Патогенетические и прогностические аспекты дефицита меди и цинка у тяжелообожженных больных

Цель исследования. Изучить содержание меди и цинка в сыворотке крови тяжелообожженных больных и оценить их возможности в качестве прогностических критериев исхода ожоговой болезни.
Материалы и методы. Обследовано 37 пациентов с площадью ожога 50,7±17,2 % поверхности тела, из них 7 человек умерли. В течение 14 суток после получения термической травмы в сыворотке крови оценивалось содержание меди, цинка, альбумина, глобулинов, преальбумина.
Результаты. В период ожогового шока обнаружен дефицит меди и цинка. Мониторинг показателей выявил в дальнейшем нормализацию уровня меди и тенденцию к повышению концентрации цинка с нормализацией лишь к 14 суткам после получения ожога. Обнаружена сопряженность дефицита микроэлементов с уровнем альбумина, преальбумина и глобулинов. Выявлена корреляционная взаимосвязь дефицита меди и цинка с наличием сепсиса и вероятностью летального исхода. Установлено, что снижение уровня цинка ниже 4,7 мкмоль/л приводит к 24-кратному увеличению шансов летального исхода, снижение содержания меди ниже 13 мкмоль/л – к 10-кратному увеличению шансов. Чувствительность и специфичность оценки порогового значения концентрации цинка составила 71 % и 90 % соответственно, концентрации меди – 80 % и 75 % соответственно.
Заключение. В период ожогового шока выявляются гипокупремия и гипоцинкемия. В дальнейшем отмечается нормализация уровня меди и тенденция к нормализации концентрации цинка. Выявленная ассоциация дефицита цинка и меди с развитием септических осложнений предполагает использование концентраций этих микроэлементов в качестве дополнительных биомаркеров сепсиса. Определены пороговые значения концентрации цинка и меди в сыворотке крови, определяющие риск летального исхода ожоговой болезни.

1. Żwierełło W., Styburski D., Maruszewska A. et al. Bioelements in the treatment of burn injuries – The complex review of metabolism and supplementation (copper, selenium, zinc, iron, manganese, chromium and magnesium). J Trace Elem Med Biol. 2020; 62: 126616. DOI: 10.1016/j.jtemb.2020.126616

2. Костина О. В., Преснякова М. В., Альбицкая Ж. В. Биологическая роль меди в патогенезе расстройств аутистического спектра у детей: обзор литературы. Экология человека. 2020; 27(4): 42–47. DOI: 10.33396/1728–0869–2020–4–42–47

3. Ребров В. Г., Громова О. А. Витамины, макро- и микроэлементы. М.: ГЭО-ТАР-Медиа; 2008. 960 c.

4. Ogen-Shtern N., Chumin K., Silberstein E. et al. Copper Ions Ameliorated Thermal Burn-Induced Damage in ex vivo Human Skin Organ Culture. Skin Pharmacol Physiol. 2021; 34(6): 317–327. DOI: 10.1159/000517194

5. Borkow G., Okon-Levy N., Gabbay J. Copper oxide impregnated wound dressing: biocidal and safety studies. Wounds. 2010; 22(12): 301–10. PMID: 25901580

6. Landriscina M., Bagalá C., Mandinova A. et al. Copper induces the assembly of a multiprotein aggregate implicated in the release of fibroblast growth factor 1 in response to stress. J Biol Chem. 2001; 276(27): 25549–57. DOI:10.1074/jbc.M102925200

7. Sen C. K., Khanna S., Venojarvi M. et al. Copper-induced vascular endothelial growth factor expression and wound healing. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2002; 282(5): H1821–7. DOI: 10.1152/ajpheart.01015.2001

8. Лебедева С. А., Галенко-Ярошевский (мл.) П.А., Рычка В. О. и соавт. Молекулярные аспекты ранозаживляющего действия цинка как эссенциального микроэлемента. Микроэлементы в медицине. 2022; 23(1): 14–23. DOI: 10.19112/2413–6174–2022–23–1–14–23

9. Skrovanek S., DiGuilio K., Bailey R. et al. Zinc and gastrointestinal disease. World J Gastrointest Pathophysiol. 2014; 5(4): 496–513. DOI: 10.4291/wjgp.v5.i4.496

10. Коваль М. Г., Сорокина Е. Ю., Пыхтеева Е. Д. Дефицит эссенциальных микроэлементов как предиктор течения ожоговой болезни. Медицина невiдкладних станiв. 2020; 16 (3): 99.

