Состояние антиоксидантного статуса у детей разного возраста

РезюмеОценено состояние процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) (содержание в плазме крови диеновых конъюгатов, ТБК-активных продуктов) и антиоксидантной защиты (общая АОА, концентрация α-токоферола, ретинола в плазме крови и рибофлавина в цельной крови), определенные спектрофотометрическими и флуорометрическими методами у 75 практически здоровых детей, проживающих в Иркутске. Обследованы дети 3 возрастных групп: дошкольного возраста (3-6 лет, средний возраст 4,7±1,0 года) - 21 ребенок, младшего школьного возраста (7-8 лет, средний возраст 7,6±0,4 года) - 28 детей и среднего школьного возраста (9-11 лет, средний возраст 9,9±0,7 года) - 26 детей. У детей младшего школьного возраста достоверно увеличено содержание первичных продуктов ПОЛ, у детей среднего школьного возраста - конечных ТБК-активных продуктов по сравнению с показателями детей дошкольного возраста. В то же время у детей младшего и среднего школьного возраста отмечены достоверно увеличенный уровень общей АОА и содержание жирорастворимых витаминов и рибофлавина по сравнению с показателями дошкольников. Оценка фактической обеспеченности витаминами показала недостаток α-токоферола у половины детей-дошкольников, 36% детей младшего школьного и 38% детей среднего школьного возраста. Недостаточность ретинола и рибофлавина регистрировалась у незначительного количества детей всех возрастов. В связи с этим дополнительное снабжение витаминами детей дошкольного и среднего школьного периодов крайне необходимо.

Ключевые слова:дети, возрастные периоды, антиоксидантная защита, витамины-антиоксиданты, ПОЛ

Вопр. питания. - 2013. - № 4. - С. 27-33.

В последние годы отмечают высокую распространенность соматических, неврологических и психических расстройств у детей дошкольного и школьного возраста, резкое увеличение стрессовых воздействий на ребенка, снижение его адаптационных возможностей [1, 17, 30]. Среди условий, способствующих формированию неполноценного здоровья детского населения, особая роль отводится экологическому неблагополучию на фоне резкого ухудшения социально-бытовых условий жизни, в первую очередь неполноценного питания с недостаточностью белкового и витаминно-минерального компонентов [7, 18, 33, 34]. Кроме того, в результате массированной антибиотикотерапии у значительной части детей формируются дефекты микробионта, нарушающие усвоение пищевых веществ, в достаточном количестве поступающих с пищей. Исследования, проведенные в регионе, показали ухудшение состояния здоровья детей дошкольного и младшего школьного возраста: рост заболеваемости (91,2%), уменьшение числа лиц 1-й группы здоровья (7,2%), морфофункциональные отклонения (33,2%), замедленный темп развития (33%), низкий уровень нервно-психического развития у 15,5% практически здоровых детей, высокое психоэмоциональное напряжение (30,6%) [19, 26, 27, 30]. При этом наблюдается рост школьной дизадаптации и нейропсихосоматических расстройств [35].

Важнейшим компонентом адаптивных реакций организма является система "перекисное окисление липидов (ПОЛ)-антиоксидантная защита (АОЗ)", которая позволяет оценить устойчивость биологических систем к воздействиям внешней и внутренней среды.

Природными антиоксидантами и необходимыми факторами питания являются жирорастворимые витамины: α-токоферол и ретинол. α-Токоферол принадлежит к числу важнейших жирорастворимых антиоксидантов, проявляющих мембранозащитную и антимутагенную активность.

Взаимодействуя с природными антиоксидантами других классов, он является важнейшим регулятором окислительного гомеостаза клеток и организма [15, 38]. Антиоксидантная функция ретинола выражается в защите биологических мембран от повреждения активными формами кислорода, в частности супероксидным радикалом, синглетным кислородом, пероксидными радикалами [8]. Важным водорастворимым антиоксидантом является рибофлавин (витамин B 2 ), участвующий в окислительно-восстановительных процессах. Данные литературы показывают, что для большинства детского населения во всех регионах страны характерна недостаточная обеспеченность витаминами группы В, а также витаминами С, Е и А [14, 16].

Недостаточная активность защитных антиоксидантных факторов и бесконтрольное увеличение свободнорадикальных компонентов могут играть решающую роль в развитии ряда заболеваний детского возраста: инфекциях респираторного тракта, бронхиальной астме, сахарном диабете типа 1, некротическом энтероколите, артритах, болезнях желудочно-кишечного тракта, расстройствах сердечно-сосудистой системы, аллергопатологиях, психосоматических расстройствах [3, 17, 21, 22, 28, 39].

