13090

различным функциональным расстройствам.

Ведущие клинические симптомы гипермагниемии проявляются:

•снижением нервной возбудимости и проведения афферентной импульсации;

•усилением процессов торможения в ЦНС, развитие седативного эффекта, сонливости, иногда даже наркотического состояния, снижение альвеолярной вентиляции и дыхательных рефлексов (из-за угнетения дыхательного центра);

•уменьшением тонуса и сократительной активности мышц (вплоть до развития паралича), мышечной возбудимости и нерв- но-мышечной передачи возбуждения;

•снижением тонуса гладких мышц сосудов и частоты сердечных сокращений, обычно сопровождающимся артериальной гипотензией;

•развитием дыхательного и метаболического ацидоза;

•кальцификацией мягких тканей;

•тошнотой, рвотой, гиперемией кожи, потливостью, чувством жара и др.;

•торможением проведения импульсов в ЦНС и эфферентных пе-

риферических волокнах (возникает при увеличении содержания Mg2+ в плазме крови свыше 4 мэкв/л), исчезновением коленного рефлекса (выше 8 мэкв/л), параличом дыхательной мускулатуры

(выше 10 мэкв/л).

Лечение:

1)ликвидация причин и механизмов развития гипермагниемии

(ограничение или прекращение приема лекарственных средств и пищевых добавок, содержащих Mg2+, устранение или ослабление гипотиреоза, почечной недостаточности, ацидоза (как метаболического, так и дыхательного) и др.;

2)назначение диуретиков совместно с внутривенным введением изотонических (0,9 %) или гипотонических (0,45 %) раствора натрия хлорида и / или раствора кальция глюконата (10 %);

3)проведение гемодиализа (при ухудшении состояния больного).

Гипомагниемия

Гипомагниемию диагностируют при уменьшении общего содер-

жания магния в сыворотке крови ниже нормальных значений (т.е. менее 0,6 ммоль/л).

Этиология:

1) снижение поступления Mg2+ в организм в результате длитель-

260

ного дефицита его в пище или нарушения процессов его всасывания, главным образом в тонкой кишке (из-за хронических энтеритов, злоупотребления слабительными средствами, выраженных диареи, ахолии, синдрома мальабсорбции и др.);

2)повышение выведения магния из организма почками из-за расстройств канальцевой реабсорбции (при повреждении канальцев, канальцевом ацидозе, гиперальдостеронизме и др.);

3)усиленное поступление магния из крови в интерстициальный сектор и клетки (при респираторном алкалозе, гиперинсулинемии, а также после ликвидации гиперпаратиреоидизма).

Патогенез и клиническая картина обусловлены снижением со-

держания Mg2+ в сыворотке крови и изменением соотношения Mg2+, Са2+ и К+ как во внеклеточном, так и во внутриклеточном секторе организма. Важную роль в генезе гипомагниемии играют эндокринопатии (особенно тиреотоксикоз, гиперпаратиреоз и гиперальдостеронизм).

Основные клинические симптомы:

1)повышение нервной и мышечной возбудимости;

2)активизация нервно-мышечной передачи возбуждения;

3)тремор (мелкое дрожание), повышение тонуса мышц, вплоть до развития их спазма, особенно кистей и стоп;

4)общее двигательное возбуждение, особенно на фоне гипокальциемии и гипокалиемии;

5)расстройства сердечно-сосудистой системы в виде тахикардии, аритмии сердца и повышения АД;

6)возникновение и усиление дистрофических процессов в виде трофических язв (из-за расстройств магнийсодержащих ферментов), белковых и углеводных дистрофий, кальцификации стенок сосудов, почек, хрящей;

7)нарушение усвоения питательных продуктов в пищеварительном тракте (из-за дефицита и снижения активности магнийсодержащих ферментов);

8)задержка роста и развитие гипотермии у детей.

Лечение:

1)устранение или ослабление основного заболевания, вызвавшего гипомагниемию (тиреотоксикоза, гиперпаратиреоза, гиперальдостеронизма и др.);

2)длительное энтеральное или парентеральное назначение большого количества Mg2+ в виде лекарственных средств;

261

3) длительный прием с пищей продуктов, содержащих значительное количество Mg2+ (фасоль, горох, пшено и др.).

9.3. Патология обмена микроэлементов

Микроэлементы – различающиеся по физико-химическим свойствам и биологическому действию химические элементы, содержащиеся в организме человека в очень малом количестве (10–3–10–12).

