СНО ГОУ ВПО НГМУ Росздрава - EstheticLife.ru
 
Сегодня
Сделать стартовой Добавить в Избранное Задать вопрос  
Титул www.EstheticLife.ru
Препарат Detsina
Конкурс - Я Стоматолог
Статьи конкурса
Белые Халаты
Медицинская одежда
Прислать информацию
Задать вопрос
Общаемся
Студенту медику:
Ортопедия
Внутренние болезни
ЦНС
Череп
Лимфа
Дыхательная система
Пищеварительная система
Биология / Альбом
История стоматологии
Английский / Темы
Терапевтическая стоматология:
Кариес
Ортодонтия:
Брекет системы
Детская стоматология
Хирургическая стоматология
Косметология:
Вся правда о коже
Продукция марки RoC
Спорт / Фитнес:
Бодифитнес
Будь спортивным
Здоровое питание:
Витамины
БАД
Микроэлементы
Офтальмология:
Коррекция зрения
Вирусные заболевания
Вопросы воспитания:
Зависимости
Тезисы:
2009 год, Октябрь...
2009 год, Май...
Новости:
Эссе
Поэзия
Стоит ознакомиться
Картины нашего города
Концепция проекта
Присоединяйся к нам
Наши координаты:

г.Новосибирск,
Красный проспект 52,
ГОУ ВПО НГМУ Росздрава,
4 этаж,
ИАО НГМУ, 409 к.

Телефоны:
(383) 222-52-98,
+7-913-891-3856
+7-913-476-1796

EstheticLife@mail.ru
Поиск по сайту:

 
 

СНО ГОУ ВПО НГМУ Росздрава - EstheticLife.ru

Раздел: Здоровое питание / Микроэлементы

Микроэлементы и иммунитет

Межведомственный научный Совет по медицинским проблемам питания

Российской академии медицинских наук, Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Сибирский Центр оздоровительного питания

 

СИСТЕМНЫЙ МИКРОЭЛЕМЕНТОЗ

 

Маянская Н.Н., Новоселов Я.Б.

 

Микроэлементы и иммунитет

 

В последние десятилетия все большее внимание привлекает зависимость активности иммунной системы от адекватного снабжения организма микроэлементами.

С точки зрения рассматриваемого предмета, наибольший интерес представляют элементы, оказывающие иммуномодулирующий (железо, йод, медь, цинк, кобальт, хром, молибден, селен, марганец, литий) и иммунотоксичный (алюминий, мышьяк, бор, никель, кадмий, свинец, ртуть и др.) эффекты (Смоляр В.И., 1989, 1991; Жаворонков А.А., 1996; Жаворонков А.А., Кудрин А.В., 1996; Жаворонков А.А. с соавт., 1997).

Участие микроэлементов в воспалительных и регенераторных реакциях, как правило, неспецифично и весьма многообразно. Например, они могут действовать через самые разные рецепторы (к цитокинам – цинк, к ионам кальция и магния – цинк, марганец, кадмий и др., к иммуноглобулинам – цинк). Многие микроэлементы являются кофакторами целого ряда ферментов. Так, марганец – эссенциальная часть супероксиддисмутазы иммуноцитов, селен – входит в каталитический центр глутатионпероксидазы (изофермент VI), цинк – важнейшая часть многочисленных фингерных белков, регулирующих транскрипцию. Микроэлементы могут также изменять активность ферментов путем конкурентного ингибирования или аллостерической активации. Например, цинк – конкурентный ингибитор Ca2+,Mg2+-зависимой эндонуклеазы, отсюда – его ведущая роль как антиапоптотического фактора (Кудрин А.В. с соавт., 2000).

Как известно, металлы (цинк, марганец, кобальт, железо) входят в состав активных центров металлопротеиназ (коллагеназы, эластазы, катепсина G), а также эндогенных ингибиторов протеиназ (цистатина, a1-антитрипсина, a2-макроглобулина). В то же время, избыток железа, марганца способен блокировать деградацию в лизосомах макрофагов, что сопровождается персистенцией вирусов и микробов, повышенной продукцией цитокинов и факторов роста (Кудрин А.В. с соавт., 2000).

Микроэлементы влияют также на процессы адгезии лейкоцитов, хемотаксис и фагоцитоз. Так, в макрофагах обнаружены высокие концентрации цинка, нужные для синтеза металлотионеинов, обеспечивающих депонирование внутриклеточных металлов. Таким образом, цинк потенцирует клеточно-опосредованные реакции по отношению к вирусам, бактериям, паразитам (Seguredo M., 1999; Takahashi K, 1999; Tsukamoto H., 2000). Цинку вообще принадлежит важная роль в иммунном ответе. Недостаточность этого МЭ у сельскохозяйственных животных сопровождается угнетением образования антител, снижением числа лимфоцитов, циркулирующих в крови, и существенным уменьшением массы тимуса.

P.I. Aggett et al. (1987) отмечали, что врожденный дефицит цинка, меди, марганца, железа, йода и селена вызывает различ­ные формы иммунологической недостаточности у плода (Т и В-клеточного ответа).

Для функции Т- и В-лимфоцитов важное значение имеет цинксодержащий фермент нуклеозидфосфорилаза (5’-нулеотидаза, КФ.3.2.3.5), участвующий в катаболизме пуринов. Недостаточность этого фермента отмечена в лимфоцитах пожилых людей, а прием препаратов цинка усиливает у них иммунного ответа.

Всасывание цинка значительно снижается при воспалительных процессах под влиянием лейкоцитарного ИЛ-1, вызывающего одновременно снижение уровня цинка в плазме крови и накопление его в печени.

Дефицит цинка ведет к расстройству фагоцитоза Т-опосредованных клеточных реакций, полноценного антителообразования.

Считают, что механизм действия цинка заключается в его способности индуцировать синтез металлопротеинов в антиген-презентирующих клетках (Кудрин А.В. с соавт., 2000).

