Химический состав некоторых патогенных органоминеральных агрегатов в организме человека

УДК 612.015.2

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕКОТОРЫХ ПАТОГЕННЫХ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

О.Л.Пихур, О.А.Голованова, Л.В.Бельская, С.А.Лемешева

ГОУ ДПО Санкт-Петербургская медицинская академия последипломного образования Росздрава,

Омский государственный университет, Россия

THE CHEMICAL COMPOSITION OF SOME PATHOGENIC ORGANIC-MINERAL UNITS IN HUMAN ORGANISM

O.L.Pikhur, O.A.Golovanova, L.V.Belskay, S.A.Lemesheva

St-Petersburg Medical Academy of Postgraduate Studies, Omsk State University, Russia

© Коллектив авторов, 2007 г.

Изучено содержание химических элементов в патогенных органоминеральных агрегатах (почечные, желчные и зубные камни) у жителей Омского региона и показаны региональные особенности их микроэлементного состава. Полученные данные могут быть использованы для повышения эффективности профилактики и лечения заболеваний, сопровождающихся образованием патогенных органоминеральных агрегатов в организме человека.

Ключевые слова: органоминеральные агрегаты, почечные, желчные, зубные камни.

A study of the chemical composition of pathogenic organic-mineral units (kidney, bile and dental stones) of Omsk residents were carried out. The results may be used to develop measures to prevent and treat diseases accompanying formation of such stones in humans Keywords: organic-mineral units, kidney, bile, dental stones.

Введение. Роль микроэлементов, в том числе и металлов, при патогенном минералообразова-нии, сопровождающем различные заболевания, в настоящее время недостаточно изучена [1]. Известно, что многие из них в организме человека играют важную роль как в обмене веществ, так и в поддержании постоянства внутренней осмотической стабильности тканевых жидкостей. Поступление химических элементов в организм определяется, наряду с другими факторами, содержанием их во внешней среде, с которой человек тесно связан и реагирует на любые негативные проявления в ней различными нарушениями в функционировании организма. В последнее время интерес к проблеме возрастает вследствие ухудшения экологической обстановки в нашей стране и в мире, что является одним из важнейших факторов роста распространенности и интенсивности заболеваний, приводящих к возникновению патогенных органоминеральных агрегатов (ОМА) и патологических состояний организма человека [2, 3]. Наиболее неблагоприятное воздействие компонентов окружающей среды на здоровье человека наблюдается в крупных промышленных, административно-территориальных центрах, таких как город Омск.

Для выяснения причин возникновения патогенных органоминеральных агрегатов в организме человека с учетом местных, природных и техногенных, факторов окружающей среды важную информацию могут дать сведения о микроэлементном составе этих образований. Изучение химического состава биоминералов как интеграль-

ных накопителей информации о внешнем воздействии в течение достаточно длительного времени (годы и десятилетия), позволяет получить наиболее общие представления о формировании микроэлементного дисбаланса, обусловленного природными и техногенными факторами внешнего влияния.

Материалы и методы исследования. Объектами исследования являлись образцы 170 почечных камней, 89 зубных камней и проб ротовой жидкости, 120 желчных камней и проб желчи пациентов в возрасте 45-60 лет, постоянно проживающих в Омском регионе. Материал для исследования предоставлен специалистами медицинских учреждений г. Омска. Ранее для установления минерального (фазового) состава патогенных минералов был проведен рентгенофазовый анализ (РФА) [4, 5].

Все образцы камней подвергнуты анализу на станции энергодисперсионного рентгенофлюо-ресцентного элементного анализа ВЭПП-3 Центра синхротронного излучения Института ядерной физики СО РАН. Расчет содержания элементов проведен методом внешнего стандарта. Погрешность определений элементов находилась в пределах 2-5%.

Элементный химический состав образцов ротовой жидкости и желчи определялся методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП). Измерения проводили на ИПС-спектрометре OPTIMA 2000 DV. Обработку результатов выполняли с использованием программного обеспечения спектромет-

О р и г и ы а дь ы ы е научим исследования

ра. При количественном расчете использован метод градуировочного графика.

Результаты и обсуждение. При сложившейся экологической обстановке в г. Омске наблюдается рост заболеваний органов желудочно-кишечного тракта, системы кровообращения, костной, мочеполовой и нервной систем, а также патогенных минералообразований в организме [6].

Среди органоминеральных агрегатов можно выделить агрегаты, которые возникают в результате нарушений функционирования как отдельных органов, так и всего организма в целом. К ним относятся почечные, желчные, слюнные, зубные камни, минеральные отложения в сосудах.

