Введение к работе
Актуальность проблемы. Сирингомиелия представляет собой серьёзную медико-социальную проблему, так как приводит к ранней инвалидизации молодого трудоспособного населения. Сирингомиелия в мире встречается повсеместно, но с неравномерной частотой, в среднем 8-9 случаев на 100 тысяч населения [Яхно Н.Н., Штульман Д.Р., 2003]. Предполагается, что распространённость сирингомиелии в общей популяции составляет не более 0,24% [Speer М. et al., 2000]. На территории России болезнь также распространена неравномерно - от 0,3 до 7,3% общей неврологической заболеваемости. В республике Башкортостан заболеваемость сирингомиелией высокая, с неравномерным распределением по районам (от 3,2 до 130,0 на 100 тысяч населения) [Борисова Н.А. и др., 1989]. Ряд авторов связывают данный факт с изменениями микроэлементного состава в объектах окружающей среды, в частности почвы [Сироткин В.М., 1971; Козлова В.А., Аникандров А.Б., 1974; Бурдаков В.В., Шевьева В.А., 2006].
Несмотря на длительную историю изучения сирингомиелии, до сих пор существуют проблемы в понимании этиологии и патогенеза этого заболевания, что значительно затрудняет поиск эффективных методов лечения и профилактики. Со времени выделения сирингомиелии в отдельную нозологию предложены различные теории её возникновения: сосудистая, травматическая, бластоматозная, гидродинамическая, дизэмбриогенетическая, генетическая, инфекционная. Последние четыре теории в настоящее время привлекают особое внимание, вызывая острые дискуссии среди их сторонников.
Установлено, что ряд заболеваний нервной системы напрямую зависит от микроэлементного состава окружающей среды [Авцын А.П. и др., 1991; Сусликов В.Л., 2002; Кудрин А.В., Громова О.А., 2006]. Повышенный интерес к данной проблеме объясняется важной ролью микроэлементов в основных видах обмена веществ организма в целом и ткани мозга в частности. При сирингомиелии отмечаются изменения метаболизма большинства интермедиатов и функционирования ряда систем организма, в которых микроэлементы играют особенно активную роль. Так, например, выявлены отклонения в гормональном статусе, иммунной системе и системе эритрона, белково-аминокислотном, углеводном, липидном и электролитном обменах.
Выявление причин многофакторных неврологических заболеваний является чрезвычайно актуальным как с позиции практической медицины, так и фундаментальной науки. Содержание и обмен химических элементов в организме отражают совокупность генетически обусловленных свойств и наследственных морфофункциональных признаков, характеризующих специфическую адаптацию индивидуума к конкретному набору основных
факторов среды обитания [Скальный А.В., 2004]. Обмен химических элементов между внутренней и внешней средами организма является системообразующим признаком гомеостаза, что в значительной степени обусловливает особый интерес изучения их содержания и участие в обмене веществ при сирингомиелии.
Цель исследования: определить содержание биоэлементов и редкоземельных элементов в биосубстратах (волосы и кровь) больных сирингомиелией в сопряжённости с клиническими характеристиками заболевания, параметрами иммунограммы и эритрограммы.
Задачи:
-
Дать клинико-неврологическую характеристику больным сирингомиелией.
-
Исследовать содержание и соотношение биоэлементов (кальция, магния, фосфора, железа, цинка, меди, селена, марганца, кобальта) в крови и волосах больных сирингомиелией на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой.
-
Исследовать содержание и соотношение редкоземельных элементов в биосубстратах больных сирингомиелией на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой.
-
Выяснить зависимость содержания биоэлементов и редкоземельных элементов в крови и волосах больных сирингомиелией от пола, возраста, этнической принадлежности, особенностей формы, тяжести, стадии, длительности заболевания, наличия аномалии Арнольда-Киари, дизэмбриогенетического статуса.
-
Установить взаимосвязь между биоэлементами, редкоземельными элементами и показателями иммунограммы (среднее содержание лейкоцитов, лимфоцитов, с разделением их на Т и В, иммуноглобулины G, А, М, циркулирующие иммунные комплексы, фагоцитарное число, комплементарная активность).
-
Провести исследование взаимосвязи между биоэлементами, редкоземельными элементами и показателями эритрограммы (среднее содержание эритроцитов, гемоглобина, гематокрита, средний объём эритроцитов, среднее содержание гемоглобина в одном эритроците и средняя концентрация гемоглобина в эритроците).
Научная новизна. Впервые с использованием масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой проведены параллельные одномоментные исследования волос и крови больных сирингомиелией на содержание биоэлементов и редкоземельных элементов, которые позволили установить
типичные изменения элементного статуса в виде повышения содержания в волосах магния, фосфора, кальция, иттрия, лантана, церия, празеодима, неодима, скандия и снижения марганца, кобальта, меди, селена, тербия, гольмия, европия, тулия, лютеция, а также увеличение концентрации в крови магния, фосфора, селена, эрбия и снижение лантана, церия, празеодима, неодима и тулия. Полученные данные расширяют представление о влиянии химических элементов на развитие данного заболевания.
