ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ ПАЦИЕНТОВ С БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ И ОЖИРЕНИЕМ

РЕЗЮМЕ. Во всем мире отмечается рост числа пациентов, страдающих одновременно астмой и ожирением, коморбидность которых оказывает влияние на течение заболевания. Оба процесса являются хроническими, сложными и многофакторными по своей природе. В этиологии этих заболеваний играет роль дисбаланс микроэлементов в организме.

Цель исследования – изучение содержания микроэлементов в сыворотке крови у детей с бронхиальной астмой, коморбидной с ожирением.

Материалы и методы. Обследовано 46 детей с диагнозом бронхиальная астма, из них 26 пациентов с бронхиальной астмой и ожирением (основная группа) и 20 – с бронхиальной астмой и с нормальным индексом массы тела (группа сравнения). Группу контроля составили 26 здоровых детей, сопоставимых по полу и возрасту. Биохимическое исследование показателей белкового, углеводного и липидного спектра сыворотки проводили на биохимическом автоматическом анализаторе SAPPHIRE 400 (Япония). Исследование содержания МЭ в сыворотке крови выполняли методом атомно-абсорбционного анализа на спектрофотометре Hitachi Z300 (Япония).

Результаты. Микроэлементный профиль у детей с бронхиальной астмой и ожирением характеризовался снижением концентрации в сыворотке крови лития, марганца, меди, железа (p<0,05) и повышением содержания никеля, кобальта, меди.

Заключение. Полученные данные указывают на тесную взаимосвязь между нарушением обмена веществ и воспалительными процессами при изучаемой нами патологии. Однако рассмотренные вопросы требуют дальнейшего изучения в рамках поиска значимых предикторов влияния микроэлементов на показатели углеводного и липидного обмена у детей с бронхиальной астмой и ожирением в зависимости от характера рациона питания, средовых и других факторов для создания персонализированных программ профилактики и коррекции.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: микроэлементы, дети, бронхиальная астма, ожирение.

Для цитирования: Евсеева Г.П., Супрун С.В., Телепнева Р.С., Супрун Е.Н., Полтавченко А.Е., Книжникова Е.В., Козлов В.К., Лебедько О.А. Оценка содержания микроэлементов в сыворотке крови пациентов с бронхиальной астмой и ожирением. Микроэлементы в медицине. 2025;26(4):47−54. DOI: 10.19112/2413-6174-2025-26-4-47-54. 

ВВЕДЕНИЕ
Несмотря на значительные успехи в лечении бронхиальной астмы (БА), достигнутые за последние 30 лет, улучшение результатов лечения данной нозологии замедлилось (Global Initiative for Asthma. Global Strategy for Asthma Manangement and Prevention, 2021). У 20–30 % пациентов отмечаются трудные для терапии фенотипы БА (Чучалин и др., 2022). Поэтому, наряду с изучением основного механизма развития БА, большое внимание уделяется персонифицированному подходу к лечению с учетом фенотипов болезни и коморбидных состояний (Супрун и др., 2025).

Последние десятилетия одновременно с увеличением заболеваемости БА наблюдается и прогрессирующий рост числа лиц с избыточной массой тела разной степени выраженности, поэтому проблема коморбидности «БА+ожирение» стала еще более актуальной. Особенности клинического течения БА у лиц с ожирением позволили выделить особый фенотип – БА, ассоциированная с ожирением, когда наличие и выраженность ожирения определяет более тяжелое течение основного заболевания и считается трудным для лечения (Tay et al., 2016; Chen et al., 2017; De, Rastogi, 2019). Хотя патогенетические связи между БА и ожирением изучены недостаточно, предполагается, участие нескольких механизмов и перекрывающихся регуляторов (Mohan et al., 2019). Оба процесса являются хроническими, сложными и многофакторными по своей природе. Патофизиологические факторы, которые могут быть вовлечены в этот процесс, наряду с генетической предрасположенностью, включают в себя метаболическую дисфункцию, системное воспаление и окислительный стресс (Baruwa et al., 2013; Чичкова и др. 2019).

