Особенности гастродуоденальной патологии у детей в эколого-биогеохимических регионах Чувашии с различным содержанием цинка

Введение. В настоящее время получила широкое развитие геохимическая экология человека, изучающая характер влияния качественного состава объектов природной среды на организм человека [1,2]. В связи с этим при анализе причин роста тех или иных заболеваний и особенностей их клинических проявлений большое значение имеет изучение природных факторов.

На территории Чувашии выделены 3 эколого-биогеохимических субрегиона биосферы, отличающиеся друг от друга содержанием макро- и микроэлементов в водно-пищевых рационах населения и особенностями течения адаптационно-компенсаторных реакций организма практически здоровых жителей [3]. Одним из элементов, по содержанию которого в Чувашии имеются диаметрально противоположные территории, является цинк. Цинк играет уникальную роль в жизнедеятельности организма и в качестве биокатализатора биохимических процессов влияет на регенерацию клеток слизистой оболочки желудка и 12-п.к., их защиту, а также интенсивность секреции соляной кислоты и ферментов [4, 5]. Защитная функция цинка состоит в ингибировании повышения ферментативной активности пепсина, блокировании выхода из базофильных клеток гистамина, стабилизации мембранной проницаемости, улучшении микроциркуляции, торможении свободнорадикального окисления [5]. В связи с этим представляет интерес исследование его обмена у детей, страдающих гастродуоденальными заболеваниями.

По данным различных авторов, воспалительные заболевания гастродуоденальной области, в том числе язвенная болезнь, часто сопровождаются цинк-дефицитным состоянием [6, 7]. Известно, что уровень цинка зависит от тяжести, активности патологического процесса и характера структурных изменений слизистой оболочки гастродуоденальной области, локализации и площади поражения в гастродуоденальной слизистой: наиболее выраженная гипоцинкемия отмечалась при сочетанном воспалительном процессе в слизистой оболочке желудка и 12-п.к. [4, 8, 9]. Однако до сих пор не изучались эколого-биогеохимические аспекты и влияние содержания цинка в биологической пищевой цепи на течение и проявления гастродуоденальной патологии у детей, включая морфологическую картину воспалительного процесса.

Цель работы: изучить клинико-эндоскопические особенности течения гастродуоденальной патологии у детей, проживающих в гетерогенных по содержанию цинка эколого-биогеохимических субрегионах Чувашии.

Материалы и методы. Клинические особенности течения гастродуоденальной патологии в различных эколого-биогеохимических субрегионах проанализированы у 2064 детей, пролеченных в соматическом отделении Республиканской детской клинической больницы (РДКБ) МЗ и СР Чувашии. Комплексное эндоскопическое обследование проведено 569 детям 3-18 лет с хронической гастродуоденальной патологией, включающее фиброгастродуоденоскопию с биопсией слизистой оболочки антрального и фундального отделов желудка гастродуоденоскопом фирмы «Olympus», модель ХР-20. Обсемененность H. рylori изучена методом мазков-отпечатков слизистой оболочки антрального и фундального отделов желудка у 569 детей. 360 детям проведен иммунохроматографический тест по определению антихеликобактерных антител.

У 50 детей с хронической гастродуоденитом определен уровень микроэлементов в волосах атомно-абсорбционным методом на приборе ААС-115.

Исследовано содержание цинка, меди, магния и железа в волосах детей у 50 детей 9-16 лет, проживающих в Присурском субрегионе.

Определен элементный состав суточных водно-пищевых рационов у детей 11-13 лет из различных субрегионов Чувашии, всего 110 проб.

