Мікроелементи та стан імунітету у дітей

Останніми роками спостерігають погіршання стану здоров’я дитячого населення України. При цьому виділяють кілька закономірностей:
• зменшення кількості дітей, яких відносять до І та ІІ груп здоров’я;
• збільшення кількості дітей, які часто хворіють;
• зростання показників поширеності «несприятливих» фонових станів і захворювань.
Так, за останнє десятиріччя намітилась тенденція до зростання поширеності залізодефіцитної анемії (ЗДА) та латентних залізодефіцитних станів (ЛЗД). За даними МОЗ України, поширеність ЗДА у 1997 р. становила 36,05, у 2000 р. – 35,98, у 2004 р. – 50,2, у 2006 р. – 42,5 на 1 тис. дитячого населення. Захворюваність у 2000 р. становила 14,8, у 2006 р. – 16,3 на 1 тис. дитячого населення [2, 8, 10, 11, 15, 16].
З огляду на поширеність сидеропеній, вважаємо за доцільне акцентувати увагу лікарської спільноти на взаємозв’язку між станом обміну заліза у дитини та функцією її імунної системи.
За даними деяких авторів, серед дітей, хворих на ЗДА, 42,4% становлять ті, що часто хворіють, тоді як у контрольній групі їх лише 17% [13]. Відповідно до результатів власних досліджень, частота анемій у дітей, які часто хворіють, коливається від 9,3 до 20,8%, залежно від наявності у них хронічного тонзиліту.
Несприятливий стан, зумовлений сидеропенічними проявами, часто обтяжується дисбіозом кишечнику, незбалансованим харчуванням і білково-енергетичним аліментарним дефіцитом, які послаблюють певні ланки імунних реакцій і порушують нормальну імунну відповідь.

У класифікації вторинних (набутих) імунодефіцитних захворювань виділяють стани, пов’язані з дефіцитами певних речовин:
1. Імунодефіцит, пов’язаний з дефіцитом мікроелементів.
2. Імунодефіцит, асоційований з рівнем заліза.
3. Імунодефіцит при гіповітамінозах.
4. Імунодефіцити в разі недостатності білка, порушень вуглеводного обміну та при диспротеїнеміях [1].