Из более 90 встречающихся в природе химических элементов 81 обнаружен в организме человека. Среди них одни (железо, йод, медь, селен, цинк, кобальт, хром, молибден, бром, ванадий, марганец, мышьяк, бор, фтор, литий, кремний, никель) считают жизненно необходимыми (эссенциальными), другие (кадмий, свинец, олово, руби-

дий) – кандидатами в жизненно необходимые, третьи (алюминий,

ртуть, бериллий, барий, висмут, таллий и др.) – потенциально токсичными или токсичными микроэлементами. Токсичность алюминия относительна, его ограниченно используют в пищевой промышленности, для приготовления наружных лекарственных средств, составления гелей, флотирующих веществ и т.д.

Суточная потребность организма человека в эссенциальных микроэлементах, в отличие от макроэлементов, составляет не граммы, сотни и десятки мг, а лишь несколько милиграммов, микрограммов или нанограммов.

Микроэлементы – обязательные компоненты клеток, необходимые для обеспечения многообразных метаболических процессов, построения и функционирования субклеточны, клеточных и межклеточных структур организма.

Различные формы патологии (заболевания, клинические синдромы, патологические состояния и процессы), вызываемые дефицитом,

избытком и дисбалансом микроэлементов в организме человека, именуют соответственно гипо-, гипер- и дисмикроэлементозами.

9.3.1. Краткая характеристика патофизиологии основных эссенциальных микроэлементозов

Нарушения обмена железа

В норме наибольшее количество железа (около 3 г) содержится в геме (комплексе железа с протопорфирином) функционально активного гемоглобина эритроцитов. Меньшее его количество (около 1,2 г)

262

обнаруживают в тканях в следующих железосодержащих формах:

1)депонированной (в виде ферритина, гемосидерина, сидерохромов);

2)функционально активной (в виде миоглобина скелетных мышц, железосодержащих ферментов, количество которых превышает 70);

3)транспортной (в виде трансферрина и др.).

Нормальный суточный баланс железа в организме составляет около 2 мг (250 мкмоль). Содержание железа в сыворотке крови составляет 7-28 мкмоль/л, ферритина – 12-200 мкг/л.

В условиях патологии чаще развивается недостаток железа в организме, реже его избыток. Дефицит железа сопровождается нарушениями следующих основных функций железосодержащих биомолекул организма: транспорта электронов, транспорта кислорода, активности окислительно-восстановительных ферментов (оксидаз, пероксидаз, каталаз, супероксиддесмутазы и др.), транспорта и депонирования данного элемента.

Отрицательный баланс железа в организме возникает в результате таких причин:

длительное недостаточное содержание железа в пище (мясо, печень, рыба, фрукты, зерновые, грибы и др.);

уменьшение всасывания железа в тонкой кишке (из-за дефицита образования комплексных соединений железа с хлором соляной кислоты желудочного сока или другими веществами, особенно с аскорбиновой кислотой; повреждения слизистой оболочки тонкой кишки, избыточного приема молока, кофе, чая; недостаточного поступления

спищей витаминов В2, В6, А и др.);

усиленное выведение железа из организма (из-за слишком интенсивного слущивания эпителия слизистой оболочки пищеварительного тракта, желче-, моче- и потовыведения, а особенно – в результате кровопотери: известно, что при потере 1 мл крови организм теряет около 0,5 мг железа);

снижение синтеза гемоглобина, ферритина, трансферрина, железосодержащих ферментов;

превалирование процессов выведения железа из организма над процессами его поступления;

усиление использования железа тканями, происходящее при ускоренном росте у подростков, при беременности и лактации.

Клинические проявления дефицита железа: 1) железодефицитные гипохромные анемии, лейкопении; 2) снижение аппетита, антиоксидантной защиты, активности иммунной системы; 3) депрессии;

263

4) уменьшение резистентности организма к действию повреждающих факторов; 5) общая слабость, повышенная утомляемость, усиление чувствительности к холоду; 6) ломкость ногтей, хрупкость костей; 7) бледность кожных покровов и слизистых оболочек; 8) растрескивание слизистых оболочек в углах рта (ангулярный стоматит, или «заеды») и т.д.

Для профилактики развития дефицита железа в организме целе-

сообразно сочетать прием растительной пищи с белковой, особенно мясом, печенью, рыбой, ибо известно, что многие фрукты и овощи содержат негемовое железо, не участвующее в синтезе гемоглобина.