По мнению ряда авторов, средовые риски, связанные с изменением характера питания и физической активности, могут реализоваться через нарушение обеспеченности микронутриентами, в том числе микроэлементами (МЭ), которые участвуют в многочисленных биохимических процессах в организме, выполняя структурную, каталитическую и сигнальную функции (Скальный, Рудаков, 2004; Mao et al., 2018; Luo et al., 2024). Известно, что микроэлементы играют важную роль в поддержании нормального обмена веществ и в функционировании иммунной системы (Кудрин, Громова, 2007; Evseeva et al., 2021). Результаты анализа проведенных работ показывают существенное влияние дефицита цинка, селена, меди, магния и кальция на течение заболевания, способствуя развитию бронхиальной гиперреактивности, усилению оксидативного стресса и поддержанию хронического воспаления в дыхательных путях (Лапик, Гаппарова, 2025). В исследованиях отмечено, что повышенный уровень меди и железа указывает на их потенциальную роль в патогенезе БА. Кроме того, уровень железа в сыворотке крови повышается в результате воспалительного процесса, который происходит при БА. Низкий уровень цинка, магния и марганца может способствовать развитию аллергических заболеваний (Al-Fartusie et al., 2021).

Вместе с тем многие исследователи отмечают, что ожирение, так же как и БА, сопровождается нарушением гомеостаза ряда химических элементов (González-Domínguez et al., 2024). Так, Tinkov et al. (2015) выявили пониженное содержание хрома, ванадия и цинка в жировой ткани при ожирении. У детей с синдромом Дауна, ожирением и задержкой роста наблюдаются определённые сходства в содержании микроэлементов и минералов, в частности сниженный уровень кальция, кобальта, меди, магния и цинка (Grabeklis et al. 2020). У египетских детей с ожирением не наблюдалось достоверных различий в уровне хрома, но выявлено снижение уровней цинка, селена и железа в сыворотке крови и повышение меди, которые были взаимосвязаны с показателями липидного обмена (Azab et al., 2014).

Представляется актуальным поиск ассоциаций содержания МЭ у детей с БА коморбидной с ожирением, так как оба эти состояния патогенетически сложны и могут вызывать проблемы с метаболизмом питательных веществ, в том числе инсулиновым обменом (Luo et al., 2024; Bartziokas et al., 2024), и взаимно осложнять течение заболеваний. Исследование Pootheri et al. (2024) у взрослых пациентов показало отклонения в уровне микроэлементов и токсичных металлов в сыворотке крови, которые могут повышать риск для здоровья пациентов с БА и ожирением. У таких пациентов был низкий уровень цинка, железа, меди, магния, а также высокий уровень никеля, свинца, кадмия, хрома и кобальта по сравнению с контрольной группой.

Количественное определение микроэлементов и токсичных металлов может помочь в раннем выявлении заболевания и подборе соответствующей терапии.

Цель исследования – изучение содержания микроэлементов в сыворотке крови у детей с бронхиальной астмой, коморбидной с ожирением. 

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследования проведены с учетом требований Хельсинкской декларации «Этические принципы проведения медицинских исследований с участием людей в качестве субъектов исследования» с поправками 2013 года. Дизайн исследования одобрен решением Этического комитета Хабаровского филиала ДНЦ ФПД – НИИ ОМИД, получено информированное согласие родителей всех детей на участие в исследовании. 

В клинике Хабаровского филиала ДНЦ ФПД – НИИ ОМИД обследовано 46 детей с диагнозом БА, средний возраст которых составил 11,9±0,2 года. Мальчиков – 54,7%, девочек – 45,3%. Обследование больных БА включало общеклинические, функциональные, инструментальные методы. Индекс массы тела (ИМТ) для соответствующего возраста и пола, рассчитывали в программе ChildrenBMI.com. Ожирение диагностировали при двух и более стандартных отклонениях (SDS) значений ИМТ. Критерии включения в основную группу: наличие подтвержденного диагноза БА (J45; МКБ-10); наличие у пациента с БА ожирения, обусловленное избыточным поступлением энергетических ресурсов (E66.0; МКБ-10). Критерии невключения: наличие подтвержденного диагноза БА с ИМТ ниже нормы или избытком массы тела (предожирение); ожирение не конституционально-экзогенного генеза. Из выборки, сформированной в соответствии с критериями включения/невключения, пациентов распределяли в группы детей с БА, ассоциированной с ожирением 1-3 степени (основная группа, n=26) и с БА с нормальным ИМТ (группа сравнения, n=20). Группу контроля составили 26 здоровых детей, сопоставимых по полу и возрасту.

