13 октября 2015г.
Экспериментальная медицина и клиническая онкология уже давно располагает данными об участии Cr, Pb, Zn и некоторых других элементов в процессах малигнизации тканей [2,3,6,7]. Между тем, появившиеся в последнее время публикации о динамике распространения некоторых микроэлементов (МЭ) в тканях организма, пораженного злокачественным новообразованием, свидетельствует о том, что в процессе канцерогенеза обмен МЭ претерпевает существенные изменения [1,4,5].
Учитывая вышеизложенное, целью настоящего исследования явилось изучение и сравнение уровней содержания некоторых МЭ в ткани почки и мочевого пузыря в норме и при различной патологии.
Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи:
Определить количественное содержание эссенциальных (железа, цинка, меди, марганца, хрома, кобальта), условно-эссенциальных (никель) и токсичных микроэлементов (кадмий, свинец, ртуть, стронций) в ткани почки и мочевого пузыря: а) при неизмененной патологией ткани почки и мочевого пузыря; б) при воспалительном процессе; в) при доброкачественных опухолях (ДО); г) при злокачественных опухолях (ЗО).
Материалом для исследования служили фрагменты ткани изучаемых субстратов при ДО (n = 11) и ЗО (n = 22), материал получен после оперативного лечения от больных в возрасте от 40 до 68 лет (средний возраст - 54 ± 0,63 года). Группой сравнения явилась ткань данных органов, полученная при секционном исследовании у больных с хронической воспалительной патологией (хронический пиелонефрит - n = 18 и хронический цистит - n = 17). Для контроля изучали неизмененную ткань почки (n = 22) и мочевого пузыря (n = 20) взятую у погибших от несчастных случаев здоровых лиц. Изучение особенностей кумулятивного распределения МЭ проводились методом атомно-абсорбционной спектрографии на атомно-абсорбционном спектрометре МГА-915. Результаты анализа выражались в мг/кг сухого вещества, и были подвергнуты статистической обработке (критерий Стьюдента). Достоверными считали результаты при р < 0,05.
В результате проведенного исследования выявлено, что уровень содержания МЭ в ткани почки (ПК) при изучаемых состояниях был в 1,4 ± 0,4 раза больше, чем в мочевом пузыре (МП). При этом в ткани ПК и МП при различной их патологии отмечается одинаковая тенденция кумуляции вышеназванных элементов.
В наиболее высокой концентрации в ткани ПК и МП из всех исследованных элементов присутствовало Fe. Средняя концентрация его в ПК составила - 194,4 мг/кг, в МП – 49,23 мг/кг сухого вещества. При этом в злокачественных опухолях уровень содержания этого МЭ резко возрастает. Надо отметить, что данные количественного содержания Zn в тканях при злокачественных и доброкачественных новообразованиях противоречивы. В нашем исследовании концентрация данного элемента в ДО и ЗО, превышала таковую в нормальных тканях на 10 и 12% соответственно. В тоже время уровень содержания данного МЭ при воспалительных заболеваниях был (в почке в 1,17 раз, в мочевом пузыре в 1,02 раза) меньше чем в нормальных тканях. Биологическая роль Cu в органах и тканях человека определяется тем, что этот элемент влияет на процессы кроветворения, синтез гемоглобина, входит в состав ферментов. В меньшем количестве, чем Fe и Zn, Cu обнаруживалась в ткани ПК и МП (в ПК – 3,38 мг/кг, в МП – 1,60 мг/кг сухого вещества). Концентрация Mn в изучаемых субстратах снижается в сторону опухолевой патологии ПК и МП. При этом максимальная концентрация данного МЭ отмечается в нормальной ткани (ПК - 0,65 мг/кг сухого вещества; в МП - 0,41 мг/кг сухого вещества), минимальная в ЗО ткани (ПК - 0,071 мг/кг сухого вещества; в МП - 0,062 мг/кг сухого вещества). В то же время уровень содержания Mn в нормальных тканях был выше, чем при хроническом пиелонефрите в 3,09 раз, а при хроническом цистите в 2,27 раз. Кроме этого кумуляция данного элемента при ДО была выше чем при ЗО на 0,11 раз для ПК и на 0,8 раз для МП. Обратная динамика колебаний концентрации отмечена для Cr. Максимальное содержание этого МЭ выявлено при ЗО (в ПК – 0,85 мг/кг сухого вещества, в МП – 0,64 мг/кг сухого вещества). В тоже время при воспалительных процессах уровень содержания Cr (в ПК – в 1,4 раза, в МП – 1,3 раза) был ниже по сравнению с нормальной тканью. При изучении кумуляции Co в ткани ПК и МП установлено, что в тканях З.О. концентрация данного элемента значительно выше, чем в тканях умерших от несчастных случаев. Следует так же отметить, что в З.О. этот МЭ содержится в 1,2 раза больше чем в Д.О. и в 1,8 раза, чем в тканях с воспалительным процессом. Ni в ткани ПК и МП аккумулировался в концентрациях равных соответственно – 0,1 мг/кг и 0,07 мг/кг сухого вещества. При этом максимальная его концентрация выявлена в нормальной ткани: в ПК – 0,17 мг/кг, в МП – 0,11 мг/кг сухого вещества. Интересным на наш взгляд является и тот факт, что минимальный уровень кумуляции Ni выявлен в Д.