Подолянська В.В., Данилова Г.В.

Львівський національний медичний університет ім. Д. Галицького.

МІКРОЕЛЕМЕНТНИЙ ГОМЕОСТАЗ У ДІТЕЙ СУЧАСНОГО МІСТА

Одним із показників біологічної відповіді на дію факторів навколишнього середовища є вміст екотоксинів в біосубстратах організму, особливо у волоссі, оскільки підвищення концентрації МЕ в них проявляється рано і корелює з вмістом їх в оточуючому довкіллі. Фактично, навантаження МЕ у волоссі відображає стан забруднення середовища. Тому, у здорових дітей було проведено дослідження волосся на вміст в них окремих МЕ, оскільки це є об'єктивним показником МЕ ситуації в цілому організмі, (а зміни МЕ складу крові короткочасні або відсутні), нами було проаналізовано вміст окремих МЕ важких металів (токсичних Рb, Сd, та умовно ессенціальних Fе, Сu, Zn, Мn, Сo, Сr, Nі) у волоссі 50 пар здорових дітей, що проживали на територіях району дослідження та сільської місцевості (КР) з моменту народження і були відібрані рандомізованим методом за принципом "копія-пара". Контролем були фонові регіональні значення (табл. 1).

Таблиця 1.

Мікроелементний склад волосся здорових дітей ( мкг/г) М+m

МЕ	Фонові значення	Здорові діти сільської місцевості (п=50)	Здорові діти м. Львова (п=50)
Fe	18,5±1,86	87,66±20**	206,6±32,6*** ^^^
Cu	24,6±3.9	25,15±3,2	15,01±2,3*^
Zn	134±2,1	86,99±5,9**	57.9±4.68*** ^^^іІ
Мn	0,27±0,04	0,7±0,1**	1,19±1,2***^
Рb	4,8±0.31	6,81 ±2,4	9,4±3,9*
Ni	1,8±0,31	3,53±0.34***	12,5±1,79*** ^^
Со	0,07±0,009	0,07±0,01	0,09±0,02
Сr	0,62±0,2	2,06±0,90	13,3±2,7***^^
Сd	0,3±0,04	0,41±0,04	1,56±0,09***^^

Примітка:*-Р< 0,05, **-Р< 0,001, ***-P< 0,001- достовірність різниці з фоновими значеннями.

^-Р< 0,05, ^^- Р< 0,001- достовірність різниці між здоровими дітьми .

Дослідження показали, що навіть у здорових дітей сільської місцевості в МЕ складі волосся виявлені деякі відміни порівняно з ''фоновими" значеннями, які були надані Раевич Б.А. і співпадають з даними ФАО/ВООЗ, а саме: підвищення в 4 рази вмісту Fе, в 3 рази Мn, в 2 рази Nі та зниження в 2 рази Zn. МЕ склад волосся здорових дітей м. Львова також відрізнявся від фонових значень (див. таблицю). Достовірно підвищеними (від фонового рівня) у 95% випадків (в сільської місцевості - 52%, Р<0,001) були середні, значення Fе, перевищення фонових значень в 11 разів. У 91% випадків (в КР- 36%, Р<0,05) перевищення середніх значень Мn вищі за фонові в 5 разів. Середній рівень Ni був вищим в 7 разів у 60% випадків (в КР-24%, Р<0,05); Сr в 21,5 разів у 94% випадків (в КР- 37%, Р<0,05); Сd в 5 разів у 57% випадків. Допущений рівень Cd не був перевищеним ні одного разу в КР (Р<0,001). Середній рівень свинцю у здорових дітей м. Львова був достовірно вищим фонових значень в 2 рази.

Питома вага здорових дітей Львова, які мають підвищену концентрацію одного та більше МЕ у волоссі-72,5±6,3% (в КР-50±4,3%, Р<0,05). Статистичне значимої різниці вмісту МЕ у волоссі здорових дітей Львова залежно вїд статі не виявлено. Із збільшенням віку вміст Мn та Сd у волоссі обстежених дітей достовірно зростав (Р<0,05 і Р<0,01 відповідно), а Zn-знижувався (Р<0,05). Спостерігалася тенденція до збільшення з віком біоконцентрації Pb та зниження біоконцентрації Сu. Таким чином, здорові діти обох районів мали зміни в МЕ складі волосся в порівнянні з фоновими нормами.

