ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ ПРИ

№ 6 - 2007 г.
14.00.00 медицинские науки
УДК 616.127-003.96-008.9-085
ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА КАЛЬЦИЯ И
МАГНИЯ ПРИ СТРЕССОРНОМ
ПОРАЖЕНИИ МИОКАРДА НА ФОНЕ
ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
СЕЛЕКТИВНОГО ЭНТЕРОСОРБЕНТА
Ю. В. Начаров 1, Ю. В. Пахомова 1, В. Р. Гатин 2, Я. Б. Новоселов 2
1 ГОУ
ВПО Новосибирский государственный медицинский университет
Росздрава (г. Новосибирск)
2 Сибирский
федеральный центр оздоровительного питания
(г. Новосибирск)
Роль нарушений минерального гомеостаза в возникновении и развитии
стрессорного повреждения миокарда в настоящее время является
неоспоримой. Анализ содержания и распределения кальция и магния в
системе <кровь - лимфа - лимфоузлы - миокард> на фоне
профилактического применения селективного энтеродоноросорбента
показывает, что лимфоузлы, интерстициальная жидкость и лимфа берут на
себя роль функционального триггера, обеспечивающего адаптивный
метаболический ресетинг.
Ключевые слова: кальций, магний, кровь, лимфа, лимфоузел, миокард,
стресс, энтеросорбент
Вторая половина ХХ века характеризуется неуклонным ростом сердечно-сосудистой патологии,
принимающей характер пандемии, в равной степени захватывающей все промышленно развитые
страны [7]. От состояния обмена электролитов во многом зависят процессы проводимости и
сократимости миокарда, а также изменения ЭКГ-параметров. Изменения констант ионного обмена
многие авторы считают одним из важных звеньев в развитии процессов восстановления и
повреждения миокарда. В то же время имеющиеся сведения об изменениях обмена биометаллов
при стрессорном повреждении миокарда (СПМ) зачастую либо носят противоречивый характер,
либо страдают односторонним подходом.
Использование данных о нарушениях биометаллов в патогенезе СПМ и адекватных способах их
применения может значительно повысить эффективность проводимой профилактики и терапии
данного состояния [6].
В настоящее время предложены различные методы коррекции гомеостаза биометаллов при
различных состояниях [5]. Известны методы, направленные на профилактику и коррекцию
отдельных электролитов в плазме крови. Тем не менее, не исследован вопрос системной
коррекции электролитного баланса, учитывая не только наличие
антагонистических/синергических отношений между элементами, но и вопрос метаболического
ресетинга, неизбежно возникающего при изменении <функциональных качелей> в процессе
манипуляции с каким-либо звеном регуляторной системы в динамике любого патологического
процесса, в том числе СПМ.
Цель исследования: изучить концентрации магния и кальция в плазме, лимфе, лимфатических
узлах и миокарде в динамике стрессорного повреждения миокарда на фоне профилактического
применения селективного энтеродоноросорбента.
Материал и методы исследования. Исследования проводились на 60 самцах крыс Вистар,
полученных из вивария НГМУ, с массой 180-220 г в осенне-зимний период.
Экспериментальной группой (СПМ+Лп) служили животные со стрессорным повреждением
миокарда, которым вводился стандартизованный в соответствии с установленными нормативами
для производства и использования в медицинской практике природный клиноптилолит,
предоставленный производителем (НПФ <Новь>, г. Новосибирск), в виде взвеси в водном
растворе (1 : 1) из расчета 100 мг/кг массы тела. Селективный энтеродоноросорбент вводился
внутрижелудочно через зонд ежедневно, один раз в сутки, в течение 21 суток до начала
иммобилизационного стресса, который вызывали методом ограничения движения при ярком
освещении. Животных испытуемой группы (n = 20) помещали в пластиковые отсеки с
ограниченным объемом (~ 60 cм3) и подвижной <хвостовой> частью для подгонки длины
иммобилизационного отсека под индивидуальной размер животного. Время пребывания крыс в
отсеках составляло 12 ч.
Контролем служили интактные животные (К), группой сравнения - крысы, подвергнутые
иммобилизационному стрессу с введением через зонд аналогичного объема дистиллированной
воды (<СПМ+ДВ>). При этом у крыс не возникало водной перегрузки, равно как и выраженных
сдвигов в обмене электролитов и гормональных показателей [1].
Для определения кальция и магния в биологических жидкостях и тканях раствор пробы распыляли
в виде аэрозоля в пламени ацетиленовой горелки (длина пламени 110 мм ), через которое
проходил свет резонансной линии определяемого элемента от лампы полого катода. В пламени
происходила диссоциация солей на свободные атомы кальция и магния, которые поглощают
излучение резонансной линии. Результаты определялись на атомно-абсорбционном
спектрофотометре <Квант- Z -эта> (Россия). Содержание электролитов в плазме и лимфоплазме
выражалось в г/л, в тканях - в процентах к сухому веществу.