Изучаемые эколого-биогеохимические субрегионы Чувашии по особенностям макро-микроэлементного состава различались следующим образом [10]:

1. Прикубнино-Цивильский (ПКЦ) субрегион по приоритетности биогеохимических параметров рассматривался как цинк и кремний дефицитная провинция с дисбалансом микроэлементов в пищевой цепи на фоне низкого содержания йода и фтора.
2. Приволжский (ПВ) субрегион схож с ПКЦ по биогеохимическим параметрам, но на данной территории отмечалась более высокая антропогенная нагрузка на природную среду за счет урбанизации и большого числа стационарных и подвижных источников загрязнения, а именно наличие в пробах атмосферного воздуха более высоких концентраций сернистого газа, окиси углерода, формальдегида, солей тяжелых металлов. Этот субрегион – цинк, кремний и йод дефицитная провинция с более высокой антропогенной загрязненностью.
3. Присурский (ПС) субрегион характеризуется резким избытком кремния, кальция, фтора, марганца, относительно высоким содержанием цинка, меди, стронция и выраженным дефицитом йода и кобальта, а также самыми высокими долями токсичных элементов – свинца, кадмия и алюминия. ПС субрегион – высокоминерализованная, аномальная кремниевая биогеохимическая провинция с повышенным содержанием большинства эссенциальных и токсических элементов в водно-пищевой цепи.

Результаты и обсуждение. Элементный состав водно-пищевых рационов детей представлен в табл. 1.

Таблица 1. Макро- и микроэлементный состав водно-пищевых рационов детей 11-13 лет в различных эколого-биогеохимических субрегионах Чувашской Республики

Примечание: * – достоверность различий между ПКЦ и ПВ; ^**– достоверность различий между ПКЦ и ПС; ^*** – достоверность различий между ПВ и ПС.

Анализируя элементный состав, представленный в табл. 1, можно сделать вывод о том, что дети в ПКЦ и ПВ субрегионах по сравнению с ПС субрегионом достоверно меньше получают такие макро- и микроэлементы, как цинк (p<0,05), кальций (p<0,01), марганец (p<0,05), медь (p<0,05), никель (p<0,05), фтор (p<0,01), кремний (p<0,001), алюминий (p<0,01), свинец (p<0,05), серебро (p<0,05), стронций (p<0,01), хром (p<0,05) и калий (p<0,05). Содержание других элементов в суточных водно-пищевых рационах в ПКЦ субрегионе было также снижено.

При изучении госпитализированной гастроэнтерологической заболеваемости детей из различных биогеохимических субрегионов Чувашии были установлены существенные различия, как в особенностях течения патологии, так и в ее локализации.

Уровень госпитализированной патологии у детей ПКЦ субрегиона составил 5,1 на 1000. У пациентов, проживающих на этой территории, выявлены следующие характерные особенности течения и проявления хронического гастродуоденита: выраженный болевой синдром, достоверно более частая связь болевого синдрома с приемом пищи (p<0,05), продолжительный и иррадиирующий характер болей (p<0,05). У большего числа детей имела место сочетанная патология, а именно чаще встречались сопутствующие заболевания лор-органов, сердечно-сосудистой системы, нефропатии (p<0,05). У большего количества детей выявлялись отклонения в копрограмме и кристаллограмме (p<0,05). Распространенные формы гастрита, эрозии желудка, дуодено-гастральный рефлюкс и язвы желудка диагностированы в этом субрегионе в 3 раза чаще (p<0,01), чем в ПС. В 2 раза чаще здесь встречались рубцово-язвенные деформации 12-п.к. и в 3,5 раза – язвы 12-п.к. (p<0,001). Реже наблюдались случаи очагового и гипертрофического гастрита, практически отсутствовали субатрофические его формы, почти в 2 раза реже, чем в ПС субрегионе, диагностирована обсемененность Н. рylori (у 45,5% детей) (p<0,01). При поступлении в РДКБ заболевание желудочно-кишечного тракта впервые было диагностировано у каждого третьего ребенка из этого субрегиона. Кроме того, в ПКЦ субрегионе отмечается самый высокий уровень гастроэнтерологической заболеваемости – 238,9 на 1000 детей, что в 2,7 раза больше, чем у детей в ПС субрегионе (p<0,001), были характерными раннее начало гастродуоденитов (5,6±0,6 лет), большая частота рецидивов (в 2,5 раза чаще, чем в ПС субрегионе), утрата сезонного характера обострений, рефрактерность к медикаментозной терапии, большая длительность периода обострений (28,4±2,8 дня). В целом у детей этого субрегиона клиническая картина гастродуоденальной патологии была выраженной, яркой, обострения заболеваний протекали тяжелее и длительнее. Учитывая то, что в ПКЦ субрегионе имеется снижение концентрации цинка в растениях, кормах, суточных водно-пищевых рационах, а также в сыворотке крови детей (табл. 2), можно предположить, что дефицит этого микроэлемента был одним из пусковых факторов развития гастродуоденальной патологии и определял ее тяжесть.