В связи с этим адекватное обеспечение организма детей пищевыми антиоксидантами, являющимися важными факторами формирования защитного статуса организма, является одним из способов профилактики и лечения заболеваний [32, 40]. Несомненно, для анализа состояния неспецифической защиты организма ребенка, необходимо учитывать, в том числе и онтогенетические аспекты, то есть интенсивность процессов пролиферации и дифференцировки в организме ребенка в конкретный возрастной период [40].

Таким образом, целью исследования стало изучение системы "ПОЛ-АОЗ" у детей разного возраста.

Материал и методы

Исследования проведены у 75 детей г. Иркутска (крупного промышленного центра) 3 возрастных групп: дошкольного возраста (3-6 лет, средний возраст 4,7±1,0 года) - 21 ребенок (1-я группа), младшего школьного возраста (7-8 лет, средний возраст 7,6±0,4 года) - 28 детей (2-я группа) и среднего школьного возраста (9-11 лет, средний возраст 9,9±0,7 года) - 26 детей (3-я группа).

Для обследования были отобраны практически здоровые дети, не имеющие в анамнезе хронических заболеваний и не болевшие в течение 3 мес, предшествующих осмотру и забору крови. Все дети посещали детские дошкольные учреждения или школы. Обследованные не принимали витаминов на момент забора крови. Кровь забирали утром натощак из локтевой вены.

В работе соблюдали этические принципы, предъявляемые Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (World Medical Association Declaration of Helsinki, 1964, 2000 ред.).

Метод определения первичных продуктов ПОЛ - диеновых конъюгатов в плазме крови - основан на интенсивном поглощении конъюгированных диеновых структур гидроперекисей липидов в области 232 нм [5]. Содержание ТБК-активных продуктов в плазме крови определяли в реакции с тиобарбитуровой кислотой флуориметрическим методом [6].

Для оценки общей антиоксидантной активности (АОА) плазмы крови использовали модельную систему, представляющую суспензию липопротеидов желтка куриных яиц, позволяющую оценить способность плазмы крови тормозить накопление ТБК-активных продуктов в суспензии. ПОЛ индуцировали добавлением FeSO 4 ×7H 2 O [11]. Метод определения концентраций α-токоферола и ретинола в плазме крови предусматривает удаление веществ, препятствующих определению, путем омыления проб в присутствии больших количеств аскорбиновой кислоты и экстракцию неомыляющихся липидов гексаном с последующим флуориметрическим определением содержания α-токоферола и ретинола. При этом α-токоферол обладает интенсивной флуоресценцией с максимумом возбуждения при λ=294 нм и излучения при 330 нм; ретинол - при 335 и 460 нм [37]. Референтные значения для α-токоферола - 7-21 мкмоль/л, ретинола - 0,70-1,71 мкмоль/л [29]. За основу метода определения рибофлавина взят принцип измерения флуоресценции люмифлавина для обнаружения рибофлавина в микроколичествах крови, позволяющий с достаточной точностью и специфичностью устанавливать содержание данного витамина в эритроцитах и цельной крови [36]. Референтные значения для рибофлавина - 266-1330 нмоль/л цельной крови [12]. Измерения проводили на спектрофлуориметре "Shimadzu RF-1501" (Япония).

Статистическую обработку полученных результатов, распределение показателей, определение границ нормального распределения проводили с помощью пакета прикладных программ "Statistica 6.1 Stat-Soft Inc.", США (правообладатель лицензии - ФГБУ "НЦ проблем здоровья семьи и репродукции человека" СО РАМН). Для проверки статистической гипотезы разности средних значений использовали критерий Манна-Уитни. Значимость различий по разности выборочных долей оценивали с помощью критерия Фишера. Выбранный критический уровень значимости составлял 5% (0,05). Работа выполнена при поддержке Совета по грантам Президента РФ (НШ - 494.2012.7).

Результаты и обсуждение

Известно, что в разные периоды жизни ребенка адаптивные возможности не однозначны, они определяются функциональной зрелостью организма и биохимическим статусом. Важным, но редко используемым диагностическим критерием является определение показателей процессов ПОЛ.

В результате проведенного исследования было установлено (рис. 1), что у детей 2-й группы концентрация первичных продуктов ПОЛ - диеновых конъюгатов - значимо выше (в 2,45 раз, p<0,05) показателей детей из 1-й группы, по содержанию конечных продуктов различий не было.

В 3-й группе отмечалось увеличение уровня конечных ТБК-активных продуктов по сравнению с предыдущими возрастами соответственно в 1,53 и в 1,89 раз (p<0,05) (рис. 1).

