РЕЗЮМЕ.
Респираторные заболевания представляют собой значительную проблему для здоровья детей, так как они могут привести к серьезным осложнениям и ухудшению качества жизни. Важно понимать, как биохимические процессы в организме могут влиять на предрасположенность к таким заболеваниям.
Цель исследования – анализ суточных колебаний макро- и микроэлементов, а также уровня кортизола в моче у детей, страдающих рецидивирующими респираторными заболеваниями (РРЗ).
Материалы и методы. Обследованы 160 детей в возрасте от 5 до 7 лет, которые были разделены на две группы: в первую вошли 60 детей, редко болеющих респираторными заболеваниями, во вторую – 100 детей с частыми респираторными инфекциями. Элементный статус и функцию надпочечников у детей оценивали с помощью неинвазивного метода – исследования мочи.
Результаты. Согласно полученным данным, у детей, редко страдающих от острых респираторных инфекций, максимальные уровни таких элементов, как медь, цинк, марганец и кальций, наблюдаются в дневное время суток. Это может свидетельствовать об определенном ритме у здоровых детей, который поддерживается оптимальным уровнем этих элементов в организме. В тоже время у детей с РРЗ отмечено значительное повышение (p < 0,05) среднесуточных концентраций меди и цинка в моче по сравнению с их здоровыми сверстниками. Данный факт может указывать на попытку организма компенсировать дефицит этих элементов или на наличие воспалительных процессов, требующих повышенного уровня этих микроэлементов. Кроме того, у детей с РРЗ наблюдается снижение амплитуды колебаний уровня кальция и марганца в моче (p < 0,05). Стрессовые состояния, связанные с частыми респираторными заболеваниями, приводят к изменениям в работе гипофизарно-надпочечниковой системы, что, в свою очередь, вызывает смещение кортикальной активности на ночные и ранние утренние часы. Это проявляется как в увеличении среднесуточного уровня кортизола (p < 0,05), так и амплитуды его колебаний (p < 0,05) в моче.
Выводы. Исследование биологических ритмов макро- и микроэлементов, а также уровня кортизола может помочь более глубоко понять механизмы, лежащие в основе предрасположенности детей к частым респираторным инфекциям. Эти данные могут стать основой для разработки современных методов профилактики и лечения респираторных заболеваний у детей, включая коррекцию дефицита микроэлементов и управления стрессом.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: макро- и микроэлементы, кортизол, моча, суточный ритм, дети, рецидивирующие респираторные заболевания.
Для цитирования: Мандров С.И., Жданова Л.А., Шишова А.В., Иванова И.В., Ларюшкина Р.М. Суточные ритмы макро- и микроэлементов, кортизола мочи у детей с рецидивирующими респираторными заболеваниями. Микроэлементы в медицине. 2025;26(2):4147. DOI: 10.19112/2413-6174-2025-26-2-41-47.
ВВЕДЕНИЕ
Рецидивирующие респираторные заболевания (РРЗ) являются распространенным клиническим феноменом, особенно отмечаемым у детей в возрасте от 1 года до 6 лет. Несмотря на то, что инфекции в большинстве случаев протекают с легкими клиническими проявлениями, а частота эпизодов с увеличением возраста снижается, они ухудшают качество жизни ребенка и семьи и приводят к значительным медицинским и социальным затратам. Проведенные многочисленные исследования не позволяют выявить общие закономерности предрасположенности детей к респираторным инфекциям (Вавилова и др., 2022; Чувирова, Ярцев, 2023; Шугаева и др., 2024).
В настоящее время большое значение имеет изучение расстройств элементного гомеостаза как причины нарушений базального метаболизма и обмена веществ (Singh et al., 2020; Пилькевич и др., 2023; Королева и др., 2023).
Жизнедеятельность организма, включая все его биологические процессы, критически зависит от правильного соотношения и концентрации электролитов в крови. Эти вещества, особенно катионы, необходимы для нормального протекания метаболизма и поддержания постоянства внутренней среды. Чтобы организм мог эффективно справляться с неблагоприятными внешними воздействиями, важно поддерживать достаточный запас ресурсов, в первую очередь, электролитный баланс (Султанова и др. 2023; Юрьева и др., 2023).