Одним из важнейших биометаллов, принимающих участие в иммунных реакциях является также медь. Дефицит меди ведет к снижению антимикробной активности макрофагов. С дефицитом меди связывают также явления гуморального иммунодефицита. Медь обладает выраженным противовоспалительным действием и смягчает проявления аутоиммунных заболеваний, таких, как ревматоидный артрит и системная красная волчанка.

Прямое отношение к иммунной системе и защите клеточных мембран имеет супероксиддисмутаза, содержащая марганец. Этот металлофермент катализирует дисмутацию супероксидного анион-радикала, превращая его в перекись водорода. Дисмутация, происходящая с участием фермента, в отличие от неферметативной дисмутации, не производит таких высоко агрессивных радикалов, как гидроксильный радикал ОН. или ОН-, и, благодаря этому, является реакцией, останавливающей инициацию перекисного окисления липидов и белков.

Поскольку металлы переменной валентности усиливают образование высокореакционных гидроксильного и алкоксильного радикалов, инициирующих процесс ПОЛ, весьма полезными в предупреждении развития ПОЛ являются так называемые хелатные соединения. Последние связывают ионы металлов переменной валентности и тем самым препятствуют их вовлечению в реакции инициации перекисных процессов. К хелатным соединениям относятся ферритин, гемосидерин, трансферрины, лактоферрин, церулоплазмин, некоторые пептиды, являющиеся важными компонентами антиоксидантной защиты организма (Basaga H.S., 1990; Balla G., et al., 1992).

В адекватном иммунном ответе организма принимает участие также железо. Установлено, что низкое содержание железа в организме ведет к ослаблению функции иммунной системы: снижается насыщенность тканей гранулоцитами и макрофагами, угнетается фагоцитоз, ответ лимфоцитов на стимуляцию антигенами, а также образование антител. Основная причина иммунной недостаточности при дефиците железа заключается в низкой активности ферментов, белков, рецепторного аппарата клеток, в состав которых входит железо.

С другой стороны, перегрузка организма железом также ингибирует многие функции иммунитета: угнетается популяция Т-хелперов, нарушаются фагоцитарные функции макрофагов.

Как известно, одной из систем, обеспечивающих биоцидность нейтрофилов, представляет собой кислород независимые (КНЗ) механизмы. К КНЗ-системе биоцидности нейтрофилов в первую очередь относятся специфические катионные белки – дефенсины (от англ. defence – защита). По своему биологическому действию они весьма разнообразны: они могут повреждать мембраны микробов (катепсин G), расщеплять мукопептиды клеточной стенки бактерий (лизоцим), лишать бактерии железа, необходимого для их пролиферации (лактоферрин), переваривать убитые микробы (протеолитические ферменты и другие гидролазы) (Маянский Д.Н., Маянская Н.Н., 1995).

Роль катионных белков в противо­микробной защите подтверждается тем, что даже в анаэробных услови­ях, т.е. когда в клетках нет возможности образовать активные формы кислорода, нейтрофилы нормально убивают эпидермальный стафилококк, синегнойную палочку, зеленящий стрептококк и другие микробы. Показано, что эти белки обладают универсальной антимикробной активностью, свойствами медиаторов воспаления, фактора проницаемости, стимулятора фагоцитоза, модификатора дыхательных и ферментативных процессов в клетке. Высказано предположение о трех взаимосвязанных механизмах внеклеточного антимикробного действия лизосомных катионных белков нейтрофильных гранулоцитов в очагах воспаления: 1) прямое антимикробное действие, 2) подготовка бактерий к фагоцитозу, 3) стимуляция фагоцитарной и антимикробной активности макрофагов при их контакте с катионными белками (Пигаревский В.Е., 1978, 1992).

Отличительным признаком структуры дефенсинов является высокое (от 4 до 10 остатков) содержание в их составе основных аминокислот (аргинин, лизин) что в значительной степени определяет их катионный заряд и высокую изоэлектрическую точку (pI> 9,0). Следует обратить внимание на относительно высокое содержание в их составе аминокислот с гидрофобными боковыми цепями (изолейцин, пролин, лейцин, валин, фенилаланин, триптофан), что, по-видимому, имеет немаловажное значение в реализации функциональных свойств дифенсинов. Другая особенность первичной структуры дифенсинов заключается в наличии 6 остатков аминокислоты цистеина, которые участвуют в образовании 3-х внутримолекулярных дисульфидных мостиков, стабилизирующих вторичную b-структуру пептидной молекулы и придающих ей повышенную устойчивость к переваривающему действию многочисленных протеиназ гранулярного аппарата нейтрофилов в очагах воспаления (Кокряков В.Н. и соавт..1998).

Маркерным белком специфических (миелоцитарных) гранул Нф человека и животных считается катионный белок лактоферрин (Masson P., 1970). Лактоферрины (ЛФ) являются железо связывающими гликопротеидами с молекулярной массой 75-80 kDa (Сухарев А.Е. с соавт., 1990), концентрация кото­рого в плазме крови связана с нейтрофильными гранулоцитами (Guillen C. et al., 1997; Caccavo D. et al., 1999). Функционально они представляют собой естественные комплексы клеток и жидкостей организма, активно связывающие и транспортирующие катионы металлов переменной валентности (железо, хром, медь, марганец, кобальт, кадмий, цинк, никель).

Лактоферрин является важным компонентом поддержания гомеос­таза систем организма, участвуя в процессах транспорта железа, обладая антимикробной, антитоксической и противовоспалительной активностью (Salamah A.A. et al., 1994; Sallmann R.F. et al., 1999). Ряд исследователей отмечает иммуномодулирующие свойства лактоферрина (Baynes R.D. et al., 1994; Adamik B. et al., 1996).