Таким чином, одним з основних чинників поліпшення стану здоров’я дітей, їх імунологічної реактивності є збалансованість харчування із забезпеченням організму дитини есенціальними мікроелементами, залізом та іншими необхідними речовинами.
Обмін заліза в організмі людини тісно пов’язаний з імунологічною реактивністю. Нині встановлено чинники впливу заліза на різні ланки імунної відповіді.
Клітинний імунітет. У наукових дослідженнях доведено участь заліза у забезпеченні таких важливих процесів, як:
• мітотична активність Т-клітин (унаслідок зменшення при сидеропенії проліферативної відповіді Т-клітин на мітогени, а також зниження активності рибонуклеотидредуктази і, відповідно, синтезу ДНК);
• контроль за диференціюванням клітин, який забезпечується достатнім надходженням заліза через трансферинові рецептори [20];
• повноцінний фагоцитоз (зниження бактерицидності й активності мієлопероксидази нейтрофільних гранулоцитів);
• підтримання високої активності природних кілерів – NK-клітин (виявлено вірогідну залежність активності NK-клітин від рівня феритину в сироватці крові);
• підтримання бактерицидної здатності сироватки (зниження рівня IL-2 та IL-6 у сироватці крові в разі порушення обміну заліза);
• експресія поверхневих антигенів ІІ класу головного комплексу гістосумісності на Т-лімфоцитах та інших імунокомпетентних клітинах [4, 5, 9].
Під час обстеження пацієнтів із ЗДА як при інфекційно-запальному захворюванні, так і без супутньої патології виявлено зниження вмісту абсолютної і відносної кількості Т-лімфоцитів та їх субпопуляцій. Це свідчить, певною мірою, про порушення як хелперної, так і супресорної ланки імунітету [5].
Гуморальний імунітет. Залізо також впливає на стан гуморального імунітету. У групі хворих на ЗДА без супутньої патології, на відміну від здорових і хворих на ЗДА із супутніми захворюваннями, було виявлено зниження кількості В-лімфоцитів. Це свідчить, що саме ЗДА є причиною зазначених порушень. Дефіцит заліза в організмі спричинює такі зміни:
• порушує синтез секреторного IgА (місцевий гуморальний імунітет);
• знижує активність пропердину, системи комплементу, лізоциму, інтерферону;
• знижує рівень IgG [3, 17].
За даними деяких авторів, у хворих на ЗДА підвищується рівень IgA сироватки крові, що може свідчити про субклінічний автоімунний процес, спричинений посиленим руйнуванням еритроцитів, яке спостерігають при ЗДА [5].
До чинників неспецифічного гуморального захисту відносять також залізовмісні білки феритин і трансферин, рівень яких знижується при ЗДА.
Залізо й алергійні реакції. Дефіцит заліза в організмі зумовлює алергійні та псевдоалергійні (лібераторні) реакції. Вони виникають у разі зниження активності залізовмісних ферментів тканинного дихання, процесів детоксикації й антиоксидантного захисту. За цих умов збільшується кількість проміжних продуктів окислення та ксенобіотиків, які сприяють сенсибілізації організму та спричинюють ушкодження клітинних мембран і мембран лізосом з подальшим вивільненням медіаторів запалення, в тому числі і гістаміну та гістаміноподібних речовин [18, 19].
Таким чином, дефіцит заліза впливає майже на всі ланки імунних реакцій: на тлі зміненої реактивності організму він зумовлює або бурхливіший перебіг запальних реакцій за втрати контролю Т-супресорною ланкою, або млявий, підгострий і триваліший у разі неповного фагоцитозу, порушення макрофагального процесингу, дозрівання Т- і В-лімфоцитів тощо.
Варто також звернути увагу на такий тип порушення обміну заліза, як анемія хронічних захворювань (АХЗ). Під час лабораторного обстеження вона проявляється нормо-, рідше гіпохромною нормоцитарною анемією зі зниженим рівнем сироваткового заліза, але з нормальним вмістом феритину, сидероцитів у кістковому мозку та трансферинових сироваткових рецепторів. Для ЗДА характерні зниження рівня і сироваткового заліза, і феритину, і сидероцитів на тлі підвищеного вмісту трансферинових сироваткових рецепторів [4, 12]. Таким чином, для АХЗ характерний функціональний дефіцит заліза з насиченням його резервного пулу. Механізм цього стану – блокада заліза в клітинах системи мононуклеарних фагоцитів і відсутність їх реакції на сигнали цитокінів. Також у період гострого запалення фактор некрозу пухлин, інтерферони та IL-1 знижують кількість клітинних трансферинових рецепторів і посилюють синтез феритину, знижуючи тим самим доступність заліза для патогенних мікроорганізмів, що трактують як один з елементів захисних реакцій на запальний процес [1, 9].
У більшості (до 80,3%) випадків у дітей через 1-2 міс після купірування запального процесу показники ферокінетики та стану еритропоезу нормалізуються, але у 20% дефіцит заліза зберігається [4]. За важкого перебігу інфекційно-запального процесу функціональний дефіцит заліза буде зберігатися триваліше на тлі одночасного зниження активності еритропоезу. Таким чином, створюються умови для виникнення «хибного кола»: внаслідок високої потреби в залізі у дітей часто виникають сидеропенічні стани, які зумовлюють зниження резистентності та розвиток частих і тривалих інфекційно-запальних захворювань. Останні порушують механізми реутилізації заліза з клітин макрофагальної системи та поглиблюють дефіцит цього нутрієнта.

Лікування залізодефіцитних станів на тлі інфекційно-запального процесу має свої особливості:
• застосування заліза в гостру фазу захворювання буде сприяти розмноженню сидерофільної патогенної флори, тому корекцію залізом необхідно відкласти до періоду реконвалесценції;
• в гостру фазу доцільнішим є призначення вітамінів і мікроелементів, які нормалізують обмін заліза (мідь, цинк, селен, марганець, хром, вітаміни С, В₆, В₁₂).
Правильно проведена феротерапія дає змогу відновити запаси заліза та знизити ризик розвитку повторних інфекцій.

У дітей, які часто хворіють, під час дослідження клітинних і гуморальних показників імунітету виявляють значні відхилення від норми:
• зниження кількості Т-клітин, активних Т-лімфоцитів (з високим рівнем метаболізму), Т-хелперів;
• зменшення концентрації секреторного IgА;
• низьку активність лізоциму в носовому секреті;
• зниження здатності лейкоцитів до секреції інтерферону.