Для лечения железодефицитной анемии и других железодефи-

цитных форм патологии рекомендуют длительное назначение различных препаратов, содержащих двухвалентное железо (сульфит, хлорид, лактат, сахарат железа и др.), в виде приема следующих препаратов: железа сульфат + аскорбиновая кислота, гематоген. Показано сочетание препаратов железа не только с аскорбиновой, соляной кислотой или желудочным соком, но также с фолиевой кислотой и препаратами меди.

Положительный баланс железа в организме возникает по та-

ким причинам: 1) избыточный неконтролируемый прием препаратов железа; 2) усиленное образование гемоглобина, гемосидерина и других железосодержащих веществ, особенно часто происходящее при массивном гемолизе; 3) нарушение интермедиарного обмена железа.

Избыток железа клинически проявляется активизацией окси-

дантной системы, накоплением свободных радикалов и гидроперекисей и их повреждающим действием, главным образом на мембраны клеток.

Для ослабления или предотвращения повреждающего действия избытка железа на организм его препараты следует принимать одновременно с антиоксидантами (витаминами С, Е, А, натрия селенитом и пищей, содержащей эти витамины и селен, например с хреном).

Нарушения обмена цинка

Содержание цинка в организме здорового человека составляет

23-31 ммоль (1,5-2,3 г). Цинк обнаруживают практически во всех органах и тканях. Наибольшее его количество выявляют в скелетных мышцах (около 63%) и сперматозоидах (1900 мг/г). Цинк накапливается в поджелудочной железе, слизистой оболочке тонкой кишки, хорошо реабсорбируется в дистальных извитых канальцах почек. Этот

264

микроэлемент жизненно необходим. Он входит у человека в состав 80 ферментов. Гомеостаз цинка в организме зависит главным образом от интенсивности процесса его всасывания в различных отделах тонкой кишки. В клетках слизистой оболочки цинк связывается и транспортируется с металлотиоксином в кровь. Здесь он находится преимущественно в эритроцитах, где его в 8-9 раз больше, чем в плазме. В плазме цинк связан и транспортируется в основном с альбуминами, переносящими его в печень и другие ткани, где он вновь связывается с металлотиоксином. В норме выводится цинка около 0,4 мг/сут, преимущественно с калом (около 90 %), и меньше (около 10 %) – с мочой, пόтом и менструальной кровью.

Суточный баланс цинка составляет около 13-15 мг.

Расстройства баланса цинка в организме проявляются чаще в виде недостаточности, реже в виде избытка.

Отрицательный баланс цинка в организме может возникать по таким причинам: 1)снижение поступления его с пищей (говядиной, печенью, продуктами моря, орехами, горохом, зерновыми, отрубями, овсяной мукой, морковью и др.); 2) нарушение всасывания в тонкой кишке (вследствие воспалительных, деструктивных и опухолевых процессов); 3) уменьшение реабсорбции в дистальных извитых канальцах почек;

4) нарушение мобилизации эндогенных запасов цинка, особенно при снижении количества и биологической активности глюкокортикоидов.

Дефицит цинка возникает при интенсивном и длительном стрессе: травмах, ожогах, инфекциях, интоксикациях. Его диагностируют при снижении содержания цинка в сыворотке крови ниже 13 мкмоль/л.

Недостаточность цинка в организме проявляется развитием

многообразных метаболических, структурных и функциональных нарушений. Это обусловлено прежде всего тем, что снижается количество и активность многих (более 200) цинксодержащих ферментов: трансфераз (РНК- и ДНК-полимеразы, обратной транскриптазы, фосфодиэстераз, карбоксипептидазы, других пептидаз и т.д), гидролаз (щелочной фосфатазы, 5-нуклеотидазы, аминопептидазы и т.д.), лиаз (альдолазы, карбоангидразы и т.д.), оксидоредуктаз (супероксиддесмутазы, алкоголь- и лактатдегидрогеназы и т.д.), изомераз и лигаз. Итогом этого становятся нарушения не только синтеза и распада нуклеиновых кислот, белков, липидов, углеводов, их комплексных со-

265

единений, расстройства функционирования рибосом, процессов трансляции, но и активизация оксидантной системы, сопровождающаяся увеличением количества перекисей и свободных радикалов и усилением их повреждающего действия на мембраны клеток. Все это приводит к нарушениям деления, роста и созревания клеток, особенно эпителиальных, половых и костных.