Результаты и обсуждение. Роль нарушений минерального гомеостаза в возникновении и
развитии СПМ в настоящее время является неоспоримой. Представляется целесообразным, в
первую очередь, оценить показатели содержания и распределения кальция, как одного из
важнейших метаболических субстратов.
Ионы кальция (Са2+) изменяют проницаемость мембран, влияют на возбудимость нервной
системы, образование и распад нейромедиаторов в синапсах, регулируют тонус сосудистой
стенки, участвуют во многих ферментативных реакциях, процессах свертывания крови и
оплодотворения, биосинтеза гормонов, т. е. Са2+ выступает в роли универсального <вторичного
мессенджера> (second messenger) [2].
В группе крыс <СПМ+Л п > содержание Ca2+в плазме крови на первые сутки эксперимента хотя и
не отличалось от контрольного значения, но было достоверно ниже по сравнению с таковыми у
животных группы <СПМ+ДВ>. На третьи сутки уровень Ca2+в плазме крови был существенно
выше, по сравнению с контролем, но оставался ниже значений, определенных в группе сравнения.
Более низкое содержание Ca2+ в плазме крови у крыс 3-й группы может отражать повышение
депонирующей роли лимфатической системы при экстремальных состояниях, что может
препятствовать развитию <кальцификации> миокарда и активации <кальциевой триады>. Данный
тезис хорошо согласуется с менее выраженными изменения ЭКГ, а также патоморфологическими
признаками повреждения у животных экспериментальной группы.
В группе <СПМ+Л п > содержание Ca2+ в лимфе на первые и третьи сутки эксперимента было
достоверно выше как по сравнению с контролем, так и значениями, определенными в группе
сравнения. При этом уровень Ca2+ в лимфатических узлах на первые сутки был выше
контрольного значения и его содержания у животных в <СПМ+ДВ> группе. Вероятно,
профилактическое энтеральное применение сорбента с ионообменными свойствами приводило к
созданию кишечного <депо> кальция, который поступал в основном в лимфатическое русло и
накапливался в лимфатических узлах. Данный факт можно рассмотреть с позиции академика
РАМН Ю. И. Бородина (2002) [3], который считает, что многие сорбенты со свойствами
ионообменника в кишечнике выполняют некоторые функции лимфоидных образований. У
животных группы <СПМ+Лп> уровень Ca2+ в миокарде хоть и оставался выше контрольного
значения, но был достоверно ниже, чем в группе <СПМ+ДВ>. Таким образом, профилактическое
применение энтеросорбента способствует меньшему накоплению Ca2+ в миокарде. Это может
приводить к меньшей степени выраженности <кальциевого парадокса> и <кальциевой триады>,
что будет способствовать снижению его аритмогенного эффекта и снизит выраженность и
распространенность поражения миокардиоцитов.
Магний в последнее время стал объектом самого пристального внимания [8, 9]. Являясь
кофактором более чем 300 энзимокомплексов и физиологическим антагонистом кальция [10], этот
ион играет важную роль в контрактильной функции миокарда. О выраженном влиянии магния на
состояние сосудистой стенки пишут Ф. А. Вилковысский и соавт. (1996) [4].
У животных экспериментальной группы (<СПМ+Лп>) содержание магния в плазме крови на
первые и третьи сутки хоть и оставалось выше контрольного значения, но было существенно
ниже, чем у крыс <СПМ+ДВ> группы. У животных <СПМ+Лп> первые трое суток эксперимента
содержание Mg 2+ в плазме крови достоверно превышало контрольные значения, но при этом оно
оставалось существенно ниже таковых у крыс <СПМ+ДВ> группы.
Таким образом, можно предположить, что профилактическое применение энтеросорбента с
ионообменными свойствами способствует депонированию Mg2+ в лимфатическом русле. В случае
необходимости это может обеспечить поступление Mg2+ в регионы с его дефицитом, в частности в
миокард, который в условиях СПМ часто <переполнен> ионами кальция, по отношению к
которому магний может выступать как антагонист. Интересно отметить, что уровень Mg2+ в
лимфатических узлах у крыс <СПМ+Лп> в остром периоде хотя и несколько превышал
контрольное значение (только на первые сутки), но при этом был существенно выше по
сравнению с таковыми у крыс <СПМ+ДВ> группы. Следовательно, можно предположить, что
основным <депо> Mg2+ в экстремальной ситуации у животных экспериментальной группы
являются не лимфатические узлы, а интерстициальная жидкость и лимфа.
