The influence of alcohol abuse on the hair content of chemical elements in pregnant women

Full Text

Введение Злоупотребление алкоголем во время беременности является фактором риска развития патологии плода (Протопопова с соавт., 2013). В частности, комплекс нейрофизиологических расстройств плода, связанный с токсическим воздействием этанола обозначен фетальным алкогольным синдромом или алкогольной эмбриофетопатией (Р04.3: «Поражения плода и новорожденного, обусловленные потреблением алкоголя матерью» и Q86.0 «Алкогольный синдром у плода»). Согласно существующим данным, алкогольный синдром отмечается примерно у 50% детей, родившихся от матерей, страдающих хроническим алкоголизмом. В то же время, патогенез данного синдрома чрезвычайно сложен и требует дополнительного изучения (Sullivan, Pfefferbaum, 2014), а также поиска информативных биомаркеров воздействия этанола на плод (Memo et al., 2013). В то же время, нами было высказано предположение о роли дисбаланса цинка в развитии целого ряда нарушений при алкоголизме и алкогольной эмбриотфе-топатии (СКАЛЬНЫЙ с соавт., 2008). В то же время, данные, касающиеся оценки микро- и макроэлементного статуса беременных женщин, злоупотребляющих алкоголем крайне немногочисленны. Как и в любом биомедицинском исследовании при оценке влияния употребления алкоголя на минеральный гомеостаз организма встает вопрос об используемом субстрате. Так, наиболее частым биоиндикатор-ным субстратом является кровь (сыворотка, плазма). В то же время, использование данных биологических сред может быть ограничено не только инвазивностью их получения, но и информативностью. Так, в частности, содержание металлов и металлоидов во внутренней среде организма подвержено гомеостатической регуляции, в связи с чем их уровень в крови не может быть информативным при оценке длительности воздействия (Unkiewicz-Winiarczyk et al., 2009). Учитывая хроническое течение алкоголизма, данное обстоятельство может являться критическим. Волосы также являются широко используемым индикаторным субстратом, имеющим целый ряд преимуществ. Так, ввиду высокой минерализации при химическом анализе снижается процент ошибок (Bencko, 1995). При этом необратимая инкорпорация химических элементов в матрицу волоса позволяет судить о долгосрочном воздействии металлов на организм (Chojnacka et al., 2010). В связи с этим, целью настоящего исследования явилось изучение влияния злоупотребления алкоголем на содержание химических элементов в волосах беременных. Материалы и методы Настоящее исследование проведено в соответствии с принципами Хельсинкской декларации (World Medical Association, 2001) после получения информированного согласия на участие в обследовании. В обследовании участвовали 10 беременных женщин, хронически злоупотребляющих алкоголем, а также 10 добровольных участниц, являющихся контрольной группой. Обследуемые также заполняли анкеты, в которых отмечались анамнестические данные, касающиеся употребления алкоголя. В частности, заполнению подлежали следующие графы опросника: возраст первого употребления алкоголя (Параметр I); употребление 1-2 (Параметр II), 3-4 (Параметр III), 5 и более (Параметр IV) алкогольных напитков за 1 сутки в месяц до начала беременности; употребление алкоголя 1-2 (Параметр V) и 3-4 раза в сутки (Параметр VI) во время беременности. Возраст обследованных составил 26±8 лет в группе риска и 24±4 года в группе контроля. Все обследуемые мыли волосы перед забором. Образцы волос (проксимальные участки с затылочной области) состригались ножницами из нержавеющей стали, предварительно обработанными этиловым спиртом, с целью снижения риска контаминации. Диссертационная орбита 73 Вестник восстановительной медицины № 3^2016 Полученные образцы волос подвергались обработке ацетоном и деионизированной водой с целью удаления механических загрязнений с последующим высушиванием при 60С. В последствии 50 мг волос подвергались деградации в системе Berghof Speedwave 4 (Berghof Products & Instruments, Germany) в течение 20 минут при 170-180°C в присутствии концентрированной азотной кислоты. Анализ содержания химических элементов в образцах волос осуществлялся методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на приборе NexION 300D (PerkinElmer Inc., Shelton, CT 06484, USA), оснащенном автодозатором ESI SC-2 DX4 (Elemental Scientific Inc., Omaha, NE 68122, USA). Калибровка системы осуществлялась с использованием стандартных растворов элементов в концентрации 0,5, 5, 10 и 50 мкг/л, приготовленных на основе наборов Universal Data Acquisition Standards (PerkinElmer Inc., Shelton, CT 06484, USA) путем разведения дистили-рованной водой и подкисления с помощью 1% азотной кислоты. Также производилась внутренняя стандартизация с использованием раствора 10 мкг/л иттрия-89, приготовленного на основе Yttrium (Y) Pure Single-Element Standard (PerkinElmer Inc., Shelton, CT 06484, USA). Для контроля качества анализа проводились контрольные замеры сертифицированного образца волос GBW09101 (Shanghai Institute of Nuclear Research, Shanghai, China). Установлено, что степень соответствия сертифицированных значений полученным в ходе анализа превышала 80% для всех элементов. Статистический анализ полученных данных проводился с использованием программного пакета Statistica 10 (StatSoft Inc., Tulsa, Oklahoma, USA). Поскольку полученные данные не характеризовались нормальным распределением, для описательной статистики использовались значения медианы и 25 и 75 перцентилей. Анализ достоверности групповых различий производился посредством U-теста Манна-Уитни. Для выявления корреляционных взаимосвязей применялся коэффициент корреляции Спирмена. Значимость используемых тестов считалась достоверной при p < 0,05. Результаты Проведение анкетирования продемонстрировало различия между контрольной группой и группой риска в частоте и количестве потребления алкоголя (Таблица 1). В частности, женщины из группы риска достоверно боль шее количество раз выпивали 1-2 (Параметр II), 3-4 (Параметр III), а также 5 и более (Параметр IV) алкогольных напитков за 1 сутки в месяц до начала беременности чем лица из группы контроля. При этом стоит отметить, что достоверных различий в потреблении алкоголя (1-2 и 3-4 раза в сутки) во время беременности (Параметры V и VI) между обследуемыми группами выявлено не было. Также не установлено статистически значимых различий в возрасте первого употребления алкоголя среди женщин из группы риска и контроля (Параметр I). Результаты химического анализа волос методом ИСП-МС (Таблица 2) не выявили достоверных изменений содержания эссенциальных микроэлементов в волосах женщин в результате злоупотребления алкоголя. В то же время, статистически значимым являлось двукратное повышение уровня лития в образцах волос женщин из группы риска по сравнению с контрольными значениями. Также обращает на себя внимание 40% снижение концентрации марганца в результате злоупотребления алкогольными напитками до беременности (р>0,1). Несмотря на выраженное 80% повышение уровня натрия в волосах женщин из группы риска, данное изменение не являлось достоверным. Для выявления возможной зависимости между употреблением алкоголя до наступления беременности и содержанием микроэлементов в волосах обследуемых в каждой группе был проведен корреляционный анализ. Установлено, что в контрольной группе возраст первого употребления алкоголя напрямую коррелировал с уровнем калия (r = 0,616; p =0,033) в волосах и был обратно взаимосвязан с содержанием никеля (r = -0,719; p = 0,008). Стоит отметить, что уровень ванадия в волосах женщин контрольной группы достоверно коррелировал как с возрастом первого употребления алкоголя (r = 0,705; p = 0,010), так и количеством употребления 1-2 алкогольных напитков в сутки в течение месяца до начала беременности (r = 0,675; p = 0,016). При этом корреляционный анализ между уровнем элементов в волосах, а также другими параметрами провести не представлялось возможным в связи с отсутствием употребления алкоголя в больших дозах женщинами в контрольной группе. Как и в случае контрольной группы,возраст первого употребления алкоголя у женщин, злоупотребляющих алкоголем до беременности, был достоверно взаимосвязан с уровнем калия в волосах (r = 0,714; p = 0,006). Статистически значимая корреляция с данным параме Таблица 1. Характеристика употребления алкоголя у обследуемых женщин. Параметр Контроль Группа риска значение p I 19 (17-20) 17 (16-18) 0,136 II 1 (0-1) 2 (2-5) 0,002* III 0 (0-0) 5 (3-5) < 0,001* IV 0 (0-0) 0 (0-2) 0,021* V 0 (0-0) 0 (0-0) 0,183 VI 0 (0-0) 0 (0-0) 0,183 II - 19a; III - 18a; IV - 5 Примечание: * - достоверность различий при p < 0,05. 74 Диссертационная орбита Вестник восстановительной медицины № 3^2016 Таблица 2. Содержание токсичных и эссенциальных микроэлементов, а также макроэлементов в волосах женщин (мкг/г). Контроль Группа риска значение p Co 0,010 (0,007-0,018) 0,008 (0,008-0,013) 0,532 Cr 0,241 (0,205-0,293) 0,242 (0,213-0,271) 0,765 Cu 9,156 (8,274-9,886) 9,7 (9,1-10,5) 0,314 Fe 17,0 (14,6-29,0) 14,4 (12,5-20,4) 0,183 Li 0,009 (0,006-0,014) 0,018 (0,014-0,061) 0,037* Mn 0,741 (0,461-1,183) 0,443 (0,363-1,073) 0,341 Se 0,355 (0,173-0,540) 0,312 (0,195-0,503) 0,765 Si 52,5 (41,7-58,9) 50,0 (45,3-54,7) 0,644 V 0,023(0,016-0,027) 0,025 (0,019-0,026) 0,807 Zn 218,7 (194,1-262,0) 205,7 (184,9-223,0) 0,314 Al 1,9 (1,5-2,2) 1,6 (1,4-3,0) 0,703 B 0,535 (0,426-0,588) 0,644 (0,405-0,772) 0,369 Cd 0,007 (0,005-0,008) 0,005 (0,003-0,006) 0,121 Hg 0,366 (0,302-0,713) 0,462 (0,358-0,686) 0,605 Ni 0,215 (0,123-0,297) 0,167 (0,116-0,196) 0,183 Pb 0,093 (0,072-0,173) 0,097 (0,083-0,105) 0,849 Sn 0,049 (0,038-0,081) 0,077(0,033-0,150) 0,463 Ca 681 (643-831) 