Скальный Анатолий Викторович
Скальный Анатолий Викторович
Доктор медицинских наук
Профессор, Заведующий кафедрой Медицинской элементологии Медицинского института РУДН,

Системная диагностика и персонализированная коррекция нарушений минерального обмена нормализует метаболизм и предотвращает развитие заболеваний на стадии предболезни.

1985

Окончил Ивано-Франковский медицинский институт, лечебный факультет, специальность «Лечебное дело (терапия)» и «Педиатрия».

1985 - 1989

Сотрудник кафедры детской неврологии Института судебно-психиатрической экспертизы им. В.П. Сербского.

1988 - н.в.

Руководитель Автономной некоммерческой организации (АНО) "Центр биотической медицины" (ранее - НМЦ "Элемент»).

1989 - 1991

Младший научный сотрудник Государственного научного центра наркологии (Москва).

1990

Кандидатская диссертация "Исследование влияния хронической алкогольной интоксикации на обмен цинка, меди и лития в организме" по специальности 14.00.45 - наркология.

1999 - 2008

Младший научный сотрудник Московского научно-практического центра спортивной медицины.

2000

Докторская диссертация "Эколого-физиологическое обоснование эффективности использования макро- и микроэлементов при нарушениях гомеостаза у обследуемых из различных климато-географических регионов" по специальностям 14.00.17 – нормальная физиология и 14.00.51 - восстановительная медицина.

2003 - н.в.

Заведующий кафедрой нутрициологии и биоэлементологии Оренбургского государственного университета, директор Института биоэлементологии (Оренбург).

2004

Присвоено ученое звание профессора.

2008 - 2015

Главный научный сотрудник Института токсикологии Федерального медико-биологического агентства (ФМБА) России (Санкт-Петербург).

2014 - н.в.

Заведующий лабораторией биотехнологии и прикладной биоэлементологии Ярославского государственного университета им П.Г. Демидова (Ярославль).

2015 - 2018

Главный научный сотрудник отдела специальных исследований Всероссийского научно-исследовательского института лекарственных и ароматических растений (Москва).

2016 - н.в.

Вице-президент Института микроэлементов ЮНЕСКО (Лион, Франция).

2016 - н.в.

Заведующий кафедрой медицинской элементологии Медицинского института РУДН (Москва).

2016

Лауреат Национальной экологической премии им. В.И. Вернадского.

Главный редактор журналов «Микроэлементы в медицине» и «Trace elements and electrolytes», член редакционных советов журналов «Trace elements in medicine and biology», «Biological trace element research», «Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии», «Вестник Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И.Мечникова», «Вестник восстановительной медицины». 

Председатель Российского общества медицинской элементологии (РОСМЭМ); член правления Федерации европейских обществ по изучению микроэлементов и минералов (Federation of European Societies on Trace Elements and Minerals, FESTEM); член проблемной комиссии «Фундаментальные основы биохимии, физиологии и гигиены питания» межведомственного научного совета по медицинским проблемам питания при Федеральном исследовательском центре питания, биотехнологии и безопасности пищи (ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», ранее ГУ НИИ питания РАМН); член проблемной комиссии РАН «Биотехнология»; почетный член Финского общества биологической медицины и Румынского общества медицинской элементологии; действительный член Национальной академии экологических наук (National Ecological sciences Academy, NESA) Индии и Российской академии медико-технических наук, член консультативного комитета Института глобального здоровья при Университете Ятонг (Сиань, КНР).

Преподавание

Читает курс лекций студентам Медицинского института РУДН специальностей «Лечебное дело» и «Стоматология» по дисциплине

  •  «Медицинская элементология»

Автор учебников и учебных пособий:

