Изменение гомеостаза цинка при заболеваниях почек у детей

Полный текст

Учение о микроэлементозах как о заболеваниях, синдромах и патологических состояниях, вызванных дефицитом, избытком или дисбалансом микроэлементов (МЭ) в организме человека, в настоящее время переживает принципиально новый этап своего развития. Цинк, участвуя в синтезе нуклеиновых кислот, белков и энергетическом обмене, занимает особое место в ряду незаменимых МЭ. Его дефицит является одним из факторов развития нефропатий [3, 5, 16]. В работах А.А. Жаворонкова [4] суммированы цинкдефицитные состояния и выделены три фракции цинка: комплексированная с-макроглобулином, глобулиновая и ультрафильтруемая, связанная с белками малой молекулярной массы. Увеличение последней фракции сопровождается цинкурией и является основой развития цинкдефицитных состояний [1]. Иммуномодулирующее влияние цинка широко изучено как в экспериментальных, так и в клинических исследованиях [6, 17, 18]. Показано его широкое воздействие на многие звенья иммунной системы — от функционирования клеток, обеспечивающих неспецифический иммунитет, до важнейших функций Т- (активация, экспрессия дифференцированных антигенов) и BÄ лимфоцитов (продукция антител, особенно класса IgG).

Однако роль дефицита цинка является недостаточно ясной в патогенетическом отношении при различных вариантах нефропатий у детей (дизметаболическом — ДМН, тубуло-интерстициальном — ТИН, пиелонефрите — ПН и мочекаменной болезни — МКБ). Мало изучены различные варианты нарушений гомеостаза цинка при данной патологии, влияние его дефицита при повышенной экскреции на нарушение парциальных почечных функций и показатели иммунного статуса.

Целью наших исследований являлось изучение обмена цинка. Содержание цинка в сыворотке крови и моче определяли методом атомно-адсорбционной спектрофотометрии с расчетом его клиренса и экскретируемой фракции при -, различных заболеваниях почек у детей& (ДМН, ТИН, ПН и МКБ) в комплексе с функциональным состоянием почек и показателями иммунологической реактивности. Полученные данные обрабатывали методами многомерной статистики (корреляционный и факторный анализы) на ПЭВМ IBC PC/AT.

Под наблюдением находились 310 детей от 3 до 15 лет. В качестве контроля обследовано 40 здоровых детей того же возраста. Содержание цинка в сыворотке крови и в моче, механизм их обмена при различных вариантах нефропатий представлены в табл. 1. Как видно из приведенных данных, у больных ДМН отмечено достоверное снижение цинка в сыворотке крови по сравнению с данными контроля, что является свидетельством цинкдефицитного состояния, так как сывороточный цинк является лучшим биологическим маркером его дефицита в организме [1]. Выявлено достоверное повышение клиренса цинка и его экскретируемой фракции, что расценено нами как дефицит данного МЭ по экскреторному типу за счет ультрафильтруемой фракции и определяемой ею цинкурии [4]. При анализе изменений концентрации цинка в зависимости от формы ДМН (уратная и оксалатная) обнаружено достоверное его снижение в сыворотке крови у детей с оксалатной ДМН (0,791±0,02 и 0,913± ±0,075 мкг/мл; Р<0,05). Кроме того, у них выявлено достоверное увеличение клиренса цинка и его экскреции по сравнению с данными группы с уратной ДМН (0,47±0,066; 0,30±0,05 мл/мин; Р<0,05) — у последних имеет место лишь тенденция к изменению этих показателей. Таким образом, более глубокое нарушение метаболизма данного МЭ, связанное с повышенной экскрецией, установлено при оксалатной форме ДМН. В группе детей с ТИН отмечено достоверное повышение клиренса, экскреции и экскретируемой фракции цинка по сравнению с данными как контроля, так и больных ДМН, что свидетельствует о нарастании экскреторного дефицита при развитии данной патологии. Изменение показателей, определяющих этот тип нарушений гомеостаза данного МЭ имело место и при ПН. Однако достоверной разницы между группами больных ТИН и ПН не выявлено, что указывало на наличие однотипных нарушений гомеостаза данного МЭ, характеризующих тубуло-интерстициальные поражения почек. В отличие от обменных нефропатий, тяжесть экскреторного дефицита усугубляется.

При сравнении концентраций цинка в биосредах в зависимости от вариантов ПН (табл. 2) максимально низкие концентрации обнаружены в сыворотке крови, а наиболее высокие — в суточной моче; максимальные показатели клиренса отмечены у больных со вторичным обструктивным ПН по сравнению с группами со вторичным дизметаболическим и вторичным обструктивным и дизметаболическим пиелонефритом. Дефицит цинка экскреторного типа, таким образом, наиболее выражен при обструктивном варианте хронического ПН, что отражает тяжесть патологического процесса в тубулоинтерстициальной системе почек.

