ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА И УЛЬТРАСТРУКТУРЫ ЖЕЛЧНЫХ КАМНЕЙ РАЗНОГО ТИПА У БОЛЬНЫХ С ОСТРЫМ И ХРОНИЧЕСКИМ ТЕЧЕНИЕМ ЖЕЛЧНОКАМЕННОЙ БОЛЕЗНИ

DEFINITION OF MICROELEMENT COMPOSITION AND ULTRASTRUCTURE OF BILE STONES OF DIFFERENT TYPES IN PATIENTS WITH ACUTE AND CHRONIC GALLSTONE DISEASE

Albert Aslanov

graduate department of medical biology and genetics Rostov state medical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В данной статье проведен микроэлементный состав желчных камней в зависимости от их типа и анализ особенностей ультраструктурного строения. Были исследованы 40 образцов камней, полученных после холецистэктомии у больных желчнокаменной болезнью: 17 (42,5 %) камней – гомогенные холестериновые, 17 (42,5 %) – смешанные и 6 (15 %) – пигментного (билирубинового) типа. Микроэлементный состав камней определяли методом рентгенофлуоресцентного анализа, ультраструктурное строение-методом сканирующей электронной микроскопии.

ABSTRACT

In this article we microelement composition of gallstones, depending on their type and ultrastructural analysis of the characteristics of the structure. 40 samples were investigated stones obtained after cholecystectomy in patients with cholelithiasis: 17 (42,5 %) stones – homogeneous cholesterol, 17 (42,5 %) were mixed and 6 (15 %) pigment (bilirubin) type. Microelement composition of rocks was determined by x-ray fluorescence analysis, ultrastructural structure by scanning electron microscopy.

Ключевые слова: микроэлементный состав, желчные камни, ультраструктурное строение, рентгенофлуоресцентный анализ, тип камней.

Keywords: microelement composition of gallstones, ultrastructural structure, x-ray fluorescence analysis, the type of stones.

Актуальность: Причину возникновения жёлчнокаменной болезни нельзя считать достаточно изученной. Известны лишь экзо- и эндогенные факторы, увеличивающие вероятность её возникновения [1, с. 520]. Такими факторами являются, прежде всего, пол и возраст больных, особенности питания, национальные и экономические особенности жизни населения [4, с. 339]. По данным большинства и отечественных, и зарубежных исследований женщины, страдают холециститом в 3–5 раз чаще, чем мужчины, а по данным некоторых авторов даже в 8–15 раз [5, с. 608]. Исследования микроэлементного состава носят однонаправленный характер. Так, присутствие Са и Р исследователи изучали в связи с их присутствием в конкрементах биологического происхождения [2, с. 17; 3, с. 127]. Микроэлементы, которые могут оказывать токсическое воздействие на организм, такие как Fe, Zn, Mn наиболее подробно изучались в связи с изучением роли экологических факторов на частоту изучаемых болезней [6, с. 59]. Вместе с тем, роль этих элементов в камнеобразовании и тяжести течения болезни не изучена. Это представляет интерес и является одним из перспективных направлений изучения патогенетических механизмов камнеобразования в желчном пузыре и поиска альтернативного хирургическому лечения желчнокаменной болезни (ЖКБ).

Цель исследования: Изучить особенности микроэлементного состава желчных камней в зависимости от их типа и морфологических характеристик и проанализировать ультраструктурное их строение.

Материалы и методы: В основу работы положены результаты исследования микроэлементного состава желчных камней 40 образцов (10 у лиц мужского пола и 30 женского), удалённых у больных при оперативном лечении с хроническим калькулезным холециститом, проведенном в хирургическом отделении РостГМУ в 2013/14 гг. Возраст больных был старше 50 лет и в среднем составил 60,2±2,4 лет. По морфологическим характеристикам, 30 (37,5 %) камней относились к гомогенным холестериновым, 40 (50 %) – к смешанным и 10 (12,5 %) – к камням пигментного или билирубинового типа. Морфология поверхности и внутренних зон камней исследована методом сканирующей электронной микроскопии на микроскопе LEO 1560 института Нанометровой оптики и технологии (Берлинский Центр материалов и энергии имени Гельмгольца). Микроэлементный статус образцов был определен методом рентгенофлуоресцентного анализа.

Результаты и обсуждение: Результаты проведенного исследования показали различия в качественном и количественном микроэлементном составе изучаемых камней. было установлено, что гомогенные холестериновые камни имели приблизительно одинаковый элементный состав, представленный следующими химическими элементами – Ca, Fe, Zn, Сu, Br. Отличительной чертой такого типа камней является полное отсутствие или низкое содержание в их составе фосфора, являющегося составной частью фосфолипидов (лецитина). В связи с этим можно предположить, что при образовании камней имеет место смещение функционального равновесия лецитина и жирных кислот, препятствующих кристаллизации камней. Следовательно, есть основание полагать, что одной из причин образования гомогенных холестериновых камней является нарушение фосфолипидного состава желчи, что возможно и является вероятной причиной выпадения холестерина в осадок с образованием ядра желчного камня.