Возрастание первичных продуктов ПОЛ - диеновых конъюгатов - у детей 7-8 лет может быть связано с повышением активности липоперекисных процессов в исследуемый период, что подтверждается данными литературы. Так, известно, что младший школьный возраст является кризисным периодом онтогенеза, во время которого идет становление систем регуляции в детском организме, в связи с чем концентрация продуктов ПОЛ может увеличиваться [26]. Кроме того, неблагоприятная учебная, информационная среда может существенно изменять ход дальнейшего развития систем гомеостаза [19, 35]. Учитывая, что наиболее интегративным показателем, отражающим интенсивность ПОЛ, являются ТБК-активные продукты, повышенная концентрация данного параметра у детей среднего школьного возраста может расцениваться как фактор дизадаптации. Данный факт может быть связан с высокой активностью липидного метаболизма в данном возрасте. Получены данные о высоких концентрациях общих липидов, триглицеридов, неэтерифицированных жирных кислот в динамике подросткового периода [9, 20, 24, 25]. Известно, что образующиеся в процессе ПОЛ гидроперекиси, ненасыщенные альдегиды и ТБК-активные продукты являются мутагенами и обладают выраженной цитотоксичностью. В результате пероксидных процессов в жировой ткани образуются плотные структуры (липофусцин), которые нарушают функционирование микроциркуляторного русла во многих органах и тканях со сдвигом метаболизма в сторону анаэробиоза [23]. Безусловно, повышение уровня конечных токсичных продуктов липопероксидации может выступать в качестве универсального патогенетического механизма и субстрата дальнейших морфофункциональных повреждений.

Лимитирующим фактором процессов ПОЛ является соотношение прооксидантных и антиоксидантных факторов, составляющих общий антиоксидантный статус организма [39]. Проведенные исследования показали увеличение общей АОА в 1,71 раз (p<0,05), концентрации α-токоферола в 1,23 раза (p<0,05) и ретинола в 1,34 раза (p<0,05) у детей 2-й группы по сравнению с 1-й (рис. 2). В 3-й группе обследованных детей изменения в системе АОЗ касались повышенных значений общей АОА (в 1,72 раза выше, p<0,05) и содержания ретинола (в 1,32 раза выше, p<0,05) в сравнении с показателями детей из 1-й группы (рис. 2). При этом значимых различий с показателями 2-й группы нами не выявлено. Известно о несовершенстве и нестабильности системы АОЗ у детей раннего возраста. Снижение концентраций витаминов в дошкольном возрасте можно связать с двумя факторами: интенсификацией липоперекисных процессов, в связи с чем повышается потребность в витаминах, играющих антиоксидантную роль, и с недостаточностью данных компонентов в питании детей. Обеспеченность детского организма витамином Е зависит не только от его содержания в пищевых продуктах и степени усвоения, но и от уровня полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) в рационе. Известно о синергизме данных нутриентов, при этом ПНЖК вносят существенный вклад в формирование АОЗ у детей, и их уровень в крови претерпевает существенную возрастную динамику [39, 40]. Полученные результаты согласуются с данными ряда авторов, указывающих на низкую обеспеченность витамином Е и ПНЖК детей дошкольного возраста в ряде регионов страны [2, 4, 13, 14]. По полученным ранее результатам анкетирования пищевой рацион детей разного возраста, проживающих в регионе, характеризуется низким содержанием жирорастворимых витаминов, белка, незаменимых ПНЖК семейства ω-3 и ω-6 [18, 35]. Судя по анкетным данным, основные энерготраты организма восполняются не за счет жиров, а за счет хлеба, хлебобулочных и зерновых изделий. Часто повторяющиеся инфекционные заболевания у детей данного возраста протекают на фоне нарушения адаптационных возможностей организма и снижения активности иммунной системы, что способствует более тяжелому и длительному течению вирусных и бактериальных инфекций [18, 25, 31]. Обращает на себя внимание повышенная антиоксидантная интенсивность в младшем школьном возрасте, что может свидетельствовать о повышении неспецифической резистентности организма, адаптации к условиям среды [7, 8]. Необходимо отметить недостаточную активность АОЗ у детей среднего школьного возраста, что происходит на фоне увеличения интенсивности липоперекисных процессов. Учитывая важную роль вышеперечисленных антиоксидантов как регуляторов роста и морфологической дифференцировки тканей организма, высокая напряженность в данном звене метаболизма крайне значима. Ряд исследований показали сочетанный дефицит 2 или 3 витаминов (полигиповитаминоз) у детей 9-11 лет [10, 13, 31], что подтверждается нашими данными.



