Введение
Цинк является одним из ключевых микроэлементов, обеспечивающих нормальный гомеостаз организма человека. Общее содержание цинка в организме человека невелико и составляет в среднем 1,5–3,0 г [1, 2]. Цинк является наиболее распространенным микроэлементом в клетках и необходим для огромного количества каталитических, структурных и регуляторных физиологических процессов. Он входит в состав или поддерживает активность около 100 внутриклеточных ферментов, катализирующих ключевые этапы синтеза ДНК и РНК [3]. Цинк вовлечен практически во все этапы созревания клеток, поэтому он выступает природным регулятором процессов деления, дифференцировки, пролиферации и апоптоза клеток. Кроме того, цинк обладает способностью стабилизировать мембраны клеток, а также оказывать иммуномодулирующее действие на Т–В-клеточную систему иммунитета. Дополнительно цинк активирует биосинтез витаминов С и группы В [4].
В мужском организме наибольшие запасы цинка сосредоточены в предстательной железе. Так, у мужчин в простате концентрация цинка в семь раз больше, чем в других тканях, и примерно в 500 раз больше, чем в плазме крови [5, 6], поэтому цинк играет одну из ключевых ролей в функционировании мужской половой и репродуктивной систем, так как обеспечивает стабилизацию хроматина ДНК сперматозоидов и выраженную бактерицидную функцию простатического секрета (участвует в синтезе цинк-белкового антибактерицидного простатического комплекса) [7]. Значительная часть цинка в клетках предстательной железы входит в состав цинк-зависимой супероксиддисмутазы (Zn-СОД), которая является одним из трех ключевых специализированных ферментов антиоксидантной системы защиты (АОСЗ) всех клеток, противостоящих окислительному стрессу, поэтому в предстательной железе цинк выступает еще и как естественный антиоксидант [8, 9]. С возрастом концентрация цинка в предстательной железе и ее секрете существенно снижается, что ассоциируется с возрастными нарушениями репродуктивной функции мужчин и повышением частоты заболеваний предстательной железы, в том числе хроническим бактериальным простатитом (ХБП) [10, 11].
В клинико-экспериментальных исследованиях продемонстрировано, что, с одной стороны, при ХБП клетки предстательной железы теряют способность накапливать цинк, а с другой – наличие инфекции в предстательной железе ассоциируется с более низким содержанием цинка и цинк-пептидного комплекса в секрете предстательной железы, что позволило предположить наличие достоверных двусторонних связей между дефицитом цинка и риском инфицирования предстательной железы и развития ХБП [12–15].
В рутинной клинической практике урологи применяют различные препараты цинка, однако такая терапия чаще всего проводится эмпирически, «вслепую», без соответствующих лабораторных определений уровня цинка в сыворотке крови и секрете предстательной железы у конкретного пациента. В доступной литературе мы не нашли данных о диагностической ценности и чувствительности определения цинка в разных биологических средах, остаются неизвестными корреляционные связи между сывороточными и простатическими уровнями цинка у здоровых мужчин и у больных ХБП, а также влияние цинка на оксидативный баланс в предстательной железе. Все это предопределило выбор цели исследования, которая нам представляется актуальной.
Цель исследования – изучить возможные корреляции системного (в сыворотке крови) и локального (в секрете предстательной железы) уровней цинка и их связь с показателями оксидативного баланса предстательной железы у здоровых мужчин и больных ХБП.
Материал и методы
Обследовано 90 больных ХБП в возрасте 24–46 лет (средний возраст – 38,2 ± 1,4 года) (основная группа) и 30 клинически здоровых мужчин в возрасте 20–45 лет (средний возраст – 35,5 ± 1,5 года), у которых в ходе комплексной диагностики была исключена какая-либо патология предстательной железы (контрольная группа).
Исследование носило текущий проспективный сплошной характер. Все мужчины в ходе исследования подвергались однотипному комплексному обследованию, а результаты обследования мужчин контрольной группы принимались в качестве референсных значений условной нормы изучаемых параметров.
Все пациенты, вошедшие в настоящее исследование и закончившие его, как и клинически здоровые мужчины контрольной группы, были предварительно информированы о целях и задачах исследования и заполнили информированное согласие на участие в данном исследовании и использование полученных результатов для научных целей.