В период роста и развития детей, когда обмен веществ особенно интенсивен, необходимо обеспечивать регулярное поступление в организм как макро-, так и микроэлементов. Незрелость адаптационных механизмов не только приводит к выраженным метаболическим нарушениям, но и потенциально может формировать микроэлементные заболевания, такие как рецидивирующие респираторные инфекции (Скальный, 2018).
Уровень содержания микроэлементов соответствует ритмической перестройке регуляторной системы в течение суток, обеспечивая адаптивные и приспособительные реакции организма на неблагоприятные факторы среды (Василенко и др., 2019).
В основе всех болезненных состояний лежит десинхронизация биологических процессов, охватывающая все уровни организации живого: от клеток до организма в целом. Болезнь начинает проявляться через нарушение циркадианных ритмов, а саногенез завершается только тогда, когда восстанавливается временная организация основных физиологических систем организма (Губин, 2019).
Многочисленные исследования (Чернова, Скальный, 2021; Болотова и др., 2022; Караева А.В. и др., 2022) детально описывают макро- и микроэлементный статус детей при различных патологических состояниях. Однако данные о влиянии острых респираторных заболеваний на элементный баланс остаются фрагментарными. Недостаток информации затрудняет разработку эффективных стратегий профилактики и лечения, направленных на восстановление нарушенного гомеостаза при рецидивирующих респираторных заболеваниях.
Активно обсуждается вопрос о вовлечении эндокринной системы в реализации стресса при различных заболеваниях, в том числе инфекционных (Ордян и др. 2020; Акарачкова и др. 2022). Одним из показателей, характеризующих адаптационный процесс, является уровень кортизола в биологических жидкостях, однако существуют единичные работы по изучению уровня кортизола у детей с острыми респираторными инфекциями (Малюгина и др. 2018).
Цель работы – изучение суточной динамики макро- и микроэлементов, а также кортизола в моче у детей с рецидивирующими респираторными заболеваниями.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В исследовании приняли участие 160 детей в возрасте от 5 до 7 лет. Пациенты были разделены на две группы: в первую вошли 60 детей, редко болеющих респираторными заболеваниями, во вторую – 100 детей с частыми респираторными инфекциями. Детей относили ко второй группе, если они переносили острые респираторные заболевания 8 и более раз в год (Chiappini et al., 2021; Мелехина и др. 2023; Курдюкова, 2024).
Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО Ивановский ГМУ Минздрава России (протокол № 4 от 11.04.2024). От законных представителей каждого из включенных в исследование участников получено информированное добровольное согласие. Протокол исследования утвержден этическим комитетом ФГБОУ ВО Ивановский ГМУ Минздрава России (протокол № 4 от 11.04.2024)
Для оценки элементного статуса и функции надпочечников у детей использовали неинвазивный метод – исследование мочи. Пробы мочи собирали каждые 3 ч в течение двух дней, начиная с 7 ч утра. В моче методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии определяли четыре химических элемента (Ca, Cu, Mn, Zn) жизненно необходимых для организма (Скальный 2018). Концентрацию кортизола устанавливали радиоиммунометрическим методом.
Для анализа полученных данных использовали статистические методы, включая стандартную программу «STATISTICA 6,0» и пакеты прикладных программ «Evrika» (приближение функции по методу наименьших квадратов – Косинор-анализ), «Microsoftworks» 2,0 (электронные таблицы) и «Statgrafics 3,0» (иллюстративная графика).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Проведенное исследование суточных колебаний макро- и микроэлементов в моче у детей с рецидивирующими респираторными заболеваниями и контрольной группы выявило интересные закономерности (табл. 1 "Суточный ритм экскреции электролитов и кортизола с мочой у детей с рецидивирующими респираторными заболеваниями" в приложенном pdf-файле). В обеих группах максимальное выделение кальция (Ca), меди (Cu), марганца (Mn) и цинка (Zn) наблюдалось в дневные часы. Такая динамика экскреции косвенно подтверждает сохранение у детей с РРЗ общей циркадианной структуры гомеостатических функций и указывает на относительно стабильное функционирование организма и его способность к поддержанию гомеостаза – динамического равновесия внутренней среды. Исследования Putker et al. (2018) также подтверждают сохранение основных суточных ритмов даже при наличии заболеваний.