  1. Радыш И.В., Скальный А.В. Введение в медицинскую элементологию: учеб. пособие / И.В.Радыш, А.В.Скальный. – Москва. РУДН, 2015. – 200 с.
    В настоящем учебном пособии систематизированы сведения о химических свойствах макро- и микроэлементов, их биологической и физиологической роли, взаимодействиях с различными веществами, описаны основные причины дефицита и избытка макро- и микроэлементов. Рассматриваются способы профилактики и коррекции нарушений их обмена.
    https://elibrary.ru/item.asp?id=26011873
  2. Еремин С.А., Еремин С.К., Калетин Г.И., Калетина Н.И., Коваленко А.Е., Симонов Е.А., Скальный А.В., Хабриев Р.У. Токсикологическая химия. Аналитическая токсикология: учебник / под ред. Р.У.Хабриева, Н.И. Калетиной. – Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 752 с.
    https://elibrary.ru/item.asp?id=19551266
    Для решения задач судебно-химическою, клинико-токсикологического, криминалистического анализа, допинг- и наркоконтроля представлены различные способы нробонодготовки биообразцов и методы определения токсикантов (ГХ-МС, ВЭЖХ-М С-ЯМР, ВЭЖ Х-ИСП- МС, ГХ-ИК-Фурье, ГРС, КЭ-ИСП-М С и др.), рассмотрены механизмы действия токсикантов, закономерности их метаболизма с учетом токсикогенетичсских факторов, новейшие технологии — мстаболомика и метабономика, вопросы биобезопасности, а также пути обеспечения качества получаемых результатов экспертизы на основе надлежащей лабораторной практики, системы валидации и квалификации в химико-токсикологических лабораториях.

Наука

  •  Создано новое интегративное направление наук о жизни – биоэлементология, а также ее раздел - медицинская элементология;
  • Получены новые фундаментальные знания о биологической роли цинка, меди, селена, марганца;
  • Разработана методология оценки элементного статуса человека на индивидуальном и популяционном уровнях, установлена его связь с медико-демографическими показателями;
  • Создана база данных и атлас по содержанию химических элементов в биологических образцах жителей РФ (более 400000 случаев);
  • Разработана методология персонализированной коррекции нарушений обмена веществ и детоксикации лиц опасных профессий и населения в целом;
  • Исследованы особенности влияния экзогенных факторов на формирование патологии раннего детского возраста (расстройства аутистического спектра, детский церебральный паралич (ДЦП), синдром дефицита внимания и гиперактивность (СДВГ), задержка психического и речевого развития (ЗПРР).

Получены патенты:

  1. Глущенко Н.Н., Кухтина Е.Н., Ольховская И.П., Семенов А.С., Скальный А.В. Способ моделирования алкогольной комы. Патент SU 1698903 A1. Опубликовано 15.12.1991.
  2. Скальный А.В., Игнатов С.А., Лосев А.С. Способ лечения полиэлементозов у больных с клиническими проявлениями цинк-дефицитных состояний. Патент RU 2053770 C1. Опубликовано 01.02.1996.
  3. Скальный В.В., Скальный А.В. Способ лечения больных шизофренией. Патент UA 17184 A. Опубликовано 18.03.1997
  4. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Мазо В.К., Скальный А.В. Способ получения селенсодержащего препарата биомассы спирулины. Патент RU 2096037 C1. Опубликовано 20.11.1997.
  5. Семикопенко В.А., Скальный А.В., Демидов В.А. Способ выявления группы риска заболеваний молочной железы у женщин // Патент на изобретение RU 2230491 С2. Опубликовано: 20.06.2004. Бюл. № 17.
  6. Мирошников С.А., Лебедев С.В., Мирошников А.М., Нотова С.В., Мирошникова Е.П., Скальный А.В., Герасименко В.В., Канавина О.Н., Малюшин Е.Н., Родионова Г.Б., Чадова Л.А. Способ снижения содержания свинца в теле кур // Патент на изобретение №2270580. Опубликовано: 27.02.2006. Бюл. № 6
  7. Нотова С.В., Герасименко В.В., Тараканов Б.В., Никулин В.Н., Лукьянов А.Ф., Скальный А.В., Мирошников С.А., Лебедев С.В. Способ снижения уровня холестерина в организме // Патент РФ на изобретение №2271173. Опубликовано: 10.03.2006. Бюл. № 7.
  8. Тиньков А.А., Гатиатулина Е.Р., Полякова В.С., Немерешина О.Н., Никоноров А.А., Скальный А.В. Средство для лечения и профилактики неалкогольной жировой болезни печени // Патент на изобретение №2016126245/15(041091). Опубликовано: 08.02.2018. Бюл. № 4.