Клинические симптомы дефицита цинка самые различные: 1) снижение роста, вплоть до развития карликовости; 2) незрелость плода и уродства у новорожденных; 3) гипогонадизм, особенно у мужчин (гипо- и атрофия половых желез), импотенция; 4) торможение синтеза и секреции инсулина и глюкогона; 5) угнетение клеточного и гуморального звеньев иммунитета, склонность к развитию инфекций и опухолей; 6) нарушения условно-рефлекторной деятельности, памяти, умственной и физической работоспособности; 7) снижение аппетита, вкусовых ощущений, обоняния; 8) энтериты, колиты, диареи, гепатоспленомегалии; 9) замедление заживления поврежденных тканей;10) развитие гиперхолестеринемии, железодефицитной анемии; 11) снижение активности механизмов детоксикации, уменьшение образования зрительного пигмента (развитие гемералопии); 12) уменьшение биосинтеза ДНК и РНК и др.

Положительный баланс цинка возникает редко из-за плохой способности к кумуляции и хорошей способности почек выводить излишки этого микроэлемента. Токсичность избыточно поступающего в организм цинка незначительна.

При поступлении в организм более 2 г цинка в день она проявляется в виде сонливости, тошноты, рвоты, повышения активности амилазы слюны и липазы сыворотки крови.

Нарушения обмена меди

Содержание меди в организме взрослого здорового человека со-

ставляет 1,57-3,14 ммоль. Половина его находится в мышцах и костях, 10 % – в печени, меньшее количество – в мозге, сердце, почках и других органах.

В крови большая часть (60 %) меди локализуется в эритроцитах и лейкоцитах, меньшая (40 %) – в плазме, главным образом в медьсодержащем белке церулоплазмине (около 0,5 мг), супероксиддесмутазе, каталазе и других ферментах эритроцитов и лейкоцитов. Суточное поступление меди в организм с пищей составляет 2-5 мг (0,031-0,079 мкмоль), из них всасывается через пищеварительный тракт только

266

30 %. В крови медь связывается с белком транскупреином, а также альбуминами и аминокислотами. В клетки, преимущественно гепатоциты, медь транспортируется с трипептидом глицилгистидинлизином. В клетках медь сначала связывается с белком металлотиоксином, затем включается в церулоплазмин и другие медьсодержащие ферменты и желчь.

Выводится медь из организма преимущественно (около 80 %) с желчью, меньше – с секретами пищеварительных желез (16 %), мочой (4 %) и потом (менее 1 %).

Недостаточность меди проявляется снижением ее содержания в крови (гипокуприемией). Ее причины могут являются: 1) снижение поступления меди с пищей (мясом, печенью, продуктами моря, орехами, семечками, фруктами и т.д.) из-за белкового или полного голодания; 2) уменьшение процесса абсорбции меди; 3) нарушение обмена меди в клетках, в основном в гепатоцитах; 4) ускорение выведения меди из организма с желчью и мочой.

Клинически гипокуприемия проявляется следующими симптома-

ми: 1) снижение эритропоэза; 2) развитие анемии; 3) гипоплазия и аплазия миелина, особенно в стволе головного мозга и спинном мозге; 4) повреждения ЦНС; 5) парапарезы и параплегии конечностей; 6) нарушение формирования и функций скелета и сердечнососудистой системы (главным образом из-за уменьшения образования коллагена, нарушения сшивок коллагеновых и эластических волокон); 7) уменьшение синтеза меланина (сопровождающееся развитием депигментации), катехоламинов и т.д.

Особенно ярко недостаточность медьсодержащего транспортного белка церулоплазмина выражена при наследственном заболевании – гепатоцеребральной дегенерации.

Дефицит меди приводит к снижению активности различных оксидаз, участвующих в многообразных окислительновосстановительных процессах. Недостаточность меди сопровождается подавлением функций антиоксидантной системы, приводящим к увеличению образования свободных радикалов и гидроперекисей с последующим их повреждающим действием на мембраны клеток. Это приводит к снижению не только образования макроэргов, но и угнетению различных биосинтетических процессов. При гипокуприемии обычно развивается гиперхолестеринемия, причиной которой является вследствие снижение активности липопротеинлипазы крови.

267

Избыток меди, сопровождающийся гиперкуприемией и гиперце- руло-плазминемией, отмечают при стрессе, различных острых и хронических воспалительных заболеваниях (особенно печени и сердца), инфекциях, травмах, опухолях. Накапливаясь в тканях, медь ингибирует мембранную АТФ, цитохромоксидазы, аминооксидазы, ферменты гликолитического и пентозного путей окисления глюкозы и другие ферменты. Избыток меди в организме может даже вызывать отравление.

