Взаимосвязь состояния среды обитания человека, в частности ее химического состава, с показателями здоровья и качества жизни хорошо известна [1-3]. Тем не менее, в медицине изучение и использование этих знаний остается ограниченным и практически невостребованным клиническими дисциплинами. Важным для понимания условий жизнедеятельности организма в меняющейся среде его обитания является учение о микроэлементозах - дефиците, избытке или дисбалансе химических элементов, которые отражаются на здоровье человека [4,5].
На грани химии, биологии и медицины возникла новая научная область бионеорганическая химия. Бионеорганическая химия рассматривает роль металлов в возникновении и развитии различных процессов в здоровом и больном организме, создаёт новые эффективные препараты на основе металлоорганических соединений, активно участвует в борьбе за сохранение здоровья людей и продление человеческой жизни. Сбалансированность и стабильность микроэлементного состава является обязательным условием функционирования организма. Макро- и микроэлементы участвуют в регуляции синтеза ферментов, гормонов, витаминов и ряда белков. Процессы абсорбции микроэлементов из желудочно-кишечного тракта с последующей их элиминацией, поддерживают оптимальный гомеостаз. Нарушение этого равновесия может возникнуть благодаря избыточному поступлению в организм токсичных микроэлементов с водой и с пищей или связано с недостатком эссенциальных микроэлементов при заболеваниях или алиментарном их дефиците. Дефицит таких микроэлементов, как цинк, железо, медь, селен сказывается на морфо-функциональном состоянии слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки, ее восстановлении, свойствах пристеночной слизи, являющейся «первой линией» защиты гастродуоденальной зоны от агрессивных факторов воздействия [6,7]. Значение коррекции дисбаланса микроэлементов может быть сопоставимо с ролью генетических факторов в формировании здоровья [8,9].
Комплексный подход в исследовании уровня микроэлементов в различных биологических субстратах позволит с одной стороны, оценить характер изменений, их влияние на морфо-функциональное состояние слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки, с другой стороны, разработать оптимальные меры лечебно-профилактической коррекции, способствующие восстановлению микроэлементного гомеостаза и оздоровлению всего организма в целом. Патология желудочно-кишечного тракта отражается на гомеостазе многих систем организма, одним из важных регуляторов которого является полноценный состав микроэлементов [10,11].
Интерес к проблеме нарушения микроэлементного гомеостаза, определяемого как системный «микроэлементоз», связан с появлением новых данных о важности регуляторных функций биоэлементов и развитием трофологии параллельно с формированием принципов адекватного питания [12,13].Роль микроэлементов настолько велика, что любые изменения их параметров сказываются на функции многих органов и систем, затрагивая межсистемные и внутрисистемные закономерности метаболизма минеральных веществ [14]. Организм здорового человека обладает достаточно четкой системой саморегуляции. При избыточном поступлении макро- и микроэлементов начинает работать система элиминации. В желудочно-кишечном тракте блокируется всасывание элементов и они выводятся с калом. Дефект какого-либо звена является причиной избытка или недостатка элемента, либо дисбаланса других биологически активных веществ (гормонов, витаминов, ферментов), участвующих в сложных процессах регуляции, и проявляется различными клиническими симптомами [15,16,17]. Необходимо предварительное изучение биоэлементного баланса, на основании которого будет возможно создание методов полноценной комплексной коррекции [18]. Большую часть заболеваний можно отнести к патологии химического происхождения - дисэлементозу [19].
В последнее десятилетие большинство отечественных и зарубежных гастроэнтерологов в развитии гастродуоденита и язвенной болезни придают пилорическому хеликобактериозу, играющему важную роль в развитии воспалительных изменений в слизистой оболочке гастродуоденальной зоны.
Для успешной колонизации H.pylori в кислой среде желудка человека необходимо присутствие микроэлемента Ni2+ которым определяется активность фермента уреазы. В эксперименте на питательных средах было показано, H.pylori поглощает никель от четырех до 200 раз выше по сравнению с кишечной палочкой, уреазу от 400 до 30000 раз. Наблюдаемые различия в активности поглощения Ni2+ и повышение активности уреазы, связано скорее всего, за счет дополнительных белковых компонентов, которые отсутствуют в рекомбинантном штамме E.coli [20].
