Никонов А.Ю., Зайцева О.В., Книгавко В.Г., Антюфеева О.И., Левченко Т.В., Чубукин А.С.

Харьковский национальный медицинский университет, г. Харьков

МУЛЬТИЭЛЕМЕНТНЫЙ АНАЛИЗ ВОЛОС ПАЦИЕНТОВ С ПРОЯВЛЕНИЯМИ МЕТАЛЛОТОКСИКАЦИИ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИМИ ОРТОПЕДИЧЕСКИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ И ЕГО ПРОГНОСТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

 

Вступление. В ортопедической стоматологии на сегодняшний день исследования процессов воздействия металлических зубных протезов на организм человека свидетельствуют, что ионы металлов, выделяющиеся в ротовую жидкость, в силу значительной проницаемости слизистой оболочки полости рта резорбтируются ею, влияют на активность ферментов смешанной слюны, ее качественный и количественный состав, могут провоцировать различные аллергические реакции, влиять на показатели местного иммунитета [5,7]. Хорошо известно, что отдельные элементы одновременно влияют на течение многих биохимических процессов в организме, что может проявляться в виде синдромокомплексов и нарушений деятельности органов и систем [1].

Адекватный контроль за полиэлементным составом организма и уровнем нагрузки токсикантами требует применения современных аналитических методов, которые могут быть использованы для массового обследования пациентов. В последние годы в развитых странах используют атомно-абсорбционную спектрометрию, что позволяет проводить многоэлементный анализ биообразцов с высокой чувствительностью и воспроизводимостью получаемых результатов [2].

Биохимическим маркером, который не реагирует на кратковременные изменения в питании и способен отражать картину обеспеченности химическими элементами организма на протяжении нескольких месяцев, является спектральный анализ волос. В сравнении с анализом крови или мочи элементный анализ волос имеет много преимуществ, среди которых одним из основных является высокая концентрация элементов в волосах, неинвазивность отбора проб, удобство при хранении и транспортировке. Скальным А.В. [3] отмечено, что в отличие от внутренних (жидких) биосред организма содержание элементов в волосах менее подвержено жесткому и гомеостатическому контролю, что предопределяет преимущество использования элементного анализа волос в гигиенических исследованиях, в диагностике донозологических состояний и раннем выявлении патологических изменений организма.

Целью работы явилось изучение мультиэлементного состава волос у пациентов с проявлениями металлотоксикации, обусловленной использованием стоматологических ортопедических конструкций, для прогнозирования возможности индивидуального подбора стоматологических материалов.

Материалы и методы исследования. Объектом исследования служили образцы волос пациентов (n=44; мужчин – 19; женщин – 25) с признаками непереносимости к ортопедическим стоматологическим металлоконструкциям. Среди обследованных у 20 пациентов в полости рта были штампованно-паянные ортопедические конструкции с нитрид-титановым (TiN) покрытием, у 18 пациентов – штампованно-паянные и металлокерамические конструкции, у 6 – металлокерамические конструкции в комбинации с бюгельными конструкциями с TiN покрытием. Контрольную группу составили пациенты (n=35), не имеющие в полости рта металлоконструкций, но обратившиеся за ортопедической помощью.

Мультиэлементный анализ волос проводили методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии с использованием спектрофотометров «Сатурн» и К-120.1. У каждого обследованного пациента волосы состригали с 3-5 мест затылочной части головы, ближе к шее, и помещали в конверты с идентификационными зажимами. Образцы проб подвергались предварительному озолению с последующим экстрагированием. Полученный экстракт распылялся в пламени газовой горелки, состоявшем из воздуха (720 дм3) и ацетилена (140-160 дм3), и определялась концентрация ионов металлов при сравнении результатов с эталонными образцами по калибровочным графикам. Изучалось содержание ионов калия (К), натрия (Na), кальция (Са), магния (Mg), цинка (Zn), меди (Cu), железа (Fe), фосфора (P), свинца (Pb), кадмия (Cd), мышьяка (As), никеля (Ni), марганца (Mn), селена (Se), хрома (Cr).

Статистический анализ проводился с использованием пакета программ «Statistica 6.0 for Windows». Установлено, что распределения изученных химических элементов в волосах не могут быть аппроксимированы как нормальные, для них была характерна асимметричность и выраженный положительный эксцесс. В связи с этим в работе использовались методы непараметрической статистики, а достоверность различий оценивалась с применением критериев Колмогорова-Смирнова и Манна-Уитни.

Результаты и их обсуждение. Результаты проведенных спектрофотометрических исследований содержания химических элементов в волосах обследованных пациентов представлены в таблице. Как видим, существуют достоверные различия в показателях между исследуемой и референтной группами, а также в зависимости от пола обследуемых внутри каждой группы.

 

Таблица

Содержание химических элементов (мкг/г) в волосах обследованных пациентов

Элемент

Группы пациентов

Наличие стоматологических металлоконструкций (n=44)

Контрольная (n=19)

Мужчины (n=19)

Женщины (n=25)

Мужчины (n=16)

Женщины (n=19)