Інші параметри змінюються рідше та залежать від імунного статусу дітей [9]. Таким чином, більшість із наведених чинників патогенетично може бути пов’язана з дефіцитом заліза, тому у дітей слід проводити ретельний моніторинг вмісту згаданого нутрієнта та за потреби вчасно коригувати його обмін.
Мікроелементи відіграють певну роль у розвитку сидеропенічних станів, отже, зміни їх рівнів опосередковано сприяють виникненню інфекційних захворювань. Роль деяких мікроелементів вивчено вже досить повно.
Цинк:
• є кофактором тимуліну та необхідним елементом для перетворення претимуліну в тимулін. Регулює активність зрілих Т-клітин периферичної крові та стимулює дозрівання Т-лімфоцитів;
• відіграє ключову роль у димеризації γ-інтерферону, тому за відсутності Zn спостерігають значне зниження активності γ-інтерферону;
• бере участь у синтезі ДНК, тому є необхідним елементом для тканин, які швидко розмножуються (кістковий мозок, тимус), а також у підтриманні цілісності захисного бар’єру шкіри та слизових оболонок;
• у структурі IL-2 виявлено цинкзалежну ділянку, тому в разі його недостатності секреція цього цитокіну знижується;
• дефіцит цинку у людини супроводжується зниженням маси лімфоїдної тканини (тимус, лімфовузли, селезінка, мигдалики), загального вмісту лейкоцитів, відносної й абсолютної кількості Т-лімфоцитів, їх функціональною недостатністю. За недостатності цинку особливо страждає хелперний росток;
• доведено, що рівень цинку в сироватці у хворих на атопічні алергійні захворювання нижчий, ніж у здорових осіб. Нещодавно опубліковано дані про позитивний терапевтичний ефект застосування середніх доз цинку в дітей перших 6 міс життя з проявами атопічної патології;
• різке зниження вмісту цинку виявлено в дітей, які часто хворіють на ГРВІ [1, 21].
Мідь:
• бере участь в антиоксидантному захисті й інактивації вільнорадикальних реакцій окислення, сприяє зв’язуванню мікробних токсинів;
• потенціює дію антибіотиків;
• має виражені протизапальні властивості, пом’якшує прояви автоімунних захворювань [14].
Селен:
• за недостатності селену знижується бактерицидна здатність нейтрофілів унаслідок зниження активності селенвмісної глутатіонпероксидази. Недостатність цього ферменту призводить до руйнування нейтрофілів унаслідок накопичення вільних радикалів;
• селенвмісні дейодинази 2-го типу, що містяться в тимусі, відповідають за локальну продукцію трийодтироніну. Зниження їх активності порушує розвиток і функції імунокомпетентних клітин тимуса;
• селенвмісні глутатіонпероксидаза та тіоредоксинредуктаза можуть впливати на продукцію і метаболізм ейкозаноїдів, модулювати процеси запалення та хемотаксис. Недостатність селену зумовлює продукцію запальних ейкозаноїдів і важчий перебіг запальних реакцій;
• від вмісту селену в сироватці крові залежить відносна кількість NK-клітин;
• виявлено кореляцію між концентрацією в плазмі селену та вмістом CD4+-лімфоцитів. Збільшення надходження селену з їжею призводить до підвищення їх активності, зростання на них кількості рецепторів до IL-2, посилення міграційної здатності лімфоцитів [1, 14].
Ми обстежили 82 дитини у віці від 7 до 16 років, які перебували на стаціонарному лікуванні в КДКЛ № 8 з приводу повторної респіраторної патології (бронхіт, обструктивний бронхіт, пневмонія) та хронічної гастроентерологічної патології (хронічний холецистит, хронічний гастрит, дискінезії жовчовивідних шляхів). Діагнози захворювань встановлювали на основі клінічних даних, результатів лабораторного, інструментального й ультразвукового, а за потреби – рентгенологічного досліджень. Комплекс обстеження показників червоної крові включав: кількість еритроцитів, вміст гемоглобіну, гематокрит, ступінь анізоцитозу еритроцитів (RDW), середній об’єм еритроцитів (MCV), середній вміст гемоглобіну в еритроциті (MCH), середню концентрацію гемоглобіну в еритроциті (MCHC), визначення сироваткового заліза (СЗ) за загальноприйнятими методиками. Крім того, вміст заліза й інших мікроелементів у волоссі визначали за допомогою рентгенофлюоресцентного спектрометра «ElvaX». Для вивчення вмісту хімічних елементів використовували референтну базу рентгенофлюоресцентного спектрометра «ElvaX» та дані літератури [14].
Вміст мікроелементів у волоссі відображає мікроелементний статус усього організму, тому під час визначення цього показника у волоссі дітей різних вікових груп з респіраторними захворюваннями або патологією травного каналу зміни виявлено у більшості обстежених. Так, дефіцит заліза, міді, цинку, селену спостерігали в 35-85,3% випадків. Лише в поодиноких випадках відзначали підвищений вміст цих елементів. У дітей з гострими інфекційно-запальними захворюваннями частіше спостерігали дефіцит цинку; дефіцит заліза та міді – в обох групах, частіше на тлі гастродуоденальної патології. У той самий час виявляли підвищений вміст деяких важких металів.
Також ми провели дослідження вмісту міді залежно від ступеня сидеропенії, враховуючи тісний зв’язок цих елементів з кровотворенням та іншими процесами. Обстежених дітей було розподілено на три групи:
• до 1-ї включено дітей без порушень обміну заліза;
• до 2-ї – з латентним дефіцитом заліза;
• до 3-ї – дітей, хворих на ЗДА.
Під час вивчення мікроелементного статусу дітей залежно від стану обміну заліза встановлено, що зниження вмісту міді частіше відбувається за латентного та явного дефіциту заліза [6, 7].
Таким чином, у дітей часто спостерігають порушення вмісту окремих мікроелементів, що створює несприятливий преморбідний стан. Сукупні або обумовлені дефіцитом мікроелементів зміни імунітету, без сумніву, мають значення в розвитку різноманітної патології у дітей, що потребує адекватних лікувально-реабілітаційних заходів.

