Журнал «Здоровье ребенка» 4 (25) 2010

Впервые упоминание о цинке (от лат. zincum — белый налет) встречается в трудах Парацельса и других исследователей Х VI – XVII вв. Исследовать значение цинка (Zn) для организма человека стали относительно недавно. В 1963 г . впервые появились данные о необходимости цинка для организма человека, и только спустя 10 лет была определена его норма для взрослого человека — 10–20 мг/сут. На сегодняшний день наши знания о цинке существенно пополнились. Так, достоверно известно, что цинк — эссенциальный микроэлемент, запасы которого в организме взрослого человека невелики — 1,2–2 г, но, несмотря на это, цинк представлен во всех органах и тканях. Внутриклеточный цинк содержится в основном в мышцах, печени, костной ткани, простате и глазном яблоке (98 %), наибольшее его количество (62,6 %) — в скелетных мышцах. В настоящее время известно, что цинк входит в состав более чем 300 металлоферментов, участвующих в самых различных метаболических процессах, включая синтез и распад углеводов, жиров, белков, ДНК и РНК. Он принимает активное участие в формировании Т-клеточного иммунитета, в синтезе коллагена и формировании костной ткани, в процессах деления и дифференцировки клеток, в работе половых гормонов, в механизмах апоптоза, играет существенную роль в функционировании инсулина и супероксиддисмутазы, входит в состав ферментов, участвующих в кроветворении. Достоверно установлено, что недостаточность цинка может вызывать врожденные пороки развития органов и систем, особенно легких и центральной нервной системы. При нехватке цинка в течение только одной недели начинаются замедление роста мышечной ткани и ослабление деятельности иммунной системы [1–3]. Известно, что витамин А действует только в присутствии цинка, а сочетание витамина С и Zn оказывает эффективное противовирусное и антитоксическое действие [4, 5]. Цинк обладает небольшой токсичностью, при введении его избытка он не кумулируется, а самостоятельно выводится из организма, поэтому для практической медицины большое значение имеют цинкдефицитные состояния [9].

И хотя в конце прошлого века ученые утверждали, что дефицита цинка в организме здоровых взрослых людей не бывает, так как этот микроэлемент содержится в продуктах, которые входят в смешанный пищевой рацион человека в достаточном количестве, на сегодняшний день мы можем достоверно утверждать, что суточная норма цинка для взрослого человека составляет 0,2 мг/кг массы (10–15 мг/сут), для подростка — не менее 0,3 мг на 1 кг массы тела, для детей школьного возраста: для мальчиков — 15 мг, для девочек — 12–13 мг/сут (Наказ МОЗ України № 272 від 18.11.99 «Норми фізіологічних потреб населення України в харчових речовинах та енергії»; данные РАМН (2004); рекомендации Администрации питания и лечебных препаратов США (2006)). Всасывание цинка и его транспорт в организме осуществляются с помощью металлопротеинов, вырабатываемых в слизистой оболочке кишечника, почках, печени. У грудных детей в абсорбции цинка принимает участие простагландин Е 2 , содержащийся в материнском, но отсутствующий в коровьем молоке. Относительно лучшее всасывание цинка из грудного молока связано еще и с особенностью концентрации в нем отдельных белков, особенно лактоферрина и альбумина. Из пищи, бедной цинком, усваивается 85 % общего его содержания; из пищи с достаточным его содержанием — 10–30 % [6–8].

Согласно современным данным, методами выбора для определения микро- и макроэлементов в биообъектах, в том числе и цинка, являются методы элементного анализа волос [10]. Элементный состав волос лучше других биоиндикаторных сред отражает как воздействие на человека повышенных концентраций комплекса химических элементов, так и обеспеченность физиологических потребностей в них.

Учитывая актуальность вышеизложенного, целью нашего исследования стало создание регионального профиля обеспеченности цинком детей школьного возраста, проживающих в Харьковском регионе.