Вміст МЕ в біосубстратах дозволяє оцінити зміни і мікроелементного балансу, тобто кількісних взаємозв'язків елементів (таблиця 2), за допомогою парного кореляційного аналізу. Для здорового дитячого населення КР кореляція між вмістом окремих МЕ практично була відсутня. У КР достовірних зв'язків між токсичними металами виявлено не було. У здорових дітей КР спостерігалися лише зворотні середньої сили достовірно значимі зв'язки між умовно есенціальними елементами (r_Fe,Zn=-0,37±0,14; r_Zn,Cu=0,45±0,13). Парним кореляційним аналізом встановлено, що у здорових дітей Львова токсичні метали (Рb, Сd, Nі) знаходилися між собою в прямому зв'язку середньої сили та були щільно зв'язані, з умовно есенціальними елементами (Сr, Мn, Со, Nі). У практично здорових дітей Львова зв'язок між Zп та Сu був більш щільним (r=0,74±0.09) і зі збільшенням у волоссі металів вміст цинку знижувався (r_Fe,Zn=-0,77±0,09; r_Mn,Zn=-0,39±0,13; r_Pb,Zn=-0,33±0,14; r_Cd,Zn=-0,29±0,14; r_Co,Zn=-0,35±0,14; r_Ni,Zn=-0,44±0,13). Мідь знаходилася у зворотному зв'язку з Fе (r_Fe,Cu=-0,34±0,14), Мn (r_Mn,Cu=-0,53±0,12), Ni (r_Ni,Cu=-0,4±0,13).

Таблиця 2.

Кореляційна матриця зв'язків між мікроелементними параметрами здорових дітей Львова (r)

	Fе	Zn	Сr	Cd	Сu	Мn	Рb	Со	Nі
Zn			0,11± 0.14	-0,29± 0.14*	0,74± 0.09***	-0,54± 0,12***	-0,33± 0,14*	-0.35± 0.14**	-0,44± 0.13**
Сr				0,25± 0,14	0,03± 0,15	0,80± 0,09***	0,73± 0,09*^:*	0.12± 0,14	0.46± 0,1 3**
Сd					0,04± 0.14	0,06± 0,14	0,43± 0.13**	0.25± 0.14	0.41± 0.13
Сu						-0,53± 0,12***	0,19± 0.14	0.15± 0.14	-0,4± 0,13**
Мn							0,53± 0.12**	0,33± 0.14**	0,61± 0.11**
Рb								0.31± 0,14**	0,42± 0,13**
Co									0.31± 0.14**

Примітка: *-Р< 0,05, **-Р< 0,001, ***-P< 0,001

Не дивлячись на багато робіт, в яких доводиться суттєва роль імунологічних порушень у дітей, що проживають у сучасному місті, взаємозв'язок показників імунітету з порушеннями балансу МЕ не вивчено. Ми вирішили вивчити, наскільки ці особливості залежать від змін балансу основних МЕ. Вивчення кореляційних зв'язків між основними даними імунограми та вмістом МЕ у біосубстратах 22 здорових дітей Львова дозволило уточнити патогенетичне імуномоделююче значення змін вмісту МЕ (табл. .3).

Таблиця 3.

Кореляційна матриця зв'язків між мікроелементними та імунологічними параметрами здорових дітей Львова (r).