Висновки:
1. Зміни вмісту окремих хімічних елементів в організмі дітей є поширеним явищем, яке обумовлює розвиток низки патологічних станів, у тому числі і повторних респіраторних захворювань.
2. Стан дисбалансу мікроелементів і наявність сидеропенії у дітей варто враховувати під час розроблення лікувально-профілактичних заходів для таких пацієнтів.

Література
1. Вологжанин Д.А., Калинина Н.М., Князев П.С. Иммунитет и питание // Рос. биомед. журн. – 2005. – Т. 6 – С. 626-647.
2. Здоров’я населення та діяльність галузі охорони здоров’я України в 2001-2005 роках (статистично-аналітичний довідник). – ЦМС МОЗ України, 2006.
3. Зубаренко О.В., Гурієнко К.О. Метаболічна корекція залізодефіцитних анемій у дітей // Сучасна педіатрія. – 2006. – № 1 (10) – С. 110-112.
4. Казюкова Т.В. Показатели феррокинетики при инфекционно-воспалительных заболеваниях у детей раннего возраста // Педиатрия. – 2004. – № 3. – С. 42-48.
5. Копина М.Н. Многофакторный анализ причин развития железодефицитных состояний и изменения клеточного и гуморального иммунитета у больных железодефицитной анемией // Вестник Новгородского государственного университета. – 2000. – № 14 – С. 34-38.
6. Марушко Ю.В., Лісоченко О.О. Вміст окремих мікроелементів при залізодефіцитних станах у дітей // Збірник наукових праць співробітників НМАПО ім. П.Л. Шупика. – К., 2007. – Вип. 16, 3 кн. – С. 207-211.
7. Марушко Ю.В., Лісоченко О.О., Макаров А.С., Московенко О.Д. Особливості мікроелементного статусу у дітей на сучасному етапі // Науковий вісник НМУ ім. О.О. Богомольця «Стоматологічне здоров’я – дітям України». – 2007. – С. 144-145.
8. Марушко Ю.В., Лісоченко О.О., Московенко О.Д. Сучасний стан проблеми залізодефіцитних станів у дітей // Охорона здоров’я України. – 2007. – № 1 (25). – С. 33-34.
9. Нетребенко О.К., Щеплягина Л.А. Иммунонутриенты в питании детей // Трудный пациент. – 2006. – Т. 4, № 6 – С. 21-26.
10. Показники здоров’я населення та використання ресурсів охорони здоров’я в Україні за 2003-2004 роки. – ЦМС МОЗ України, 2005.
11. Показники здоров’я населення та використання ресурсів охорони здоров’я в Україні за 2004-2005 роки. – ЦМС МОЗ України, 2006.
12. Растворимые рецепторы трансферина: значение в диагностике анемий / Карамян Н.А., Казанец Е.Г., Айвазова Д.Х. и соавт. // Клин. лаб. диагностика. – 2003. – № 4. – С. 40-42.
13. Синевич О.Ю., Степнов М.И. Железодефицитная анемия у детей раннего возраста: некоторые аспекты метаболических нарушений, их медикаментозная коррекция // Педиатрия. – 2002. – № 2. – С. 54-59.
14. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. – М.: Мир, 2004. – 215 с.
15. Стан здоров’я дітей та підлітків в Україні та надання їм медичної допомоги за 2005 рік. – ЦМС МОЗ України, 2006.
16. Стан здоров’я дітей та підлітків в Україні та надання їм медичної допомоги за 2006 рік. – ЦМС МОЗ України, 2007.
17. Ткаченко С.К., Громнацька Н.М. Залізодефіцитна анемія у дітей – важлива проблема сьогодення // Педіатрія, акушерство та гінекологія. – 2002. – № 6 – С. 9-13.
18. Andrews N.C. Iron metabolism and related disorders. – Chavanes-de-Bogis; Geneva, 2002. – P. 1-5.
19. Beard J.L. Iron biology in immune functions, muscle metabolism and neuronal functioning // J.Nutr. – 2001. – Vol. 131 – P. 568-580.
20. Broxmeyer H.E. Iron in Immunity, Cancer and Inflammation / Eds. De Sousa M., Brock J.H. – ChiChester, 1989. – P. 199-215.
21. Ibs K.-H., Rink L. Zinc-Altered immune function // J.Nutr. – 2003. – Vol. 133. – P. 1452-1456.