Научные интересы

  • Оценка взаимосвязи между нарушением элементного статуса населения и медико-демографическими параметрами отдельных территорий.
  • Разработка и внедрение в научно-практическую деятельность здравоохранения новых медицинских технологий оценки и коррекции микронутриентного статуса.
  • Оценка влияния на функциональные резервы и физиологические функции организма человека препаратов макро- и микроэлементов, сорбентов, их лечебных эффектов при различных заболеваниях.
  • Исследование состояния здоровья населения отдельных территорий с использованием биосубстратов как индикаторов накопления или дефицита макро- и микроэлементов.
  • Создание биологически активных добавок (БАД), фармацевтических препаратов и пищевых продуктов, обогащенных микронутриентами.
  • Изучение связи элементного состава и психических заболеваний (алкоголизм, депрессия, шизофрения).
  • Изучение влияния в пре-, пери- и постнатальном периодах алкоголя и токсичных химических элементов, дефицита и дисбаланса макро- и микроэлементов на развитие детей и заболеваемость.
  • Разработка новых физиологических подходов к повышению уровня функциональных резервов у спецконтингентов и спортсменов высшей квалификации.
Целью настоящего исследования являлось изучение уровня селена (Se) в образцах объектов окружающей среды, основных потребляемых пищевых продуктах, а также волосах людей, проживающих в Оренбургской области. Уровень Se оценивался в объектах окружающей среды (вода, почва, пшеница), часто потребляемых продуктах питания (пшеничный хлеб, ржаной хлеб, говядина, свинина, курица, молоко, творог), а также образцах человеческих волос в западном (n = 210), центральном (n = 195) и восточном (n = 120) регионах области с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и атомно-абсорбционной спектрометрии (почва). Полученные данные указывают, что содержание Se в воде (87% и 89%), почве (41% и 48%) и пшенице (11% и 11%) в центральном и восточном регионах были значительно выше, чем в западном регионе. Установлено, что содержание Se в продуктах питания является наиболее высоким в восточном (пшеничный хлеб и говядина), центральном и восточном (ржаной хлеб и свинина) или центральном (молоко и творог) регионах Оренбургской области. В исследуемых регионах содержание Se в волосах (0,298 (0,233–0,591) мкг / г), а также потребление Se в рационе (84,3 (73,7–95,8) мкг / день) достоверно не различалось. В то же время регрессионный анализ показал, что потребление Se с пшеничным хлебом (β = 0,634; p = 0,042) было наиболее значимых фактором, указывающим на содержание Se в волосах. Установленная связь между содержанием Se в пище и уровнем Se у населения подчеркивает необходимость постоянного мониторинга потребления и влияния Se с целью предотвращения потенциальных негативных последствий для здоровья, связанных как с дефицитом, так и с избытком селена.
Половые различия в физиологии мозга и, как следствие, различных патологий в целом общепризнанны, однако в эпидемиологических и экспериментальных исследованиях они часто игнорируются, что приводит к многочисленным пробелам в имеющихся данных. Поэтому механизмы, лежащие в основе полового диморфизма неврологических заболеваний, остаются в значительной степени неизученными. Недавно был описан ряд клеточных и молекулярных путей, связанных с этиологией и патогенезом различных заболеваний головного мозга, являющихся специфичными в зависимости от пола. В данной работе обсуждаются доказательства половых различий в окислительно-восстановительном гомеостазе мозга, который является важным фактором в физиологии и заболеваниях головного мозга. Во-первых, рассмотрены гендерно-специфические различия здорового мозга в отношении широко известных маркеров окислительно-восстановительного баланса, в том числе активных форм кислорода и азота, окислительного повреждения и антиоксидантного статуса. Также рассматривается модулирующее влияние стероидных половых гормонов на эти маркеры. Авторами обсуждаются гендерно-специфические изменения в окислительно-восстановительном гомеостазе мозга при заболеваниях и возможность того, что различный окислительно-восстановительный отклик может способствовать половому диморфизму неврологических расстройств.