О.: в ПК – 0,05 мг/кг, в МП – 0,03 мг/кг сухого вещества. В достаточно высоких концентрациях в ткани ПК (2,03 мг\кг сухого вещества) и МП (1,65 мг/кг сухого вещества) накапливался Sr. Минимальная концентрация данного элемента зафиксирована при хроническом воспалительном процессе, протекающем в ПК (1,73 мг/кг) и МП (1,58 мг/кг сухого вещества), а максимальная в З.О. (в ПК - 3,61 мг/кг, в МП - 3,53 мг/кг сухого вещества). Обмен Pb при различных патологических состояниях, в том числе и при опухолевой патологии изучен мало. Учитывая, что Pb и Cu являются физиологическими антогонистами, то интересным на наш взгляд является то обстоятельство, что в процессе роста опухоли повышается содержание Cu, а концентрация Pb наоборот уменьшается. Максимальный же уровень содержания этого МЭ в нашем исследовании выявлен в нормальной ткани и составил в ПК - 2,15мг/кг, в МП - 1,54 мг/кг сухого вещества. Hg накапливалась в максимальном количестве при хроническом процессе (пиелонефрит – 0,234±0,01 мг/кг сухого вещества, цистит 0,34±0,01 мг/кг сухого вещества), а минимальная (в ПК – 0,03±0,01 мг/кг сухого вещества, в МП – 0,005±0,01 мг/кг сухого вещества) в злокачественных новообразованиях. При этом её концентрация в ткани почки при ЗО, была в 1,9 раз меньше чем в нормальных тканях почки, в 40,4 раза меньше по сравнению с воспалительным процессом и 16,5 раз меньше по отношению к ДО. С другой стороны уровень содержания Hg при ДО почки занимает промежуточное положение между воспалительным процессом и нормальной тканью почки. При этом, концентрация изучаемого элемента при доброкачественном процессе была в 8,7 раз больше по сравнению с нормальной тканью почки и в 2,4 раза меньше чем при хроническом пиелонефрите. В больших количествах накапливался в ткани ПК и МП и Cd. Максимальный уровень его содержания выявлен в неизмененной ткани (в ПК – 5,17 мг/кг, в МП - 2,32 мг/кг сухого вещества. В процессе трансформации нормальной клетки в опухолевую уровень содержания данного элемента уменьшался, достигая минимальной концентрации в З.О. (в ПК - 0,13 мг/кг, в МП - 0,01 мг/кг сухого вещества).
Таким образом, на основании полученных данных выявлен ряд абсолютных величин элементов по мере их убывания: в ткани ПК - Fe>Zn>Cu>Cd>Sr>Pb>Mn>Co>Ni=Cr>Hg; в ткани МП - Fe>Zn>Sr>Cu>Pb>Cd>Mn>Co> Ni=Cr>Hg.
В разных по морфологическому строению тканях почки и мочевого пузыря, получены схожие колебания накопления указанных МЭ. При этом, ткань почки кумулирует МЭ больше чем ткань мочевого пузыря.
Повышенное содержание в опухолевой ткани Fe, Cu, Co, Cr и Zn говорит о необходимости этих элементов для жизнедеятельности опухоли. По нашему мнению повышение концентрации данных элементов в опухолевой ткани может быть связано с нарушением активности окислительных ферментов содержащих в своей структуре данные элементы. Кроме этого они участвует в регуляции внутриклеточных процессов, о чем так же свидетельствует повышение их концентрации в активно делящихся опухолевых клетках. При этом уровень содержания данных элементов в доброкачественных опухолях занимают промежуточное положение между злокачественными опухолями и нормальными тканями, что свидетельствует об общности биохимических патологических процессов происходящих в опухолевой ткани и о возможности будущей малигнизации доброкачественных новообразований. Литературные данные об участии Мn, Sr, Cd в биохимических процессах в новообразованиях противоречивы. Учитывая это, выявленную тенденцию к уменьшению концентрации этих МЭ в злокачественных опухолях по сравнению с доброкачественными мы рассматриваем, как реакцию сопровождающую опухолевый рост.
Выявленное повышение концентрации Hg при воспалительных заболеваниях возможно связано с угнетением фагоцитарной активности лейкоцитов и снижением местного иммунитета.
Список литературы
1. Аничков Н.М., Кветной И.М., Коновалов С.С. Биология опухолевого роста. – СПб.: «Прайм-Еврознак», 2004.- 224 с.
2. Аль-Шукри С.Х., Ткачук В.Н. Опухоли мочеполовых органов. – СПб.: Питер, - 2000. – 308 с.
3. Бассалык Л.С. Рецепторы стероидных гормонов в опухолях человека. - М.: Наука, - 1987. - 221с.
4. Кудрин А.В., Громова О.А. Микроэлементы в иммунологии и онкологии. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. – 544 с.
5. Рыбкин В.С., Чуйков Ю.С. Микроэлементозы – как возможные и реальные экологически обусловленные заболевания в Астраханском регионе // Астраханский медицинский журнал. – 2012. – Т.7, № 1. – С. 8-15.
6. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. - М.: Издательский дом «Оникс 21 век»: Мир, 2004. – 216 с.
7. Batzevich V.A. Hair trace element analysis in human ecology studies // Sci-Total-Environ. -1995 Mar 15.-Vol.164.-№2.-P.89-187.
