Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



СІМЕЙНІ ЛІКАРІ ТА ТЕРАПЕВТИ
день перший
день другий

АКУШЕРИ ГІНЕКОЛОГИ

КАРДІОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, РЕВМАТОЛОГИ, НЕВРОЛОГИ, ЕНДОКРИНОЛОГИ

СТОМАТОЛОГИ

ІНФЕКЦІОНІСТИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, ГАСТРОЕНТЕРОЛОГИ, ГЕПАТОЛОГИ
день перший
день другий

ТРАВМАТОЛОГИ

ОНКОЛОГИ, (ОНКО-ГЕМАТОЛОГИ, ХІМІОТЕРАПЕВТИ, МАМОЛОГИ, ОНКО-ХІРУРГИ)

ЕНДОКРИНОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, КАРДІОЛОГИ ТА ІНШІ СПЕЦІАЛІСТИ

ПЕДІАТРИ ТА СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

АНЕСТЕЗІОЛОГИ, ХІРУРГИ

"Child`s Health" 3 (30) 2011

Back to issue

Особливості екскреції мікроелементів із сечею у дітей, хворих на цукровий діабет 1-го типу

Authors: Маркевич В.Е., Глущенко Н.В., Медичний інститут Сумського державного університету, Радченко І.П., Сумська обласна дитяча клінічна лікарня

Categories: Pediatrics/Neonatology

print version


Summary

Стаття присвячена дослідженню екскреції мікроелементів із сечею у дітей, хворих на цукровий діабет 1-го типу, залежно від рівня глікемічного контролю. Для визначення концентрації мікроелементів у сечі (заліза, цинку, міді, хрому, кобальту, нікелю, свинцю) використовували метод атомно-абсорбційної спектрофотометрії. Встановлено, що екскреція есенційних та токсичних мікроелементів у дітей суттєво зростає в міру погіршення рівня глікемічного контролю.


Keywords

Мікроелементи, цукровий діабет 1-го типу, діти, сеча.

Вступ

Дезорганізація метаболічних процесів, що виникає при цукровому діабеті 1-го типу (ЦД-1), значно ускладнює роботу систем гомеостазу, особливо нирок. Одним із ускладнень, що лімітує якість життя дітей із ЦД-1, є діабетична нефропатія, котра досить швидко призводить до розвитку хронічної ниркової недостатності [1]. Анатомо-фізіологічні особливості нирки роблять її особливо чутливою до дії несприятливих екологічних факторів. Існують літературні дані про негативний вплив токсичних металів на будову та функцію нирок в експерименті на тваринах [2]. Відсутня інформація про особливості ниркової регуляції мікроелементного забезпечення та впливу токсичних мікроелементів (МЕ) у разі цукрового діабету в дітей. Саме тому вивчення цих питань дозволить визначити роль нирок у підтриманні мікроелементного гомеостазу у даної категорії хворих та розробити рекомендації щодо корекції у випадку дефіциту та дисбалансу МЕ.

Мета роботи: за показниками концентрації у сечі та добової екскреції дослідити стан ниркової регуляції мікроелементного забезпечення дітей, хворих на ЦД-1, залежно від рівня глікемічного контролю та розробити рекомендації щодо корекції мікроелементного балансу у них.

Матеріали та методи

Концентрацію есенційних МЕ (заліза, цинку, міді, хрому, кобальту, нікелю) та токсичного МЕ (свинцю) визначали у сечі 64 хворих на ЦД-1 дітей залежно від рівня глікемічного контролю (ГК). Стан компенсації ЦД-1 оцінювався згідно з ISPAD (Consensus for the Management of Type 1 Diabetes Mellitus in Children end Adolescens, 2000). Оптимальний рівень ГК мали 10 дітей (група I), субоптимальний — 30 (група II), рівень ГК із високим ризиком для життя (ГКВР) — 24 хворі (група III). Групу порівняння становили 30 практично здорових дітей.

Для визначення МЕ використовували метод атомно-абсорбційної мас-спектрофотометрії на спектрофотометрі С-115М1 виробництва НВО Selmi (Україна), оснащеному комп’ютерною приставкою для автоматичного обчислювання вмісту МЕ. Визначали загальну концентрацію ME (мкмоль/л) у ранковій порції сечі та добову екскрецію (мкмоль/л/добу).