Таблица 2. Содержание цинка в растениях, кормах, водно-пищевых рационах и крови детей в гетерогенных эколого-биогеохимических субрегионах [11]

Уровень госпитализированной гастроэнтерологической заболеваемости у детей ПВ субрегиона был 6,5 на 1000. Здесь также выявлены региональные особенности течения и проявления гастродуоденальной патологии, а именно: в меньшей степени были выражены болевой, диспепсический и астено-вегетативный синдромы по сравнению с соседними территориями. В этом субрегионе было наибольшее количество детей с первичным обращением по поводу заболевания при общей гастроэнтерологической заболеваемости 53‰. Только 14,9% детей этого субрегиона связывали возникновение болей с приемом пищи. Здесь же наблюдался самый высокий процент детей с нормальной эвакуаторной функцией желудка. В то же время в ПВ субрегионе у большего процента детей диагностирована язва и рубцово-язвенная деформация 12-п.к. Все это, по всей видимости, свидетельствует о том, что на фоне высокой антропогенной нагрузки, сочетающейся с природной недостаточностью цинка, у детей не формируется защитный болевой синдром, что приводит к поздним обращениям и высокому проценту рубцово-язвенных деформаций луковицы 12-п.к. Обсемененность Н.рylori у пациентов из ПВ субрегиона была умеренной и составила 60%.

Уровень госпитализированной гастроэнтерологической заболеваемости у детей ПС субрегиона – 3,3 на 1000 при общей гастроэнтерологической заболеваемости 88,9‰. Здесь выявлены следующие региональные особенности проявления и течения хронического гастродуоденита: позднее начало заболевания (9,3±0,5 лет), относительно редкие рецидивы, меньшая продолжительность обострений на фоне хорошего ответа на медикаментозную терапию (21,1±1,6 дня), реже наблюдался выраженный болевой синдром, достоверно меньше было детей с сочетанной патологией, чаще диагностировались очаговый гипертрофический и субатрофический гастрит, гастроэзофагеальный рефлюкс, у большего процента детей выявлены положительные тесты на хеликобактериоз (76,5%), отсутствовало язвообразование в желудке и в три раза была меньше доля детей с дуоденогастральным рефлюксом и язвой 12-п.к. В данном регионе отмечался невысокий уровень гастроэнтерологической патологии (89,8‰), клиническая картина гастродуоденита была скудной, невыраженной, несмотря на достаточно высокую обсемененность Н. рylori. Такие проявления гастродуоденальной патологии, по всей видимости, можно объяснить относительно высоким содержанием цинка в пищевой биологической цепи по сравнению с соседними территориями.

Поскольку ПКЦ и ПС субрегионы характеризуются диаметрально противоположными уровнями содержания и соотношения макро- и микроэлементов, наиболее характерные различия в клинике и эндоскопической картине гастродуоденитов, нами выявлены у детей этих двух субрегионов (табл. 3).