Бактерицидные свойства ЛФ определяются его способностью к конку­рентному связыванию железа, необходимого для жизнедеятельности бактерий. Противовоспалительные свойства ЛФ обусловлены возможностью блокировать образование С3-конвертазы, что приво­дит к ингибированию классического пути активации системы компли­мента и снижению способности С3 и С5 компонентов комплимента ре­агировать с иммунными комплексами в степени, обратно пропорцио­нальной насыщенности железом. Кроме того, ЛФ считается важным внеклеточным антиоксидантом, механизм действия которого объясня­ется способностью связывать железо и, тем самым, предотвращать повреждение тканей гидроксильными радикалами

Антимикробные эффекты лактоферрина в значительной степени зависят от его насыщенности железом. Так, было показано, что нейтрофилы кролика значительно теряли способность умерщвлять фагоцитированные клетки P. aeruginosa, если фаголизосомы содержали в своем составе большое количество железа (Bullen J. e. Armstrong J., 1979). Авторы связывали падение степени завершенности фагоцитоза с насыщением лактоферрина железом и инактивацией белка как антимикробного агента. Лактоферрин, выступающий хелатором ионов железа, предотвращает синтез белков теплового шока, индуцируемого бактериальными антигенами (Кудрин А.В. с соавт., 2000),

В работе В.Н. Кокрякова (1988) было выявлено, что при совместном действии миелопероксидазы и лактоферрина синергический бактерицидный эффект на три порядка превышал их раздельное влияние на отмирание стафилококков.

Ряд авторов выявили наличие рецепторов к ЛФ на иммунокомпе­тентных клетках, что определяет влияние этого железосодержа­щего гликопротеина на Т- и В-лимфоциты. Было показано, что ЛФ стимулирует экспрессию Fc-рецепторов для IgM и IgG, является стимулирующим фактором для аутореактивных Т-клеток (Esaguy N. et al., 1993).

Как было отмечено выше, многие авторы отмечают корреля­тивные взаимосвязи между уровнями ЛФ и провоспалительными цито­кинами, а также взаимосвязи с клиническим течением (Бородихина С.В. и соавт., 1998).

Изменение уровней содержания лактоферрина выявляется при многих патологических состояниях. Данные литературы свидетельствуют, что большинство исследо­вателей отмечает взаимосвязь между уровнями ЛФ и активностью воспалительного процесса, например, при ревматоидном артрите, часто соотно­ся уровни ЛФ с местным воспалением, нейтрофильной активацией и деструкцией синовиальной оболочки (Caccavo D. et al., 1999).

Очень важное действие на иммунитет в целом, и воспалительный процесс, в частности, осуществляет селен с его антиоксидантным эффектом.

Германий (Ge) относится к довольно малораспространенным элементам земной коры. Известно в тоже время, что соединения германия проявляют значительную биологическую активность. В частности, определены противоопухолевые свойства германийорганических соединений (ГОС) Практически лишенные токсичности препараты германия являются мощными индукторами продукции интерферона при пероральном введении экспериментальным мышам (Yershov F.J. et al., 1990). Интерферон стимулирует ЕКК-активность. ГОС являются стимуляторами продукции Т-хелперами ИЛ-4, который повышает активность ЕКК и является фактором дифференцировки прекурсоров Th2, продуцирующих целый спектр цитокинов (ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-9, ИЛ-13, ГМ-КСФ), в свою очередь стимулирующих естественную киллерную активность. Известно также, что совместное действие гамма-интерферона и ИЛ-4 на опухолевые линии фибробластов cпособствует ингибиции индуцированной ФНОa продукции металлопротеиназы-3 (стромелизина) и коллагеназ, нарушающих целостность экстраклеточного матрикса и снимающих контактное торможение в матриксе (Taylor D.I. et al., 1994). Интерфероны a (18-26кД), b (22кД), c (20-25кД) участвуют в упорядочении архитектоники экстрацеллюлярного матрикса .

Таким образом, ГОС не только способствуют повышению естественной киллерной активности, но и тормозят метастазирование неоплазированных клеток.

 

Токсикозы, вызванные микроэлементами

 

Действие микроэлементов четко дозозависимое. Патологические реакции организма могут быть связаны как с их недостатком, так и с избытком. Известна связь между железодефицитным состоянием и возникновением анемии, дефицитом йода и гипотиреозом. С другой стороны, распространенными в наши дни являются патологические реакции, связанные с избытком в организме свинца, алюминия, селена, ртути (Авцын А.П. с соавт., 1991).

Избыточное поступление цинка, свинца, меди, марганца, кад­мия, ртути, селена, железа и мышьяка в период беременности так­же способствует развитию постнатального иммунодефицита. Нарушения клеточного иммунитета (снижение CD4+ клеток) и подавление функции макрофагов наблюдаются при следующих наследственных микроэлементозах: болезни Вильсо­на-Коновалова, болезни Менкеса, синдроме Элерса-Данлоса, на­следственном гемохроматозе, недостаточности a1-антитрипсина, энтеропатическом акродерматите. При этих же заболеваниях на­блюдается более высокая частота возникновения различных опу­холей (Авцын А.П. с соавт., 1991).

Отсюда все токсические проявления, вызванные микроэлементами, можно условно разделить на:

1.         Повышенное содержание эссенциальных или полуэссенциальных МЭ

2.         Острые токсикозы (содержание токсических МЭ в окружающей среде > ПДК, в организме > ПДУ)

3.         Хронические токсикозы (субтоксические дозы токсических МЭ, длительное воздействие)

Кроме того, необходимо учитывать и такое явление, как наличие не только синергизма, но и антагонизма в эффектах МЭ.

Так, тяжелые металлы (кадмий, свинец, никель) могут блокировать активность Zn-зависимой пептидазы, находящейся в межмембранном пространстве митохондрий и участвующей в процессинге импортируемых в митохондрии белков. Накопление ано­мальных белков угнетает митохондриальные функции. Круг забо­леваний, особенно в детском возрасте, спровоцированных тяже­лыми металлами и имеющих в своей основе вторичную митохондриальную дисфункцию, непрерывно расширяется. Таким обра­зом, обнаруживается недооцениваемая в современной медицине связь «МЭ — протеазы — органеллы клетки — аутоиммунные заболевания». Необходимы дальнейшие целенаправленные иссле­дования роли разнообразных эссенциальных и токсичных МЭ в регуляции активности внутриклеточных ферментов (лизосомальных, митохондриальных) и в возникнове­нии «болезней клеточных органелл» — лизосомальной и мито­хондриальной.

