртой; р2-4 - второй и четвёртой; р3-4 - третьей и четвёртой групп. Таблица 2 Содержание микроэлементов в сыворотке крови, суточной моче, их клиренс (мл/мин × 1,73 м2) и экскретируемые фракции (%) у детей и подростков с различным артериальным давлением (M±m) Элемент Первая группа (контроль), n=33 Вторая группа (феномен ГБХ), n=29 Третья группа (лабильная АГ), n=30 Четвёртая группа (стабильная АГ), n=41 р Свинец крови, мкг/мл 0,044±0,002 0,046±0,003 0,050±0,004 0,056±0,002 р1-3 <0,05; р1-4 <0,05 Свинец мочи, мкг/мл 0,027±0,004 0,031±0,003 0,032±0,003 0,039±0,001 р1-4 <0,05 Клиренс свинца 0,62±0,03 0,67±0,08 0,68±0,15 0,70±0,02 р1-4 <0,05 Экскретируемая фракция свинца 0,55±0,01 0,57±0,08 0,60±0,01 0,63±0,02 р1-4 <0,05 Цинк крови, мкг/мл 1,09±0,04 1,08±0,03 1,03±0,03 0,955±0,035 р1-4 <0,05; р2-4 <0,05 Цинк мочи, мкг/мл 0,286±0,04 0,312±0,05 0,315±0,07 0,324±0,02 - Клиренс цинка 0,29±0,035 0,312±0,06 0,31±0,05 0,3±0,05 - Экскретируемая фракция цинка 0,30±0,04 0,029±0,5 0,028±0,06 0,029±0,07 - Медь крови, мкг/мл 0,942±0,03 1,135±0,054 1,156±0,05 1,254±0,14 р1-2 <0,05; р1-3 <0,05; р1-4 <0,05 Медь мочи, мкг/мл 0,055±0,009 0,062±0,004 0,068±0,005 0,071±0,007 - Клиренс меди 0,057±0,004 0,055±0,006 0,053±0,007 0,053±0,008 - Экскретируемая фракция меди 0,046±0,005 0,045±0,007 0,042±0,009 0,043±0,007 - Магний крови, мг/л 21,077±0,253 20,34±0,452 20,446±0,445 19,995±0,332 р1-4 <0,05 Магний мочи, мг/л 77,2±6,4 78,3±9,1 83,0±8,6 83,2±7,1 - Клиренс магния 66,8±5,2 66,3±4,3 65,8±3,5 67,5±2,6 - Экскретируемая фракция магния 55,8±2,8 56,2±3,5 54,8±2,6 55,9±5,8 - Примечание: ГБХ - «гипертензия на белый халат»; АГ - артериальная гипертензия; р1-3 - уровень значимости при сравнении первой и третьей групп; р1-4 - первой и четвёртой; р2-4 - второй и четвёртой; р1-2 - первой и второй групп. Таблица 3 Содержание макроэлементов в сыворотке крови (мг/л), суточной моче (ммоль/сут) у детей и подростков с различным артериальным давлением (M±m) Элемент Первая группа (контроль), n=33 Вторая группа (феномен ГБХ), n=29 Третья группа (лабильная АГ), n=30 Четвёртая группа (стабильная АГ), n=41 р Калий крови 164,59±2,98 163,28±2,76 163,26±6,44 161,315±3,14 - Калий мочи 68,4±7,5 70,3±8,3 70,8±14,9 71,0±9,8 - Кальций крови 85,±2,07 88,1±1,213 89,379±1,6 92,4±1,03 р1-4 <0,05 Кальций мочи 5,6±0,9 5,0±0,5 5,1±0,3 5,1±0,8 - Примечание: ГБХ - «гипертензия на белый халат»; АГ - артериальная гипертензия; р1-4 - уровень значимости при сравнении первой и четвёртой групп. Таблица 4 Соотношение содержания элементов в сыворотке крови у детей и подростков с различным артериальным давлением Соотношение элементов Первая группа (контроль), n=33 Вторая группа (феномен ГБХ), n=29 Третья группа (лабильная АГ), n=30 Четвёртая группа (стабильная АГ), n=41 р Pb/Mg 0,0021 0,0023 0,0025 0,0028 - Pb/Cu 0,047 0,041 0,043 0,045 - Pb/Zn 0,04 0,043 0,049 0,059 р1-4 <0,05 Ca/Zn 78,165 81,57 86,78 96,75 - Zn/Cu 1,157 0,952 0,891 0,762 - Ca/Mg 4,04 4,33 4,37 4,62 - Примечание: ГБХ - «гипертензия на белый халат»; АГ - артериальная гипертензия; р1-4 - уровень значимости при сравнении первой и четвёртой групп.

About the authors

T P Makarova

Kazan State Medical University, Kazan, Russia

Z R Khabibrakhmanova

Pediatric polyclinic № 7, Kazan, Russia

Email: zulfiya79@mail.ru

D I Sadykova

Kazan State Medical University, Kazan, Russia

Yu M Chilikina

Pediatric polyclinic № 7, Kazan, Russia

References

Supplementary files