Васильєва І.М., Вінник А.Ю., Вінник Ю.А., Жуков В.І.

Харківський національний медичний університет

Харківська медична академія післядипломної освіти

СТАН ІОННОГО ОБМІНУ ПРИ ГАСТРОКАНЦЕРОГЕНЕЗІ

Щорічно в світі раком шлунка захворює понад 1 млн. людей, при цьому, у значної більшості країн ця патологія у чоловіків виявляється в 2 рази частіше, ніж у жінок. Головною властивістю пухлинних клітин є неконтрольоване розмноження або автономність [1, 5]. Зростаюча в організмі пухлина - далеко не місцевий ізольований процес. Вона торкається багатьох сторін діяльності організму, робить істотний внесок на різноманітні його функції [12]. Із загального обсягу злоякісних пухлин рак шлунка становить 10%, а за поширеністю й смертністю займає друге місце серед усіх злоякісних пухлин [11]. До 91% випадків раку шлунка він виявляється тільки на ІІІ-IV стадіях. З них рак шлунка кардіального відділу зустрічається в 20% випадків, тіла - 29,5%, вихідного відділу - 34%, тотальне ураження - 16,5% [6].

Злоякісні новоутворення супроводжуються розвитком мембранної патології. Доведено, що дисбаланс мікроелементів, як токсичних, так і есенціальних, може приводити до структурно - функціональних змін в організмі та пухлинній прогресії [8, 13].

На думку багатьох авторів достатньо інформативними показниками є динамічні зміни обміну іонів металів [2, 3, 7]. У формуванні порушень ведучих функціональних систем організму особливе місце займають іони металів, які забезпечують каталітичну, регуляторну, структурну, кофакторну, гормональну, енерготрансформуючу, осмотичну, транспортну і інші функції. Багаточисельні дослідження свідчать, що дефіцит іонів металів, а також надлишкове надходження окремих іонів металів в організм приводить до порушенння обмінних процесів і може бути причиною розвитку патологічних станів, в тому числі і розвитку онкозахворювань. Включення іонів в основні біохімічні метаболічні системи: ферменти, гормони, вітаміни, рецептори, нуклеїнові кислоти, рибосоми, хроматиновий надмолекулярний комплекс і ін. визначає їх виключну роль в забезпеченні різних фізіологічних і біохімічних процесів – запліднення, мітозу, дозрівання клітин, переходу від проліферації до стану спокою, транспорту амінокислот через мембрани, проведення нервових імпульсів і ін. [10]. Літературні дані вказують, що між зміною іонного гомеостазу і процесами росту і поділу клітин існує тісний зв’язок. Особлива роль в цих перетвореннях відводиться іонами K⁺, Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, які забезпечують ключову роль в контролі над процесами диференціювання і проліферації клітин, особливо це відноситься до K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Zn²⁺.

Метою роботи було вивчення іонного обміну в сироватці крові, сечі та волоссі у хворих на рак шлунка і визначення прогностично значимих показників розвитку гастроканцерогенезу.

Матеріали та методи дослідження.

Клінічні спостереження проводилися з 1990 по 2012 роки на базі Харківського обласного онкологічного центру. Всього було досліджено на обмін іони металів 61 пацієнт (33 чоловіків та 28 жінок) віком від 51 до 65 років хворих на рак шлунка. Група порівняння була представлена умовно-здоровими пацієнтами, аналогічного віку та полу (14 пацієнтів). Було виділено з ІІ стадію (19 пацієнтів), ІІІ стадію (22 пацієнта) та ІV стадію - 20 пацієнтів хворих на рак шлунка.

Іонний обмін вивчався за допомогою метода атомно-абсорбційної спектроскопії [4] на спектрофотометрі «Сатурн-3». Вміст іонів магнію, фосфору, заліза досліджували в сироватці крові хворих з використанням наборів реагентів фірми «Cone Lab» - Фінляндія та «Roche» - Швеція на біохімічному автоматичному поліаналізаторі Соbas mira – фірми «Хофман-Ля-Рош» (Австрія-Швейцарія).

Статистичний аналіз отриманих результатів було проведено за допомогою дисперсійного аналізу, з використанням коефіцієнта Стьюдента, кореляції та регресії [9].