На современного человека обрушилась мощная ла­вина вредных и высокотоксичных факторов внешней сре­ды, возникших в результате научно-технической револю­ции. В настоящее время во внешней среде зарегистриро­вано 4 млн. токсичных веществ и ежегодно их количество возрастает на 6 тысяч. Только за последние десятилетия в атмосферу было выброшено более одного миллиона тонн никеля, около одного миллиона тонн кобальта, более 600 тысяч тонн цинка, 1,5 миллиона тонн мышьяка и столько же кремния. Особенно большое количество вредных ве­ществ поступает в окружающую среду в промышленно развитых странах, в больших городах. Например, на каж­дого человека в США приходится свыше одной тонны только атмосферных загрязнений: окиси углерода, оки­слов азота и сернистых ангидридов, сульфатов и т.д.

В мировых классификаторах в настоящее время насчитыва­ется более шести тысяч нозологических форм болезней, причем более 80% из них являются производными от эко­логического напряжения. Отрицательные антропогенные факторы воздействуют не только на экосистемы, но и спо­собствуют снижению резервов здоровья на индивидуаль­ном и популяционном уровнях, нарастанию степени пси­хофизиологического и генетического напряжения, росту специфической патологии и появлению новых форм эко­логических болезней, а в некоторых регионах - нараста­нию явлений депопуляции (Экосинформ. Государственный доклад о состоя­нии здоровья населения РФ, 1993; Кравченко О. К., 1998).

Исследования последних лет показали, что основным антропогенным поллютантом из группы тяжелых металлов для всех регионов России является свинец (Srianujata S., 1998), что связано с высоким ин­дустриальным загрязнением и выбросами автомобильного транспор­та, работающего на этилированном бензине (Скальный, Есенин, 1996). Высокая концентрация свинца в природных средах и накопле­ние его в организме человека обусловлены, прежде всего, промыш­ленными выбросами и неконтролируемым резким увеличением количества автомобилей, работающих на низкокачественном эти­лированном бензине. К числу наиболее важных техногенных ис­точников свинца относятся выбросы продуктов, образующихся при высокотемпературных технологических процессах, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, сточные воды, добыча и переработка металла, транспортировка, истирание и рассеивание его во время работы машин и механизмов (Вредные химические вещества, 1988).

По данным специалистов Центра биотической медицины (Агаджанян Н.А., Скальный А.В., 2001) наиболее распространенными гиперэлементозами в индустриальных районах России является избыток свинца. Превышение биологически допустимого уровня (БДУ) в волосах отмечается в среднем на 20-30%. В меньшей степени отмечается по отношению к марганцу, мышьяку, ртути, кадмию.

В 10-30% случаев отмечается превышение фоновых значений по таким элементам как железо, цинк, алюминий, медь, хром.

По данным Ю.Е. Сает с соавт. (1990), в городах машиностроительного типа содержание свинца в волосах детей в 13% случаев было превышающим БДУ, тогда как в чистом районе было отмечено только у 6,6% детей.

Для работников современных предприятий характерна частота избытка элементов в пределах от 2 до 19% (в среднем 9%). Отсюда понятна необходимость проведения повсеместно скринингового обследования работающих на производствах с использованием материалов, содержащих большие количества токсических МЭ.

Для характеристики токсичности МЭ введено понятие предельно допустимой концентрации (ПДК) в атмосферном воздухе, в воздухе рабочей зоны, в водоемах хозяйственного и бытового назначения. В СССР ПДК разрабатывались с 1925 г. В настоящее время действуют ПДК для более чем 1300 веществ в воздухе и более 1100 – в воде. К токсичным отнесены около 3000. В этом списке преобладают органические соединения. На 1994 г. ВОЗ в рамках Международной программы химической безопасности опубликованы «Гигиенические критерии состояния окружающей среды» для Hg, Be, Pb, Sn, Mn, As, Ti. Для свинца и его соединений среднесуточная ПДК в атмосферном воздухе составляет 0,0003 мг/м3, ПДК в водоемах – от 0,01 до 0,03 мг/л, в почве – 32 мг/кг2 (валовая форма).

ПДК рабочей зоны (ПДКрз) – предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны – концентрация, которая не вызывает у работающих при ежедневном вдыхании в пределах 8 ч в течение всего рабочего стажа заболеваний. ПДКрз известны для 1381 вещества. Свинец относится к I классу опасности. В биосфере концентрации свинца в основном связаны с техногенезом, имеют четкую тенденцию к быстрому увеличению во времени – в современных почвах, атмосфере и водных источниках в районах промышленных и городских скоплений они на порядок выше, чем десятилетия назад (Шалмина Г.Г., Новоселов Я.Б., 2002). В Новосибирской области более чем в 5 раз превышают ПДК такие загрязнители воздуха, как окислы, пыль, соли тяжелых металлов, включая свинец.

Данные по токсичности химических элементов отражены в периодической системе Д. И. Менделеева. В таблице Д.И. Менде­леева выделены три блока элементов - непереходные s-, p-(верхний), переходных d - (средний) и f - (нижний). Различаются элементы высокотоксичные I и II классов опасности, общетоксич­ные (III и более низких классов) и слабоизученные с неясной ток­сичностью.

Выделяются биологически важные токсины Mg, Ca, Mn, Fe, Na, К, Со, Си, Zn, Mo, металлы с полезными функциями для рас­тений и животных (Al, As, Li, Ni, Rb, Se, Sr, Ti, V и др.) и с прогно­зируемыми (Be, Cd, Si, Cr, Sc, Ba, Cs).