Микроэлементы почечных камней различного минерального состава

Результаты рентгенофлюоресцентного анализа почечных камней выявили наличие в исследуемых объектах 29 химических элементов: К, Ыа, V, №, Р, Б, Оа, Ав, Бе, Бг, С1, Г, ИЪ, Бг, У, гг, ЫЪ, Мо, W, Ag, Сё, 1п, БЪ, Те, I, Св, Ба, Ъа, С.

При сравнении среднего содержания микроэлементов в моче здорового взрослого среднестатистического человека Ыа>К>Б>Б1>Бг>Ге>гп> >№>Мп>1>Си, Бе>РЪ>Ав [7] и почечных камнях жителей Омского региона Ыа>К>Б >Б1>Ге>гп> >1>РЪ>Бг>Ы1,Си>Мп>Ав>Бе установлено, что содержание таких микроэлементов как Ге, гп, Си, Ав и, особенно, I и РЪ в почечных камнях больше, чем в моче, что указывает на избирательное накопление этих элементов в процессе патогенного минералообразования. В пользу этого предположения говорят также данные [8], согласно которым наличие повышенных концентраций микроэлементов в почечных камнях жителей биогеохимических провинций и техногенных регионов связано с постоянно действующим этиологическим фактором.

Микроэлементы желчных камней и желчи

На основе данных, полученных методом рент-генофлюоресцентного анализа, для желчных камней Омского региона выделена группа из 13 химических элементов, массовая доля которых составляет более 10-4 мас.%. Экспериментальные данные по содержанию элементов в составе желчных камней в убывающем порядке можно ранжировать следующим образом: Са, К, Мп, Ге, Си, РЪ, Т1, гп, V, N1, Б1, Сг. При этом следует отметить, что содержание кальция максимально, содержание хрома минимально, второе место после кальция занимает калий.

При анализе результатов исследования обнаружены три группы камней, в зависимости от соотношения в них процентного содержания марганца, железа и меди. Выбор данных элементов обусловлен их повышенным содержанием в составе желчных камней по сравнению с другими идентифицированными микроэлементами. Очевидно предположение, что повышенное содержа-

ние Мп, Ге и Си в исследованных образцах обусловлено экологической обстановкой Омского региона. По данным Обь-Иртышского межрегионального территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Иртыш, основной источник водоснабжения г. Омска, наиболее загрязнен соединениями марганца (до 44 ПДК), железа (24), меди (23), цинка (14), а в Оби концентрации марганца и меди достигают 100 ПДК.

Сравнение результатов по Омскому региону с данными литературы по Забайкальскому и Новосибирскому регионам [9, 10] показало, что в желчных камнях жителей трех данных регионов кальций является доминирующим элементом, а различное содержание и распределение микроэлементов в желчных камнях жителей этих регионов является их особенностью.

В данной работе определено содержание химических элементов в пробах желчи. Желчь взята у больных желчнокаменной болезнью во время операции по удалению камней. В составе желчи определено 9 элементов, содержание которых составляет ~10-4 мас.%. Соотношение процентного содержания элементов в желчи в порядке убывания представлено следующим рядом: Ыа, Са, Р, К, Mg, Ге, гп, Си, Мп. Содержание в патогенной желчи таких элементов, как фосфор и калий в 1,5 раза превышает их содержание в норме, кальция — в 2,5 раза, а магния — в 4,5 раза больше нормы [11]. По полученным результатам можно оценить параметры камнеобразующей среды, что необходимо для понимания процессов зарождения, роста и последующего преобразования желчного камня.

Микроэлементы зубных камней и ротовой жидкости

Известно, что микроэлементный состав зубных камней достаточно разнообразен [12]. В анализированных нами образцах зубных камней были обнаружены 14 микроэлементов: Т1, V, Мп, Ге, N1, Си, гп, Бг, ИЪ, гг, Ag, Бп, I, Ба. Высокое содержание ряда элементов в изученных образцах, вероятно, объясняется их изоморфным внедрением в основной минеральный компонент зубных камней — апатит.

Сравнение полученных данных с литературными [13] для г. Москвы позволяет выявить, что ряд средних концентраций химических элементов в зубных камнях жителей г. Омска: гп>Ге> >Rb>Ti>Ba>Cu>Ni>V>Mn>Bг>Ag>Бn>I>Zг практически противоположен ряду средних концентраций в Москве: Ее>Т1>гп>Мп>№>Си> >Ба>гг^.

Содержание элементов зависит от условий окружающей среды, и, вследствие этого, отмечается существенный разброс величин, полученных в различных регионах [14]. Содержание микроэлементов в исследованных зубных камнях,

возможно, обусловлено спецификой Омского региона. В зубных отложениях жителей г. Омска наблюдается значительное увеличение содержания (в 2,5 раза выше, чем Ее), тогда как в Москве содержание железа значительно выше, чем цинка (в 9 раз), что, очевидно, определяется особенностью регионов.

