Журнал «Здоровье ребенка» 2 (37) 2012

Згідно з даними ВООЗ [1], із 1980 року в усьому світі число осіб, які страждають від ожиріння, зросло більше ніж удвічі. Шістдесят п’ять відсотків населення світу проживають у країнах, у яких надмірна маса тіла й ожиріння призводять до смерті більшої кількості людей, ніж низька маса тіла. У 2010 році майже 43 мільйони дітей віком до 5 років мали надмірну вагу [1]. Таке явище вважалося раніше характерним для країн із високим рівнем доходів, але надмірна маса тіла й ожиріння тепер усе більше поширені в країнах із низьким і середнім рівнем доходів, особливо в містах. У країнах із низьким і середнім рівнем доходів дітей із надмірною масою тіла налічується майже 35 мільйонів, а в розвинених — тільки 8 мільйонів.

Настільки інтенсивний зріст числа хворих на ожиріння дітей необхідно розглядати в першу чергу у зв’язку з біологічними причинами, а також способом життя, демографічними, соціально­культурними причинами.

На практиці найчастіше надмірна маса тіла й ожиріння є проблемою дільничного терапевта й педіатра, а в сучасних умовах — сімейного лікаря. Удавана простота діагностики цих патологічних станів оманлива. Це пов’язано з тим, що, як правило, сімейний лікар має справу з уже сформованим ожирінням, що значно ускладнює лікувальні заходи. Існуючий на сьогодні антропометричний спосіб діагностики ожиріння з розрахунку індексу маси тіла (ІМТ) слід вважати приблизним критерієм, оскільки він не відповідає співвідношенню жирової та м’язової складової тіла дитини.

Зводити проблему надмірної маси тіла та ожиріння тільки до невідповідності надходження кількості жирів і вуглеводів рівню фізичної активності однобоко і принципово неправильно. У формуванні цієї проблеми велику роль відіграють різноманітні фактори, що визначають раціональний метаболізм, що надходять від енергоємних речовин, які, у свою чергу, надходять з їжею. Маса тіла людини регулюється складними нейрогуморальними механізмами, що визначають у кінцевому підсумку вираженість харчової мотивації й рівень основного обміну. Тому проблема надмірної маси тіла та ожиріння значною мірою залежить від порушення біохімічних механізмів регуляції обміну жирів, білків і вуглеводів. Ці порушення можуть бути як набутими, так і генетично детермінованими. При ожирінні вони супроводжуються характерними змінами в жировій тканині. Ожиріння виявляється позитивним енергетичним балансом, що розвивається під впливом ферментних, нервових і гормональних чинників. Крім того, різко порушується метаболізм, відбуваються значні біохімічні порушення як ліпідного спектра, так і білкового, вуглеводного та енергетичного обмінів.

Усе вищесказане змушує розглядати проблему зай­вої ваги та ожиріння в першу чергу як метаболічний синдром, а не як косметичні незручності. Існуючий в сучасній клінічній практиці набір клініко­лабораторних методів дозволяє досить точно ідентифікувати наявність того чи іншого патологічного процесу в організмі. У той же час цього нерідко недостатньо для ранньої (донозологічної) діагностики визначення тяжкості процесу і прогнозу захворювання. Разом із тим патогенез того чи іншого захворювання формується не тільки й не стільки залежно від етіологічного чинника, скільки від характеру його взаємодії з тими саногенетичними системами організму, що відповідають за постійність гомеостазу.

Відомо, що плазма крові відіграє важливу роль у підтримці на певному рівні життєвих процесів у клітинах і тканинах організму. Будучи гетерогенним середовищем, вона являє собою колоїдно­полімерний розчин, що складається з білків та їх комплексів з іншими сполуками. На сьогодні в плазмі крові людини виявлено більше двохсот білків, концентрація яких змінюється при різних фізіологічних і патологічних станах [2].