Биохимическое исследование показателей белкового (общий белок), углеводного (глюкоза) и липидного спектра сыворотки крови (общий холестерин, триглицериды, холестерин липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), холестерин липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) проводили на биохимическом автоматическом анализаторе SAPPHIRE 400 (Япония). 

Методом атомно-абсорбционного анализа на спектрофотометре Hitachi Z300 (Япония) определяли содержание цинка, железа, свинца, никеля, лития, марганца, меди, кобальта, селена, хрома в сыворотке крови. 

Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью программного пакета Excel 2016 (Microsoft, США) и Statistica 10.0 (StatSoftInc., США). Описание выборки выполняли с помощью подсчета медианы (Ме) и интерквартильного размаха в виде 1-го и 3-го квартилей (Q25 и Q75).

Достоверность различий между показателями независимых выборок оценивали по непараметрическому критерию Манна–Уитни.

Взаимозависимость признаков определяли с использованием коэффициента корреляции Спирмена. Критическую величину уровня значимости принимали равной 0,05. 

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Сравнительный анализ показателей микроэлементов в исследуемых группах выявил различия в концентрации у пациентов с БА, ожирением и нормальным ИМТ, а также с группой контроля (табл. 1  в приложенном pdf-файле). 

Микроэлементный гомеостаз у больных БА с ожирением характеризовался достоверным повышением содержания никеля, как с группой сравнения, так и с группой контроля (p<0,001). В исследовании Feng et al. (2015) показано, что концентрация никеля коррелирует с уровнем глюкозы в крови натощак и риском развития сахарного диабета. Повышенная концентрация кобальта в сыворотке крови у детей основной группы была увеличена в 2 раза по сравнению с пациентами, страдающими БА, но без ожирения и в 1,7 раза – по сравнению с контрольной группой (p<0,05). Концентрация меди в сыворотке крови основной группы была в 1,4 раза выше, чем в других группах обследованных детей (p<0,05). Эффекты кобальта и меди могут проявляться в регуляции иммунной реакции, в том числе аллергических процессов (Кудрин, Громова, 2007). Показано, что эти МЭ усиливают действие инсулина за счет активации инсулиновых рецепторов и играют определённую роль в патогенезе и прогрессировании сахарного диабета 2- го типа (Dubey et al., 2020).

У детей основной группы выявлен сниженный уровень лития, марганца, железа (p<0,05). Наряду с участием этих элементов в процессах иммуногенеза, имеются данные об их участии в жировом и углеводном обменах; так, литий обладает инсулиноподобным эффектом (Гальченко, Шерстнева, 2015). Марганец участвует в метаболизме липидов, влияя на биосинтез холестерина и липопротеинов высокой плотности (Kim et al., 2013).

Многие авторы указывают на роль дисбаланса цинка, хрома, селена в нарушении процессов метаболизма, снижения устойчивости организма к действию инфекционных агентов и других неблагоприятных факторов внешней среды (Dubey et al., 2020; Luo et al., 2020; Болотова и др., 2022;), однако нами не выявлено статистически значимых различий в их концентрациях в обследованных группах.

Анализ влияния дисбаланса МЭ на течение заболевания БА у пациентов с ожирением и у детей с БА и нормальным индексом массы тела (ИМТ) выявил статистически значимое снижение содержания селена в сыворотке крови у детей с тяжелым течением заболевания 0,79±0,11 мкмоль/л против 1,57±0,11 мкмоль/л у детей с легким течением (ОШ 1,915 [95% ДИ: 1,04‒3,665, р<0,001]).

В ряде исследований описывается взаимосвязь уровня МЭ с дислипидемией и нарушениями углеводного обмена (Скальный, Рудаков, 2004).