Целью настоящего исследования было изучение механизмов оловоиндуцированного адипогенеза, ожирения и связанных с ним нарушений обмена веществ. В качестве ключевого механизма оловоиндуцированного адипогенеза рассматривается активация рецептора γ, активируемого пролифератором пероксисомы (PPARγ), и активация рецептора ретиноида X (RXRα). В частности, воздействие оловоорганических соединений приводит к усилению адипогенеза как на клеточных, так и на животных моделях. Кроме того, передача фенотипа ожирения, индуцированного оловоорганическими соединениями, по наследству было показано in vivo. В то же время имеющиеся данные показывают, что оловоорганические соединения (ООС) индуцируют аберрантную экспрессию генов, нацеленных на PPARγ, что приводит к изменению уровня адипокина, переносчика глюкозы, провоспалительных цитокинов и метаболизма липидов и углеводов. Последнее обычно приводит к гипергликемии и инсулинорезистентности. Другие механизмы, вовлеченные в олово-индуцированное ожирение, могут реализовываться посредством передачи сигналов рецепторами эстрогена и кортикостероидами, измененного метилирования ДНК и дисфункции кишечника. В дополнение к эффектам на уровне клетки, воздействие оловоорганических соединений может также влиять на нейронные контуры регуляции аппетита, характеризующиеся повышением активности нейропептида Y (NPY) по аналогии с проопиомеланокортином (POMC), агути-родственным белком (AgRP), а также кокаином и амфетамином. регуляция транскрипта (CART) в дугообразном ядре. Эти изменения приводят к усилению орексигенной и уменьшенной анорексигенной передачи сигналов, что приводит к увеличению потребления пищи. Имеющиеся данные указывают на то, что оловоорганические соединения являются сильнодействующими адипогенными агентами, однако эпидемиологические исследования для выявления связи между воздействием оловоорганических соединений и ожирением не проводились, а существующие косвенные данные о влиянии на человека противоречивы.
Целью настоящего исследования являлась оценка уровня минералов и микроэлементов у 40 детей с синдромом Дауна и 40 детей в возрасте 1-2 лет, составляющих контрольную группу. Анализ макро- и микроэлементов в волосах проводили с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Полученные данные показывают, что содержание Mg, P, I, Cr, Si, Zn и Pb в волосах у пациентов с синдромом Дауна превышало соответствующие контрольные значения на 36, 36, 93, 57, 45, 28 и 54%, тогда как уровень ртути в волосах был в два раза ниже у детей с синдромом Дауна. Наблюдаемая разница в содеражнии микроэлементов зависела от возраста. В частности, у годовалых детей существенные различия наблюдались для эссенциальных элементов (Cr, Si, Zn), тогда как у двухлетних - для токсичных элементов (Hg, Pb). В то же время уровень Р в волосах у пациентов с синдромом Дауна был на 14 и 35% выше в возрасте 1 года и 2 лет по сравнению с контролем. Множественный регрессионный анализ показал, что на модель, включающую все элементы, и характеризующуюся значительным групповым различием, приходится 42,5% изменчивости статуса. В то же время, только фосфор в волосах оказался достоверно взаимосвязанным с синдромом Дауна (β = 0,478; р <0,001). При анализе главных компонентов в качестве предикторов были использованы As, Ca, Cr, Fe, Hg, I, Mg, P, Pb, Se, Si, Sn и Zn, в результате чего R2 = 0,559. Модели OPLS-DA также разделились между группой детей с синдромом Дауна и контролем. Таким образом, пациенты 1-2 лет с синдромом Дауна характеризуются значительными изменениями в содержании макро- и микроэлементов.