Другим, не менее важным антиоксидантом является водорастворимый антиоксидант - рибофлавин. Нами было отмечено увеличение его концентрации у детей 2-й группы - в 1,18 раза (p<0,05) относительно 1-й группы и в 1,28 раз (p<0,05) относительно 3-й (рис. 3). Более высокие значения этого антиоксиданта в младшем школьном возрасте могут быть обусловлены как его более высоким поступлением с рационом, так и повышением активности системы АОЗ, направленной на обеспечение нормального уровня липоперекисных процессов. Важно отметить, что дефицит витамина В 2 отражается на тканях, чувствительных к недостатку кислорода, в том числе и на ткани мозга, поэтому ограниченное его поступление с пищей может негативно отразиться на адаптивных реакциях ребенка в ходе учебного процесса [10, 19].

На следующем этапе исследования мы оценивали обеспеченность витаминами детей исследуемых групп в соответствии с возрастными нормативами (см. таблицу). При этом статистически значимых различий по частоте встречаемости детей с недостатком водо- и жирорастворимых витаминов в разных группах не выявлено (p>0,05).

В ходе исследования недостаток α-токоферола был выявлен у половины детей, ретинола - у 4 и рибофлавина - у 1 ребенка дошкольного возраста. Во 2-й группе недостаточный уровень α-токоферола обнаруживался у трети детей (10 человек), содержание остальных витаминов было оптимальным. В 3-й группе недостаточная обеспеченность α-токоферолом была выявлена у 10 детей, ретинолом - у 2 детей и рибофлавином - у 5 детей. Обнаруженный недостаток витаминов может отражать несбалансированность питания конкретного ребенка вследствие недостаточного употребления в пищу продуктов - источников данных микронутриентов. Полностью удовлетворить потребности во всех основных витаминах только за счет пищевого рациона достаточно трудно. В связи с этим дополнительное снабжение витаминами детей дошкольного и среднего школьного периодов является крайне необходимым.

Таким образом, проведенное исследование показало определенные особенности становления биохимического статуса организма детей, которые проявляются на фоне общих закономерностей развития организма ребенка. Для детей дошкольного возраста характерно снижение активности АОЗ (низкая обеспеченность α-токоферолом у половины обследованных детей), что представляет дополнительный фактор риска развития многих патологических процессов. Возрастной период 7-8 лет характеризуется повышенной активностью компонентов про- и антиоксидантной систем, что выражается увеличением содержания первичных продуктов ПОЛ, общей АОА и неферментативных показателей системы АОЗ. У детей к 9-11 годам биохимический гомеостаз характеризуется повышенной интенсивностью липоперекисных процессов в виде увеличения конечных продуктов ПОЛ, меньшей стабильности системы АОЗ (недостаточная обеспеченность α-токоферолом и рибофлавином части детей). Изучение состояния антиоксидантного гомеостаза у здоровых детей в онтогенезе имеет важное значение в плане расширения диагностики и прогнозирования индивидуального здоровья детского населения Сибири. Вследствие этого большое значение имеет биохимический мониторинг здоровья детей по риску развития патологических состояний и обоснования профилактических мероприятий в отношении дошкольного и среднего школьного возрастов.

Литература

1. Богомолова М.К., Бишарова Г.И. // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. - 2004. - № 2. - С. 64-68.

2. Бурыкин Ю.Г., Горынин Г.Л., Корчин В.И. и др. // Вестн. новых мед. технологий. - 2010. - Т. XVII, № 4. - С. 185-187.

3. Волков И.К. // Consilium Medicum. - 2007. - Т. 9, № 1. - С. 53-56.

4. Волкова Л.Ю., Гурченкова М.А. // Вопр. соврем. педиатрии. - 2007. - Т. 6, № 2. - С. 78-81.

5. Гаврилов В.Б., Мишкорудная М.И. // Лаб. дело. - 1983. - № 3. - С. 33-36.

6. Гаврилов В.Б., Гаврилова А.Р., Мажуль Л.М. // Вопр. мед. химии. - 1987. - № 1. - С. 118-122.

7. Гаппаров М.М., Первова Ю.В. // Вопр. питания. - 2005. - № 1. - С. 33-36.

8. Дадали В.А., Тутельян В.А., Дадали Ю.В. и др. // Там же. - 2011. - Т. 80, № 4. - С. 4-18.

9. Даренская М.А., Колесникова Л.И., Бардымова Т.П. и др. // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. - 2006. - № 1. - С. 119-122.