	Fe	Zn	Cr	Cd	Cu	Mn	Pb	Co	Ni
Ig G крові	0,09	0,58*	-0,39	-0,11	0,49*	-0,49*	-0,24	-0,39	-0,26
Ig М крові	0,38	0,30	-0,25	-0,40*	-0,02	-0,30	-0,46*	-0,3	-0,14
Іg А крові	-0,17	0,24	-0,05	-0,75*	0,32	-0,26	-0,24	-0,4*	-0,21
ЦІК	-0.70*	-0.38	0,40*	0,49 *	-0,09	0,23	0,39	0,74*	0,36
сз	-0.45*	0.01	-0,38	-0,20	0,44*	-0,16	-0,52*	0,26	0,31
С4	-0,42*	0.19	-0,19	0,09	0,65*	0,09	-0,19	-0,44*	-0,56*
L10-9/л	0,20	-0.42*	0,19	0,98*	-0,23	0,10	0,36	0,01	0,2
Lу%	0,16	-0,18	0,45*	0,85*	-0,2 З	0,20	0,63*	0,3	0,51*
Ly10-9/л	-0,31	-0,05	-0,54*	-0,71*	-0.3	-0,42*	-0,69*	-0,6*	0,2
CD3^+%	0,71*	-0.77*	0,43*	0,15	-0,56*	0,00	0,54*	0,47*	0,61*
CD3^+10-9/л	0,09	-0,58*	0,39	0,11	-0,49*	-0,49*	0,24	0,53*	0,57*
CD4^+	0,06	0,31	0,25	-0,77*	-0,29	-0,49"'	0,11	0,16	-0,4*
CD8^+	0,49 *	-0,76*	0,27	0,79*	-0,58*	-0,20	0,55*	-0,03	0,62*
CD4^+/CD8	-0,48*	0,77*	-0,06	-0,73 *	0,67*	-0,44*	-0,31	-0.29	-0.37
CD19 (%)	-0,31	0,07	-0,69*	0,38	-0,34	-0.67*	-0,61*	-0,45*	-0,57*
CD19^+ 10-9/л	-0,47*	0,15	0,20	-0,31	0,42 *	0,34	0,01	-0.35	-0.42*
NK	0,43*	0,64 *	-0,64*	-0,3	-0,9*	0,15	-0,2	-0,47*	0,18
Іg G слини	-0,22	0.45*	-0,36	-0,10	0,13	-0,33	-0,77*	-0,2	-0,14
Ig M слини	-0,04	0.05	0,89*	-0,65*	0,00	-0,68*	-0,79*	0,21	-0,03
Іg А слини	034	-0,44*	0,26	0,19	-0,22	0,22	0,69*	0,01	0,15
S Ig A	0,09	-0.17	-0,23	-0,07	-0,17	0,02	0,01	-0,25	-0,29
Лізоцим	0,08	0,42*	-0,34	-0,40*	0,01	-0,22	-0,14	-0,22	-0,18

Примітка: *-Р< 0,05, **-P< 0,001, ***-Р< 0,001

Результати проведеного парного кореляційного аналізу показали: до патогенетично вагомих за відношенням до імунологічних параметрів можна віднести зміни рівнів майже всіх МЕ. Збільшенням вмісту Fe, Сd, Рb та Nі та зниженням Zn та Сu (r від 0,79±0,09 до 0,44±0,13) можна пояснити підвищення CD8⁺(%), на підвищення рівню Ig А слині вплинуло накопичення Рb та зниження Zn (r= 0.55±0.12; г=-0.69±0,11; r=0,44±0,13); лімфоцитів (%)- підвищення Сr (r_Ly,Cr=-0,45±0,13) та насамперед Сd, Рb та Nі (r_Ly,Cd=-0,85±0,08; r_Ly,Pb=-0,63±0,11; r_Ly,Ni=-0,51±0,12); CD3⁺ (10^-9/л) з накопиченням Mn, Co і Ni (від r=-0,88±0,07 до r=-0,49±0,13) та зниженням вмісту Zn та Сu (від r=0,58±0,12 до r=0,49±0,13). Але, достовірне зниження рівнів: лізоциму залежало від підвищених рівнів Сd (r=-0.40±0.13), зниженого рівня Zn (r=0,42±0,12); СЗ та С4- з накопиченням Fе (r=-0,42±0,12; r=-0.45±0.13) та зниженням Сu (r=0.44±0,13; r=0,65±0,11), причому на зниження СЗ сильно впливає підвищений рівень Рb (г=-0,52±0,12), а на рівень С4- Со та Nі (r=-0.44±0.13; r=-0,56±0,12). А збільшення рівнів Fе, Сd, Мn та зниження Zn та Сu (r від -0,77±0,09 до 0,44±0,13) в певній мірі обумовило зниження СD4⁺/СD8⁺; Рb та Zn (r=-0.52±0,12; r=-0,77±0.09; r=0.45±0.12)- на зниження рівня Іg G слині; накопичення Сd та Со (r=-0.75±0.1; r=-0.4±0,13)- на зниження рівню ІgA крові; зниження ЦІК зв'язано з рівнем Fе, Сr, Сd та Со (від r_ЦІК,Fe=-0,70±0,10 до r_ЦІК,Cr=0,40±0.13).