Целью настоящего исследования было изучение взаимосвязи между уровнем цинка, меди, кадмия и свинца в окружающей среде (вода и почва), а также их содержанием в тканях крупного рогатого скота породы Херефорд в пяти районах Оренбургской области (D1 - запад, D2 и D3 - центр, D4 и D5 - восток). Уровень содержания металлов в почве оценивали с использованием атомно-эмиссионной спектрометрии, тогда как содержание металлов в воде и тканях и органах (печень, почки, мышцы, сердце) изучали с использованием масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Полученные данные показывают, что самый высокий уровень Zn наблюдался в почве и воде (р <0,001), а также мышцах, печени и почках крупного рогатого скота в районах D4 и D5 (восток) (р <0,05), превышая ПДК для питьевой воды и мышц. Аналогичное явление было обнаружено для содержания Cu. Наибольшее содержание Cd и Pb в почве и воде соответственно наблюдалось в D2 (центральная зона) и D5 (восточная зона). В то же время содержание Cd и Pb в тканях крупного рогатого скота не коррелировало с концентрацией этих металлов в окружающей среде. Корреляционный анализ показал, что содержание Zn и Cu в воде и почве напрямую коррелирует с уровнем их в мышцах, печени и почках, но не с содержанием металлов в сердечной мышце. В то же время уровень Cd в воде отрицательно взаимосвязан с содержанием металла в мышцах, но напрямую связан с содержанием его в печени. Концентрации Pb в воде и почве положительно коррелируют с уровнем металла в почках у крупного рогатого скота. В свою очередь, содержание свинца в почве было обратно связано с уровнем металла в мышцах. Регрессионный анализ также продемонстрировал строгую взаимосвязь между уровнями цинка и меди в окружающей среде и тканях. Модели, построенные для всех изученных элементов, продемонстрировали значимое влияние взаимодействия между металлами и уровнем их в тканях. Гипотетически, чрезмерное содержание Zn в окружающей среде и, возможно, Cu может повлиять на скорость поглощения тяжелых металлов, включая Cd и Pb, из окружающей среды.
Цель исследования являлась оценка влияния преддиабетическго состояния на уровень микроэлементов в сыворотке крови и уровень электролитов у женщин в постменопаузе. В настоящем исследовании приняли участие 80 женщин в преддиабетическом состоянии и 80 здоровых женщин после менопаузы. Сыворотку анализировали на содержание глюкозы, инсулина, индекс инсулинорезистентности (HOMA-IR), общий холестерин (TC), активность аланинаминотрансферазы (ALT), аспартатаминотрансферазы (AST) и гамма-глутамилтрансферазы (GGT). Также оценивали уровень гликированного гемоглобина (HbA1c). Уровень 28 элементов в сыворотке определяли с использованием масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой с технологией динамической реакционно-столкновительной ячейки (ICP-DRC-MS). Женщины с преддиабетическим состоянием характеризовались значительно более высокими значениями HbA1c, глюкозы, инсулина, HOMA-IR, ALT и GGT. Из микроэлементов только содержание цинка (Zn) в сыворотке крови было значительно ниже в наблюдаемой группе на 10% (р = 0,001) по сравнению с контролем. Содержание сывороточного Zn характеризовалось значительной обратной корреляцией с HbA1c (r = - 0,205; р = 0,009), инсулином (r = - 0,246; р = 0,002) и HOMA-IR (r = - 0,227; р = 0,004). Множественный регрессионный анализ продемонстрировал наличие обратной связи между Zn (β = -0,169; p = 0,031) и Sr (β = -0,192; p = 0,012) и значениями HOMA-IR в сыворотке после корректировки с учетом антропометрических и биохимических параметров (p для модели <0,001). Хотя Zn в сыворотке был достоверно связан с HbA1c как в первоначальной, так и в скорректированной моделях, после корректировки по возрастным и антропометрическим параметрам не было обнаружено достоверной взаимосвязи. Женщины в преддиабетическом состоянии после менопаузы характеризуются значительно более низкими уровнями концентрации Zn в сыворотке, тогда как концентрации Zn и Sr в сыворотке были обратно связаны с инсулинорезистентностью.