Сравнительный анализ биохимических показателей сыворотки крови у пациентов с ожирением выявил более высокий уровень холестерина (4,7±0,3 ммоль/л) по сравнению с таковым у пациентов с нормальным ИМТ: 3,9±0,1 ммоль/л, р<0,05) и ЛПНП (2,9±0,1 ммоль/л и 2,2±0,1 ммоль/л, р<0,001) (рис. 1  в приложенном pdf-файле). 

Корреляционный анализ выявил достоверно значимые взаимосвязи между уровнем общего белка и концентрации меди (r=0,506) и холестерина (r=0,423); уровнем ЛПВП и марганца (r=0,714); хрома и глюкозы (r=–0,385); содержание кобальта коррелировало с уровнем холестерина (r=0,708) и ЛПНП (r=0,691). 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Ожирение признано важным сопутствующим заболеванием у пациентов с бронхиальной астмой, представляющим собой уникальный фенотип нозологии. Полученные данные указывают на тесную взаимосвязь между нарушением обмена веществ и воспалительными процессами при данной патологии. Выявлены различия в содержании микроэлементов у детей с БА и ожирением при сравнении с другими обследованными группами (БА без ожирения и с нормальным ИМТ), из них только селен был взаимосвязан с тяжелым течением БА у детей с ожирением. У пациентов, страдающих БА, ассоциированной с ожирением, выявлены корреляционные зависимости уровней микроэлементов в сыворотке крови с показателями белкового, липидного и углеводного обменов, которые могут играть роль в патогенезе как БА, так и ожирения. Эти вопросы требуют дальнейшего изучения в рамках поиска значимых предикторов влияния микроэлементов на показатели углеводного и липидного обмена у детей с бронхиальной астмой и ожирением в зависимости от характера рациона питания, средовых и других факторов, в том числе генетических, для создания персонализированных программ профилактики и коррекции.

ЛИТЕРАТУРА
Болотова Н.В., Скальный А.А., Филина Н.Ю., Чередникова К.А., Курдиян М.С., Логачева О.А., Бочкарев И.А., Суху-шина Е.Е. Проявление микроэлементозов у детей с различным нутритивным статусом. Микроэлементы в медицине. 2022; 23(4): 62−69. DOI: 10.19112/2413-6174-2022-23-4-62-69. 

Гальченко А.В., Шерстнева А.А. Условно-эссенциальные ультрамикроэлементы в питании вегетарианцев и веганов: ни-кель, литий, ванадий, германий. Микроэлементы в медицине. 2015; 16(2): 42−46. DOI: 10.19112/2413-6174-2021-22-2-3-16. 

Кудрин А.В., Громова О.А. Микроэлементы в иммунологии и онкологии. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. 544 с. 

Лапик И.А., Гаппарова К.М. Макро- и микроэлементы в патогенезе и терапии бронхиальной астмы: молекулярные ме-ханизмы и доказательная база. Микроэлементы в медицине. 2025; 26(3): 3–10. DOI: 10.19112/2413-6174-2025-26-3-3-10. 

Скальный А.В. Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. М.: Изд. дом "ОНИКС 21 век": Мир, 2004. 272 с. 

Супрун Е.Н., Супрун С.В., Евсеева Г.П., Лебедько О.А. Экзогенные факторы, оказывающие влияние на течение бронхи-альной астмы. Якутский медицинский журнал. 2025; 91(3): 123–127. DOI: 10.25789/YMJ.2025.91.27.

Чичкова Н.В., Гаспарян А.А., Гитель Е.П., Серова Н.С., Фомин В.В. Бронхиальная астма у пациентов с избыточной массой тела и ожирением: оценка адипокинового профиля с учетом разных фракций жировой ткани. Практическая пульмоно-логия. 2019; 3: 4–9. 

Чучалин А.Г., Авдеев С.Н., Айсанов З.Р., Белевский А.С., Васильева О.С., Геппе Н.А., Игнатова Г.Л., Княжеская Н.П., Малахов А.Б., Мещерякова Н.Н., Ненашева Н.М., Фассахов Р.С., Хаитов Р.М., Ильина Н.И., Курбачева О.М., Астафьева Н.Г., Демко И.В., Фомина Д.С., Намазова-Баранова Л.С., Баранов А.А., Вишнева Е.А., Новик Г.А. Бронхиальная астма: фе-деральные клинические рекомендации по диагностике и лечению. Пульмонология. 2022; 32(3): 393–447. DOI: 10.18093/0869-0189-2022-32-3-393-447.