Статистичну обробку одержаних результатів проводили за допомогою програми Exсel. Використовували методи варіаційної статистики, придатні для медико-біологічних досліджень. Для всіх показників визначали середньоарифметичне (М), похибку середньоарифметичного (m). За допомогою критерію Стьюдента (t) визначали показник вірогідності (Р), різницю вважали вірогідною при р < 0,05.

Результати та їх обговорення

Встановлено, що зміни вмісту МЕ у сечі дітей, хворих на ЦД-1, у переважній більшості були однонаправленими. У випадках погіршення рівня контролю глікемії збільшувалась втрата МЕ із сечею (табл. 1).

Зокрема, вміст цинку (Zn) у дітей I групи практично не відрізнявся, у пацієнтів групи II був на 25 %,
а у дітей III групи — на 42 % більшим порівняно зі здоровими дітьми. За літературними даними, в експерименті на тваринах встановлено, що реабсорбція цинку здійснюється у всіх відділах нефрону за допомогою білка — траспортера двовалентного металу [3]. Таким чином, підвищена концентрація Zn у сечі може бути однією з ознак ураження ниркових канальців, зумовленого глюкозурією та гіперглікемією у разі цукрового діабету.

Звертає увагу той факт, що екскреція заліза (Fe), навпаки, виявилась зниженою. У разі оптимального рівня ГК вона була на 51,8 %, а у випадку субоптимального рівня ГК — на 14 % меншою щодо групи порівняння. Посилена втрата заліза із сечею спостерігалась лише у дітей із ГКВР. Виділення заліза у даної категорії було на 42 % більшим, ніж у здорових.

Вміст кобальту (Co) в сечі дітей з оптимальним рівнем ГК не відрізнявся від показників групи порівняння. У пацієнтів із субоптимальним рівнем ГК він був на 6 % більшим порівняно зі здоровими дітьми. В обстежених дітей III групи, навпаки, мало місце зниження вмісту Со на 25 % щодо групи порівняння. Одночасна втрата заліза та кобальту із сечею може сприяти порушенню процесів кровотворення та розвитку залізодефіцитної анемії [4].

Вміст нікелю (Ni) у сечі виявився низьким у всіх обстежених дітей. Причому він не мав чіткої залежності від рівня глікемічного контролю та був на 27–34,6 % меншим порівняно зі здоровими дітьми.

Концентрація хрому (Cr) в сечі у дітей I групи не відрізнялася від показників здорових. У дітей II групи вона була на 32,5 %, у III групи — на 48 % більшою щодо групи порівняння. Хром стимулює формування дисульфідних зв’язків між дисульфідними містками інсуліну і сульфідними групами мітохондріальної мембрани шляхом утворення потрійного комплексу. Завдяки цьому інсулін збільшує потік глюкози, що проходить через мембрани. Тому дефіцит Cr в організмі може негативно впливати на трансмембранний транспорт глюкози [5].

Слід зауважити, що вміст міді (Cu) в сечі всіх дітей з ЦД-1 значно перевищував показники здорових дітей. Найбільш виражену купрумурію знаходили у пацієнтів III групи. Вміст Cu у них був на 86,3 % більшим, ніж у дітей групи порівняння. У хворих I та II групи вміст міді у сечі на 43 та 80,9 % відповідно перевищував показники здорових дітей.

Для дітей, хворих на ЦД-1, характерною була підвищена концентрація свинцю (Pb) в сечі. У дітей III групи вона була на 55 % більшою, ніж у групі порівняння. Лише на 15,4 % більшою порівняно зі здоровими дітьми була концентрація Pb у дітей групи II. Слід зазначити, що у дітей I групи вміст свинцю був, навпаки, на 54,5 % нижчим порівняно зі здоровими.

Таким чином, найбільша концентрація в сечі Cu, Zn, Fe, Cr та Pb властива для дітей із субоптимальним рівнем ГК та ГКВР. Знайдені особливості вмісту мікроелементів у сечі сприяють виникненню дефіциту та дисбалансу МЕ у цієї категорії хворих.

З метою поглибленого аналізу порушень мікроелементного складу досліджувались коефіцієнти співвідношень окремих МЕ у сечі (табл. 2).