На рост и развитие детей может повлиять воздействие металлов. Целью настоящего исследования было изучение влияния возраста и пола на уровень токсичных металлов волос у детей в городской среде двух российских городов. Был обследован 2021 ребенок в Москве и Новосибирске в возрасте от 1 до 18 лет. Уровень Al, As, Cd, Hg, Ni, Pb и Sn в волосах оценивали с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой с использованием реакционно-столкновительной ячейки. Дети из Новосибирска в сравнении с московскими характеризовались более высоким уровнем Al (37%), As (385%), Cd (127%), Hg (11%), Ni (23%), Pb (72%) и Sn (25%) в волосах. В общей группе у мальчиков был более высоким уровень Al (13%), As (51%), Cd (65%), Pb (63%) и Sn (18%), в то время как Ni в волосах был выше у девочек (17%) , Дальнейший анализ показал наличие возрастных гендерных различий. В частности, у мальчиков-дошкольников из Новосибирска по сравнению с девочками наблюдался более высокий уровень Ni и Cd в волосах. В Москве различий по полу не было обнаружено. Максимальные гендерные различия в содержании металлов в волосах были обнаружены у подростков обоих мест проживания. Также были рассчитаны референтные значения Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC) для всех групп. Общие референтные пределы для изучаемой детской популяции составили 1,335–3,340 мкг/г для Al, 0,021–0,384 мкг/г для As, 0,000–1,389 мкг/г для Сd, 0,024–0,722 мкг/г для Hg, 0,076–0,701 мкг/г для Ni, 0,050–1,490 мкг/г для Pb и 0,070–1,026 мкг/г для Sn. Двухсторонний анализ ANOVA продемонстрировал существенною роль во взаимодействии возраста, пола и половозрастных взаимодействий на уровень металлов в волосах в обоих городах. В то же время возрастные изменения содержания металлов в волосах были более выражены у детей из Новосибирска, подверженных более высокому загрязнению металлами. Полученные данные показывают, что при интерпретации результатов исследования волос должны быть учтены возраст, пол, а также конкретный уровень загрязнения в каждом регионе.
Хелаты, такие, как тиолы, димеркаптосукцинат (DMSA) и димеркаптопропансульфонат (DMPS), являются эффективными в усилении экскреции ртути и свинца с мочой. Однако задачи извлечения токсичных металлов из застарелых депо в мозге могут потребовать комбинированного использования водорастворимого агента, удаляющего циркулирующий металл в мочу, а также липофильного хелатора, который используется для облегчения мобилизации металла из могзга в кровь. Ионы Pb(II) и Hg(II) связываются с DMSA через одну группу -COOH и одну группу -SH. Однако Pb(II) может связываться с рацемической DMSA через две –SH группы в неводных растворителях (когда группы -COOH этерифицированы). Обычно такие комплексы Pb(II) и Hg(II) имеют состав 1:1 и 1:2. Однако для иона Hg(II) были идентифицированы двухъядерные и многоядерные соединения с DMSA, такие как 2:1, 2:2, 2:3, 3:3. Ионы Pb(II) и Hg(II) образуют с комплексы с BAL состава 1:1 и 1:2 посредством координации через две меркаптогруппы. Ранние исследования показали многообещающие результаты при применении комбинации -SH-декстран-британский антилюизит (BAL). Более поздние работы показали, что применение DMPS-BAL в случаях длительного воздействия Hg является предпочтительным. В случаях отравления свинцом рекомендуемым антидотом является DMSA из-за ее низкой токсичности. Хотя DMSA распределяется внеклеточно, и ее эффективность может быть повышено в сочетании с агентом, способным переноситься с кровью в мозг. Так, было обнаружено, что эффект ионофора монензина может повышен, при этом растет экскреция внутриклеточно связанного свинца. Ранее в тяжелых случаях БАЛ применялис этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА). Сегодня кажется вполне очевидным, что в низких дозах БАЛ может способствовать мобилизации свинца из мозга в кровь во время лечения с помощью DMSA.