Суточные ритмы характеризуются двумя основными параметрами: средним уровнем (мезором) и размахом колебаний (амплитудой). Особенно важна амплитуда, так как она отражает способность организма противостоять неблагоприятным факторам, его приспособляемость и служит важным индикатором общего состояния здоровья (Putker et al., 2018; Губин, 2019; Губин, Коломейчук, 2019).
В ходе исследования у детей с РРЗ определялось статистически значимое (p < 0,05) увеличение количества меди, выводимой с мочой в течение суток. Это, скорее всего, свидетельствует не об избытке, а о нехватке меди в организме. Дефицит меди может вызывать ряд негативных последствий: снижение энергетического уровня, усиление окислительного стресса, нарушения в работе кроветворной системы и иммунных клеток. Такие последствия, в свою очередь, повышают вероятность развития и хронизации инфекционных и воспалительных заболеваний (Гизингер, 2019; Исанкина и др., 2019; Mezzaroba et al., 2019; Chen et al., 2020; Bjorklund et al., 2020; Hasanato, 2020; Singh et al. 2020; Escobedo-Monge et al., 2023). Важно понимать, что повышенное выделение меди с мочой может быть лишь одним из признаков дефицита этого микроэлемента. Для более точной диагностики необходимо проводить дополнительные исследования, такие как анализ уровня меди в сыворотке крови и оценку активности медь-зависимых ферментов.
Исследование экскреции цинка и кальция с мочой у детей, страдающих РРЗ, выявило интересные особенности, указывающие на нарушения минерального обмена и иммунной системы. У детей с РРЗ наблюдается повышенное содержание цинка в моче в течение суток, а также более выраженные (p < 0,05) колебания его уровня по сравнению со здоровыми детьми. Это изменение связано с воспалительными процессами, происходящими в организме. Частые инфекции дыхательных путей, характерные для детей дошкольного возраста, вызывают повреждение тканей, что приводит к выделению аминокислот. Аминокислоты, в свою очередь, могут влиять на метаболизм цинка, повышая его концентрацию в крови и, как следствие, экскрецию с мочой. Дефицит этого микроэлемента приводит к снижению фагоцитарной активности макрофагов, уменьшает количество циркулирующих в крови лимфоцитов, подавляет продукцию антител и ослабляет антиоксидантную защиту организма, делая его более уязвимым к инфекциям (Ревякина и др., 2019).
В отличие от цинка, исследование показало снижение (p < 0,05) амплитуды суточных колебаний концентрации кальция в моче у детей с РРЗ по сравнению с детьми, редко болеющими респираторными заболеваниями. Амплитуда колебаний отражает способность организма адаптироваться к изменениям во внешней среде и поддерживать гомеостаз. Сниженная амплитуда колебаний кальция может свидетельствовать о нарушении циркадианных ритмов – системы, регулирующей суточные биологические процессы. Подобные нарушения могут быть одним из ранних признаков функциональных расстройств в организме у детей с РРЗ.
У детей, редко болеющих острыми респираторными заболеваниями, усиление экскреции кортизола с мочой отмечается в утренние часы. Учитывая, что интервал между пиком концентрации глюкокортикоидов крови и мочи составляет от 2 до 6 ч, можно утверждать, что максимальный подъем кортикостероидной активности происходит перед пробуждением и совпадает с максимальной реактивностью гипоталамо-надпочечниковой системы к различным внешним воздействиям (Yu T. et al. 2020).