Биологическое действие этого микроэлемента в организме выяснено недостаточно, тем не менее уже имеющаяся на этот счет информация свидетельствует о его значимости. Никель участвует в стимулировании процессов кроветворения, активации некоторых ферментов. Этот минерал обладает высокой способностью усиливать окислительно-восстановительные процессы в тканях. Никель в сочетании с кобальтом, железом, медью участвует в процессах кроветворения, а самостоятельно - в обмене жиров, обеспечении клеток кислородом. В определенных дозах никель активизирует действие инсулина. Оценка содержания никеля в организме проводится по результатам исследований крови, мочи и волос. Среднее содержание никеля в моче человека составляет 0,5-2,0 мкг/л, волосах - 0,1-2,0 мкг/г, сыворотке крови - 1,7-4,4 мкг/л, цельной крови - около 5 мкн/л, коже - 0,1 мкг/г, костях - 108-111 мкг/г. Повышенная концентрация никеля в моче (свыше 50 мкг/л) свидетельствует об интоксикации никелем организма. Никель относится к малоизученным микроэлементам. В организме человека он играет определенную физиологическую роль. Уже в период эмбриогенеза никель концентрируется в тех органах и тканях, где происходят интенсивные обменные процессы и где сосредоточен биосинтез гормонов, витаминов и других биологически активных соединений. Концентрацию макро- и микроэлементов в организме можно определить по их содержанию в крови, волосах, ногтях, слюне, желудочном соке, моче, грудном молоке, зубном дентине и костной ткани [21,22].
Исследование минеральных веществ в биологических жидкостях имеет свои ограничения. Так, определение содержания многих макро- и микроэлементов в крови часто не отражает истинные показатели их концентрации в тканях ввиду деятельности эндокринной, вегетативной и других систем организма, обеспечивающих гомеостаз. В то же время определение токсичных элементов в крови важно в диагностике интоксикации, имеющейся в момент анализа крови. Содержание элементов в суточной моче отражает их выведение в течение текущих суток [23]. К настоящему времени нет достаточно четких нормативов содержания микроэлементов в слизистой оболочке желудка.
Вышеизложенное определяет перспективность и практическую значимость изучения микроэлементного обмена у больных с хроническим гастродуоденитом и язвенной болезнью, как дополнительных факторов патогенеза этих распространенных заболеваний. В доступной литературе мы не встретили работ по изучению Ni2+ в биопсийном материале слизистой оболочки желудка c различными формами её поражения.
Цель настоящей работы - изучить содержание Ni2+ в биопсийном материале слизистой оболочки желудка пациентов с гастродуоденальной патологией ассоциированных с H.pylori.
Материалы и методы. Нами проводилась сравнительная характеристика степени обсеменения слизистой оболочки желудка Н.pylori инфекцией, уровня Ni2+ в биопсийном материале cлизистой оболочки желудка у больных с гастродуоденальной патологией в разные стадии и фазы патологического процесса. Верификация состояния верхних отделов желудочно-кишечного тракта проводилась путем проведения эзофагогастродуоденоскопии при помощи эндоскопа «Evis 140» фирмы «Olympus» (Япония). Наличие и степень осеменения Н.pylori инфекцией слизистой желудка определялось двойной методикой: тестом на уреазную активность с помощью Quck test (Финдляндия), а также гистоморфологическим методом. Гистологические срезы окрашивались гематоксилином и эозином, по Романовскому -Гимза. Забор биопсийного материала проводился по общепринятой методике: 2 биоптата из антрального отдела, 2 биоптата из тела желудка.
