Журнал «Медико-социальные проблемы семьи» 3-4 (том 17) 2012

Врожденные пороки развития (ВПР), частота которых, по данным European Surveillance of Congenital Anomalies (EUROCAT) [20], достигает 23,8 случая на 1000 новорожденных, являются актуальной проблемой современной клинической педиатрии как в медицинском, так и в социально-демографическом аспекте во всем мире, в том числе в Украине. ВПР могут стать причиной смерти плода, новорожденного, а также ребенка любого возраста, снижают качество жизни детей и их семей, требуют длительного и дорогостоящего медицинского и социального обеспечения. Наиболее частыми в структуре ВПР являются врожденные пороки развития сердца и магистральных сосудов (ВПСиМС), достигая, по данным различных авторов, 30 % [3, 10, 12]. В Украине в 2011 году впервые было выявлено 10 756 случаев мальформаций сердечно-сосудистой системы [3]. При этом данные зарубежной и отечественной литературы свидетельствуют о росте их частоты за последние десятилетия в мире, а также в Украине, и в частности Донбассе. Так, показатель распространенности врожденных аномалий развития сердечно-сосудистой системы среди детей в возрасте 0–17 лет в 2011 г. является самым высоким в Донецкой области — 10,62 на 1000 детей (в 2010 г. — 9,67), при этом средний показатель по Украине составил 7,48 (6,81 — в 2010 г.) [3]. По данным Министерства здравоохранения (МЗ) Украины, темп увеличения количества больных с ВПСиМС в 2012 г. по сравнению с 1994 г. составил более 100 %. Следует отметить, что заболеваемость ВПСиМС в Украине в 2005 г. составляла 0,85 на 1000 детей, в то время как в 2008 г. — 0,94 ‰, а в 2011 г. — 1,34 ‰. В настоящее время в Украине находятся под наблюдением 229 703 ребенка с ВПСиМС [3]. В 2011 г. в нашей стране ВПСиМС были впервые выявлены у 50 123 детей, что выше по сравнению с предыдущим годом (47 314) [3].

ВПС являются одной из основных причин перинатальной и младенческой смертности, ранней инвалидизации детского населения. При естественном течении ВПСиМС 40–70 % больных умирают в возрасте до 1 года, при этом половина из них не доживает до 1 месяца [12]. Согласно данным МЗ Украины, в 2011 г. обсуждаемая патология явилась причиной смерти 381 ребенка, из них 315 — дети первого года жизни (в 2010 г. — 307 чел.) [3]. В настоящее время истинная этиология мальформаций кардиоваскулярной системы не доказана. Вместе с тем одной из многочисленных предполагаемых причин ВПСиМС могут быть изменения содержания макро- и микроэлементов (дисэлементоз) в материнском организме [4, 19, 20]. Сегодня известно более 108 997 токсических субстанций, которые могут оказать тератогенное воздействие на плод, нарушить эмбриогенез, в том числе кардиогенез [6].

В связи с этим представляет интерес определение уровня содержания токсичных и потенциально токсичных химических элементов в организме детей с ВПСиМС и здоровых сверстников, проживающих в аналогичных экологических условиях, что и стало целью настоящего исследования.

В основную группу был включен 31 ребенок: 22 мальчика (71 %) и 9 девочек (19 %) в возрасте от 21 дня до 17 лет с ВПСиМС, находящихся под наблюдением в отделении детской кардиологии, кардиохирургии и реабилитации ГУ «ИНВХ им. В.К. Гусака НАМН Украины» (г. Донецк). Контрольную группу составили 35 здоровых сверстников (18 девочек и 17 мальчиков). Такой подбор обследованных осуществлен для того, чтобы выявленные данные не были связаны только с тем, что все дети проживают в одном географическом регионе, а полученные различия могли указывать на возможные особенности содержания макро- и микроэлементов у детей с мальформациями сердечно-сосудистой системы. В ходе нашего исследования 16 детям (11 мальчикам и 5 девочкам) в возрасте от 21 дня до 17 лет был проведен спектральный многоэлементный анализ интраоперационных и аутопсийных биоптатов тканей сердца и магистральных сосудов.