Встановлено, що у разі ЦД-1 рано виникає дисбаланс МЕ у сечі. У дітей із оптимальним рівнем ГК більшими, ніж у групі порівняння, виявились коефіцієнти співвідношення Cu/Pb — у 6 разів, у 3 рази — Cu/Ni, Cr/Pb і Co/Pb, у 2 рази — Zn/Pb і Zn/Ni, у 1,7 раза — Zn/Fe. Зменшувались у 3 рази співвідношення Fe/Cu, удвічі — показники Zn/Cu, Fe/Cr та
Fe/Co, у 1,5 раза — Fe/Ni, Ni/Cr та Co/Cr порівняно зі здоровими дітьми.

Ще більший мікроелементний дисбаланс виникав у разі субоптимального рівня ГК. Так, в обстежених дітей II групи збільшувались показники співвідношень Cu/Ni — у 13 разів, Cu/Pb — у 6 разів, Cu/Co
і Cu/Cr — у 5 разів, Zn/Ni, Zn/Fe та Zn/Co — у 2 рази, Cr/Pb — у 1,5 раза порівняно зі здоровими дітьми. Меншими були коефіцієнти співвідношень Fe/Cu — у 18 разів, Zn/Cu — у 4 рази, вдвічі — Ni/Cr, Ni/Pb та Fe/Cr, у 1,5 раза — Fe/Pb та Co/Cr відносно групи порівняння.

У хворих з показниками глікемічного контролю високого ризику встановлений значний дисбаланс МЕ. Зокрема, більшими, ніж у групі порівняння, виявились показники Cu/Ni — у 15 разів, у 7 разів — Cu/Co, у 5 разів — Cu/Pb та Cu/Cr, у 3 рази — Fe/Ni, у 2 рази — Zn/Ni, Fe/Co та Zn/Co. Меншими, навпаки, виявились показники Zn/Cu — у 6,4 раза, Fe/Cu — у 5 разів, Ni/Cr і Ni/Pb — у 3 рази, Co/Pb та Co/Cr — у 2 рази, у 1,4 раза — Fe/Pb, Zn/Pb, Zn/Fe та Fe/Cr.

Таким чином, результати дослідження показників співвідношення МЕ у сечі свідчать про наявність суттєвого дисбалансу їх вмісту. Особливо значущим дисбаланс у всіх хворих на ЦД-1 спостерігався у парах Cu/Ni, Cu/Pb, Fe/Cu, Zn/Cu, Fe/Co та Zn/Co, що може впливати на розвиток хронічних діабетичних ускладнень.

У результаті дослідження добової екскреції МЕ встановлено, що діти I групи за добу втрачають заліза на 75 %, кобальту — на 47,6 % та цинку — на 34,5 % менше, а кобальту — на 6 % більше порівняно зі здоровими (табл. 3). Виділення міді та хрому не відрізнялось від показників групи порівняння. Добова екскреція свинцю у дітей I групи була на 68,2 % меншою щодо групи порівняння та на 87,7 % нижчою, ніж у дітей із ГКВР.

У хворих із субоптимальним рівнем ГК добова екскреція МЕ збільшувалася. Зокрема, Cu — на 90 %, Cr — на 66 %, кобальту — на 44 %, Zn — на 23 % та Pb — на 7 % порівняно зі здоровими дітьми. Виділення Ni та Fe за добу, навпаки, було зниженим. Так, у дітей II групи добова екскреція нікелю була меншою на 53 %, а заліза — на 34 %, ніж у групі порівняння (табл. 3), що підтверджує літературні дані про їх синергізм [4].

У дітей III групи стабільно високою була втрата МЕ. Так, для міді вона була у 10 разів, хрому — на 63 %, цинку — на 52 % та кобальту — на 39 % більшою відносно групи порівняння (табл. 3). Добова екскреція нікелю та заліза практично не відрізнялась від показників здорових дітей. Слід зауважити, що виділення свинцю у даної категорії обстежених було найвищим, причому на 61,4 % більшим, ніж у групі порівняння, та на 87,7 % вищим відносно I групи.