 

Таблица 3. ПДК металлов и их соединений (Шалмина Г.Г., Новоселов Я.Б., 2002)

Класс опас­ности

Элемент, соединение

Воздух — ПДКсс, мг/м

Вода1, мг/л

Почва, мг/кг2

1

2

•-\

j

4

5

Ag

0,05 (1)

А1

0,5 (2); 0,5 (3)

II

A1F

0,2*"

А12,03

0,04

A1(NO3)-9H20

0,1(1)

~

Ва (растворимые соединения)

0,1 (2)

I

ВаСОз

0,004

I

Be (растворимые соединения)

0,00001

0,0002 (1—3)

 

I

V

0,02 (0,005— США)

0,1(1,2)

150

I

V,O5

0,002

Bi3+

0,5 (2)

Bis+

, 0,1 (2)

 

W

0,1 (1); 0,05

(2)

W5"

0,1 (2)

III

Ge

0,04 (оксид)

100(1)

 

Fe (растворимые соединения)

 

0,5(1,3); 0,3 (2)

 

In

0,005

I

Cd и соединения

0,01 (1); 0.001(2)

Ca(PO4) 2

0,004

I

Co

0,001

5

Li OH

5(1)

LiH

0,03 (2)

MgCOs

50,0 (2)

11

Мп

0,01

1(1); 0,1 (2)

1500 (вал.)

^

Си2т и соединения

0,1 (1); 1 (3)

3 (подв.)

Мо и соединения

0,5 (1); 0,25 (2,3)

II

As и соединения

0,003

0,05 (1—3)

2 (вал.)

II

Ni (нерастворимые соединения)

0,001

2,5 (2, 3)

 

II

NiCOs

0,0005

I

Ni (растворимые соли)

0,0002

0,1 (1,2)

4 (подв.)

NbO

0,001

NbN

0,01 (2)

III

Sn 2+ и соединения

0,02

III

Sn4+

0,05

1

Hg

0,0003

0,005 (1)

2,1 (вал.)

HgS04

0,005 (1); 0,0005 (2)

I

Pb и соединения

0,0003

0,01 (1): 0,03 (2, 3)

32 (вал.); 20 (общеса-

I

SeO2

0,001 (1— 3)_,

нит.)

Sb и соединения

0,05(1)

4,5 (вал.)

II

Sr

7 (2, 3)

I

Tl

0,0001 (2,3)

. II

Те

0,01 (2, 3)

ТЮ,

0,1(2,3)

I

Th (нерастворимые соединения)

0,1(1)

I

U (растворимые соединения)

0,05(1)

I

Сг

0,0015

0,1 (2)Cr6+ 0,5(1)Сг3"

6 (подв.)

III

Zn

5 (2, 3)

23 (подв.)

 

ZnO

0,05

 

 

 

Свинец применяется в производстве аккумуляторов, кабелей, сплавов, в химическом машиностроении; для защиты от Y-излучения; для получения тетраэтилсвинца и свинцовых пигментов, стекла, глазури, эмали, белил, олифы; в резиновой промышленности; для получения других соединений РЬ; в цинкографии; книгопечатании и других отраслях.

Свинец оказывает токсическое действие на все живое. Все соединения свинца действуют, в общем, сходно; разница в токсичности объясняется в основном неодинаковой растворимостью их в жидкостях организма, в частности в желудочном соке; но и трудно растворимые соединения Pb подвергаются в кишечнике изменениям, в результате чего их растворимость и всасываемость сильно повышаются. В целом, растворимость солей свинца в крови выше, нежели в воде.

В организме человека и животных оказывает особенно сильное действие в нервной системе, крови и сосудах. При свинцовом токсикозе в орга­нах сердечно-сосудистой системы определяют раннее развитие артериальной гипертензии и атеросклероза (Зербино Д. Д. c cоавт., 1997; Korrick S.A., et al., 1999).

В литературе приводится обширный матери­ал о влиянии свинца на нейропсихологическое развитие детей. Основные симптомы хронической свинцовой энцефалопатии: заторможенность, беспокойство, головные боли, тремор, галлюцинации, потеря памяти и способности концентри­ровать внимание. Системная сосудистая патология проявляется в виде гипертонической болезни, васкулитов и артериосклероза мелких и средних артерий. Отравление РЬ снижает фертильность мужчин. Отмечена повышенная частота случаев гипоспермии и тератоспермии, что связывается с непосредствен­ным токсическим действием РЬ на семенники. Показано также, что избыток свинца в организме приводит к снижению содержа­ния жизненно важных элементов (кальция, железа, цинка и селена) в органах и тканях (Скальный А.В., 1995).

Одним из первых проявлений действия свинца на организм является нарушение процесса кроветворения (анемия) ( Hu H., et al., 2001; Kelada S.N., et al., 2002; Kim Y., et al., 2002). Уже при началь­ных формах хронического сатурнизма отмечаются изменения в порфириновом обмене, Есть данные, что свинец подавляет ферментативные процессы превращения порфирина и инкорпорацию железа в протопорфирин с образованием гема (Romeo R. et al., 1996). У пациентов находят ретикулоцитоз (до 20-25 %), увеличение количества эритроцитов с базофильной зернистостью до 25-40 %, но при этом уровень гемоглоби­на и количество эритроцитов в начальных стадиях обычно в пределах нормы (Кудрин А.В. с соавт., 2000).

В развитии гематологических сдвигов прослеживается закономерная последовательность. В начальных стадиях инток- сикации – ретикулоцитоз, далее - нарастание содержания базофильнозернистых эритроцитов; нередко эти сдвиги сопровождаются анизоцитозом, микроцитозом, увели­чением объема и толщины эритроцитов, уменьшением сферического индекса (Вредные вещества…, 1977). В дальнейшем развивается олигохромная, реже нормохромная анемия — содержание гемоглобина падает до 90—100 г°/о или ниже.

Многие факты говорят в пользу денатурационного механизма действия (Godwin H.A,, 2001). Свинец также активно влияет на cинтез белка, энергетический баланс клетки и ее генетический аппарат (Goyer R., Rhyne B., 1973; Leonard A., Gerber G., 1973).