Содержание Ni2+ в биопсийном материале слизистой желудка проводили следующим образом: биоптат слизистой желудка массой 3,43±0,21 мг помещали в кварцевый стаканчик, в 1,0 мл концентрированной азотной кислоты проводили минерализацию в печи ПДП-18М при температуре 450ºС до получения белого осадка. После охлаждения добавляли 0,3 мл концентрированной соляной кислоты выпаривая до влажного осадка. После проведения пробоподготовки измерения концентрации никеля в биоптатах проводили методом инверсионной вольамперометрии на анализаторе типа ТА (МУ 31-14/06).
Обследовано 78 пациентов. Средний возраст 54,8±0,32 Мужчин было 30, женщин - 48. Все больные были разделены на две категории в зависимости от характера изменений слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки: с деструктивно-язвенными изменениями слизистой оболочки желудка (СОЖ) и двенадцатиперстной кишки (12 п.к.) (острые, хронические эрозии желудка и 12 п.к., язва луковицы 12 п.к.), с поверхностными изменениями СОЖ и 12 п.к. (поверхностный гастрит, очаговый атрофический гастрит, дуоденит), табл. 1.
Таблица 1. Характер изменений слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки в зависимости от инфицированности H.pylori
Статистическую обработку проводили при помощи программных пакетов Microsoft Excel XP. Вычисляли среднее арифметическое значение (М), ошибку среднего арифметического значения (m), различия между группами оценивали с помощью t-критерия Стьюдента, достоверными считались результаты при Р<0,05.
Результаты и обсуждение. Клиническая картина у наблюдаемых больных была полиморфной. Ведущими синдромами являлись: болевой, синдром диспепсических расстройств и астено-вегетативных нарушений. Ни один из выше перечисленных синдромов не встречался изолированно. Болевой синдром у большинства пациентов локализовался в эпигастральной, пилородуоденальной и околопупочной областях.
Содержание микроэлемента Ni2+ в биоптатах слизистой желудка отра-жало биоэлементный, локальный статус, являясь интегральным показателем минерального обмена у инфицированных H.pylori больных. Полученные данные указывают на повышенное содержание Ni2+ в биоптатах слизистой у больных инфицированных H.pylori, табл. 2.
Таблица 2. Содержание никеля в биоптатах слизистой оболочки желудка у больных с гастродуоденальной патологией в зависимости от обсемененности Н.рylori(М±m) мг./л
Примечания: *достоверность изменений р<0,001; **достоверность изменений р<0,001.
У больных с деструктивными изменениями слизистой желудка, ассоциированные с Н.рylori, отмечено более выраженное повышение уровня никеля. Никель оказывают прямое цитотоксическое действие с повреждением эпителиоцитов слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки в результате кислото-пептидной агрессии с развитием воспалительно-пролиферативных процессов, а также нарушением оксидантно-прооксидантного равновесия.
Выводы. Уровень повышения Ni2+в биоптатах слизистой оболочке желудка у больных с деструктивными изменениями слизистой оболочки желудка зависит от степени и характера воспалительных изменений слизистой оболочки гастродуоденальной зоны, наличия инфекции H.pylori. Имеются сведения, что повышению содержания никеля в организме людей, страдающих хроническим гастродуоденитом, способствует кроме избыточного его поступления извне, также Н.рylori - инфекция, так как сам инфекционный агент синтезирует уреазу, содержащую никель [24]. Замечено, что соли никеля в малых количествах (до 5 мг) активируют такие пищеварительные ферменты, как панкреатические липазы (ферменты поджелудочной железы, расщепляющие некоторые липиды) и пепсин, в больших количествах (10–20 мг) никель способен ингибировать некоторые ферменты, включая пепсин. Предполагают, что канцерогенное действие Ni связано с внедрением его в клетки, где он вызывает нарушения ферментных и обменных процессов, в результате которых, возможно, образуются канцерогенные продукты. Никель связывается с РНК, значительно меньше с ДНК, вызывая нарушения структуры и функции нуклеиновых кислот, и с гистамином. Избыточное содержание никеля в тканях действует разрушающе на хромосомы и другие составляющие клеток, замедляет деятельность гормонов и ферментов, движение ионов по мембранам и снижает иммунную активность.