647 (585-782) 0,288 K 26(20-87) 29(14-62) 0,892 Mg 65 (46-79) 50(44-69) 0,605 P 151(125-167) 145 (132-158) 0,935 Na 97(80-127) 174(76-251) 0,165 Примечание: * - достоверность различий при p < 0,05. тром была отмечена также в случае фосфора (r = 0,860; p = 0,000). Частота употребления 1-2 напитков в сутки в течение месяца до беременности характеризовалась достоверной взаимосвязью с концентрацией кобальта (r = 0,560; p = 0,046), хрома (r = -0,555; p = 0,049), а также цинка (r = 0,684; p = 0,010) в волосах женщин из группы риска. Стоит отметить, что месячная частота употребления больших доз алкоголя (5 и более) характеризовалась негативной корреляцией с уровнем меди (r = -0,596; p = 0,031) в волосах женщин, злоупотребляющих алкоголем. Обсуждение Полученные данные свидетельствуют, что злоупотреблением алкоголем оказывает наиболее выраженное влияние на уровень лития в волосах беременных из Диссертационная орбита 75 группы риска по сравнению с контрольными показателями. Классически, лития рассматривался как токсичный металл с фармакологической активностью (Aral, Vecchio-Sadus, 2008). В то же время, ряд недавних исследований продемонстрировал эссенциальность данного микроэлемента. Несмотря на отсутствие конкретных литий-зависимых биохимических процессов, имеются указания на взаимосвязь данного металла и активности ряда ферментов и уровня гормонов (Schrauzer, 2002). Фармакологическая активность лития широко используется в лечении ряда психических заболеваний и в частности, биполярных расстройств (Grandjean, Aubry, 2009). В то же время, была продемонстрирована способность лития тормозить развитие латерального амиотрофичечского (Fornai et al., 2008) склероза и снижать частоту попыток Вестник восстановительной медицины № 3^2016 суицида (Kapusta et al., 2011). Также установлено, что воздействие лития может стимулировать нейрогенез в гиппокампе обладая нейротрофическим действием (Chen et al., 2000). Многочисленные исследования были посвящены изучению потенциала соединений лития в качестве препарата для лечения алкоголизма (Merry et al., 1976). Относительно недавние работы не позволяют судить об эффективности данного микроэлемента (Fawcett et al., 2000). В то же время, проведенные исследования показали, что экзогенные соединения лития, воздействующие на организм в течение беременности, относятся к категории D, характеризующиеся наличием достоверных указаний на их токсичность (Grandjean, Aubry, 2009). В частности, пренатальное воздействие лития ассоциировано со снижением оценок по шкале Апгар, повышением частоты неврологических и нервномышечных расстройств у новорожденных (Newport et al., 2005). Таким образом, литературные данные позволяют обозначить изменение уровня лития в волосах беременных, злоупотребляющих алкоголем, как проблему. Так, повышение уровня лития в организме может, гипотетически, являться компенсаторным механизмом, направленным на предотвращение алкоголь-ассоциированной нейротоксичности. С другой стороны, повышение уровня лития в организме беременной может обладать негативным влиянием на развитие плода. В связи с этим, актуальным вопросом ведения подобных пациентов является комплексный подход к оценке рисков для организма матери и плода. Несмотря на отсутствие достоверных различий в уровне калия в волосах обследуемых различных групп, концентрация данного макроэлемента характеризовалась достоверной взаимосвязью с возрастом первого употребления алкоголя, как в группе риска, так и в группе здоровых беременных. Ранее было продемонстрировано, что алкогольная нагрузка сопровождается развитием гипокалиемии (Rubenstein, Wainapel, 1977). Учитывая взаимосвзяь уровня калия в волосах и сыворотке, настоящие наблюдения толлько подтверждают ранее продемонстрированные эффекты алкоголизма на уровень элекктролитов. Несмотря на тот факт, что в настоящем исследовании были выявлены и другие корреляционные взаимосвязи, их наличие только в одной из групп свидетельствует о меньшей биомедицинской значимости. В то же время, дальнейшие исследования с вовлечением большего количества обследуемых помогут выявить более тесные взаимосвязи между микро- и макроэлементным статусом организма и злоупотреблением алкоголя беременными женщинами. Получение подобных данных позволит более эффективно проводить реабилитацию организма с наименьшим риском для плода.

About the authors

A. V Skalny

P.G. Demidov Yaroslavl State University; All-Russian Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants

Email: skalny3@microelements.ru

A. A Tinkov

P.G. Demidov Yaroslavl State University; All-Russian Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants; Orenburg State Medical University

E. V Kiyaeva

Orenburg State University

I. E Alidzhanova

Orenburg State University

E. S Berezkina

P.G. Demidov Yaroslavl State University

References

Supplementary files