Влияние микроэлементного статуса на течение анкилозирующего спондилита у больных Оренбургской области

В последние годы обсуждается роль микроэлементов (МЭ) и их дисбаланса в физиологии костной ткани и развитии воспалительных болезней суставов и позвоночника, однако отсутствуют данные о микроэлементном статусе пациентов с анкилозирующим спондилитом (АС) и его возможном влиянии на течение заболевания.

Цель работы – изучение влияния микроэлементного статуса пациентов с АС на течение, клинические проявления и активность заболевания.

Пациенты и методы. Обследовано 58 пациентов (39 мужчин и 19 женщин), жителей Оренбургской области, с достоверным диагнозом АС, средний возраст – 38 [31; 48] лет, продолжительностью заболевания – 16 [11; 26] лет. HLA-B27-антиген был выявлен в 91,4% случаев. Помимо общепринятого обследования, у всех больных в волосах методом атомно-адсорбционной спектрофотомерии было определено содержание 9 МЭ: Cu, Zn, Fe, Mn, Cr, Co, Ni, Pb и Cd.

Результаты и обсуждение. Для больных АС, проживающих в Оренбургской области, характерен дисбаланс МЭ, который проявляется дефицитом Cu и Zn при накоплении Ni, Cr и Mn в волосах. Выявлены разнонаправленные корреляции между показателями данных МЭ и наличием внеаксиальных (периферический артрит, дактилит) и внескелетных (увеит) проявлений АС, активностью заболевания и выраженностью функциональных нарушений.

Выводы. Предварительные результаты позволяют предположить, что формирующийся дисбаланс МЭ может влиять на течение АС, поддерживая и увеличивая его активность.

1. Эрдес ШФ, Бадокин ВВ, Бочкова АГ и др. О терминологии спондилоартритов. Научно-практическая ревматология. 2015;53(6):657–60. doi: 10.14412/1995-4484-2015-657-660

2. Braun J, Sieper J. Ankylosing spondylitis. Lancet. 2007 Apr 21;369(9570):1379-1390. doi: 10.1016/S0140-6736(07)60635-7.

3. Эрдес ШФ, Бочкова АГ, Дубинина ТВ и др. Проект рабочей классификации анкилозирующего спондилита. Научно-практическая ревматология. 2013;51(6):604-8. doi: 10.14412/1995-4484-2013-604-8

4. Brown MA, Kennedy LG, MacGregor AJ, et al. Susceptibility to ankylosing spondylitis in twins: the role of genes, HLA, and the environment. Arthritis Rheum. 1997 Oct; 40(10):1823-8.

5. Höhler T, Hug R, Schneider PM, et al. Ankylosing spondylitis in monozygotic twins: studies on immunological parameters. Ann Rheum Dis. 1999 Jul;58(7):435-40.

6. Pedersen OB, Svendsen AJ, Ejstrup L, et al. Ankylosing spondylitis in Danish and Norwegian twins: occurrence and the relative importance of genetic vs. environmental effectors in disease causation. Scand J Rheumatol. 2008 Mar-Apr;37(2):120-6. doi: 10.1080/03009740701824613.

7. Sheehan NJ. HLA-B27: what’s new? Rheumatology (Oxford). 2010 Apr;49(4): 621-31. doi: 10.1093/rheumatology/kep450. Epub 2010 Jan 18.

8. Yazar M, Sarban S, Kocyigit A, Isikan UE. Synovial fluid and plasma selenium, copper, zinc, and iron concentrations in patients with rheumatoid arthritis and osteoarthritis. Biol Trace Elem Res. 2005 Aug;106(2):123-32. doi: 10.1385/BTER:106:2:123.

9. Afridi HI, Talpur FN, Kazi TG, Brabazon D. Estimation of toxic elements in the samples of different cigarettes and their effect on the essential elemental status in the biological samples of Irish smoker rheumatoid arthritis consumers. Environ Monit Assess. 2015 Apr; 187(4):157. doi: 10.1007/s10661-015-4353-5. Epub 2015 Mar 4.

10. Pepa GD, Brandi ML. Microelements for bone boost: the last but not the least. Clin Cases Miner Bone Metab. 2016 Sep-Dec;13(3): 181-185. doi: 10.11138/ccmbm/2016.13.3.181. Epub 2017 Feb 10.