Ряд авторов [14, 15] указывает на важную роль состава ротовой жидкости в образовании зубного камня. При сравнении ряда средних концентраций химических элементов в зубных камнях жителей г. Омска: 2п>Ее>Си>№>Мп с рядом средних концентраций данных элементов в ротовой жидкости: 2п>Ее>Си>Мп>№ видно, что последовательность расположения элементов в рядах практически одинакова. Можно предположить, что наиболее вероятным источником

поступления микроэлементов в состав зубных отложений является ротовая жидкость, состав которой определяется как морфофункциональ-ным состоянием организма, так и биогеохимическими условиями его существования.

Заключение. Содержание химических элементов в патогенных органоминеральных агрегатах различного происхождения (почечные, желчные, зубные камни) жителей г. Омска имеет характерные региональные особенности. Накопление аналитического материала и его обобщение с учетом региональных условий и состояния окружающей среды является одним из этапов в повышении эффективности профилактики и лечения заболеваний, сопровождающихся образованием патогенных органоминеральных агрегатов в организме человека.

Литература

1. Кораго А.А. Введение в биоминералогию.— СПб.: Недра, 1992.— 280 с.

2. Пальчик Н.А., Мороз Т.Н. Взаимосвязи минерального и микроэлементного составов в патогенных органоминеральных образованиях // Материалы VI научного семинара «Минералогия техногенеза».— Миасс: ИМин УрО РАН.— 2005.— С. 140-149.

3. Зузук Ф.В. Минералогия уролитов: Дисс. Докт. ... г.-м. наук.— Львов, 2005.— 367 с.

4. Цимбалистов А.В., Пихур О.Л., Франк-Каменецкая О.В., Плоткина Ю.В., Садиков Р.А., Голованова О.А., Бельская Л.В. Особенности структуры и состава твердых тканей зубов и зубных камней при генерализованном пародонтите // Пародонтология.— №1 (38).— 2006.— С. 3-7.

5. Голованова О.А., Борбат В.Ф., Юдина Л.Н., Березина Н.Н. Использование современных методов для изучения желчных камней / / Материалы II Российского совещания по органической минералогии.— Петрозаводск.— 2005.— С. 119-120.

6. Ширинский В.А., Новикова И.И. К вопросу об оценке риска заболеваемости населения в связи с загрязнением окружающей среды в г. Омске / / Материалы III региональной научно-практической конференции «Проблемы профилактической медицины».— Омск, 2002.— С. 357-360.

7. Бородин Е.А. Биохимический диагноз. Ч. 1.— Благовещенск, 1989.— 77 с.

8. Голованова О.А., Борбат В.Ф. Почечные камни.— М.: Мед. книга.— 2005.— 171 с.

9. Юргенсон Г.А., Мироненко Г.А. Состав и строение желчных камней человека // Клиническая медицина.— 1979.— № 3.—Т. 57.— С. 73-79.

10. Пальчик Н.А., Мороз Т.Н., Столповская В.Н. Взаимосвязь органического и минерального вещества в слюнных, мочевых и желчных камнях // Материалы II Российского совещания по органической минералогии.— Петрозаводск.— 2005.— С. 132-134.

11. Биохимия / Под ред. Е.С.Северина.— М.: ГЭОТАР-Мед.— 2003.— 320 с.

12. Пилат Т.Л. Зубной камень и его влияние на ткани пародонта // Стоматология.— 1984.— № 3.— С. 67-69.

13. Ткаленко А.Ф. Влияние физико-химических параметров слюны, слюнных и зубных отложений на исход лечения больных слюннокаменной болезнью: Автореф. . дисс. канд. мед. Наук.— М., 2004.— 18 с.

14. Голованова О.А., Казанцева Р.В., Воронкова Л.В., Немчинова Е.А., Ачкасова Е.Ю., Блинов В.И. Изменение состава слюны как фактор образования зубных камней // Материалы II международного симпозиума «Биокосные взаимодействия: жизнь и камень».— СПб., 2004.— С. 164-167.

15. Леонтьев В.К., Галиулина М.В., Ганзина И.В., Анисимова И.В., Курочкин К.А., Чесноков В.А. Структурные свойства смешанной слюны у лиц с ранними формами воспалительных заболеваний пародонта // Стоматология.— 2003.— № 4.— С. 32-33.

Адрес для контакта: электронная почта P0L0012@mail.ru

Статья принята к печати 24.10.2006 г.