Критерии включения в исследование:
Критерии исключения из исследования:
У мужчин контрольной группы и больных ХБП основной группы проводили сбор жалоб и анамнеза, анкетирование по опроснику CPSI-QL, общефизикальное, специальное урологическое, микробиологическое, лабораторное, сонографическое исследования по стандартным методикам. Для оценки характеристик оксидативного статуса предстательной железы выполняли биохимические исследования секрета предстательной железы в различных модификациях. Для определения уровня активных форм кислорода (АФК) в секрете предстательной железы использовали метод люминол-зависимой хемилюминесценции (ЛЗХЛ), а основными показателями данного метода были светосумма и максимальная амплитуда свечения, которые соответствовали уровню образования АФК [16–18]. Для оценки адекватности протекания окислительно-восстановительных реакций в секрете предстательной железы выполняли определение в нем уровня промежуточных продуктов (диеновые конъюгаты, малоновый диальдегид) перекисного окисления липидов (ПОЛ) и оценивали активность одного из ключевых специализированных универсальных ферментов АОСЗ клеток – супероксиддисмутазы (СОД). Определение диеновых конъюгатов проводили по методике И.Д. Стальной (1977) [19]. Определение малонового диальдегида проводили спектрофлуориметрическим методом после реакции с тиобарбитуровой кислотой по методу И.Д. Стальной и Т.Г. Гаришвили (1977) [20].
Активность СОД секрета предстательной железы определяли спектрофотометрическим методом по методике H.P. Mistra, I. Fridovich (1972) в модификации В.А. Костюка и соавт. (1990), основанным на определении степени торможения реакции аутоокисления кверцетина, в связи с тем, что одним из промежуточных продуктов этой реакции является супероксидный анион-радикал [21]. Определение уровня цинка в сыворотке крови выполняли колориметрическим методом IFCC, основанным на образовании окрашенного комплексного соединения цинка с дитизоном [22, 23].
Содержание цинка в секрете предстательной железы определяли методом рентгенофлуоресцентного анализа, основанным на характеристическом спектре вторичного флуоресцентного излучения пробы, который возникает под действием более жесткого рентгеновского излучения, на портативном российском анализаторе серии МАК-6 (Санкт-Петербург) [24]. Статистическую обработку выполняли в программах Microsoft Excel 2007 и Statistica 6.0 (StatSoft, США). Для исследования взаимосвязи количественных признаков между собой определяли коэффициент корреляции Спирмена (r). Значение r интерпретировали следующим образом: < 0,25 – слабая корреляция; 0,26–0,75 – умеренная корреляция; > 0,75 – сильная корреляция. Для оценки межгрупповых различий значений признаков, имеющих непрерывное распределение, применяли t-критерий Стьюдента. Критический уровень достоверности нулевой статистической гипотезы (об отсутствии значимых межгрупповых различий или факторных влияний) принимали равным 0,05. Статистически значимой для всех показателей считали общепринятую в медико-биологических исследованиях величину, равную р < 0,05 [25].
Результаты и их обсуждение
Результаты измерений уровней цинка в системном кровотоке (сывороточный цинк) и секрете предстательной железы (простатический цинк) представлены в табл. 1.
Как следует из табл. 1, мужчины контрольной группы и больные основной группы демонстрировали различные тенденции уровней цинка в исследуемых биологических жидкостях. В контрольной группе только у 3/30 (10,0%) мужчин абсолютный уровень цинка сыворотки крови опускался ниже нижней границы общепопуляционного референса (< 543 мкг/л), достигая минимального значения 489 мкг/л. Еще у 4/30 (13,3%) мужчин контрольной группы абсолютные показатели содержания сывороточного цинка находились в пределах нижне-среднего терциля диапазона колебаний среднепопуляционных референсных значений (543–738 мкг/л), а у остальных 23/30 (76,7%) мужчин контрольной группы абсолютные значения показателей сывороточного цинка достоверно вписывались в средне-верхний терциль нормального диапазона колебаний среднепопуляционных референсных значений (738–1130 мкг/л). Несмотря на такую неоднородность контрольной группы в отношении абсолютных уровней сывороточного цинка, среднее значение уровня сывороточного цинка у мужчин контрольной группы составило 844 ± 35 мкг/л, что достоверно не отличалось от аналогичного показателя среднепопуляционной нормы (р < 0,1).