Таблица 3. Клинико-эндоскопическая характеристика детей с заболеваниями ЖКТ в ПКЦ и ПС субрегионах (в %)

Выявленные особенности течения гастродуоденальной патологии в ПКЦ субрегионе мы связываем с низкой обеспеченностью организма цинком вследствие его недостаточности во всех звеньях биологической цепи, в то время как его роль в патогенезе хронической гастродуоденальной патологии и язвенной болезни согласно современным представлениям неоспорима.

В ПС субрегионе на фоне повышенной наследственной отягощенности и действия токсических элементов (свинец) и больших концентраций кремния не срабатывают механизмы детоксикации и местной иммунной защиты, что способствует более высокой обсемененности Н.рylori с ранним развитием субатрофических процессов.

Как показано в табл. 4 и 5, у детей с хроническими гастродуоденитами в ПКЦ субрегионе в волосах достоверно выше уровень цинка и магния, ниже – содержание железа при достоверно низком уровне цинка в сыворотке крови по сравнению с ПС субрегионом (p<0,05).

Таблица 4. Содержание цинка, меди, магния и железа в волосах детей 9-16 лет в гетерогенных эколого-биогеохимических субрегионах, мкг/г (М ± m)

Примечание: ^*- Достоверность различий между ПКЦ и ПС субрегионами, p<0,05.

Таблица 5. Содержание цинка в крови 15-17-летних подростков в гетерогенных эколого-биогеохимических субрегионах

Выявленный дисбаланс цинка в биологических субстратах (волосы и сыворотка крови) в дефицитном по этому элементу субрегионе можно объяснить следующим образом. В период обострения воспалительного процесса в слизистой оболочке 12-п.к. потребность в цинке повышается. Происходит мобилизация цинка из крови, где его уровень соответственно становится низким. Повышение потребности в цинке в тканях желудочно-кишечного тракта в условиях воспаления может быть связано с увеличением активности ферментов, участвующих в процессах репарации. Кроме того выявленные изменения уровня цинка у детей с гастродуоденальной патологией зависят от типа кислотообразования и имеется тенденция к снижению содержания цинка в крови и волосах при гиперацидности, что свидетельствует о нарушении всасывания изучаемого микроэлемента через слизистую желудочно-кишечного тракта при этом состоянии.

Высокое содержание цинка в сыворотке крови и форменных элементах у детей ПС субрегиона можно связать как с достаточным поступлением этого элемента в организм ребенка из биологической пищевой цепи, так и с неиспользованием его при варианте гастродуоденальной патологии, сопровождающейся преимущественно субатрофическим процессом в слизистой желудка и 12-п.к.

Учитывая то, что волосы не являются органом-депо, повышенная концентрация цинка в них у детей ПКЦ субрегиона может быть обусловлена недостаточным вовлечением элемента в обменные процессы, включая репаративные процессы в органах желудочно-кишечного тракта при воспалении. По такому пути, как нам кажется, происходит обмен цинка у детей в ПКЦ субрегионе, в связи с чем у них отмечается более длительный период обострения гастродуоденита и в целом более высокая пораженность гастродуоденальной зоны воспалительным процессом. В то же время в ПС субрегионе на фоне достаточной обеспеченности цинком, но при этом и более высоких уровнях токсичных микроэлементов в среде обитания ребенка, отмечается более частое формирование очагового и гипертрофического вариантов гастрита. Несмотря на возрастание роли Н. рylori в развитии заболевания, у детей меньше склонность к язвообразованию и поражению дуоденальной зоны, однако имеет место более раннее возникновение атрофических процессов у 4,2% пациентов. По нашему мнению, это может быть связано с дефицитом цинка, обусловленным нарушением его всасыванием и усвоением из-за конкуренции с солями тяжелых металлов.

Таким образом, в гетерогенных по содержанию цинка в биологической пищевой цепи субрегионах формируются различные варианты хронического гастродуоденита. При этом в каждом конкретном случае необходимо изучение особенностей элементного обмена больного ребенка для дифференцированного подхода к лечебным и профилактическим мероприятиям.