Многочисленные исследования показали связь между воздействием опасных химических веществ, включая токсичные металлы, поступающих из окружающей среды, и ожирением, диабетом и метаболическим синдромом. В то же время имеющиеся данные о влиянии воздействия кадмия на ожирение и диабет противоречивы. Таким образом, цель настоящей работы состояла в том, чтобы рассмотреть влияние кадмия на риск развития ожирения и диабета, а также потенциальные этиологические механизмы этого воздействия. Поскольку в результате нескольких эпидемиологических исследований было выявлено влияние воздействия кадмия на заболеваемость сахарным диабетом и резистентность к инсулину, нами проведен метаанализ всех работ, оценивающих риск распространенности и заболеваемости диабетом. Сравнивая самый высокий и самый низкий уровень воздействия кадмия, мы обнаружили высокий риск заболеваемости диабетом (отношение шансов = 1,38, 95% доверительный интервал 1,12–1,71), который был выше в работах, использующих мочу в качестве субстрата для оценки воздействия металла. Напротив, результаты эпидемиологических исследований, связывающих воздействие кадмия и избыточный вес или ожирение, гораздо менее последовательны и даже противоречивы, а также зависят от различий в уровне воздействующего металла и специфического маркера воздействия (кровь, моча, волосы, ногти). В свою очередь, лабораторные исследования показали, что кадмий отрицательно влияет на физиопатологию жировой ткани через ряд механизмов, что способствует повышению резистентности к инсулину и усилению диабета. Однако внутренние биологические механизмы, связывающие воздействие Cd с ожирением и диабетом, требуют дальнейшего исследования.
Целью исследования было изучение содержания микроэлементов в волосах у детей, страдающих расстройствами аутистического спектра (РАС). Всего было обследовано 74 ребенка с РАС и 74 контрольных ребенка того же возраста и пола, разделенных на две возрастные группы (2–4 и 5–9 лет). Содержание микроэлементов в волосах оценивали с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Набладаемая группа детей с РАС характеризовалась снижением уровня хрома (Cr), йода (I) и ванадия (V) в волосах на 29%, 41% и 24% соответственно, тогда как уровень селена (Se) превышал соответствующие значения в контроле на 31%. У детей с аутизмом в возрасте 2–4 лет содержание Cr, I и V в волосах было на 68, 36 и 41% ниже, чем в контрольной группе. У детей старшего возраста, страдающих расстройствами аутистического спектра, отмечалось увеличение уровня Se в волосах на 45%. В общей группе детей с РАС уровень бериллия (Be) и олова (Sn) в волосах был на 50% и 34% ниже контрольных значений. В первой возрастной группе (2–4 года) у детей с РАС было обнаружено снижение уровня мышьяка (As), бора (B) и Be на 34%, 42% и 73%. Во второй возрастной группе детей с РАС было выявлено лишь снижение содержания свинца в волосах (Pb) на 25%. Однако нами не было обнаружено значительного группового различия в содержании ртути (Hg), цинка (Zn) и меди (Cu) в волосах. В целом, результаты настоящего исследования показывают, что для детей с РАС характерны более низкие концентрации не только эссенциальных, но и токсических микроэлементов в волосах.
Метилртуть (MeHg) является опасным загрязнителем окружающей среды и весьма токсична для человека. Накопление MeHg в результате ежедневного потребления крупной хищной рыбы представляет потенциальную опасность для здоровья, центральная нервная система (ЦНС) является основной целью токсического действия. Несмотря на хорошо описанные нейроповеденческие эффекты (то есть двигательные нарушения), механизмы MeHg-индуцированной токсичности до конца не изучены. Однако имеются свидетельства, указывающие на то, что окислительный стресс является важным молекулярным механизмом интоксикации, вызванной MeHg. Действительно, MeHg является мягким электрофилом, который преимущественно взаимодействует с нуклеофильными группами (главным образом, тиолами и селенолами) белков и небольших молекул. Такое взаимодействие способствует возникновению окислительного стресса, который может вызывать повреждение через ряд механизмов, нарушая функционирование различных молекул (белков, липидов и нуклеиновых кислот), что в итоге может приводить к модуляции различных путей передачи клеточного сигнала. В этом обзоре обобщены общие аспекты взаимодействия MeHg с регуляторами системы антиоксидантного ответа, содержащими тиоловые и селеноловые группами, такими как глутатион (GSH), и селеноферментами тиоредоксинредуктазой (TrxR) и глутатионпероксидазой (Gpx). Особое внимание уделяется роли сигнального пути PI3K / Akt и фактора транскрипции ядра NF-E2, связанного с фактором 2 (Nrf2), в MeHg-индуцированном окислительно-восстановительном дисбалансе.