Таким образом, частота абсолютного дефицита сывороточного цинка у здоровых мужчин контрольной группы без ХБП составила 10,0%.
В основной группе абсолютный уровень цинка сыворотки крови опускался гораздо ниже нижней границы среднепопуляционного референса и абсолютных значений контрольной группы (< 543 мкг/л), достигая минимального значения 376 мкг/л, что имело место у 26/90 (28,9%) больных основной группы. Еще у 36/90 (40,0%) больных основной группы абсолютные значения уровней сывороточного цинка находились в пределах нижне-среднего терциля диапазона референсных значений среднепопуляционной нормы (543–738 мкг/л), у 21/90 (23,3%) больного абсолютные значения уровней сывороточного цинка находились в пределах среднего терциля диапазона референсных значений среднепопуляционной нормы (738–935 мкг/л), и только в 7/90 (7,8%) случаев пациенты с ХБП имели показатели уровня сывороточного цинка, соответствующие средне-верхнему терцилю диапазона референсных значений среднепопуляционной нормы (935–1130 мкг/л). Среднее значение уровня сывороточного цинка у больных основной группы составило 720 ± 32 мкг/л, что достоверно ниже аналогичных показателей как общепопуляционной нормы, так и контрольной группы (р < 0,05).
Таким образом, с точки зрения индивидуальных колебаний абсолютных значений уровней сывороточного цинка больные ХБП представляли собой более гетерогенную когорту с выраженной дисперсией данного признака по сравнению с показателями здоровых мужчин контрольной группы, а частота выявления абсолютного дефицита сывороточного цинка у больных ХБП составила 28,9%, что достоверно в 2,89 раза больше, чем в контрольной группе здоровых мужчин (10,0%; р < 0,05).
Абсолютное содержание цинка в секрете предстательной железы у мужчин контрольной группы колебалось в диапазоне 340–670 мкг/мл, составив в среднем 520 ± 53 мкг/мл, что достоверно не отличалось от референсных значений среднепопуляционной нормы (380–800 и 590 ± 80 мкг/мл соответственно; р < 0,1).
Однако при этом у трех мужчин контрольной группы (3/30, или 10,0%), продемонстрировавших наличие абсолютного дефицита сывороточного цинка, одновременно выявлялся аналогичный абсолютный дефицит цинка в секрете предстательной железы. Абсолютный дефицит цинка в секрете предстательной железы был также дополнительно выявлен еще у 2 из 4 (50,0%) мужчин контрольной группы с абсолютными значениями содержания сывороточного цинка в пределах нижне-среднего терциля диапазона референсных значений среднепопуляционной нормы (6,7%).
Таким образом, общая частота выявления абсолютного дефицита цинка в секрете предстательной железы у здоровых мужчин контрольной группы составила 16,7%.
У больных основной группы наблюдалась иная картина состояния обмена цинка в предстательной железе (табл. 2).
Как следует из табл. 2, абсолютный дефицит простатического цинка выявлен у 37/90 (41,1%) больных ХБП. Также обращал на себя внимание факт сравнительно большого удельного веса больных с концентрацией цинка в секрете предстательной железы в диапазоне нижнего терциля референсных значений среднепопуляционной нормы (28,9%). Еще у 24,4% больных ХБП индивидуальные значения концентрации простатического цинка достигали среднего терциля референсных показателей здоровых мужчин, и только у 5,6% больных ХБП значения концентрации простатического цинка достигали верхнего терциля референсных показателей здоровых мужчин, что отражало общую тенденцию к уменьшению содержания цинка в секрете предстательной железы в когорте больных ХБП по сравнению как со среднепопуляционными показателями, так и показателями здоровых мужчин контрольной группы без ХБП (р < 0,05).