Таким чином, виявлена значна добова втрата есенційних МЕ з сечею в обстежених дітей II та III групи, що може бути однією з причин сироваткового та клітинного дефіциту. З іншого боку, існує гіпотеза щодо нефротоксичності металів із перемінною валентністю (Co, Cu, Fe, Сr, Ni) у великих концентраціях. Внутрішньоклітинна токсичність зазначених МЕ зумовлена активацією процесів перекисного окислення ліпідів у реакціях Фентона і Вейса — Габера та виснаженням глутатіону [6, 7]. Причому найбільш чутливим до оксидативного стресу є нефротелій проксимальних канальців, оскільки тут інтенсивно відбуваються процеси реабсорбції та секреції.

Найвищий рівень екскреції свинцю встановлений у дітей із субоптимальним рівнем ГК та ГКВР. Через властивість поглинати та накопичувати двовалентні метали нирки є першим органом — мішенню токсичної дії важких металів. Причому ступінь ураження нирок залежить від дози та тривалості дії токсичного МЕ [2]. Під дією хронічної свинцевої інтоксикації в структурах нирок відбувається морфологічна перебудова. В експериментах на тваринах встановлено, що високі концентрації свинцю в сечі викликають втрату мікроворсинок нефротелію проксимальних ниркових канальців, що призводить до зменшення загальної реабсорбційної поверхні [8].

Існують літературні дані, що гіпертрофія та гіперфункція клубочків при діабетичній нефропатій можуть бути вторинними, викликаними підвищеним осмолярним навантаженням на тубулярні клітини при гіперглікемії за механізмом тубулогломерулярного зворотного зв’язку [9]. Таким чином, підвищена концентрація МЕ у сечі в поєднанні з неферментативним глікозилюванням білків ниркових мембран може бути одним із факторів ураження канальців, сприяти розвитку та прогресуванню діабетичної нефропатії. У свою чергу, посилене виведення МЕ із сечею може призводити до мікроелементозу.

Висновки

1. У разі ЦД-1 у дітей дуже рано, навіть у випадку оптимального рівня глікемічного контролю, виникає підвищена втрата мікроелементів із сечею.

2. Екскреція мікроелементів та їх дисбаланс суттєво зростають у дітей у міру погіршення рівня глікемічного контролю.


Bibliography

1. Диагностика диабетической нефропатии у детей и подростков / М.В. Пермитина, В.А.Воробьева, Г.В. Бабаш [и др.] // Российский педиатрический журнал. — 2005. — № 6. — С. 44-47.

2. Effect of heavy metals on, and handling by, the kidney / O. Barbier, G. Jacquillet, M. Tauc [et al.] // Nephron. Physiol. — 2005. — Vol. 99(4). — P. 105-110.

3. Acute study of interaction among cadmium, calcium, and zinc transport along the rat nephron in vivo / O. Barbier, G. Jacquillet, M. Tauc [et al.] // Am. J. Physiol. Renal. Physiol. — 2004. — Vol. 287(5). — P. 1067-1075.

4. Лобода А.М. Мікроелементні порушення у дітей / А.М. Лобода // Современная педиатрия. — 2009. — № 1(23). —
С. 89-92.

5. Смоляр В.І. Аліментарні гіпо- та гіпермікроелементози / В.І. Смоляр, Г.І. Петрашенко // Проблеми харчування. — 2005. — № 4. — С. 40-42.

6. Sabolic I. Common mechanisms in nephropathy induced by toxic metals / I. Sabolic // Nephron. Physiol. — 2006. —
Vol. 104(3). — P. 107-114.

7. Valko M. Metals, toxicity and oxidative s tress / M. Valko,
H. Morris, M.T. Cronin // Cur. Med. Chem. — 2005. — Vol. 12(10). — P. 1161-1208.

8. Herak-Kramberger C.M. The integrity of renal cortical brush-border and basolateral membrane vesicles is damaged in vitro by nephrotoxic heavy metals / C.M. Herak-Kramberger, I. Sabolic // Toxicology. — 2001. — Vol. 2. — P. 139-47.

9. Красовська К.О. Канальцеві дисфункції при діабетичній нефропатії: Автореф. дис... канд. мед. наук: спец. 14.01.02 «Внутрішні хвороби» / К.О. Красовська. — Харків, 2005. — 19 с.


Back to issue