Результати та їх обговорення

Результати дослідження обміну іонів металів у сироватці крові та сечі хворих на РШ показали динамічні зміни в порівнянні з умовно-здоровими пацієнтами. В усіх випадках, незалежно від стадії розвитку пухлини, динамічні зміни обміну іонів металів в сироватці крові та сечі мали спільні властивості. Так, спостерігалось підвищення іонів калію, магнію, фосфору, заліза, цинку, міді та марганцю (табл. 1-2). При цьому знижувалися у сироватці крові іони натрію (на 26,61%) і кальцію (на 42,07%), проте у сечі іони натрію знижувалися (на 80,57%) на противагу до іонів кальцію які

Таблиця 1

Стан обміну іонів металів в сироватці крові хворих на РШ

Показники	Група спостереження, М ± m
	Умовно здорова (n = 14)	РШ — ІІ стадія (n = 19)	РШ — ІІІ стадія (n = 22)	РШ — ІV стадія (n = 20)
Калій (ммоль/л)	3,18 ± 0,22	4,22 ± 0,53^*	5,10 ± 0,46^*	5,10 ± 0,46^*
Натрій (ммоль/л)	155,7 ± 26,17	147,4 ± 4,83^*	132,5 ± 5,6^*	120,5 ± 6,20^*
Кальцій (ммоль/л)	2,42 ± 0,16	2,10 ± 0,17^*	1,70 ± 0,15^*	1,38 ± 0,17^*
Магній (ммоль/л)	0,98 ± 0,12	1,35 ± 0,14^*	2,76 ± 0,22^*	3,30 ± 0,26^*
Фосфор (ммоль/л)	2,10 ± 0,14	2,43 ± 0,18^*	2,64 ± 0,15^*	2,76 ± 0,21^*
Залізо (мкмоль/л)	22,73 ± 1,84	31,7 ± 2,63^*	39,5 ± 3,10^*	45,24 ± 3,6^*
Цинк (мкмоль/л)	25,32 ± 0,22	4,22 ± 0,53^*	5,10 ± 0,46^*	5,10 ± 0,46^*
Мідь (мкмоль/л)	17,45 ± 1,38	25,4 ± 1,65^*	30,72 ± 2,14^*	37,6 ± 2,5^*
Марганець (мкмоль/л)	14,62 ± 1,27	21,3 ± 1,58^*	32,4 ± 1,73^*	35,7 ± 1,82^*

Примітка: ^* різниця вірогідна р < 0,05.

підвищувалися (на 122,8%) при четвертій стадії раку шлунка по відношенню до умовно-здорових пацієнтів.

Аналіз показників свідчить, що найбільш значні динамічні зміни в сироватці крові та сечі стосуються обміну іонів магнію, заліза, міді, марганцю, тобто тих іонів, які беруть безпосередню участь в окислювально-відновлювальних процесах, тканинному диханні і окислювальному фосфорилюванні та в більшій мірі виводяться із організму у складі сечі. Така динаміка цих іонів може бути пов’язана з активацією катаболічних процесів і розвитком мембранної патології.

Таблиця 2

Вміст іонів металів в сечі хворих на рак шлунка

Показники	Група спостереження, стадія РШ (М ± m)
	Умовно здорова n = 14	РШ — ІІ стадія n = 19	РШ — ІІІ стадія n = 22	РШ — ІV стадія n = 20
К^+ (ммоль/л)	76,22 ± 4,15	84,15 ± 3,72^*	89,22 ± 4,16^*	98,16 ± 4,83^*
Na^+ (ммоль/л)	168,43 ± 10,27	112,417±5,18^*	62,53 ± 4,20^*	32,73 ± 1,69^*
Ca^2+ (ммоль/л)	0,83 ± 0,06	1,22 ± 0,10^*	1,68 ± 0,17^*	1,85 ± 0,14^*
Mg^2+ (ммоль/л)	1,82 ± 0,14	2,36 ± 0,17^*	2,79 ± 0,22^*	2,98 ± 0,23^*
P^5+ (ммоль/л)	1,84 ± 0,24	2,44 ± 0,16^*	3,56 ± 0,27^*	3,87 ± 0,26^*
Fe^2+ (мкмоль/л)	3,17 ± 0,19	4,63 ± 0,35^*	5,15 ± 0,44^*	6,231 ± 0,42^*
Zn^2+ (мкмоль/л)	135,9 ± 7,14	176,3 ± 6,83^*	205,7 ± 8,4^*	238,40 ± 6,9^*
Cu^2+ (мкмоль/л)	0,38 ± 0,017	0,53 ± 0,02^*	0,77 ± 0,04^*	0,93 ± 0,06^*
Mn^2+ (мкмоль/л)	6,42 ± 0,78	9,23 ± 0,88	12,56 ± 0,97^*	14,65 ± 1,23^*

Примітка: ^* різниця вірогідна р < 0,05.