У животных, получавших энтеросорбент со свойствами селективного ионообменника с
профилактической целью (экспериментальная группа) содержание Mg2+ в плазме крови, начиная с
седьмых суток эксперимента, не отличалось от контроля, но было существенно ниже по
сравнению со значениями у крыс 1-й группы. В лимфе крыс <КПМ+Лп> концентрация магния на
седьмые и четырнадцатые сутки была ниже контроля. На седьмые и четырнадцатые сутки
исследования уровень Mg2+ в лимфаузлах в этой группе был достоверно выше, чем в группе
<СПМ+ДВ>. Что касается миокарда, то профилактическое введение энтеросорбента
поддерживало содержание Mg2+ в пределах контрольных значений, однако на седьмые сутки
эксперимента его уровень оставался выше, чем у крыс группы сравнения.
Анализируя полученные данные, можно предположить, что распределение Mg2+ в системе <кровь
- лимфа - лимфоузел - миокард> у животных группы сравнения, скорее всего, носит
дезадаптивный характер, что проявляется в большей смертности у животных этой группы, а также
более значительными изменениями показателей электрокардиограммы и более выраженными
патоморфологическими изменениями. У животных, получавших энтеросорбент с ионообменными
свойствами с профилактической целью, степень выраженности нарушений обмена магния в
изучаемой системе значительно менее выражена.
Таким образом, при анализе содержания и распределения макроэлементов в рассматриваемой
системе, коррелируемых с различиями в функциональном состоянии миокарда, очевидно, что в
динамике развития СПМ лимфоузлы, интерстициальная жидкость и лимфа берут на себя роль
функционального триггера, обеспечивающего адаптивный метаболический ресетинг на
качественно новом уровне в комплексе с селективной лимфоаттракцией периферической лимфой.
Это происходит за счет качественно нового функционального уровня синхронного реагирования
структурно-функциональных элементов - эффекторов системы (плазма - миокард - лимфоузлы), в
том числе за счет регулирования прямых лимфо-плазменно-тканевых отношений биометаллов,
оптимизирующего функциональное состояния миокарда в динамике СПМ. Причем применение
энтеродоноросорбента с целью профилактики СПМ приводит к нормализации значений
показателей минерального гомеостаза, электрофизиологических и патоморфологических данных
как в остром, так и раннем восстановительном периоде СПМ.
Список литературы
1. Антонов А. Р. Влияние острой алкогольной интоксикации на ренин-ангиотензинальдостероновую систему и обмен электролитов при инфаркте миокарда : дисс. ... канд.
мед. наук / А. Р. Антонов. - Новосибирск, 1990. - 210 с.
2. Баскаков М. Б. Роль вторичных мессенджеров и Na/H -обмена в регуляции электрической и
сократительной активности гладких мышц / М. Б. Баскаков, М. А. Медведев // Кальций регулятор метаболизма : сборник. - Томск, 1987. - С. 128 - 151.
3. Бородин Ю. И. Интерстициальный массоперенос и межсистемные отношения / Ю. И.
Бородин // Проблемы экспериментальной, клинической и профилактической лимфологии. Новосибирск, 2002. - С. 5.
4. Вилковысский Ф. А. Оротовая кислота и магний в клинической кардиологии / Ф. А.
Вилковысский, А. Л. Верткин, О. В. Стовбур // ТОП-медицина. - 1996. - N 4. - С. 12-16.
5. Новоселов Я. Б. Нарушения обмена биометаллов при острой алкогольной интоксикации и
коррекция нарушений <Литовитом> : автореф. дисс. :. канд. мед. наук / Я. Б. Новоселов. Новосибирск, 2001. - 18 с.
6. Скальный А. В. Биоэлементы в медицине / А. В. Скальный, И. А. Рудаков. - М. : <ОНИКС>,
2004. - 272 с.
7. Шлант Р. К. Клиническая кардиология ; пер. с англ. / Р. К. Шлант, Р. В. Александер. - М. ;
СПб. : <Бином> - <Невский диалект>, 1998. - 579 с.
8. Elin R. J. Magnesium : the fifth but forgotten electrolyte / R. J. Elin // Am. J. clin. Pathol. - 1994. Vol. 102, N 5. - P. 616 - 622.
9. Golf S. Transport von Magnesium durch Membranen / S. Golf // Magn. Bull. - 1994. - Vol. 16, N
1. - P. 12 - 18.
10.Graeff R. M. Magnesium ions but not ATP inhibit cyclic ADP-ribose-induced calcium release / R.
M. Graeff, R. J. Podein, R. Aarhus, H. C. Lee // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 1995. - Vol.
206 , N 2. - P. 786 - 791.