11. Синяченко ОВ, Гейко ИА, Сокрут ОП и др. Клинико-патогенетическая значимость остеоассоциированных микроэлементов при болезнях суставов. Сообщение 1. Микроэлементоз в крови. Боль. Суставы. Позвоночник. 2016;(2):34-40.

12. Герасименко АМ. Взаимосвязь микроэлементов в волосах и крови с состоянием иммунитета у больных ревматоидным артритом. Украинский медицинский альманах. 2010;13(1):44-6.

13. Володкина НА. Содержание меди и цинка в организме больных ревматоидным и псориатическим артритами. Боль. Суставы. Позвоночник. 2013;(3):60-3.

14. Ермолаева МВ, Ютовец ТС, Науменко НВ, Синяченко ОВ. Остеоассоциированные микроэлементы в крови больных гонартрозом и коксартрозом. Архив клинической и экспериментальной медицины. 2013;22(2):193-6.

15. Li J, Liang Y, Mao H, et al. Effects of B-lymphocyte dysfunction on the serum copper, selenium and zinc levels of rheumatoid arthritis patients. Pak J Med Sci. 2014 Sep; 30(5):1064-7. doi: 10.12669/pjms.305.5214.

16. Xin L, Yang X, Cai G, et al. Serum Levels of Copper and Zinc in Patients with Rheumatoid Arthritis: a Meta-analysis. Biol Trace Elem Res. 2015 Nov;168(1):1-10. doi: 10.1007/s12011-015-0325-4. Epub 2015 Apr 15.

17. Wacewicz M, Socha K, Soroczynska J, et al. Concentration of selenium, zinc, copper, Cu/Zn ratio, total antioxidant status and c-reactive protein in the serum of patients with psoriasis treated by narrow-band ultraviolet B phototherapy: A case-control study. J Trace Elem Med Biol. 2017 Dec;44:109-114. doi: 10.1016/j.jtemb.2017.06.008. Epub 2017 Jun 27.

18. Palacios C. The role of nutrients in bone health, from A to Z. Crit Rev Food Sci Nutr. 2006;46(8):621-8. doi: 10.1080/10408390500466174.

19. Zofkova I, Davis M, Blahos J. Trace elements have beneficial, as well as detrimental effects on bone homeostasis. Physiol Res. 2017 Jul 18;66(3):391-402. Epub 2017 Feb 28.

20. Van der Linden S, Valkenburg HA, Cats A. Evaluation of diagnostic criteria for ankylosing spondylitis: a proposal for modification of the New York criteria. Arthritis Rheum. 1984 Apr;27(4):361-8.

21. Дубинина ТВ, Гайдукова ИЗ, Годзенко АА и др. Рекомендации по оценке активности болезни и функционального состояния больных анкилозирующим спондилитом в клинической практике. Научно-практическая ревматология. 2017;55(4): 344-50. doi: 10.14412/1995-4484-2017-344-350

22. Авцын АП, Жаворонков АА, Риш МА. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология. Москва: Медицина; 1991. 496 с.

23. Bass DA, Hickock D, Quig D, Urek K. Trace element analysis in hair: factors determining accuracy, precision, and reliability. Altern Med Rev. 2001 Oct;6(5):472-81.

24. Скальный АВ. Химические элементы в физиологии и экологии человека. Москва: ОНИКС 21 век; 2004. 216 с.

25. Скальный АВ. Микроэлементозы человека: гигиеническая диагностика и коррекция. Микроэлементы в медицине. 2000;(1):2-8.

26. Liuzzi JP, Lichten LA, Rivera S, et al. Interleukin-6 regulates the zinc transporter Zip14 in liver and contributes to the hypozincemia of the acute-phase response. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 May 10;102(19): 6843-8. Epub 2005 Apr 29.

27. Smith JA, Colbert RA. The IL-23/IL-17 Axis in Spondyloarthritis Pathogenesis: Th17 and Beyond. Arthritis Rheumatol. 2014 Feb; 66(2):231-41. doi: 10.1002/art.38291.

28. Bonaventura P, Benedetti G, Albarede F, Miossec P. Zinc and its role in immunity and inflammation. Autoimmun Rev. 2015 Apr; 14(4):277-85. doi: 10.1016/j.autrev.2014.11. 008. Epub 2014 Nov 24.