Враховуючи кофакторну, регуляторну, структурну, транспортну, енергетичну функції К⁺, Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Fe²⁺, P⁵⁺, Mn²⁺, а також установлену динаміку їх вмісту у сироватці крові та сечі, можна передбачити, що при раку шлунка на перший план будуть виступати структурно-метаболічні, структурно-функціональні і фізико-хімічні розлади біологічних мембран, порушення окислювально-відновлювальних процесів, тканинного дихання і окислювального фосфорилювання, які супроводжуються значними змінами мінерального і водно-електролітного обміну, що протікають на фоні розвитку мембранної вільнорадикальної патології. Затримка іонів натрію, а з ними і води в організмі і виведення іонів Ca²⁺, Cu²⁺, P⁵⁺, Mn²⁺ та інших металів можуть мати діагностичне і прогностичне значення розвитку гастроканцерогенезу і ступеня тяжкості перебігу хвороби.

Дослідження обміну іонів металів у волоссі хворих РШ виявили підвищення вмісту калію, натрію, магнію, міді і зниження концентрації кальцію, фосфору, заліза, цинку, марганцю (табл. 3). Результати обміну іонів металів у волоссі хворих на РШ свідчать, що при даній патології спостерігаються порушення окислювальних процесів і відновлювальних синтезів в сполучній тканині.

Таблиця 3

Динаміка обміну іонів металів у волоссі хворих РШ

Показники	Група спостереження, М ±m, стадія
	Умовно здорова n = 14	РШ — ІІ стадія n = 19	РШ — ІІІ стадія n = 22	РШ — ІV стадія n = 20
К^+ (мкг/г)	273,44 ± 17,46	315,6 ± 12,3^*	428,73 ± 9,52^*	570,16±12,43^*
Na^+ (мкг/г)	480,32 ± 10,48	520,4 ± 8,5^*	625,4 ± 10,4^*	680,20±17,82^*
Ca^2+ (мкг/г)	2358,24±62,43	2156,24±37,4^*	1849,5 ± 29,6^*	1654,3 ± 35,6^*
Mg^2+ (мкг/г)	207,37 ± 8,17	128,21 ± 7,9^*	139,6 ± 8,4^*	153,71 ± 9,46^*
P^5+ (мкг/г)	32,5 ± 2,54	28,4 ± 1,6^*	21,3 ± 1,5^*	17,44 ± 1,25^*
Fe^2+ (мкг/г)	24,66 ± 2,75	21,7 ± 1,8^*	17,4 ± 1,2^*	13,53 ± 1,16^*
Zn^2+ (мкг/г)	178,52 ± 9,12	156,8 ± 7,2^*	124,5 ± 5,6^*	110,81 ± 5,43^*
Cu^2+ (мкг/г)	8,23 ± 0,34	12,4 ± 1,15^*	16,7 ± 1,35^*	20,56 ± 1,84^*
Mn^2+ (мкг/г)	18,5 ± 1,43	15,3 ± 1,342	11,8 ± 1,12^*	9,15 ± 0,87^*

Примітка: ^* різниця вірогідна р < 0,05.

Найбільш висока дисфункція мінерального обміну у волоссі спостерігалась при ІV стадії РШ. Зниження вмісту кальцію, фосфору, заліза, цинку, марганцю на фоні підвищення калію, натрію, магнію і міді, свідчать, що у хворих при ІV стадії розвитку пухлини, катаболічні процеси мають перевагу над анаболічними синтезами; це можна розглядати як зрив адаптаційних механізмів, спрямованих на збереження гомеостатичної функції організму.