Не дивлячись на відсутність достовірної різниці в кількості лейкоцитів у крові дітей за місцем проживання, вони помірно щільно зв’язані з рівнем Zn у здорових дітей Львова (r_L,Zn=0.42±0.13) та сильним зворотнім зв'язком з рівнем Cd (r_L,Cd=0.98±0,03); нормальний рівень абсолютної кількості лімфоцитів- з підвищенням Сr, Cd, Рb, Nі, Мn (r_Ly,Pb=-0,63±0,11), Со; CD3⁺(%)- з накопиченням Fе, Сr, Рb, Со, Nі (від r=-0.71±0.10 до r=-0.43 ±0.13) та зниженням вмісту Zn та Сu (від г=0.77±0.09 до г=0.56±0.12). Рівень СD4⁺(%) також був нормальний у здорових дітей Львова, але щільно був зв'язаний з підвищенням Сd (r_CD4+,Cd=-0.77±0.09), Мn (г_CD4+,Mn=-0.49±0.13) та Nі (r_CD4+,Ni=-0,4±0,12). Рівень NК- клітин знаходився в тісному зв'язку майже зі всіма МЕ (r_NK,Fe=0.43±0,12), крім рівня Сu, Рb та Nі. CD19⁺(%) з накопиченням Сr, Мn, Рb Со, Nі (від r=-0,69±0,11 до r=-0.45±0.13); СD19⁺(10^-9/л)- з Fе, Ni та зниженням Сu (від г=-0,47±0,12 до r=0.42±0.13). На норімальний рівень Іg G крові вплинуло накопичення Мn (r=-0.88±0.07; г=-0.49±0.13) та зниження Zn та Сu (r=0.58±0.12; r=0.49±0.13); Ig, М кpові- накопичення Сd (r_{Ig G кр,Cd}=-0.40±0.13) та Рb (r_{Ig G кр, Pb}=-0.46±0.13), а рівень його в слині залежав ще і від Сr (r_{Ig G сл, Cr}=-0,45±0.13) та Мn (r_{Ig G сл, Mn}=-0,77±0.09). Таким чином, виявлено тісний взаємозв'язок між показниками імунограми і вмістом практично всіх МЕ, особливо токсичних металів, у здорових дітей Львова, що підтвердило вплив екологічного фактора на основні імунологічних показників. Вірогідно, в дитячому організмі має місце поєднана дія ксенобіотиків, які змінюють систему імунного гомеостазу.

Таким чином, вміст важких металів (свинцю, кадмію, хрому, нікелю, марганцю, заліза) в організмі дітей ЗР перевищений в декілька разів. Одночасно спостерігалося зниження умовно ессенціальних мікроелементів (цинку та міді). Причому достовірно збільшується і, кількість значимих кореляційних зв'язків між всіма МЕ. До патогенетично вагомих за відношенням до імунологічних параметрів можна віднести зміни рівнів майже всіх МЕ. Виявлено тісний взаємозв'язок між показниками імунограми та вмістом практично всіх МЕ, особливо з токсичними металами, що підтвердило вплив екологічного фактора на основні імунологічні показники.

Вміст мікроелементів в організмі дитини із середнім та сильним ступенем математичної вірогідності обумовлював частоту соматичної захворюваності. Дослідження показали, що імунний статус, мікроелементний склад біологічних середовищ організму та комплексна оцінка їх взаємозв'язку дозволяє розглядати ці показники, як критерії екологічного ризику. Погіршення стану оточуючого середовища та відсутність повноцінних природоохоронних заходів у регіоні приведуть до підвищення ризику виникнення цілого спектру патологічних станів, а покращення екологічної ситуації - до нормалізації показників