Содержание 8 токсичных (Al, Cd, Pb, Hg, Be, Ba, Tl, Вi) и 5 потенциально токсичных (As, Ni, Sb, Sn, Sr) химических элементов в волосах и тканях сердца (интраоперационных и аутопсийных) определяли методами атомно-эмиссионной спектрометрии в индуктивно-связанной плазме и атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией на сертифицированном оборудовании в условиях лечебно-диагностического центра «Биотическая медицина» (г. Донецк).

Превышение допустимого содержания токсичных элементов обнаружено у 83,9 ± 6,6 % пациентов с врожденными пороками сердца и магистральных сосудов, что было достоверно (р < 0,001) чаще, чем у здоровых детей (14,3 ± 5,9 %). Из 8 исследуемых токсичных химических элементов в организме обследованных всех групп были выявлены 6: свинец, кадмий, барий, ртуть, алюминий, висмут.

У детей с ВПСиМС повышенный уровень свинца в организме документирован достоверно чаще (45,2 ± 8,9 %), чем у здоровых (2,9 ± 2,8 %, р < 0,001). Свинец широко используется при производстве красок, в том числе при окрашивании детских игрушек, стекла, керамики, алкогольных напитков [8, 11]. Этот токсичный элемент поступает в окружающую среду в большом количестве с выхлопными газами автомобилей [8]. Е.И. Шаврак и соавт. [14] установили, что величина дисбаланса микроэлементов больше у детей, проживающих вблизи автомобильных магистралей. Согласно данным литературы, свинцовая интоксикация может стать причиной формирования врожденной патологии кардиоваскулярной системы [1, 5]. Большое количество свинца содержится в табачном дыме. Так, I.B. Razagui [22] обнаружил более высокий уровень этого металла в волосах курящих женщин. Учитывая, что токсичный химический элемент свинец легко переходит из организма матери к ребенку через плаценту и грудное молоко [8, 19], курение родителей всегда подвергает плод и ребенка свинцовой интоксикации. Этот металл способен проникать через плаценту уже на 12–14-й неделе гестации [11], накапливаться в организме и вызывать нарушение деятельности сердечно-сосудистой системы [5]. У младенцев, подвергшихся внутриутробному воздействию свинца, может наблюдаться VACTERL-синдром (пороки развития позвоночника, сердца, почек, конечностей, свищи трахеи и пищевода, атрезия заднего прохода), детский церебральный паралич [6].

Токсичный элемент кадмий был обнаружен у 22,6 ± 7,5 % детей с ВПСиМС, что было вдвое чаще по сравнению со здоровыми детьми. По данным P. Sura и соавт. [17], именно сердце относится к органам-мишеням кадмиевой интоксикации, доказана также роль кадмия в формировании дисфункции сосудистого эндотелия и апоптозе кардиомиоцитов [21], при этом кадмий относится к тяжелым металлам, которые обладают выраженным кардиотоксическим действием по катехоламиновому механизму. С.В. Хижняк и соавт. [13] установили, что при введении животным хлорида кадмия активизируются окислительные процессы в клетках, приводящие к снижению активности антиоксидантных энзимов. Кадмий добавляют в ластик в качестве стабилизатора, а также используют при изготовлении красителей; он попадает в окружающую среду с отходами цветной металлургии, при производстве минеральных удобрений, с выхлопными газами автомобилей [8]. Н.Д. Одинаева и соавт. [9] описывают, что при курении матерей во время беременности содержание кадмия в плаценте и волосах новорожденных достоверно выше, чем у некурящих беременных женщин. Н.Н. Рябкиной отмечено [10], что 33 % матерей, родивших детей с ВПСиМС, курили на ранних сроках беременности, и 7 % продолжали курить до рождения ребенка, что достоверно чаще (p < 0,05) по сравнению с матерями здоровых детей. Поэтому активное и пассивное курение беременной женщины всегда подвергает ребенка хронической кадмиевой интоксикации. Источником поступления кадмия в организм беременной являются и краски для волос. Так, согласно данным Wei Zhein-lin et al. [24], люди, которые окрашивают волосы, имеют повышенное содержание кадмия в организме по сравнению с теми, кто не пользуется вышеуказанными средствами.