Комплексна оцінка іонного обміну у хворих на гастроканцерогенез свідчила про те, що іони K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Р⁵⁺, Fe²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, Mn²⁺, в значній мірі виводяться із організму в складі сечі. Найбільш високі рівні іонів металів в сечі визначались для кальцію, фосфору, міді, марганцю. Рівень Ca²⁺ перевищував показники умовно-здорової групи на 122,8%, фосфору на 110,3%, міді на 232,4%, марганцю на 128,2%. Проте слід зазначити, що і такі іони металів як калій, магній, залізо, цинк також суттєво виводиться із організму із сечею хворих на РШ. Аналіз динаміки іонів металів показав, що при РШ формується – калійурія, кальцийурія, фосфатурія, мідьурія і інші урії на фоні затримки іонів Na⁺ в організмі. Ці дані свідчать про те, що РШ супроводжується значними змінами мінерального і водно-електролітного обміну. Дослідження динаміки обміну іонів металів в сироватці крові, волоссі і сечі виявили, що К⁺ підвищувався в сироватці крові, волоссі, сечі, Na⁺ підвищувався у волоссі, і знижувався в сироватці крові і сечі, Ca²⁺ знижувався в сироватці, волоссі і підвищувався в сечі Аналіз отриманих результатів свідчить, що в умовах формування гастроканцерогенезу пусковим механізмом може бути активація вільнорадикальних процессів і порушення структурно-матаболічних і фізико-хімічних властивостей цитоплазматичних мембран. Ці послідовні ланцюги супроводжуються глибокими порушеннями обміну в клітинах моно- і двохвалентних катіонів. Тотальна дисфункція іонного обміну, може при накопиченні Na⁺ і Ca²⁺ в клітинах визивати індукцію пухлинного росту, яка супроводжується пригніченням біоенергетики, тканинного дихання і окислювального фосфорилювання. Порушення іонного обміну моновалентних катіонів Na⁺ і К⁺, характеризуються затримкою натрію та втратою органами і тканинами іонів калію, що може бути прогностичним показником активації процесів диференціювання і проліферації тканин.

Література

1. Абелев И.Г. Что такое опухоль? / И.Г. Абелев // Соросовский образовательный журнал. - 1997. - №10. - С. 85-90.

2. Авцын А.П. Недостаточность эссенциальных микроэлементов и ее проявления в патологии / А.П. Авцын // Архив патологии. - 1990. - Т. 52. - № 3. - С. 3-8.

3. Агаджанян H.A. Адаптация и резервы организма. / H.A. Агаджанян. - Москва: Физкультура и спорт, 1998. - 175 с.

4. Брицке М.Э. Атомно-абсорбционный спектрохимический анализ / М.Э. Брицке. – Москва: 1982. – 280 с.

5. Васильев Ю.М. Социальное поведение нормальных и антисоциальное поведение опухолевых клеток. I: Сигнальные молекулы, вызывающие размножение и гибель клеток / Ю.М. Васильев // Соросовский образовательный журнал. - 1997. - №4. - С. 17-22.

6. Громов, М.С. Диагностика и лечение распространенности рака желудка / М.С. Громов, Д.А. Александров, А.А. Куланов [и др.] // Хирургия. 2003. - № 4. - С. 47-53.

7. Микроэлементозы человека /[ Авцын А.П., Жаворонков A.A., Риші М.А., Строчкова Л.С.] - М.: Медицина, 1991. - 496 с.

8. Спиваковский, Ю.М. Микроэлементы и'их роль в жизни человека. / Ю.М. Спиваковский, А.Ю. Спиваковская // Медицинская сестра. - 2005. - №5. - С. 19-22.

9. Стентон Г. Медико-биологическая статистика / Г. Стентон; [пер. с англ.] – М.: Практика, 1998. - 459 с.

10. Физиология человека. / [Агаджанян H.A., Тель Л.З., Циркин В.И., Чеснокова С.А.]. - СПб: СОТИС, 1998. - 527 с.

11. Черноусов, А.Ф. Ранний рак желудка / А.Ф. Черноусов, Ф.А. Черноусов, И.М. Селиванова, З.П. Фишкова // Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. -2006. - № 7. - С. 4-9.

12. Hill R. The basic science of oncology / R. Hill, Carb-Herrik Keldin, Bengt Westermark. - 1984. -774 p. - 350 ill.

13. Fox, J.G. Inflammation, atrophy, and gastric cancer / J.G. Fox, T.C. Wang // J. Clin. Invest. - 2007. - Vol. 117. - P. 60-69.