Ртуть (Hg) является токсикантом окружающей среды, присутствующим в окружающей среде в виде элементарной ртути (Hg0), неорганических и органических соединений Hg. Предполагается, что нервная система является основной мишенью при ткосичесвом воздействии ртути. Исследования показывают, что селен (Se) может быть использован в качестве протектора против нейротоксического действия Hg. Поэтому целью данного обзора является изучение новых проблем нейротоксичности в молекулярной биологии ртути и, в частности, особое внимание уделяется влиянию соединений Se и тиолов на нейротоксичность ртути на молекулярном уровне. Ртуть и Se образуют стабильные координационные соединения, а формы ртути характеризуются более высоким сродством к селенольным группам по сравнению с тиольными группами. Следовательно, Se-содержащие молекулы являются мишенями для связывания соединений Hg, которые могут, по меньшей мере, частично опосредовать биологический результат взаимодействия Hg-Se. Взаимодействие на молекулярном уровне между этими элементами также включает связывание между Hg и различными селенопротеинами. Экспериментальные данные показывают, что лечение соединениями селена меняет время пребывания Hg в мозге, модулирует нейротоксичность и окислительный стресс в нервной ткани животных. Данные человека также указывают на то, что молекулярное взаимодействие между Hg и Se может оказывать значительное влияние на развитие нервной системы, функционирование мозга и нейродегенерацию. Предполагается, что эффективность защиты Se от нейротоксичности Hg может определяться дозой соединений этих элементов, а также их конкретными химическими формами. Для оценки внутренних механизмов взаимодействия Hg и Se in vivo необходимы дальнейшие исследования.
Ранее была показана существенная взаимосвязь между воздействием тяжелых металлов и развитием метаболического синдрома (MC). Несмотря на наличие ряда работ, направленных на изучение роли Hg в развитии MC, имеющиеся данные противоречивы. Поэтому основной задачей настоящей работы является обзор существующих данных о влиянии ртути на универсальные механизмы, участвующие в патогенезе развития MC и его компонентов. Дана краткая химическая характеристика ртути. Обсуждается роль ртути в индукции окислительного стресса. В частности, окислительный стресс, вызванный Hg, может возникать как из-за прооксидантного действия металла, так и из-за уменьшения количества антиоксидантных ферментов. Несмотря на отсутствие прямых доказательств, можно предположить, что ртуть может вызывать стресс эндоплазматического ретикулума. Как видно из исследований как in vivo, так и in vitro, ртуть способна вызывать воспаление. Приведенные данные показывают, что ртуть влияет на универсальные патогенетические механизмы развития МС. Более того, многочисленные исследования показали роль ртути в патогенезе компонентов МС: дислипидемии, гипертонии, резистентности к инсулину и, в меньшей степени, ожирения. Современное состояние данных о взаимосвязи между ртутью и МС обозначает следующие перспективы: (1) необходимы дальнейшие клинико-эпидемиологические и экспериментальные исследования для оценки связи между воздействием ртути и развитием компонентов МС, особенно ожирения; (2) необходимо провести дополнительные исследования возможного влияния изменения содержания ртути в организме на патогенез МС.
В текущем расследовании приняли участие 5908 взрослых, проживающих в Москве и Московской области (4384 женщины и 1524 мужчины) и профессионально не контактирующих с токсичными микроэлементами. Содержание Al, As, Be, Bi, Cd, Hg, Li, Ni, Pb, Sn и Sr в волосах оценивали масс-спектрометрией с индуктивно-связанной плазмой с использованием NexION 300D. Мужчины характеризуются значительно более высоким содержанием Al, As, Cd, Hg, Li и Pb в волосах. В то же время уровень Bi, Ni, Sn и Sr в волосах был значительно выше у женщин. В соответствии с рекомендациями IUPAC были определены референтные диапазоны для мужской, женской части населения и населения в общем.