Багатокомпонентний склад плазми крові, до якого входять альбуміни і глобуліни, ліпопротеїди, імунні комплекси та ін., як правило, досліджується з використанням набору методів хроматографії, електрофорезу, високошвидкісної седиментації тощо [3]. Настільки значний арсенал традиційно використовуваних підходів створює помітні труднощі в інтерпретації результатів із позицій інтегральної оцінки гомеостазу. Крім складності такого підходу, що вимагає тривалого препаративного аналізу великих обсягів сироватки крові, практично не враховується характер міжмолекулярних взаємодій окремих інгредієнтів, що має місце в нативному біологічному середовищі. У той же час саме ці процеси певною мірою і характеризують гомеостаз.

У процесі адаптації організму до змін навколишнього середовища або при виникненні захворювання відбувається модифікація системи гомеостазу, напрямок якої залежить від природи відповідного патологічного процесу [4]. Відомо, що в інтегральних системах організму, до яких належить і система сироваткового гомеостазу, зрушення, що формуються при розвитку патологічного процесу, відрізняються вираженим індивідуальним поліморфізмом. Тому вивчення динаміки гомеостатичних зрушень дасть можливість об’єктивно оцінити тяжкість патологічного процесу в конкретного індивідуума, а також прогнозувати характер перебігу захворювання.

Метод лазерної кореляційної спектроскопії (ЛКС), розроблений Санкт­Петербурзьким інститутом ядерної фізики РАН спільно з ТОВ «Інтокс» (Санкт­Петербург), заснований на зміні спектральних характеристик монохроматичного когерентного випромінювання гелій­неонового лазера в результаті світлорозсіювання при проходженні через дисперсну систему [5, 6]. Взаємодія випромінювання зі світлорозсіюваними частинками розширює спектр розсіяного світла. Зміна частоти випромінювання відбувається пропорційно швидкості руху частинок, а вона, у свою чергу, залежить від їх розміру.

Таким чином, ЛКС дозволяє реєструвати гідродинамічні розміри частинок будь­яких біологічних рідин.

Лазерна кореляційна спектроскопія досить давно використовується в біофізичних дослідженнях для визначення гідродинамічних розмірів різних біологічних субстратів [5, 7–9]. В останні роки цей простий і зручний метод широко застосовується для вивчення субфракціонного складу не тільки крові, але інших біологічних рідин: сечі [10], ротової рідини [11], слізної рідини [12] та ін. Лазерна кореляційна спектрометрія (ЛКС­метрія) забезпечує діагностику природи гомеостатичних зрушень і помітно інформативніша у відображенні тяжкості патологічного процесу порівняно зі звичайно використовуваним для цієї мети комплексом лабораторних методів.

Широке застосування ЛКС у клінічній медицині пов’язано з тим, що процеси, які розвиваються при різних захворюваннях, призводять до різноманітних порушень гомеостазу, що характеризуються зміною показників водно­сольового обміну, кислотно­основного стану, активності ферментів, концентрації білків, співвідношення білкових фракцій і ліпопротеїдів, збільшенням вмісту або розпадом імунних комплексів, накопиченням продукту деградації білків, токсичних речовин та ін. Причому співвідношення окремих молекулярних інгредієнтів у плазмі крові значною мірою варіює залежно від природи патологічного процесу.

Мета роботи — розробка нових методичних підходів в діагностиці надмірної маси тіла та ожиріння в дітей за допомогою методу ЛКС­метрії.

Матеріал і методи дослідження

Було досліджено 75 дітей віком від 6 до 11 років (хлопчиків — 36, дівчаток — 39). Усі діти були розподілені на 3 групи: 1­ша група — контроль (30 дітей із нормальною масою тіла; ІМТ = 15,97 ± 0,96 кг/м²), 2­га (20 дітей) — із надмірною масою тіла, ІМТ = 18,98 ± 1,18 кг/м², і 3­тя (25 дітей) — із ожирінням, ІМТ = 25,12 ± 2,73 кг/м².

Інтегральну оцінку гомеостазу проводили методом ЛКС­метрії сироватки крові й ротової рідини. Отримання сироватки крові та її підготовку проводили стандартним методом [13]. Забір і підготовку ротової рідини проводили так: за 30 хвилин до процедури не можна їсти, пити, слід прополоскати рот фізіологічним розчином або кип’яченою водою, потім дитина повинна розслабитися і промасажувати щоки протягом 30 секунд, щоб накопичити слину. Відпльовувати ротову рідину потрібно від 2 до 5 хвилин, поки її кількість досягне відмітки на пробірці (3 мл). Потім після центрифугування ротової рідини відбирається 0,4 мл у вакутайнер (вакуумну пробірку) для дослідження.