Установлено, что характер изменений содержания ряда биоэлементов и редкоземельных элементов в волосах и крови больных сирингомиелий зависит от особенностей формы заболевания, наличия аномалии Арнольда-Киари, дизэмбриогенетического статуса, тяжести, стадии, длительности заболевания, возраста, этнической принадлежности.
Выявлено наличие статистически значимой корреляционной связи между содержанием магния, фосфора, кальция, железа, скандия, меди, кобальта, цинка, селена, лантана, церия, неодима, европия, диспрозия, тербия, тулия, гольмия, иттербия, лютеция в биосубстратах и иммунологическими и физико-химическими показателями клеток крови у больных сирингомиелией.
Подтверждено наличие в организме человека таких редкоземельных металлов, как скандий, иттрий, лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций. Имеющиеся различия их содержания в биосубстратах практически здоровых лиц и больных сирингомиелией свидетельствуют об участии редкоземельных металлов в метаболических процессах и позволяют ставить вопрос об их патогенетической роли в развитии нейродегенеративных заболеваний.
Научно-практическая значимость работы. Полученные данные характеризуют содержание- биоэлементов и редкоземельных элементов как-дополнительный показатель в комплексе методов лабораторной диагностики сирингомиелий на различных этапах развития патологического процесса. Результаты исследования имеют значение для развития общетеоретических представлений о патогенезе сирингомиелий, позволяют наметить пути дальнейшего поиска первопричины заболевания. Подтверждено наличие в организме человека редкоземельных элементов, а различие их содержания в биосубстратах больных и здоровых людей свидетельствует об их участии в обмене веществ. Расширены возможности трактовки результатов исследований многоэлементного анализа волос и крови с использованием дополнительных статистических критериев. Установлены связи между содержанием отдельных элементов в волосах и крови больных сирингомиелией и выраженностью дизэбриогенетического статуса, длительностью заболевания, параметрами
иммунограммы и эритрограммы, что позволяет использовать полученные результаты в прогностических целях. Данные проведённой работы используются в различных областях науки: в биохимии, в медицине и рекомендованы для использования в учебном процессе в образовательных учреждениях высшего профессионального образования медицинского и биологического профилей. Полученные результаты представляют интерес для понимания молекулярных механизмов возникновения сирингомиелии и позволяют наметить новые направления в разработке подходов для выявления групп рисков, проведения профилактики и лечения данного заболевания.
Положеная, выносимые на защиту:
-
Сирингомиелия развивается на фоне стигм дизэмбриогенеза, с наибольшим вовлечением костно-суставного аппарата, в основном краниовертебральной области. У подавляющего большинства больных наблюдается смешанная форма заболевания, средняя степень тяжести, стадия нарастания.
-
При сирингомиелии имеется существенный дисбаланс содержания биоэлементов и редкоземельных элементов в крови и волосах.
-
Различия в содержании некоторых биоэлементов и редкоземельных элементов в биосубстратах зависят от возраста, этнической принадлежности, наличия аномалии Арнольда-Киари, дизэмбриогенетического статуса, формы, степени тяжести, стадии, длительности заболевания и не связаны с половой принадлежностью.
-
Уровень биоэлементов (селен, магний, кальций, кобальт) и редкоземельных элементов (диспрозий, неодим, скандий, тербий, гольмий, лютеций, лантан, европий, иттербий) в крови и волосах больных сирингомиелией связаны с исследуемыми показателями иммунной системы.
-
Уровень биоэлементов (кальций, медь, цинк, магний, фосфор) и редкоземельных элементов' (скандий, тулий, неодим, лантан, церий) в биосубстратах больных сирингомиелией связан с исследуемыми характеристиками эритрограммы.
Внедрение результатов исследования в практику. Результаты исследования применяются в практике отделения неврологии РКБ им. Г.Г. Куватова, используются в учебном процессе кафедр биологической и биоорганической химии, неврологии с курсами нейрохирургии и медицинской генетики ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Росздрава».
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на ГХ всероссийском съезде неврологов (Ярославль, 2006), на международном симпозиуме по изучению сирингомиелии (United Kingdom, Rugby, 2007), на
международном симпозиуме, посвященном 80-летию академика РАМН Н.А. Агаджаняна (Москва, 2008), заседании общества неврологов Республики Башкортостан (Уфа, 2008).
Работа апробирована и рекомендована к защите на совместном заседании кафедр биологической и биоорганической химии, неврологии с курсами нейрохирургии и медицинской генетики ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Росздрава» (Уфа, октябрь, 2008).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 1 статья - в издании, рекомендуемом ВАК.
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 191 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, 2 глав («Материалы и методы исследования», «Результаты собственных исследований»), обсуждения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа иллюстрирована 55 рисунками, содержит 25 таблиц и 2 приложения. Список литературы включает 293 источника: 157 -отечественных, 136-зарубежных авторов.