При свинцовой интоксикации поражаются нервная систе­ма (энцефалопатия и нейропатия) (Tsao D.A., et al., 2001; Villeda-Hernandez J., et al., 2001; Deng W., Poretz R.D,, 2002), почки с возникновением нефропатии ( Perazella M.A.,1996).

Дети более чувствительны к РЬ, чем взрослые (Malcoe L.H., et al., 2002). При обследовании детей в трех городах России: Красноярске, Екатеринбурге и Волгограде, каждый из которых является крупным городом с множеством заводов и напряженным автомобильным движением по улицам, в среднем у 23% было найдено повышенное содержание солей тяжелых металлов, включая свинец, а 2% детей были анемичными с содержанием гемоглобина менее 110 г%. Причем в Красноярске эти показатели были в 2-3 раза выше средних (Rubin C.H, et al., 2002).

В США 3-4 миллиона детей в возрасте 6 мес. — 5 лет и око­ло 400 тысяч детей in utero имеют концентрацию свинца в крови, превышающую 15г/дл. Более 70% свинца накапливается в кост­ной ткани. В почках накопление элемента осуществляется с помо­щью Pb-связывающего белка, продуцируемого клетками прокси­мального отдела извитых почечных канальцев связывающего с высоким аффинитетом свинец. Токсическое действие свинца связано с подавлением синтеза 1,25-дигидрокси-витаминаВ,, паратиреоидного гормона, развитием дисбаланса цитокинов, Са-опосредованных эффектов

При всей многочисленности исследований, посвященных токсическому действию свинца на организм в целом, весьма мало работ в области стоматологии. Есть лишь единичные исследования состояния органов полости рта при свинцовой интоксикации.

Так, в Пакистане (г. Карачи) A. Rahman и F.A. Yousuf (2002) провели определение уровня свинца в молочных зубах у 309 детей. Средний возраст детей был 7,6+1,2 года. У большинства детей концентрация свинца в крови была около 10 мкг%. В здоровых зубах определялось 5,78 мкг свинца/г сухого веса зубной ткани. В зубах с кариозными полостями количество свинца было больше (6,42 мкг/г). Значительные различия были обнаружены между разными школами, Не было разницы между девочками и мальчиками. Аккумуляция свинца в зубах также не коррелировала с возрастом.

Интересные исследования были проведены в Кейптауне (ЮАР). У 28 экзгумированных человек, живших до 1922 г., т.е. до распространения бензина с этилированным свинцом, определяли количество свинца в окружающем пульпу дентине с помощью атомно-абсорбционной спектрометрии. Средний уровень свинца в дентине молочных зубов (n=6) был 109 мкг/г, во вторичных зубах (n=22) – 315 мкг/г. Средний уровень свинца в дентине у жителей Кейптауна был 74 мкг/г и 16 мкг/г для первичных и вторичных зубов, соответственно. Эти данные указывают на то, что загрязнение организма человека свинцом в период с 1812 по 1922 г.г. в Кейптауне был существенно выше, чем в настоящее время. Авторы сделали заключение, что главной причиной этого было широкое распространение свинцовых курительных трубок и использование свинцовых резервуаров для воды, и это вело к свинцовому отравлению больше, чем бензин с этилированным свинцом (Grobler S.R., et al., 1996).

По данным обследования более 300 тысяч человек, проживающих в 3,5 тысячах домов, было установлено, что на содержание свинца в зубах влияет его количество в строительных материалах, краске, покрывающей стены домов и квартир (Clark S., et al., 2002).

Изменения в по­лости рта проявляются жалобами на неприятный вкус во рту, плохой
аппетит, тошноту, изжогу, отрыжку. Обнаруживается также уве­личение секреции слюнных желез на фоне угнетения амилолитической актив­ности слюны.

В полости рта определяется гингивит, пигментация десен и зубов («свинцовая кайма»).

Свинцовая интоксикация ведет к повышенной заболеваемости_ кариесом и пародонтозом. Некоторые авторы связывают патологию органов полости рта со снижением активности щелочной фосфатазы в стенках сосудов слизистой обо­лочки (Вредные вещества…, 1977).

Сообщают о снижении бактерицидных свойств плазмы крови и слюны, а также антимикробной функции слизистой оболочки полости рта (Вредные вещества…, 1977). Однако более точные клеточные и молекулярные механизмы влияния свинца на течение заболеваний в полости рта до последнего времени не раскрыты.

Действие свинца на иммунную систему неоднозначно. В ус­ловиях in vitro свинец способен проявлять кальций-миметическое действие, одновременно являясь синергистом для циклических нуклеотидов, в результате чего он может стимулировать лимфоидныс клетки, в частности, их пролиферативную активность. В то же время свинец при накоплении его в организме оказывает выра­женный иммунодепрессивный эффект, что обычно связывают с угнетением макрофаг зависимых этапов иммуногенеза, наруше­нием синтеза цитокинов и воздействием на Са-зависимыс процес­сы.

Известно также, что накопление в организме свинца приводит к сниже­нию содержания других жизненно важных и иммунологичсски значимых МЭ, например, кальция, цинка, селена (Скальный А.В., 1997).

Свинец при накоплении его в организме оказывает выра­женный иммунодепрессивный эффект, что обычно связывают с угнетением макрофагзависимых этапов иммуногенеза, наруше­нием синтеза цитокинов и воздействием на Са-зависимые процес­сы (Авцын А.П. и соавт., 1991).

При накоплении свинца в организме беременных женщин зна­чительно возрастает частота поздних гестозов, снижается уровень периферических Т-лимфоцитов, нарушается их функциональная активность. Свинец вызывает подавление антителогенеза, сни­жение функции естественных киллеров и мак­рофагов (Кудрин А.В. с соавт., 2000).

Избыточное поступление цинка, свинца, меди, марганца, кад­мия, ртути, селена, железа и мышьяка в период беременности так­же способствует развитию постнатального иммунодефицита, нарушению клеточного иммунитета (снижение CD4+ клеток) и подавлению функции макрофагов (Авцын А.П. с соавт., 1991).