29. Watanabe S, Amagai Y, Sannino S, et al. Zinc regulates ERp44-dependent protein quality control in the early secretory pathway. Nat Commun. 2019 Feb 5;10(1):603. doi: 10.1038/s41467-019-08429-1.

30. Harvey D, Pointon JJ, Evans DM, et al. Investigating the genetic association between ERAP1 and ankylosing spondylitis. Hum Mol Genet. 2009 Nov 1;18(21):4204-12. doi: 10.1093/hmg/ddp371. Epub 2009 Aug 18.

31. Cortes A, Pulit SL, Leo PJ, et al. Major histocompatibility complex associations of ankylosing spondylitis are complex and involve further epistasis with ERAP1. Nat Commun. 2015 May 21;6:7146. doi: 10.1038/ncomms8146.

32. Kochan G, Krojer T, Harvey D, et al. Crystal structures of the endoplasmic reticulum aminopeptidase-1 (ERAP1) reveal the molecular basis for N-terminal peptide trimming. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 May 10;108(19):7745-50. doi: 10.1073/pnas. 1101262108. Epub 2011 Apr 20.

33. Bonaventura P, Lamboux A, Albarede F, Miossec P. A Feedback Loop between Inflammation and Zn Uptake. PLoS One. 2016 Feb 4;11(2):e0147146. doi: 10.1371/journal.pone.0147146. eCollection 2016.

34. Raychaudhuri SP, Raychaudhuri SK. Mechanistic rationales for targeting interleukin-17A in spondyloarthritis. Arthritis Res Ther. 2017 Mar 8;19(1):51. doi: 10.1186/s13075-017-1249-5.

35. Tapiero H, Townsend DM, Tew KD. Trace elements in human physiology and pathology. Copper. Biomed Pharmacother. 2003 Nov;57(9):386-98.

36. Hordyjewska A, Popiolek L, Kocot J. The many «faces» of copper in medicine and treatment. Biometals. 2014 Aug;27(4):611-21. doi: 10.1007/s10534-014-9736-5. Epub 2014 Apr 20.

37. Bo S, Durazzo M, Gambino R, et al. Associations of dietary and serum copper with inflammation, oxidative stress, and metabolic variables in adults. J Nutr. 2008 Feb;138(2):305-10.

38. Mathew BB, Tiwari A, Jatawa SK. Free Radicals and Antioxidants: A Review. Journal of Pharmacy Research. 2011;4(12):4340-3.

39. Jones SA, Scheller J, Rose-John S. Therapeutic strategies for the clinical blockade of IL-6/gp130 signaling. J Clin Invest. 2011 Sep;121(9):3375-83. doi: 10.1172/JCI57158. Epub 2011 Sep 1.

40. O'Neal SL, Zheng W. Manganese Toxicity Upon Overexposure: a Decade in Review. Curr Environ Health Rep. 2015 Sep;2(3): 315-28. doi: 10.1007/s40572-015-0056-x.

41. Bae YJ, Kim MH. Manganese supplementation improves mineral density of the spine and femur and serum osteocalcin in rats. Biol Trace Elem Res. 2008 Jul;124(1): 28-34. doi: 10.1007/s12011-008-8119-6. Epub 2008 Mar 11.

42. Кудрин АВ, Скальный АВ. Микроэлементы в онкологии. Часть 2. Микроэлементы и противоопухолевый иммунитет. Микроэлементы в медицине. 2001;(2): 31-9.

43. He X, Lin GX, Chen MG, et al. Protection against chromium (VI)-induced oxidative stress and apoptosis by Nrf2. Recruiting Nrf2 into the nucleus and disrupting the nuclear Nrf2/Keap1 association. Toxicol Sci. 2007 Jul;98(1):298-309. Epub 2007 Apr 9.

44. Nemeth E, Rivera S, Gabayan V, et al. IL-6 mediates hypoferremia of inflammation by inducing the synthesis of the iron regulatory hormone hepcidin. J Clin Invest. 2004 May; 113(9):1271-6.

45. Hamilton RF Jr, Buford M, Xiang C, et al. NLRP3 inflammasome activation in murine alveolar macrophages and related lung pathology is associated with MWCNT nickel contamination. Inhal Toxicol. 2012 Dec;24(14):995-1008. doi: 10.3109/08958378.2012.745633.