В целом же с точки зрения индивидуальных колебаний абсолютных значений уровней простатического цинка больные ХБП представляли собой еще более гетерогенную когорту с более выраженной дисперсией данного признака по сравнению с колебаниями у них уровней сывороточного цинка, а также с показателями содержания простатического цинка у мужчин контрольной группы. При этом частота выявления абсолютного дефицита простатического цинка у больных ХБП составила 41,1%, что достоверно в 2,5 раза больше, чем у здоровых мужчин контрольной группы (16,7%; р < 0,05). В ходе выполнения исследования нами была предпринята попытка выявить наличие статистически достоверных корреляционных связей между концентрацией цинка в сыворотке крови (на системном уровне) и секрете предстательной железы (на локальном органном уровне) для выяснения диагностической ценности определения каждого из них при проведении диагностических мероприятий у здоровых мужчин и больных ХБП. Результаты исследования подобных корреляционных связей у мужчин контрольной группы представлены на рис. 1, из которого следует, что в целом у мужчин без ХБП имела место статистически достоверная слабая положительная корреляционная связь между уровнями цинка в сыворотке крови и секрете предстательной железы (r = 0,156; n = 30; p = 0,001). В диапазоне субнормальных значений (< 543 мкг/л) и нижнего терциля референсных значений сывороточного уровня цинка (543–738 мкг/л) данная корреляционная связь оказалась несколько более статистически сильной (r = 0,204; n = 7; р = 0,001), что, очевидно, отражало выявленный у пяти из семи здоровых мужчин (71,4%) с погранично низким уровнем сывороточного цинка абсолютный его дефицит в секрете предстательной железы.
Результаты исследований корреляционных связей между сывороточным и простатическим уровнями цинка у здоровых мужчин позволили сделать вывод о том, что его определение в сыворотке крови для констатации факта достаточности или дефицита цинка в секрете предстательной железы в целом не является адекватным лабораторным тестом, так как нормальный (в диапазоне известных референсных значений нормы) уровень сывороточного цинка не исключает наличие его дефицита в секрете предстательной железы. Это, вероятно, связано с тем, что цинк является клеточно-тканевым микроэлементом, а его уровень в крови отражает наличие своеобразного «цинкового депо» в организме. Повышенная потребность цинк-зависимых клеток и тканей (а предстательная железа является органом, наиболее активно потребляющим цинк) в данном микроэлементе может сопровождаться ускоренным расходованием сывороточного цинка, что и сопровождается снижением его уровня в крови. Таким образом, с определенной долей вероятности можно утверждать, что чем выше уровень сывороточного цинка, тем больше его запасы в организме и тем меньше он расходуется на метаболические нужды клеток и тканей, а следовательно, там имеет место его достаток.
Подтверждением подобного рода заключений можно рассматривать вышеописанные результаты исследования корреляционных связей, показавшие, что более высокую диагностическую ценность имеет не абсолютный уровень сывороточного цинка как таковой, а выявление прежде всего погранично низкого уровня сывороточного цинка (в диапазоне субнормальных значений (< 543 мкг/л) и нижнего терциля референсных значений сывороточного уровня цинка (543–738 мкг/л)), при котором у 71,1% мужчин контрольной группы одновременно был выявлен и дефицит простатического цинка (р < 0,05). Однако, как показали результаты исследования, таких мужчин в когорте здоровых обследуемых контрольной группы без ХБП оказалось немного – 5/30 человек, или 16,7% от общей численности контрольной группы. Все больные основной группы с абсолютным дефицитом сывороточного цинка (26 человек) и еще 11 больных с погранично низким уровнем сывороточного цинка в пределах нижнего терциля диапазона референсных среднепопуляционных значений демонстрировали одновременное наличие дефицита цинка в секрете предстательной железы, и между данными показателями выявлена статистически достоверная умеренная положительная корреляционная связь (r = 0,345; n = 37; р = 0,001) (рис. 2). При изучении взаимоотношений между показателями сывороточного и простатического цинка у больных основной группы в среднем и верхнем терцилях их референсных значений диапазона колебаний статистически достоверных корреляционных связей не выявлено (р < 0,1).