В экспериментальном исследовании на белых крысах показано, что аккумуляция в организме свинца связано с конкурентным вытеснением ионов кальция из костной ткани и снижением содержания последнего в крови. У крыс обнаруживались нарушения функций печени, сердечно-сосудистой системы, мозга. Авторы подчеркивают также иммунотоксическое действие свинца на нейтрофилы, лимфоциты периферической крови и селезенки (Кундиев Ю.И. с соавт., 2001).

Соединения свинца оказывают прямое и непрямое генотоксичное дей­ствие в токсических дозах.. Помимо генотоксичных, они обладают также и мута­генными свойствами (индукция хромосомных аббераций в лим­фоцитах человека in vitro и in vivo. Кроме этого, ионы свинца индуцируют синтез ТНФa макрофагами у рабочих, подверженных действию пыли, содержащсй свинец. Показано также, что длительная экспозиция кобальта, свинца и молибдена, поступающих в организм ингаляционным путем, вызывает значительное повышение сывороточного уровня ТНФa. При этом активизируются процессы апоптоза клеток легких (Hеrold М. et al., 1995). Таким образом, генотоксичные свойства свинца реали­зуются как на геномном, так и на эпигеномном уровнях клетки

Известно, что в иммунной системе и, в частности, в макрофагах и лимфоцитах передача гормонального сигнала осуществляется с помощью кальций зависимого механизма. При этом Са2+-каналы блокиру­ются свинцом при его довольно высокой кон­центрации (более 2 моль/л), что наблюдается доволь­но редко в естественных условиях in vivo (при острых отравлениях металлами). В условиях длительной экспозиции организма субток­сическими, малыми дозами свинца, имеющей место наиболее часто, происходит мощное угнетающее воздействие на Са-зависимые протеинкиназы и полная дезорганизация Са2+-зависимого пути, с помощью которого регулируется индукция генов большин­ства цитокинов и факторов роста (Кудрин А.В., 1998).

На угнетение естественного иммунитета указывает снижение фагоцитарной активности лейкоцитов и их осмотической стойкости; титра комплемента, агглю­тининов и гемолизинов; бактерицидных свойств плазмы и слюны, антимикробной функции слизистой оболочки полости рта (Вредные вещества …., 1977).

Механизмы влияния свинца на иммунную систему пока еще не нашли глубокого изучения, хотя, исходя из выше сказанного, можно предположить наличие нескольких путей:

1) Прямое действие токсинов на иммунокомпетентные клетки, например, через изменение свойств плазматических и внутренних клеточных мембран.

2) Нарушение синтеза защитных белков плазмы крови и различных цитокинов, включая цитокин ТНФ-α, вызванное патологическими изменениями в печени

3) Нарушение функции ионных каналов, G-белков, вторичных вунтриклеточных мессенджеров, медиаторной передачи (Элементы патологической…,1997).

4) Определенный вклад в нарушения иммунной системы вносят также и сопровождающие практически любую патологию процессы перекисного окисления липидов (Kaur M. et al., 1998).

Следующим МЭ, оказывающим токсическое действие на организм человека, является кремний. Кремнийсодержащая пыль, отлагаясь в органах дыхания, обычно вызывает медленно развивающиеся патологические изменения типа хронического воспаления верхних дыхательных путей, хронических бронхитов и пневмокониоза. Растворимые силикаты натрия и калия обладают более выраженными токсическими свойствами, но наибольшее значение имеют вызываемые ими поражения кожи. Органические соединения кремния обладают общетоксическим действием, вызывают поражение центральной нервной системы и дистрофию внутренних органов.

В большинстве случаев силикозоопасная промышленная пыль содержит также окислы железа, некоторые соединения алюминия, меди, угольную пыль. Поэтому при пневмокониозе, вызванном смешанной пылью, в легких нередко обнаруживают типичные силикотические фиброзные узлы наряду с очаговой клеточной реакцией, преимущественно на соединения железа. В основе фиброгенного действия окиси кремния лежит повреждение макрофагов – цитотоксичность. Из поврежденного кварцем макрофага освобождаются гуморальные ростовые цитокины, стимулирующий биосинтез коллагена клеточной культурой фибробластов. К числу ростовых цитокинов макрофагов, усиливающих аттракцию, пролиферацию и синтезы в фибробластах, нужно, прежде всего, отнести катионный термостабильный гликопротеин. Другой ростовой пептид макрофагов – инсулиноподобный фактор роста (ИПФ-1), который также активно вырабатывается макрофагами легкого при силикозе. Иммунопатологические процессы усиливаются под действием окиси кремния и липополисахаридных продуктов распада макрофагов. Снижение биоцидной активности легочных макрофагов может объяснить частое присоединение к пневмокониозу туберкулеза легких (Вредные химические вещества…, 1988).

В производстве стекла, эмалей, проводов и токопроводящих деталей, при обогащении руд люди часто соприкасаются с высокими дозами меди. При этом в организме начинает превалировать ее токсическое действие над свойствами эссенциального МЭ. При хронической интоксикации медью наблюдается угнетение эритропоэза, увеличение меди в крови, печени и костях, снижается фагоцитарная активность лейкоцитов, падает содержание SH-групп в крови, титра лизоцима и бактерицидной способности сыворотки крови.

Кадмий и его соли применяются в промышленности для защитно-декоративных гальванических покрытий, в сплавах, в производстве фотопленок, для окраски фарфора и стекла и др. Кадмий является сильным токсикантом. Его соединения очень ядовиты. Механизм действия кадмия заключается в угнетении активности ряда ферментных систем в результате блокирования карбоксильных, аминных и особенно SH-групп белковых молекул. Кадмий нарушает фосфорно-кальциевый обмен, а также вмешивается в метаболизм таких МЭ, как цинк, медь, железо, марганец, селен.

При хроническом отравлении кадмием (обычно после двух лет работы) развиваются явления прогрессирующего пневмокониоза с признаками нарастающей кислородной недостаточности, выраженные формы неврастении и вегетативные неврозы, поражения печени и почек. Нередки – нефропатия, остеопороз и остеоартроз. В крови – снижение альбумина, повышение глобулинов, умеренная гипохромная анемия, моноцитоз. Отмечена предрасположенность к туберкулезу.