Доказано, что барий относится к токсичным ультрамикроэлементам, используется при производстве стекла, красок, эмалей, пиротехники [8]. По данным А.В. Скального, большое количество бария содержится в водопроводной воде [11]. Следует отметить, что барий в настоящем исследовании был выявлен достоверно чаще (р < 0,05) у пациентов с мальформациями кардиоваскулярной системы (25,8 ± 7,9 %) по сравнению со здоровыми детьми (2,9 ± 2,8 %). Превышение допустимого содержания токсичного элемента бария также обнаружено и в тканях сердца 56,3 % обследованных. Важно указать, что 55,6 % — это дети первого года жизни, из них 2 — новорожденные. Десятикратное превышение уровня токсической дозы бария было выявлено у 22,2 % детей первого года жизни, четырехкратное превышение — у 2 (22,2 %) детей первых 5 лет жизни. У 2 новорожденных детей документировано двукратное превышение в сердце допустимого содержания бария. У всех детей с бариевой интоксикацией наблюдались сложные и комбинированные пороки сердца (единственный желудочек сердца, атрезия клапана легочной артерии с дефектом межжелудочковой перегородки и открытым артериальным протоком, открытый атриовентрикулярный канал и открытый артериальный проток).

Высокотоксичный элемент ртуть документирован вдвое чаще (6,5 ± 4,4 %) у детей с ВПСиМС, чем у их здоровых сверстников (2,9 ± 2,8 %). T.G. Kazi [18], J.R. Erickson [15], Д.Д. Зербино и соавт. [4] доказали, что повышение концентрации ртути в организме оказывает кардиотоксический эффект различной степени выраженности и то, что этот металл является индуктором образования свободных радикалов в пораженных тканях сердца [23]. По данным литературы, причиной избыточного поступления ртути в организм человека может быть потребление загрязненных пищевых продуктов (рис, морепродукты и др.) [8, 11]. Учитывая, что при измерении уровня ртути в крови и волосах матери, плаценте, пуповинной крови, меконии и грудном молоке у 53 пар «мать — ребенок» из Австрии C. Gundacker [19] была выявлена корреляция между уровнем ртути в тканях матери и ребенка, авторы утверждают, что ртуть может попадать в организм ребенка через плацентарный барьер и грудное молоко.

Источниками поступления в организм токсичного элемента алюминия являются питьевая вода, алюминиевая посуда, запыленный воздух, дезодоранты, бумажные полотенца, разрыхлители муки [8, 11]. У детей с мальформациями сердечно-сосудистой системы содержание алюминия было документировано более чем в два раза чаще (6,5 ± 4,4 %) по сравнению с группой здоровых детей (2,9 ± 2,8 %). Согласно данным W.C. Proziaeck [21] и H.A. Sakurai [22], алюминий, свинец, стронций, ванадий определяют вход кальция в кардиомиоциты, а их дизэлементоз может вызвать появление диастолической дисфункции левого желудочка, нарушения коронарного кровообращения [7] и, как отмечено в исследованиях Т.В. Аникеевой [2] и M.S. Hays [16], фибрилляцию желудочков.

Токсичный ультрамикроэлемент висмут был обнаружен только у пациентов с ВПСиМС (6,5 ± 4,4 %). Одними из основных проявлений повышения уровня висмута в организме, по данным А.В. Скального [11], являются сердечная недостаточность и нарушение ритма сердца и проводимости.