Сироватку крові і ротову рідину досліджували біофізичним методом — ЛКС на лазерному кореляційному спектрометрі ЛКС­03, розробленому у відділі молекулярної та радіаційної біофізики Санкт­Петербурзького інституту ядерної фізики РАН і виготовленому НВО «Прогрес» АН України відповідно до технічного паспорта приладу. Результати дослідження подавали у вигляді гістограми, по осі ординат якої відкладена світлорозсіювальна ефективність (%), а по осі абсцис — розмір відповідних інгредієнтів (так званий гідродинамічний радіус світлорозсіювання частинок у нм). У сироватці крові визначали внесок у світлорозсіювання частинок різного діаметра, які були розподілені на п’ять диференційно значимих зон: I (наднизькомолекулярна) — від 2 до 11 нм; II (низькомолекулярна) — від 12 до 37 нм; III (середньомолекулярна) — від 38 до 95 нм; IV (високомолекулярна) — від 96 до 264 нм; V (надвисокомолекулярна) — понад 265 нм.

У ротовій рідині визначали внесок у світлорозсіювання частинок різного діаметра, які були розподілені на чотири диференційно значимі зони: I (наднизькомолекулярна) — від 2 до 50 нм; II (низькомолекулярна) — від 51 до 400 нм; III (середньомолекулярна) — від 401 до 2000 нм; IV (високомолекулярна) — понад 2000 нм.

Вибір зон був здійснений емпіричним способом на підставі дослідження характеру багатопараметрових зрушень у системі сироваткового гомеостазу і ротової рідини, вивчених у різних медичних установах протягом тривалого часу, а також динаміки ходу змодельованих в експерименті патологічних процесів [14, 15].

Результати дослідження та їх обговорення

Результати дослідження методом ЛКС­метрії сироватки крові і ротової рідини подані на рис. 1, 2. Проведені дослідження свідчать, що при ЛКС­дослідженні сироватки крові в усіх обстежуваних пік світлорозсіювання сироватки крові припадає на частинки, які належать до низькомолекулярних (12–37 нм) і надвисокомолекулярних (> 265 нм). У той же час у пацієнтів I групи внесок у світлорозсіювання наднизькомолекулярних частинок вірогідно відрізняється від внеску тих же частинок у пацієнтів III групи. Крім того, внесок у світлорозсіювання частинок середньомолекулярної (38–95 нм) і надвисокомолекулярної (> 265 нм) дискретних зон у пацієнтів I групи вірогідно (p < 0,05) відрізняється від такого в пацієнтів II і III груп.

При ЛКС­дослідженні сироватки крові в пацієнтів II групи виявлено вірогідну відмінність (p < 0,05) від пацієнтів з ожирінням внеску в світлорозсіювання вектора частинок у всіх дискретних зонах за винятком низькомолекулярної (від 12 до 37 нм). Таким чином, установлено (рис. 1), що ЛКС­спектри сироватки крові здорових дітей відрізняються від таких у пацієнтів із надмірною масою тіла і від пацієнтів з ожирінням. Крім того, ЛКС­спектри сироватки крові дітей з ожирінням значно відрізняються як від ЛКС­спектрів сироватки здорових дітей, так і від ЛКС­спектрів сироватки крові дітей із надмірною масою тіла.

Ротова рідина, як і будь­яка інша біологічна рідина людини, здавна привертає увагу лікарів. У першу чергу це лікарі­стоматологи, які на підставі діагностичних можливостей ротової рідини вирішують свої «локальні» стоматологічні проблеми. Однак ротова рідина, на думку ряду авторів [12, 15], достатньою мірою відображає стан гомеостазу людини і реагує на зміни, що відбуваються в ньому. Тому ми вважаємо можливим вивчити ті зміни, які відбуваються в ротовій рідині при порушенні регуляторних процесів підтримки маси тіла в дітей.