10. Завьялова А.Н., Булатова Е.М., Бекетова Н.А. и др. // Вопр. дет. диетологии. - 2009. - Т. 7, № 5. - С. 24-29.

11. Клебанов Г.И., Бабенкова И.В., Теселкин Ю.О. и др. // Лаб. дело. - 1988. - № 5. - С. 59-62.

12. Клиническое руководство по лабораторным тестам / Под ред. Н. Тица. - М.: ЮНИМЕД-пресс, 2003. - 960 с.

13. Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Спиричева Т.В. и др. // Вопр. питания. - 2002. - Т. 71, № 3. - С. 3-7.

14. Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Сокольников А.А. // Вопр. соврем. педиатрии. - 2007. - Т. 6, № 1. - С. 35-39.

15. Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Светикова А.А. и др. // Вопр. питания. - 2009. - Т. 78, № 1. - С. 22-32.

16. Коденцова В.М., Спиричев В.Б., Вржесинская О.А. и др. // Леч. физкульт. и спорт. медицина. - 2011. - № 8. - С. 16-21.

17. Козлов В.К., Козлов М.В., Лебедько О.А. и др. // Дальневост. мед. журн. - 2010. - № 1. - С. 55-58.

18. Козлов В.К. // Бюл. СО РАМН. - 2012. - Т. 32, № 1. - С. 99-106.

19. Колесникова Л.И., Долгих В.В., Поляков В.М. и др. Проблемы психосоматической патологии детского возраста. - Новосибирск: Наука, 2005. - 222 с.

20. Колесникова Л.И., Даренская М.А., Долгих В.В. и др. // Изв. Самар. НЦ РАН. - 2010. - Т. 12, № 1-7. - С. 1687-1691.

21. Колесникова Л.И., Даренская М.А., Лещенко О.Я. и др. // Репрод. здоровье детей и подростков. - 2010. - № 6. - С. 63-70.

22. Коровина Н.А., Захарова И.Н., Скоробогатова Е.В. // Врач. - 2007. - № 9. - С. 79-81.

23. Меньщикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К. и др. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. - М.: Слово, 2006 - 556 с.

24. Никитина В.В., Абдулнатипов А.И., Шарапкикова П.А. // Фундамент. исслед.- 2007. - № 10. - С. 24-25.

25. Новоселова О.А., Львовская Е.И. // Физиология человека. - 2012. - Т. 38, № 4. - С. 96-97.

26. Осипова Е.В., Петрова В.А., Долгих М.И. и др. // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. - 2003. - № 3. - С. 69-72.

27. Петрова В.А., Осипова Е.В., Королева Н.В. и др. // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. - 2004. - Т. 1, № 2. - С. 223-227.

28. Приезжева Е.Ю., Лебедько О.А., Козлов В.К. // Новые мед. технологии: новое мед. оборудование. - 2010. - № 1. - С. 61-64.

29. Ребров В.Г., Громова О.А. Витамины и микроэлементы. - М.: АЛЕВ-В, 2003 - 670 с.

30. Рычкова Л.В., Колесникова Л.И., Долгих В.В. и др. // Бюл. СО РАМН. - 2004. - № 1. - С. 18-21.

31. Спиричев В.Б., Вржесинская О.А., Коденцова В.М. и др. // Вопр. дет. диетологии. - 2011. - Т. 9, № 4. - С. 39-45.

32. Трегубова И.А., Косолапов В.А., Спасов А.А. // Успехи физиол. наук. - 2012. - Т. 43, № 1. - С. 75-94.

33. Тутельян В.А. // Вопр. питания. - 2009. - Т. 78, № 1. - С. 4-16.

34. Тутельян В.А., Батурин А.К., Конь И.Я. и др. //Там же. - 2010. - Т. 79, № 6. - С. 57-63.

35. Функциональная активность мозга и процессы перекисного окисления липидов у детей при формировании психосоматических расстройств / Под ред. С.И. Колесникова, Л.И. Колесниковой. - Новосибирск: Наука, 2008. - 200 с.

36. Чернышев В.Г. // Лаб. дело. - 1985. - № 3. - С. 171-173.

37. Черняускене Р.Ч., Варшкявичене З.З., Грибаускас П.С. // Лаб. дело. - 1984. - № 6. - С. 362-365.

38. Чистяков В.А. // Успехи соврем. биологии. - 2008. - Т. 127, № 3. - С. 300-306.

39. Шилина Н.М., Котеров А.Н., Зорин С.Н. и др. // Бюл. экспер. биол. - 2004. - Т. 2, № 2. - С. 7-10.

40. Шилина Н.М. // Вопр. питания. - 2009. - Т. 78, № 3. - С. 11-18.