Поскольку выраженность связи между изучаемыми параметрами у больных основной группы оказалась статистически более сильной (r = 0,345; n = 37; р = 0,001), чем у мужчин контрольной группы (r = 0,204; n = 7; р = 0,001), в погранично низком диапазоне концентраций сывороточного цинка, был сделан вывод о том, что именно погранично низкий уровень сывороточного цинка у больных ХБП является наиболее чувствительным и объективным маркером, отражающим одновременное наличие у них простатического дефицита цинка с чувствительностью, практически равной 100%, в отличие от контрольной группы, в которой чувствительность этого показателя составила 71,1% (р < 0,05).
Таким образом, можно предположить, что у больных ХБП возникает физиологически повышенная потребность в цинке, что связано с его повышенным потреблением предстательной железой, в которой при ХБП у 41,1% больных развивается его простатический дефицит. Поэтому цинк не успевает накапливаться в крови, а активно поступает в предстательную железу, в связи с чем сохраняется его абсолютный или относительный дефицит в сыворотке крови до тех пор, пока не будут удовлетворены физиологические потребности предстательной железы. Очевидно, чем более низкий уровень сывороточного цинка выявляется у больных ХБП, тем более выраженный его дефицит одновременно имеет место в ткани предстательной железы. При этом достоверная корреляционная связь между содержанием цинка в сыворотке крови и секрете предстательной железы выявлена не для всех диапазонов референсных значений сывороточного цинка, а только для его абсолютно низкого (абсолютного сывороточного дефицита) и погранично низкого (в нижнем терциле диапазона колебаний нормальных значений) уровней в сыворотке крови.
Поэтому наиболее достоверным и значимым с диагностической точки зрения лабораторным маркером дефицита цинка у больных ХБП можно рассматривать прежде всего его концентрацию в секрете предстательной железы, а не в сыворотке крови. В этой связи далее при изучении корреляционных связей между оксидативным статусом предстательной железы и нарушениями обмена цинка у больных ХБП для статистической обработки использовали только результаты оценки уровней простатического (в секрете предстательной железы) цинка как наиболее объективного маркера обмена цинка у больных ХБП.
Интегративная характеристика клинико-лабораторных параметров ХБП и показателей оксидативного статуса предстательной железы у больных ХБП после рандомизации в зависимости от уровней простатического цинка представлена в табл. 3.
Как следует из табл. 3, между контрольной и основной группами в целом, а также двумя группами сравнения после рандомизации по отдельности имели место статистически достоверные различия по основным клиническим характеристикам ХБП (оценка выраженности симптомов, общая оценка симптомов, индекс боли, индекс качества жизни; р < 0,05), однако при этом обе группы рандомизации по наличию/отсутствию простатического дефицита цинка между собой в клиническом плане достоверно не различались (р < 0,1).
Несмотря на то что больные ХБП с простатическим дефицитом цинка демонстрировали более высокий уровень лейкоцитоза секрета предстательной железы, статистически достоверных различий между обеими группами рандомизации также не было выявлено, скорее всего, за счет выраженной исходной дисперсии изучаемого параметра в основной группе в целом до рандомизации, поэтому в данном случае, очевидно, можно говорить лишь о тенденции к повышению лейкоцитоза секрета предстательной железы у цинк-дефицитных больных с ХБП по сравнению с больными, не имевшими простатического дефицита цинка (р < 0,1).
После рандомизации основной группы выявлено, что секреторная функция предстательной железы у больных ХБП с дефицитом простатического цинка достоверно хуже, чем в целом в основной группе больных и у больных ХБП без дефицита простатического цинка (р < 0,05). Об этом свидетельствовали результаты выявления низкого (0+) уровня лецитиновых зерен в секрете предстательной железы, который был диагностирован у 72,9% больных с дефицитом простатического цинка и только у 61,1% больных в целом в основной группе и 52,8% больных без дефицита простатического цинка соответственно (р < 0,05).
Наиболее интересные результаты были получены при анализе особенностей оксидативного статуса предстательной железы у больных ХБП в зависимости от простатического уровня цинка у них. Согласно данным табл. 3, уровень свободнорадикальной агрессии в секрете предстательной железы у больных ХБП (оцененный по данным ЛЗХЛ, отражавшей количество и активность АФК в простатическом секрете) оставался достоверно более высоким, чем в контрольной группе здоровых мужчин (р < 0,05), но при этом не зависел от исходного уровня цинка в секрете предстательной железы.