Al-Fartusie F.S., Abood M.J., Al-Bairmani H.K., Mohammed A.S. Evaluation of some trace elements in sera of asthma patients: a case control study. Folia Med. (Plovdiv). 2021. 63(5): 797–804. DOI: 10.3897/folmed.63.e60506.

Azab S.F., Saleh S.H., Elsaeed W.F., Elshafie M.A., Sherief L.M., Esh A.M.H. Serum trace elements in obese Egyptian children: a case–control study. Ital. J. Pediatr. 2014; 40: 20. DOI: 10.1186/1824-7288-40-20.

Bartziokas K., Papaioannou A.I., Drakopanagiotakis F., Gouveri E., Papanas N., Steiropoulos P. Unraveling the Link between Ιnsulin Resistance and Bronchial Asthma. Biomedicines. 2024 Feb 16; 12(2): 437. DOI: 10.3390/biomedicines12020437. 

Baruwa P., Sarmah K.R. Obesity and asthma. Lung India. 2013; 30(1): 38–46. DOI: 10.4103/0970-2113.106132.

Chen Z., Salam M.T., Alderete T.L., Habre R., Bastain T.M., Berhane K, Gilliland F.D. Effects of childhood asthma on the de-velopment of obesity among school-aged children. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2017; 195: 1181–1188. DOI: 10.1164/rccm.201608-1691OC.

De A., Rastogi D. Association of pediatric obesity and asthma, pulmonary physiology, metabolic dysregulation, and atopy; and the role of weight management. Expert Rev. Endocrinol. Metab. 2019; 14: 335–49. DOI: 10.1080/17446651.2019.1635007.

Dubey P., Thakur V., Chattopadhyay M. Role of Minerals and Trace Elements in Diabetes and Insulin Resistance. Nutrients. 2020; 12(6): 1864. DOI: 10.3390/nu12061864.

Evseeva G.P., Suprun S.V., Kozlov V.K., Suprun E.N., Lebed’ko O.A. Influence of imbalance of trace elements on the function of the immune system. Trace Elements and Electrolytes. 2021; 38(3): 138. DOI: 10.5414/TEX01685.

Feng W., Cui X., Liu B., Liu C., Xiao Y., Lu W., Guo H., He M., Zhang X., Yuan J., Chen W., Wu T. Association of urinary metal profiles with altered glucose levels and diabetes risk: a population-based study in China. PLoS One. 2015; 10(4): e0123742. DOI: 10.1371/journal.pone.0123742.

Global Initiative for Asthma. Global Strategy for Asthma Manangement and Prevention, 2021. Available online at: www.ginasthma.org.

González-Domínguez Á., Jurado-Sumariva L., González-Domínguez R. Association between childhood obesity, trace elements, and heavy metals: Recent discoveries and future perspectives. Obes Rev. 2024; 25(8): e13764. DOI: 10.1111/obr.13764.

Grabeklis A.R., Skalny A.V., Ajsuvakova O.P., Skalnaya A.A., Mazaletskaya A.L., Klochkova S.V., Chang S.J.S., Nikitjuk D.B., Skalnaya M.G., Tinkov A.A. A Search for Similar Patterns in Hair Trace Element and Mineral Content in Children with Down's Syndrome, Obesity, and Growth Delay. Biol. Trace Elem. Res. 2020; 196(2): 607–617. DOI: 10.1007/s12011-019-01938-6.

Kim M.H., Choi M.K. Seven Dietary Minerals (Ca, P, Mg, Fe, Zn, Cu, and Mn) and Their Relationship with Blood Pressure and Blood Lipids in Healthy Adults with Self-Selected Diet. Biol Trace Elem Res. 2013; 153: 69–75. DOI: 10.1007/s12011-013-9656-1.

Luo L., Chen G., Zhou Y., Xiang Y., Peng J. Dietary intake, antioxidants, minerals and vitamins in relation to childhood asthma: a Mendelian randomization study. Front. Nutr. 2024; 11: 1401881. DOI: 10.3389/fnut.2024.1401881.