Врожденные пороки развития при дефиците и избытке микроэлементов

Микроэлемент	Врожденное нарушение
Дефицит микроэлемента
Zn	Бесплодие, хромосомные аномалии, смерть плода, микро – и анофтальмия, синдактилия, дефекты формирования нервной трубки, аномалии скелета, нарушение иммунных функций
Cu	Анемия, бесплодие, смерть плода, спастические параличи, ломкость костей, сердечная недостаточность, аневризмы, дефекты соединительной ткани, аномалии кожи и волос, низкая масса тела при рождении
Mn	Хондродистрофия, куполообразный череп, атаксия, склонность к конвульсиям
Fe	Бесплодие, смерть плода, низкая масса тела при рождении, функциональные нарушения иммунитета, аномалии развития скелета, задержка психомоторного развития, глухонемота, врожденная миксидема
Se	Гибель плода
Избыток микроэлемента
Zn	Эмбриоцидное действие и перинатальная смерть
Cu	Эмбриоцидное действие
Mn	Эмбриоцидное действие
Pb	Стерильность, некроз плаценты,выкидыши, перинатальная и неонатальная смертность, замедление роста, аномалии поведения в результате нейротоксического действия
Cd	Хромосомные аномалии, эмбриотоксичекое действие, аномалии развития нервной трубки, строения лица, изменения скелета
As	Дефекты формирования нервной трубки, аномалии скелета и мочеполовой системы, замедление роста
Se	Эмбриотоксическое действие, аномалии скелета и конечностей, дефекты формирования глаз
Li	Расщепление неба, аномалии глаз и уха, поражение печени
Fe	Аномалии поведения (нейротоксическое действие), нарушение иммунных функций

В разные периоды онтогенеза механизмы развития микроэлементозов могут быть различными. С одной стороны, в период внутриутробного развития происходит физиологическое накопле­ние в организме плода многих микроэлементов, что обеспечивает интенсивность метаболических процессов, быстрый рост и разви­тие. С первых месяцев жизни наступает уменьшение этого резерва. Среди детей существуют группы риска, в которых довольно часто встречаются дефициты микроэлементов (гипотрофия и недоношен­ность; продолжительное парентеральное питание; рецидивирую­щая диарея; длительный катаболизм, синдром короткого кишечника; низкая концентрация микроэле­ментов в грудном молоке и др.). С другой стороны, избыток опреде­ленных микроэлементов может привести к различным эмбриотоксическим эффектам, вплоть до гибели плода.

Процессы метаболизма происходят при участии многих металлоферментов (металл прочно связан с белком-ферментом и незаменим), ли­бо специфически активируются (или подавляются) с помощью микроэлементов. Имеются данные о прямом участии микроэлементов, например, кальция в молекуле амилазы слюны и формировании активного центра и всей трехмерной структуры молекулы этого фермента (Березов Т.Т. с соавт., 1990). Поэтому недостаток или избыток таких микроэлемен­тов сопровождается целым каскадом метаболических нарушений.

Вместе с тем каждый элемент имеет присущий ему диапазон безопасной экспозиции, который поддерживает определенные тканевые концентра­ции и функции; у каждого микроэлемента есть также свой токсический диапазон, когда безопасная степень его экспозиции превыше­на.

Дефицит многих микроэлементов связан не только с недостаточ­ным поступлением их в организм, но и с интенсивностью их всасы­вания, с неполноценностью транспорта и метаболизма, с нарушени­ем активности специфических лигандов и клеточных рецепторов, с деятельностью многих систем организма. С другой стороны, относи­тельный дефицит может возникать для одних элементов в резуль­тате дисбаланса с другими. Микроэлементные токсикозы – реаль­ное явление в современных экологических условиях, результат по­стоянного загрязнения сред жизни вследствие выбросов в атмосфе­ру солей и оксидов металлов, оксидов серы и азота.

Различают мономикроэлементозы – заболевания, обусловлен­ные избытком или недостатком одного микроэлемента, и полимикроэлементозы – заболевания, в этиологии которых существенную роль играют несколько микроэлементов или дисбаланс с нескольки­ми микроэлементами. К ним относятся такие массовые заболева­ния, как кариес зубов, широко распространенная группа мочека­менных болезней, гетерогенная по патогенезу группа эндемическо­го зоба, группа анемий сложной биохимической природы и др.