При анализе гомеостаза цинка при МКБ выделены две группы больных: с осложнением и без осложнения ПН. Средняя концентрация цинка в сыворотке крови при МКБ в целом не отличалась от показателей контрольной группы (0,952±0,055 мкг/мл; Р>0,05). При этом его экскреция с мочой, клиренс и уровень экскретируемой фракции были достоверно повышены, что свидетельствовало в пользу ренального типа экскреции данного МЭ. Концентрация цинка в сыворотке крови у детей с МКБ, не осложненной ПН, была достоверно выше (1,321±0,068 мкг/мл), чем у детей с МКБ, осложненной ПН (0,795±0,05 мкг/мл; Р<0,05), что подтверждает активное вовлечение данного МЭ в процессы камнеобразования, доказанное в ряде работ [2]. Повышенная концентрация МЭ в сыворотке крови является неблагоприятным прогностическим признаком литогенности, так как наряду с активацией кристаллизации он служит одним из модуляторов реабсорбции и секреции веществ в почках [12, 15].

Влияние цинка на функциональное состояние почечных канальцев изучалось методами математического моделирования с расчетом математических регрессионных моделей взаимовлияний [9]. Выявлено патологическое воздействие на функции проксимальных канальцев при уровне экскреции, составляющем 0,378 мкг/мл; патологическое воздействие реализовалось на процессы снижения реабсорбции фосфатов (r = — 0,78; Р<0,05) и уровень аминоацидурии (r = 0,67; Р<0,05) в группе детей с ТИН. Данная закономерность отмечена и при нарастании экскреции цинка в группах детей с ПН и МКБ. Повышение экскреции до уровня 0,395 мкг/мл влияло на функциональное состояние дистальных канальцев: нарушало аммониогенез (r=~0,89; Р<0,05) и ацидогенез (r= -0,69; Р<0,01 ).

Между уровнем цинка и показателями иммунологической реактивности с помощью факторного анализа выявлены взаимосвязи в группах детей с ТИН и ПН. Между содержанием Т-лимфоцитов (r= 0,54; Р<0,05), Т-хелперов (r= 0,49; Р<0,05) и уровнем цинка в сыворотке крови имели место прямые корреляции.

Расширение моновлияния дефицита цинка на популяции иммунокомпетентных клеток при ПН проявляется в виде нарастания их спектра. По данным литературы, доказана роль цинка в образовании гормонов тимуса, преимущественно тимулина [10, 16]. Цинк требуется для регенерации CD4 Т-лимфоцитов [11], истощение субпопуляции которых реализуется в условиях хронического воспаления [13], а также для поддержания популяции цитолитических клеток [6, 11]. Эффекты цинка на образование ключевых иммунологических медиаторов проявляются в виде его участия в основных клеточных функциях типа peпликации ДНК, транскрипции РНК, ' деления и активации клеток [14, 18].

Важнейшим показателем активного воспалительного процесса является уровень СРБ-протеина, одного из важнейших белков острой фазы [7]. Методом регрессионного анализа выявлена обратная взаимосвязь между уровнями цинка и СРБ-протеина в сыворотке крови у детей с ТИН и ПН (r=—0,45; Р<0,05), что отражает потребление данного МЭ при выработке медиаторов воспаления. По данным литературы, ранняя фаза острого воспалительного ответа (выработка цитокинов: интерлейкина-1, интерлейкина-6) сопровождается снижением содержания цинка в сыворотке крови [11, 17]. По мнению Shankar А.Н., Prasad A.S. [18], цинк также потребляется в процессах антиоксидантной защиты. По данным Ripa S., Ripa R. [17], I иммунологическая реактивность изменяется параллельно снижению плазматической концентрации цинка. Таким образом, выраженное снижение концентрации цинка в сыворотке крови у больных с ТИН и ПН объяснимо с позиций повышенного его потребления на реализацию активного воспалительного процесса и поддержание адекватного иммунного ответа на асептическое и микробное воспаление в почечной ткани [14, 16—18]. Дефицит цинка при хроническом воспалительном процессе в тубулоинтерстициальной ткани почек приобретает новое качество и может быть идентифицирован, наряду с экскреторным, как дефицит иммунологического потребления.

При изучении фагоцитарной активности нейтрофилов в группе детей с ТИН отмечаются прямые корреляции между содержанием цинка в сыворотке крови, количеством работающих фагоцитов (1——0,54; Р<0,05) и тестами, характеризующими реактивный потенциал клетки (НСТ инд., r=0,67; Р<0,05; ИАН инд., r = 0,69; Р<0,05). У детей с ПН сила связей между тестами, характеризующими резервные возможности нейтрофилов, нарастает: при НСТ инд. r=0,85 (Р<0,05), при ИАН в стимул, реакции r= 0,79 (Р<0,05), при ФИ r = 0,88, (Р<0,05), при r = 0,59 (Р<0,05). Кровле того, углубляющийся дефицит данного МЭ является кофактором снижения способности нейтрофилов к внутриклеточному киллингу (1—0,57; Р<0,05). Наши данные совпадают с экспериментальными работами о влиянии дефицита цинка на фагоцитарную активность нейтрофилов и функциональный потенциал клетки в эксперименте [8]. Дефицит цинка в ряду ТИН—ПН, влияя на метаболическую активность и способность нейтрофилов к внутриклеточному киллингу микроорганизмов, служит, по-видимому, кофактором данных нарушений как важнейшего звена патогенеза асептических и микробно-воспалительных заболеваний почек у детей.

Об авторах

Т. П. Макарова

Автор, ответственный за переписку.
Email: info@eco-vector.com
Россия

Список литературы

Дополнительные файлы