Материалы и методы исследования

Уровень содержания цинка в волосах 1800 условно здоровых детей школьного возраста, которые постоянно проживают в Харьковском регионе, определен методом g -активационного анализа, сущность которого заключается в регистрации влияния g -квантов высокой энергии на анализируемые биологические мишени (пробы волос) при тормозном излучении от электронного ускорителя частиц ПГ-5. Методика автоматизирована и стандартизирована, отвечает требованиям международных стандартов исследований МЕ в биологических субстратах (АТSDR, 2001). Обработка полученного спектра микроэлементного состава волос перекодировалась с использованием программы SLED в формат ЕСЭВМ.

Для определения региональных особенностей недостаточности цинка у детей Харьковского региона проведен клинико-анамнестический, биохимический и иммунологический анализ среди 2046 детей 9–17 лет с различной хронической патологией (форма 130/у; 113/у) и выявленным снижением уровня цинка в волосах более чем на 11 % от градиента поло-возрастной нормы. Статистическая обработка данных проводилась согласно правилам клинико-популяционного анализа с применением параметрических и непараметрических критериев, вероятностного распределения признаков и корреляционного анализа. Исследования проводили с учетом требований международного комитета по биоэтике.

Результаты и их обсуждение

Анализ полученных данных показал, что уровень цинка в волосах условно здоровых мальчиков Харьковского региона в период с 9 до 17 лет в целом уменьшается на 10,7 %, с физиологическим пиком снижения в 11 лет. С 12-летнего возраста содержание цинка у мальчиков не имеет существенных колебаний, а его уровень в волосах зависит от наличия той или иной хронической патологии. Содержание цинка в волосах условно здоровых девочек в период с 9 до 17 лет в целом уменьшается на 8,1 %, с резким уменьшением содержания его в волосах в 10 и 12 лет (рис. 1, табл. 1).

Таким образом, особенностью обеспеченности цинком практически здоровых детей Харьковского региона в период полового созревания является снижение его уровня, что, в свою очередь, может существенно сказываться на процессе развития и полового созревания подростков.

Следует отметить, что установленную в ходе обследования закономерность: достоверное снижение уровня цинка в волосах мальчиков, начиная с 11-летнего возраста, по сравнению с аналогичными показателями у девочек (р < 0,05), можно рассматривать в качестве специфического маркера для возможного формирования микроэлементоза у подростков мужского пола.

Пластичность детского организма к воздействию различных экозависимых факторов, в частности дефицита цинка, способствует накоплению в организме ребенка таких элементов, как олово и кадмий. При увеличении уровня этих металлов более чем на 20 % они становятся мощными антагонистами цинка, образуя «порочный круг» нарушений минерального гомеостаза. У детей Харьковского региона независимо от пола установлено повышение уровня олова в 1,8 раза (р < 0,05), кадмия — в 2,1 раза в препубертатном и в 2,4 раза в пубертатном периоде (р < 0,05).

Установлена сильная отрицательная связь между уровнем цинка и кальцием, марганцем и йодом у мальчиков и уровнем марганца и йода у девочек (табл. 2). Кроме того, у детей обоих полов снижение уровня цинка в организме значительно повышает восприимчивость к накоплению свинца (0,613 и 0,791 для девочек и мальчиков соответственно, р < 0,05).

Анализируя результаты школьной успеваемости, мы пришли к выводу, что между способностями ребенка к обучению и содержанием цинка в волосах существует прямая связь. Так, уровень цинка в волосах хорошо успевающих школьников выше, чем у школьников, которые имеют среднюю успеваемость (6–8 баллов), и отстающих учеников (р < 0,05).

При сопоставлении проявлений дефицита цинка в организме детей диспансерных групп с хронической патологией и/или функциональными нарушениями выделены основные особенности для детской популяции Харьковского региона. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез составил 0,05.

Так, анализ физического развития детей диспансерной группы с хронической патологией показал, что у 78,9 % этих детей независимо от пола при дефиците цинка на 11–20 % средние показатели роста ниже возрастных норм (в пределах 1–1,5 стандартной девиации); у 82,3 % детей при дефиците цинка на 21–40 % средние показатели роста снижены на 1,5–2 стандартные девиации. При дефиците цинка больше чем на 40 % у всех детей отмечается снижение показателя роста на 2 и более стандартные девиации (р < 0,05). Таким образом, можно сделать вывод, что в условиях дефицита цинка снижается чувствительность рецепторов к гормону роста.