Нарушения обмена марганца

В норме количество марганца в организме взрослого человека составляет 10-20 мг (0,18-0,36 ммоль).

Содержание данного элемента в тканях и органах распределяется неравномерно, наибольшее его количество выявляют в эпифизе трубчатых костей, печени (6-8 мг/кг сухой массы), почках, срединном возвышении гипоталамуса, базальных ганглиях, черной субстанции; наименьшее – в скелетных мышцах, крови (5-10 мкмоль/л) и, особенно, в плазме. Суточный баланс марганца составляет около 70 мкмоль (3 мг). В тонкой кишке всасывается лишь малая часть (3-5 %). В крови марганец связывается и транспортируется с α2-макроглобулинами, затем довольно быстро проникает в ткани, особенно в митохондрии печени. Свое биологическое действие марганец проявляет, входя в состав металлоферментов (например, аргиназы, пируваткарбоксилазы, супероксиддесмутазы), либо активируя различные ферменты (киназы, карбоксилазы, глутаминсинтетазу, трансферазы, ДНК- и РНКполимеразы и др.). В гомеостазе марганца в организме большое значение имеют процессы выделения этого элемента с калом и мочой.

Патология обмена марганца в организме проявляется чаще в виде его недостаточности, реже в виде избытка.

Отрицательный баланс марганца отмечают в следующих си-

туациях: 1) снижение его поступления с пищей; 2) нарушение транспорта марганца в крови; 3) уменьшение элиминации его в ткани; 4) ускорение выведения марганца из организма.

Клинические проявления дефицита марганца следующие:

1) скелетные аномалии (хондродистрофии, деформации трубчатых костей и позвоночника, дисплазии коленных суставов); 2) задержка роста ногтей, волос; 3) кожная сыпь, тошнота, рвота; 4) снижение массы тела; 5) дегенерация половых желез и нарушение функций системы воспроизведения (снижение либидо, способности к оплодотво-

268

рению, высокая частота выкидышей и мертворождений); 6) недоразвитие или отсутствие отолитов; 7) патология нервной системы (склонность к атаксии, судорогам, параличам); 8) уменьшение продолжительности жизни.

Многие из перечисленных нарушений при дефиците марганца обусловлены снижением синтеза ДНК, РНК, макроэргов, гликозаминогликанов. При недостатке в организме марганца или избытке железа рекомендуют принимать препараты аспартата марганца.

Положительный баланс марганца возникает при избыточном его поступлении в организм, что обычно происходит в условиях производства (например, при переработке марганецсодержащей руды, получении перманганата калия и т.д.) Поступая в большом количестве, особенно через дыхательные пути и кожу, а также энтерально, марганец может кумулироваться в печени, почках, эндокринных железах, костях, головном и спинном мозге. Профессиональная хроническая интоксикация марганцем сопровождается сначала снижением аппетита, развитием астеновегетативного синдрома, ухудшением памяти, а затем – токсической энцефалопатией, появлением сонливости, экстрапирамидной недостаточности, мышечных болей.

Нарушения обмена йода

Основным источником йода на планете служит мировой океан, с его поверхности ежегодно испаряется около 400 000 т йода.

Концентрация йода в морской воде (0,39-0,47 мкмоль/л) и плазме крови здорового человека (0,4-0,9 мкмоль/л) отличается незначительно. В норме общее количество йода в организме человека колеблется от 20 до 30 мг. Наибольшее количество йода содержится в щитовидной железе (15,8-39,4 ммоль/кг сухого вещества), главным образом (90 %) – в составе тиреоглобулина, меньшее его количество – в слизистых оболочках слюнных и желудочных желез, а также в почках. В других органах его содержание еще меньше. Суточная потребность организма в йоде составляет 60-100 мкг (1,6-1,8 мкмоль).

Отрицательный баланс йода в организме возникает по таким причинам: 1) нехватка его в пище и воде (там йод присутствует в виде йодидов); 2) снижение его всасывания в пищеварительном тракте;

3)нарушение способности щитовидной железы концентрировать йод;

4)недостаточное включение йода в молекулы тиреоидных гормонов

(Т3 и Т4); 5) ускоренный метаболизм этих гормонов в тканях и органах (особенно в печени); 6) ускоренное и усиленное выведение йода и

269