Отримані результати (рис. 2) свідчать, що пік світлорозсіювання в ротовій рідині у дітей всіх клінічних груп припадає на II дискретну групу (частинки розміром від 51 до 400 нм). У той же час ЛКС­спектри ротової рідини дітей контрольної групи мали вірогідну відмінність (при p < 0,05) від дітей III групи в усіх дискретних зонах, крім III (від 401 до 2000 нм), а порівняно з дітьми з надмірною масою тіла — в I (наднизькомолекулярної) та IV (високомолекулярної) дискретних зонах. При ЛКС­дослідженні ротової рідини у дітей із надмірною масою тіла встановлено, що їх ЛК­спектри вірогідно відрізняються від таких у дітей з ожирінням у всіх дискретних зонах, крім III (розмір частинок від 401 до 2000 нм).

Вивчення кореляційної залежності змін у ЛК­спектрах сироватки крові й ротової рідині показало, що найбільш висока кореляція між змінами в сироватці крові і ротовій рідині спостерігалася в дітей із надмірною масою тіла (r = –0,78). У дітей з ожирінням кореляція змін ЛК­спектрів сироватки крові і ротової рідини також була негативною і відносно невисокою (r = –0,3). У дітей контрольної групи кореляційної залежності між ЛК­спектрами сироватки крові й ротової рідині виявлено не було (r = –0,06).

У дітей із надмірною масою тіла порівняно з контрольною групою в сироватці крові (рис. 1) відбувається значне зменшення внеску в світлорозсіювання частинок розміром > 264 нм і помірне збільшення внеску частинок низько­ і середньомолекулярних розмірів. При ЛК­спектроскопії ротової рідини (рис. 2) в дітей із надмірною масою тіла порівняно з контролем виявлено помірні зміни внеску в світлорозсіювання в усіх дискретних зонах. Причому в I і IV дискретних зонах ці зміни були статистично вірогідними.

У дітей з ожирінням порівняно з контролем у сироватці крові (рис. 1) відзначається значне зменшення внеску в світлорозсіювання частинок наднизькомолекулярної і надвисокомолекулярної фракцій і значне збільшення внеску частинок високомолекулярної фракції. При ЛК­спектроскопії ротової рідини (рис. 2) в дітей з ожирінням порівняно з контролем виявлено значне зменшення внеску частинок низькомолекулярної, значне збільшення внеску частинок високомолекулярної фракції і незначне збільшення внеску частинок наднизькомолекулярної фракції.

У дітей з ожирінням порівняно з дітьми з надмірною масою тіла в сироватці крові (рис. 1) виявлені статистично значимі зміни внеску в світлорозсіювання в I, III і IV дискретних зонах. При ЛК­спектроскопії ротової рідини (рис. 2) в дітей з ожирінням порівняно з дітьми з надмірною масою тіла спостерігаються статистично значимі зміни внеску в світлорозсіювання частинок у I, III і IV дискретних зонах.

Таким чином, вірогідність змін при ЛК­спектроскопії сироватки крові та ротової рідини як у дітей із надмірною масою тіла, так і з ожирінням порівняно з дітьми з нормальною масою тіла свідчить про доцільність використання даного методу в ранній діагностиці в дітей із хронічними розладами харчування.

Отримані результати дозволяють зробити такі висновки.

1. Дані ЛКС­дослідження сироватки крові і ротової рідини виявили статистично вірогідні відмінності між ЛК­спектрами всіх груп обстежуваних дітей (р1–2 < 0,05; р1–3 < 0,05; р2–3 < 0,05).

2. Виявлена спрямованість зрушень ЛК­спектрів сироватки крові і ротової рідини як у дітей із надмірною масою тіла, так і в дітей з ожирінням свідчить про велике значення лазерної кореляційної спектроскопії в діагностиці порушень у масі тіла в дітей із хронічними розладами харчування на доклінічній стадії та дозволить використовувати методику для моніторингової діагностики визначення ступеня тяжкості надмірної маси тіла чи ожиріння.