Избыточное хроническое поступление кадмия в организм может приводить к анемии, поражению печени, кардиопатии, эмфиземе легких, остеопорозу, деформации скелета, развитие гипертонии. Наиболее важным в кадмиозе является поражение почек, выражающееся в дисфункции почечных канальцев и клубочков с замедлением канальцевой реабсорбции, протеинурией, глюкозурией, последующими аминоацидурией, фосфатурией. При этом увеличивается экскреция α-2-микроглобулина с мочой.

Для многих промышленных районов России характерно индустриальное загрязнение кадмием, связанное, прежде всего с металлургическим производством и хранением и переработкой бытовых и промышленных отходов.

Следует помнить, что кадмий в большом количестве накапливается в листьях табака, что определяет его высокое содержание в табачном дыме и содействует повышению содержа­ния элемента в среде обитания человека.

Кадмий усиленно накапливается при недостатке цинка и/ или селена и усиливает дефицит этих микроэлементов. Избыточ­ное накопление кадмия обнаружено у многих инвалидов-черно­быльцев

При вдыхании пыли или дыма алюминия поражаются главным образом легкие. Заболевание называется алюминозом легких, или «алюминиевыми лег­кими». Такие заболевания раньше приписывали примеси кремния. Описаны тя­желые заболевания у рабочих, занятых распылением алюминиевой краски и в производстве пиротехнической алюминиевой пудры при концентрации 4—50 мг/м3. После года работы отмечены похудание, сильная утомляе­мость, одышка, кашель, сухие и влажные хрипы в легких, при рентгенологиче­ском исследовании — значительные затемнения в легких. Заболевание прогресси­ровало и после прекращения работы (Аl долго выделялся с мокротой). В крови — лимфоцитоз и эозинофилия. Уровень алюминия в крови повышен в несколько раз, снижается содержание щелочной фосфатазы в кишечнике, кислой фосфатазы и АТФ в сыворотке. Рентгенологически — в более легких случаях — тонкая сетчатость, в более выраженных — нерезкие пятна на фоне сетчатости в легких, затем более резко очерченные и увеличиваю­щиеся затемнения. Правая половина сердца увеличена. Легочные изменения встречались у 25—50% обследованных. Рост числа заболева­ний и их тяжесть в этом производстве связываю с чрезвычайной дисперс­ностью пыли, а также с добавлением к пудре малого количества стеариновой кислоты, которая, возможно, снижала растворимость частиц алюминия.

В производстве глинозема мокрым щелочным способом в 5—10 раз повы­шена заболеваемость воспалительными заболеваниями верхних дыхательных путей даже у рабочих со стажем до 1 года. У рабочих с боль­шим стажем развивается алюминоз.

Роль избытка алюминия проявляется во влиянии на обмен ве­ществ, особенно, минеральный (в частности, вызывает нарушения фосфорно-кальциевого обмена и снижает абсорбцию железа); на функции нервной системы (снижение или потеря памяти, судороги и т.д.); в способности действовать непосредственно на клетки — их размножение и рост; длительное вдыхание соединений алюминия ведет к фиброзированию легочной ткани. Высокая способность алюминия образовывать комплексные соединения обусловливает его роль в сни­жении активности многих ферментов и их систем. Установлено, что алюминий аккумулируется в плазме крови и тканях и оказывает от­равляющее действие на больных с хронической почечной недоста­точностью. У последних клинические показатели отравления с уве­личением содержания алюминия в организме проявляются в виде энцефалопатии, остеомаляции, остеодистрофии, микроцитарной гипохромной анемии; алюминий также может играть известную роль в некоторых из признаков уремического синдрома. Имеются данные о мутагенной активности алюминия.

Важную роль в патогенезе интоксикации алюминием играют конкурентные отношения его с фосфором, кальцием и железом.

При хроническом отравлении ртутью развиваются астено-вегетативный синдром, тремор, психические нарушения, эретизм лабильный пульс, тахикардия, гингивит, протеинурия, изменения со стороны крови. При пероральном поступлении ртути наблюдается язвенно-некротический гастроэнтерит, в дальнейшем развивается некротический нефроз с гибелью эпителия проксимальных отделов почечных канальцев.

Отравление органическими соединениями ртути привод болезни Минамата, энцефалопатии, мозжечковой атаксии, снижению зрения и слуха. При продолжающемся воздействии заболевание прогрессирует.

Токсичны главным образом ионы ртути, поэтому особенно опасны хорошо растворимые и легко диссоциирующие ее соли. Пары ртути действуют, вероятно, прежде всего, в неионизированном виде, и лишь го­раздо позже, после ферментативного окисления, циркулирующая в крови «сво­бодная» ртуть вступает в соединение с белковыми молекулами. В первую очередь ионы ртути реагируют с SH-группами белков, а также с карбоксильными и аминными группами тканевых белков, хотя, по-видимому, при более высокой кон­центрации ионов ртути. В результате образуются более или менее прочные комп­лексы — металлопротеиды. Считают, что страдают тиоловые (сульфгидрильные) энзимы, и в организме возникают глубокие нарушения функций центральной нервной системы (особенно ее высших отделов). Вначале возбудимость коры больших полушарий повышается, что связано с ослаблением внутреннего актив­ного торможения, а затем возникает инертность корковых процессов. В даль­нейшем нарушаются нормальные силовые взаимоотношения и развивается запре­дельное торможение (Вредные химические вещества, 1988).


 


 

[ "Микроэлементы как показатель адаптационных резервов организма" << ] [ Главная страница ] [ >> "Возможности коррекции микроэлементозов" ]
 
 
СНО ГОУ ВПО НГМУ Росздрава - EstheticLife.ru
© 2008 ngmu.ru 2013 г. // "Группа - ЛиК"
Индекс цитирования проекта www.estheticlife.ru