Замедление процессов линейного роста у детей при дефиците цинка может быть обусловлено также его ролью в синтезе костного изофермента щелочной фосфатазы (КИЩФ), образовании инсулиноподобного фактора роста-1 и гормона роста, участием в метаболизме белков. Так, при анализе результатов исследования костного изофермента щелочной фосфатазы установлена прямая корреляционная зависимость снижения КИЩФ от снижения уровня цинка у детей Харьковского региона, которая наиболее выражена у девочек (r КИЩФ/Zn = 0,865), чем у мальчиков (r КИЩФ/Zn = 0,74).

При снижении цинка на 11 % независимо от пола и возраста дети отмечали возникновение депрессивных расстройств и снижение аппетита (р < 0,05). У 72,4 % детей при снижении цинка более чем на 15 % отмечалось искажение вкусовых (желание облизывать металлические предметы) и снижение обонятельных ощущений (невосприятие слабых запахов) (р < 0,05). У 46,7 % детей при снижении уровня цинка более чем на 20 % формировались нарушения рефракции и светочувствительности, что обусловлено активным участием цинка в обмене ретинола (р < 0,05).

Учитывая, что из всех микронутриентов цинк играет наиболее важную роль в иммунных процессах, было проведено изучение показателей, которые характеризуют состояние клеточного иммунитета (табл. 3).

Анализ показателей клеточного иммунитета показал, что по мере увеличения дефицита цинка у детей нарушения в количестве (r = 0,78), структуре (r = 0,74) и соотношении Т- и В-лимфоцитов (r = 0,66) имеют прогрессирующий характер. Так, происходит снижение процессов синтеза специфических антител классов IgG (r = 0,58), IgA (r = 0,64) и повышение секреции IgM (r = 0,56) (в пределах референтных значений), что, в свою очередь, приводит к дисгаммаглобулинемии и расценивается как показатель ослабления противоинфекционной защиты организма.

На сегодняшний день данные об участии цинка в патогенетических механизмах анемий не имеют окончательных достоверных подтверждений. Мы получили достоверные данные о снижении уровня цинка в волосах у детей, имеющих дефицитные анемии различных степеней тяжести (у 62,1 % детей; р < 0,05). Однако достоверной корреляционной связи между степенью тяжести анемии и выраженностью дефицита цинка установлено не было. Исследования в данной области активно проводятся учеными университетов Швейцарии, США и Греции, что, безусловно, является одной из актуальных задач для современной педиатрии.

Региональные исследования уровня цинка в детской популяции Харьковского региона показали его достоверное снижение у 94,6 % детей школьного возраста, которые проживают в условиях социальной депривации (р < 0,01). При этом у 66,2 % детей снижение цинка составило более 40 %, у 28,3 % детей — в пределах 21–40 %, и только у 5,5 % из этой группы детей снижение цинка было не более 20 % (р < 0,05).

При проведении коррекции цинковой недостаточности необходимо учитывать ряд необходимых условий. Так, длительное назначение препаратов цинка требует обязательного одновременного назначения препаратов ретинола. Не рекомендуется назначение препаратов цинка одновременно с препаратами селена, учитывая их антагонистическую направленность на присутствие друг друга. Необходимо также учитывать, что контроль содержания селена в биологических средах при его назначении в современных условиях практически невозможен, учитывая его высокую летучесть и несовершенство существующих методов. Следует также учитывать существующую конкуренцию между цинком и медью: при дополнительном введении цинка в организм нельзя исключать следующее за этим снижение уровня меди, которое, в свою очередь, повлечет падение уровня железа, что, безусловно, требует контроля уровня данных элементов при проведении коррекции микроэлементного баланса.

Использование знаний биоэлементологии для нужд современной педиатрии позволит усовершенствовать диагностику донозологических состояний и значительно повысить качество жизни подрастающего поколения.