Выделяется также вторичный микроэлементоз, который присоединяется к основному заболеванию на различных стадиях его течения или может иметь ятрогенное происхождение (быть следствием различных медицинских воздействии, например, хирургических операций на желудочно-кишечном тракте, когда повреждаются зо­ны всасывания микроэлементов, неконтролируемого лечения пре­паратами, содержащими металлы, может развиваться при тяжелых гельминтозах, таких как описторхоз, дифиллоботриоз).

Одной из особенностей микроэлементов является их способность накапливаться в организме. Поэтому перенасыщение ими воздуха, воды и почвы может привести к значительным концентрациям их в организме человека.

Часть микроэлементов является условно эссенциальными: мышьяк (As), бор (В), бром (Br), фтор (F), литий (Li), никель (Ni), кремний (Si), ванадий (V). Для них не установлены дефицитные состояния человека. Патологические механизмы микроэлементозов в этих случаях связаны в основном с избытком таких микроэлементов, с различными токсикозами как острого, так и хронического характе­ра.

Существует группа токсичных и условно-токсичных микроэлементов: алюминий (Al), кадмий (Cd), свинец (Pb), ртуть (Hg), бериллий (Be). Для них также не установлены дефицитные состояния у человека. Накопление их в организ­ме приводит к различным токсикозам полиморфного характера с поражением разных органов и систем.

Ряд микроэлементов образует пары или триады, которые оказы­вают синергическое или антагонистическое действие на различные физиологические и патологические показатели: Си и Zn, Fe и Мn, Fe и Zn, Cd и Сu. Кроме того, установлены взаимодействия для Сu, Мо и S0₄ ^2-; F, Са и РО₄^3-, т.е. проблема взаимодействия микроэле­ментов выходит за пределы только этой группы веществ и связыва­ется с активностью ряда макроэлементов.

В развитии недостатка или избытка содержания микроэлементов в организме человека важную роль играют природные и промышленные факторы, возможность усвояемости микроэлементов организмом, поэтому микроэлементозы в организме человека разделены на следующие группы:

• природные – обусловленные содержанием микроэлементов в окружающей среде. В естественных условиях встречаются районы, где вследствие повышенного или пониженного содержания микроэлементов в почве и других объектах окружающей среды наблюдаются эндемии. Механизм развития эндемических заболеваний следующий: недостаток или избыток микроэлементов в почве и других объектах окружающей среды ведет к дефициту или избытку их в пищевом рационе, а отсюда и в организме. Наиболее изучены и известны два микроэлемента, являющиеся причиной эндемических расстройств у человека: это фтор, избыточное поступление которого приводит к флюорозу, и йод, недостаточность которого способствует возникновению и распространению эндемического зоба.

• промышленные – преимущественно бывают гипермикроэлементозы, обусловленные вредными условиями производства. Примером могут служить острые и хронические отравления свинцом, кадмием, ртутью и другими химическими элементами, вызванные избыточным содержанием в организме человека.

• ятрогенные – расстройства, возникающие как следствие деонтологических ошибок. Неправильное истолкование слов медицинских работников могут привести к отказу или, наоборот, к чрезмерному приему тех или иных препаратов, содержащих микроэлементы, что может вызвать гипо- и гипермикроэлементозы.

• эндогенные – в результате наследственного или врожденного нарушения усвояемости или повышенной способности к накоплению одного или нескольких микроэлементов в организме человека. Также существует зависимость всасывания и усвоения микроэлементов от заболеваний желудочно-кишечного тракта (Авцын А.П. с соавт., 1991).

Микроэлементный статус тесно связан с возникновением и прогрессированием злокачественных опухолей. При всех формах ра­ка в крови снижено количество Fe. Повышение частоты онколо­гических заболеваний связывается с дефицитом Mg, Se, Mo и, на­против, с повышенным уровнем As, Cd, Ni, Cu, Mn, V, Sr, сульфа­тов.

Важнейшие приобретенные микроэлементозы человека представлены в таблице 19.

Таблица 19.