Pb

2,04±0,09

1,55±0,11*

2,15±0,12

1,37±0,08*

Cd

0,24±0,01

0,21±0,01

0,26±0,01

0,19±0,01*

As

0,31±0,01

0,34±0,02

0,33±0,01

0,32±0,01

Ni**

0,78±0,01↑

0,82±0,02

0,63±0,03

0,63±0,02

Са**

1198,30±10,71

1826,2±7,63*

1699,0±8,0

2298,0±10,0*

Mg**

87,46±1,08↑

137,72±0,84*

55,82±0,98

103,51±1,15*

Fe**

17,36±0,21

13,81±0,27*

24,06±0,33

18,67±0,18*

Zn**

122,20±0,93

162,5±0,78*

174,2±0,84

191,6±0,59*

Cu**

15,21±0,13↑

17,42±0,11*

11,92±0,13

12,60±0,09

Mn

0,72±0,02

0,91±0,01*

0,89±0,04

1,04±0,03*

Se

1,60±0,15

1,57±0,04

1,51±0,03

1,55±0,01

Cr**

2,19±0,02↑

2,62±0,08*

0,99±0,02

0,93±0,01*

P**

25,71±0,21

30,12±0,48*

33,2±0,53

37,61±0,47*

Na**

608,25±7,42

578,63±8,62*

323,21±5,86

300,12±10,61

K**

555,12±4,12

512,20±6,71*

287,42±6,48

298,37±8,64

Примечание:

* – достоверное различие (p<0,05) по отношению к группе мужчин;

** – по данному элементу достоверное различие (p<0,05) между средними значениями исследуемой и контрольной группами.

В целом, у мужчин как исследуемой, так и контрольной групп, в волосах обнаружено более высокое содержание Pb, Cd, Fe и Cr. В то же время у женщин по сравнению с мужчинами в волосах увеличены уровни Са, Mg, Zn, Cu и Mn. Эти данные согласуются с результатами исследований по изучению элементного состава волос у мужчин и женщин, проведенными в различных странах [3,4,6].

Особый интерес представляют данные сравнительного анализа содержания элементного состава волос пациентов с наличием и отсутствием металлоконструкций в полости рта. Исходя из полученных данных, можно утверждать, что концентрации Pb, Cd, As, Mn и Se статистически достоверно не отличаются между исследуемой и контрольной группами и находятся в пределах биологически допустимых уровней содержания химических элементов в биообразцах [3].

Анализируя данные по содержанию Na и К в волосах у пациентов с проявлениями металлотоксикоза и условно здоровых, отмечаем увеличение концентрации Na и К соответственно у мужчин на 88,19% и 93,14%, у женщин – 92,79% и 71,66% по сравнению с группой наблюдения. Такие изменения в динамике обмена данных ионов могут свидетельствовать о нарушениях как водно-солевого обмена, так и физико-химических и функциональных свойств мембран. Выявлено в исследуемой группе значительное повышение концентрации Cr, Cu, Mg и Ni, т.е. элементов, используемых в стоматологических ортопедических конструкциях. Так, содержание Cr, Cu, Mg и Ni превышало показатели референтной группы соответственно у мужчин на 121,21%; 27,60%; 56,68% и 23,81%, у женщин – на 181,72%; 38,25%; 33,05% и 30,60%.

Противоположная тенденция к уменьшению уровней у пациентов с ортопедическими металлоконструкциями установлена для ионов Ca, Fe, Zn и Р по сравнению с контрольной группой, соответственно концентрации снижены у мужчин на 29,47%; 27,85%; 29,85% и 22,56%; у женщин – на 20,53%; 26,03%; 15,18% и 19,91%.

Полученные результаты предположительно могут быть связаны с многочисленными структурно-метаболическими нарушениями, связанными в основном с мобилизацией, перераспределением и выведением данных элементов из организма.

Выводы. Проведен углубленный анализ информативности элементного состава волос как индикатора предрасположенности к нарушениям в состоянии здоровья пациентов с проявлениями металлотоксикации стоматологическими ортопедическими металлоконструкциями. При хроническом поступлении исследованных химических элементов в организм может проявляться их мембранотропное, цитотоксическое действие, что лежит в основе наблюдаемых дисгомеостатических изменений. Полученные результаты позволяют подойти к решению проблемы прогнозирования, оценки и управления рисками, связанными с дефицитом или избытком химических элементов у пациента на индивидуальном уровне. Являясь неинвазивным методом, мультиэлементный анализ состава волос у пациентов с проявлениями непереносимости металлоконструкций может быть широко использован в качестве прогностического экспресс-метода для индивидуального подбора стоматологических материалов.

Список литературы

1.     Панченко Л.Ф. Клиническая биохимия микроэлементов / Л.Ф. Панченко, И.В. Маев, К.Г. Гуревич. – М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2004. – 368 с.

2.     Серебрянский Е.П. Разработка спектрометрических методов определения химических элементов в окружающей среде и биосредах человека для гигиенических исследований / Е.П. Серебрянский. Дисс… канд. биол. наук. – М., 2003. – 143 с.

3.     Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека / А.В. Скальный. – М.: Издат. дом «Оникс 21 век»: Мир, 2004. – 216 с.

4.     Anke M.K. Essential and toxic effects of macro, trace and ultratrace elements in the nutrition of man // Elements and their compounds in the invironment. Occurrence, analysis and biological relevance. 2nd ed. Eds.: Merian E., Anke M., Ihnat M., Stoeppler. – Wiley – VCH Vergal GmbH, 2004. – P. 343-367.

5.     Di Giampaolo L. “In vitro” comparative immune effects of different titanium compounds / L. Di Giampaolo, M. Di Gioaccino, J. Ponti // Int. J. Immunoрathol.Pharmacol. – 2004. – №17(2). – Р. 115-122.

6.     Drasch G. Assessment of hair mineral analysis commercially offered in Germany / G. Drasch, G. Roider // J. Trace elements in medicine and biology. – 2002. – Vol. 16, №1. – Р. 27-31.

7.     Knoernschild K.L. Periodontal tissue responses after insertion of artificial crowns and fixed partial dentures / K.L. Knoernschild, S.D. Campbell // J. Prosthet. Dent. – 2000. – №5. – Р. 492-498.