Среди исследуемых 5 потенциально токсичных элементов (стронций, мышьяк, олово, сурьма, никель) у обследованных детей в волосах выявлены 3: стронций, олово, мышьяк. Эти химические элементы обнаружены у 11 (35,5 ± 8,6 %) детей с ВПСиМС, что достоверно чаще и в три раза выше, чем у их здоровых сверстников (11,4 ± 5,4 %; р < 0,05). Содержание мышьяка зарегистрировано только у детей с аномалией развития кардиоваскулярной системы (6,5 ± 4,4 %). Наличие этого элемента в тканях сердца также документировано у 12,5 % обследованных с ВПСиМС. Согласно данным литературы [11], мышьяк относится к тиоловым ядам, так как механизм его токсичности связан с нарушением обмена серы, селена и фосфора. В организм человека соединения мышьяка поступают с питьевой водой, соками, морепродуктами, медицинскими препаратами (фаулеров раствор мышьяка, белый мышьяк, динатриевая соль мышьяковой кислоты) и пестицидами [11]. Д. Оберлис и соавт. [8] отмечают, что большое количество мышьяка попадает в воздух при сжигании угольного топлива. Содержание мышьяка в организме обследованных детей с транспозицией магистральных сосудов в 100 раз превышало допустимые значения.

При исследовании уровня потенциально токсичных элементов в интраоперационных биоптатах больных с ВПСиМС у 25 % обследованных было выявлено превышение допустимого содержания тяжелого металла никеля, использующегося при изготовлении монет, металлических покрытий. В организм человека соединения никеля попадают с пищей — гречихой, морковью, салатом, какао, чаем, маргарином [8, 11]. Источником поступления никеля в организм беременной также являются краски для волос. Так, согласно данным Wei Zhein-lin et al. [24], у людей, окрашивающих волосы, обнаружено повышенное содержание никеля в организме. Следует отметить, что у 2 детей в возрасте от 1 года до 5 лет содержание никеля в тканях сердца было в 10 раз выше допустимого значения. При этом повышенный уровень никеля выявлен в месте коарктации аорты, тогда как в других участках аорты этот металл отсутствовал.

Учитывая данные Н.А. Агаджаняна [1], В.Н. Луканина [5], М.Дж. Элленхорна [6], С. Gundacker et al. [19], указывающие на возможное влияние токсичных и потенциально токсичных химических элементов на генез мальформаций сердца и магистральных сосудов, авторы настоящего исследования проанализировали их содержание в организме детей различных возрастных групп, прежде всего у детей первых лет жизни. Так, токсичный элемент свинец у детей первых пяти лет жизни с врожденной аномалией развития выявлен достоверно чаще по сравнению с детьми более старшего возраста. Содержание токсичных элементов в организме детей младшего возраста с большей степенью вероятности свидетельствует об их непосредственном влиянии на формирование врожденной патологии.

Таким образом, у детей с ВПСиМС токсичные химические элементы выявлены достоверно чаще (83,9 ± 6,6 %; р < 0,001) по сравнению со здоровыми сверстниками (14,3 ± 5,9 %), проживающими в одном экологическом регионе. При этом у 45,2 ± ± 8,9 % детей с ВПСиМС обнаружен свинец, у 25,8 ± 7,0 % — барий, которые способны проникать через плаценту и нарушать кардиогенез. Вышеизложенное подтверждает факт наличия токсичного элемента бария в биоптатах миокарда, эндокарда и перикарда у 56,3 % детей с аномалиями разви-тия сердечно-сосудистой системы. При этом десятикратное увеличение содержания бария обнаружено у 22,2 % детей первого года жизни, четырехкратное — у 22,2 % детей в возрасте от 1 года до 5 лет. У 37,5 % обследованных с мальформациями кардиоваскулярной системы установлено превышение допустимого уровня потенциально токсичных элементов в биоптатах сердца, при этом 2 чел. имели десятикратное увеличение содержания никеля, 2 чел. — стократное увеличение содержания мышьяка. С учетом того, что 70 % обследованных больных были в возрасте первых 5 лет жизни, при этом половина из них — первого года, полученные результаты подтверждают данные литературы об участии токсичных макро- и микроэлементов в генезе мальформаций сердечно-сосудистой системы. Выявленные результаты важны для обоснования исследования содержания токсичных и потенциально токсичных химических элементов в организме родителей на этапе планирования беременности. В этот период и в последующем необходимым является ограничение контакта с различными источниками токсичных веществ (активное и пассивное курение, выхлопные газы автомобилей, нефильтрованная водопроводная вода, бытовая химия, морепродукты, лаки, краски, в том числе краски для волос, и др.).