Исследование процессов ПОЛ в секрете предстательной железы позволило установить, что при отсутствии достоверных различий в простатических концентрациях промежуточных продуктов ПОЛ (диеновых конъюгатов) у больных ХБП с простатическим дефицитом цинка, в отличие от больных ХБП без такового, имело место существенное и статистически достоверное повышение в секрете предстательной железы концентрации малонового диальдегида, превышавшей таковую в среднем на 10,7% для основной группы в целом и на 9,2% для группы рандомизации без простатического дефицита цинка (р < 0,05).
Полученные результаты избыточности биохимических реакций ПОЛ, по нашему мнению, отражали не столько более выраженную степень свободнорадикальной агрессии (поскольку не имелось достоверных различий между уровнем и активностью АФК в обеих группах рандомизации, о чем было сказано ранее), сколько снижение природной резистентности предстательной железы к окислительному стрессу при наличии сопутствующего простатического дефицита цинка.
Подтверждением данного положения стали результаты исследования активности СОД секрета предстательной железы, представленные в табл. 3, которые выявили статистически достоверно более низкий (на 20,2%) уровень активности данного ключевого антиоксидантного фермента у больных ХБП с простатическим дефицитом цинка по сравнению с больными ХБП с нормальным уровнем цинка в секрете предстательной железы (р < 0,05). Снижение активности СОД в данном контексте мы рассматривали как проявление функциональной недостаточности природной АОСЗ предстательной железы в условиях персистирующего простатического дефицита цинка, в связи с чем процессы ПОЛ протекали не до конца и в клетках железы в избыточном количестве накапливались промежуточные продукты ПОЛ (малоновый диальдегид), что представлялось важными механизмами патологического окислительного стресса предстательной железы, опосредующего негативное влияние микробного фактора на ее морфофункциональный гомеостаз.
При изучении возможных корреляционных связей была установлена достоверная умеренная положительная связь между концентрацией цинка и активностью СОД в секрете предстательной железы (r = 0,389; n = 90; р = 0,001), что отражало физиологическую роль цинка как мощного естественного антиоксиданта (рис. 3).
Заключение
Проведенное исследование продемонстрировало достоверно более высокую частоту дефицита цинка (как в сыворотке крови, так и в секрете предстательной железы) у больных ХБП по сравнению с популяцией здоровых мужчин. При этом концентрация цинка в секрете предстательной железы достоверно предопределяет активность одного из ключевых специализированных ферментов антиоксидантной системы защиты органа – СОД, что подтверждает критическую физиологическую роль цинка как природного простатического антиоксиданта и позволяет рассматривать лабораторную диагностику дефицита цинка и последующую цинк-заместительную терапию как эффективные лечебно-диагностические опции по улучшению результатов лечения ХБП. С учетом отсутствия достоверных корреляционных связей между уровнями сывороточного и простатического цинка в пределах всего диапазона их референсных значений, а также ввиду особенностей клеточной физиологии и биохимии цинка, наиболее точным, оптимальным и более информативным для рутинной клинической практики тестом выявления дефицита цинка является его определение непосредственно в секрете предстательной железы у всех первичных больных ХБП, которое одновременно должно использоваться и как метод лабораторного мониторинга проводимой компенсации дефицита цинка вплоть до его ликвидации. Таким образом, современная фармакотерапия препаратами цинка у больных ХБП не должна носить эмпирический и хаотический характер, а основываться на персонифицированной и адекватной лабораторной диагностике.
Уважаемый посетитель uMEDp!
Уведомляем Вас о том, что здесь содержится информация, предназначенная исключительно для специалистов здравоохранения.
Если Вы не являетесь специалистом здравоохранения, администрация не несет ответственности за возможные отрицательные последствия, возникшие в результате самостоятельного использования Вами информации с портала без предварительной консультации с врачом.
Нажимая на кнопку «Войти», Вы подтверждаете, что являетесь врачом или студентом медицинского вуза.