Микроэлементный состав смешанных камней более разнообразный. В него входили микроэлементы – P, S, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn, Br. Отличительной особенностью этих камней по сравнению с холестериновыми является большое содержание в составе фосфора (Р), придающего им более темный цвет. Центральное расположение билирубина в камнях данного типа, а также присутствие микроэлементов желчных пигментов дает основание предполагать, что ведущая роль в камнеобразовании лежит в нарушении пигментного обмена в желчи у таких пациентов. Кроме того, в составе всех изучаемых камней установлено присутствие серы (S), марганца (Mn) и железо (Fe) – микроэлементов желчных пигментов, а у одного из образцов обнаружено наличие Аs. Причина накопления в камне мышьяка, как и других микроэлементов Zn, Сu, Br может быть обусловлена кумулятивными свойствами желчи и желчных камней по накапливанию веществ, содержащихся в окружающей среде даже в незначительных количествах.

В состав билирубинового (пигментного) типа камней входили P, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn, Bi, Br. Отличительным микроэлементом был висмут. Зачатки билирубиновых камней образуются во внутрипеченочных желчных ходах в виде белковой основы, желчных пигментов и незначительной примеси известковых солей, что объясняет присутствие в составе камня элементов Mn, Ca, Fe. Наличие в составе Cu, Zn, Bi, Br может быть связано с нарушением обмена металлсодержащих белков в гепатоцитах. Следует отметить, что во всех образцах этого типа камней присутствует Fe, которое по нашему мнению, имеет гематогенное происхождение.

Содержание металлов на поверхности пигментные (билирубиновых) камней выше, чем во внутренней части, о чем свидетельствуют светлые области. Обращает на себя внимание тот факт, что металлы практически во всех образцах концентрируются преимущественно на поверхности камней. Следовательно, можно полагать, что холестериновые и белковые компоненты принимают участие в формировании зачатка и ядра желчных камней, обеспечивая тем самым их рост.

Ультраструктура желчных камней разного типа отличается по распределению микроэлементов, относящихся к металлам и неметаллам. Ультраструктура ядра более рыхлая и представленность неметаллов выше, тогда как металлические элементы концентрируются в поверхностной части камней. При этом, ядро холестериновых гомогенных камней включает Р, тогда как металлические элементы полностью отсутствуют. В ядрах смешанных камней обнаруживается Fe. А в ядрах пигментных камней металлических элементов больше всего.

Выводы: Распределение металлов и неметаллов в структуре желчных камней определяет их ультраструктуру и морфологические особенности. Микроэлементы наряду с органическими веществами желчи (холестерином, билирубином, муцином) принимают участие в образовании желчных камней. При этом, встраиваясь в кристаллическую структуру камней микроэлементы откладываются либо в ядре, либо в поверхностных слоях, или равномерно распределяются по всем слоям, в зависимости от типа желчного камня.

Список литературы:

1. Асланов А.М., Колмакова Т.С., Оксенюк О.С. Возрастные и гендерные особенности секреции стероидных гормонов у больных с острым и хроническим калькулезным холециститом // Журнал научных статей Здоровье и образование в ХХI веке. 2016. Т. 18. – № 2. – С. 520–525.
2. Асланов А.М., Колмакова Т.С., Тенчурин Р.Ш. Особенности элементного состава камней желчевыводящей системы и желчи у пациентов с желчнокаменной болезнью // Фундаментальные исследования, 2014. – № 4 (часть 1). – С. 17–21.
3. Голованова О.А., Пальчик Н.А., Березина Н.Ю., Юдина Л.Н. Сравнительная характеристика минерального и микроэлементного состава желчных камней, удаленных у пациентов в Новосибирской и Омской областях. Химия в интересах устойчивого развития. 2006; С. 14–18., 125–131.
4. Екимова Н.В., Лифшиц В.Б., Субботина В.Г. и др. К этиопатогенезу желчнокаменной болезни и холестероза желчного пузыря // Саратовский научно-медицинский журнал. – 2009. – Т. 5. – № 3. – С. 337–341.
5. Жданов Р.И., Скальный А.В., Ибрагимова М.Я., Скальная М.Г., Березкина Е.С., Сабирова Л.Я. Взаимосвязь дисбаланса макро- и микроэлементов и здоровье населения (обзор литературы) // Казанский медицинский журнал. – 2011. – № 4. – С. 606–609.
6. Значение липидного спектра крови в патогенезе желчнокаменной болезни / Н.В. Екимова, В.Б. Лифшиц, В.Г. Субботина и др. // Гепатология сегодня: Материалы четырнадцатой российской конференции // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. – Приложение № 33. – 2009. – Т. XIX. – № 1. – С. 59.