11. Khorasani G., Hosseinimehr S. J., Kaghazi Z. The alteration of plasma’s zinc and copper levels in patients with burn injuries and the relationship to the time after burn injuries. Singapore Med J. 2008; 49(8): 627–30. PMID: 18756346

12. Voruganti V. S., Klein G. L., Lu H. X. et al. Impaired zinc and copper status in children with burn injuries: need to reassess nutritional requirements. Burns. 2005; 31(6): 711–6. DOI: 10.1016/j.burns.2005.04.026

13. Gutowska I., Żwierełło W., Piorun K. et al. The Extent of Burn Injury Significantly Affects Serum Micro- and Macroelement Concentrations in Patients on the First Day of Hospitalisation. Nutrients. 2022; 14(20): 4248. doi: 10.3390/nu14204248

14. Pantet O., Stoecklin P., Charrière M. et al. Trace element repletion following severe burn injury: A dose-finding cohort study. Clin Nutr. 2019; 38(1): 246–251. DOI: 10.1016/ j.clnu.2018.01.025

15. Wang X. X., Zhang M. J., Li X. B. [Advances in the research of zinc deficiency and zinc supplementation treatment in patients with severe burns]. Zhonghua Shao Shang Za Zhi. 2018; 34(1): 57–59. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1009–2587.2018.01.012

16. Berger M. M., Reintam-Blaser A., Calder P. C. et al. Monitoring Nutrition in the ICU. Clin. Nutr. 2019; 38: 584–593. DOI: 10.1016/j.clnu.2018.07.009.

17. Jafari P., Thomas A., Haselbach D. et al. Trace element intakes should be revisited in burn nutrition protocols: A cohort study. Clin Nutr. 2018; 37(3): 958–964. DOI: 10.1016/j.clnu.2017.03.028

18. Berger M. M., Binnert C., Chiolero R. L. et al. Trace element supplementation after major burns increases burned skin trace element concentrations and modulates local protein metabolism but not whole-body substrate metabolism. Am. J. Clin. Nutr. 2007; 85: 1301–1306. DOI: 10.1093/ajcn/85.5.1301

19. Berger M. M., Cavadini C., Bart A. et al. Cutaneous copper and zinc losses in burns. Burns. 1992; 18(5): 373–80. DOI: 10.1016/0305–4179(92)90035-s

20. Skrovanek S., DiGuilio K., Bailey R. et al. Zinc and gastrointestinal disease. World J Gastrointest Pathophysiol. 2014; 5(4): 496–513. DOI: 10.4291/wjgp.v5.i4.496

21. He H., Wang Y., Yang Z. et al. Association between serum zinc and copper concentrations and copper/zinc ratio with the prevalence of knee chondrocalcinosis: a cross-sectional study. BMC Musculoskelet Disord. 2020; 21(1): 97. DOI: 10.1186/s12891–020–3121-z

22. Костина О. В., Загреков В. И., Преснякова М. В. и соавт. Взаимосвязь уровня цинка с патогенетически значимыми нарушениями гомеостаза у тяжелообожженных пациентов. Клиническая лабораторная диагностика. 2022; 67(6): 330–333. DOI: 10.51620/0869–2084–2022–67–6–330–333

23. Вильдяева М. В. Использование определения содержания длинноцепочечных и короткоцепочечных свободных жирных кислот в оценке эффективности лечения с использованием патогенетически обоснованных препаратов. Вестник Мордовского университета. 2013; 1–2: 41–45.

24. Шейбак В. М. Транспортная функция сывороточного альбумина: цинк и жирные кислоты. Вестник ВГМЦ. 2015; 14(2): 16–22.

25. Нотова С. В., Казакова Т. В., Маршинская О. В., Шошина О. В. Металло-лигандные формы железа и цинка в организме. Казанский медицинский журнал. 2022; 103(2): 259–268. DOI: 10.17816/KMJ2022–259

26. Maares M., Haase H. A Guide to Human Zinc Absorption: General Overview and Recent Advances of In Vitro Intestinal Models. Nutrients. 2020; 2(3): 762. DOI: 10.3390/nu12030762

27. Созарукова М. М., Проскурнина Е. В., Владимиров Ю. А. Сывороточный альбумин как источник и мишень свободных радикалов в патологии. Вестник РГМУ. 2016; 1: 56–61. DOI: 10.24075/brsmu.2016–01–10

28. Ciccone L., Tonali N., Shepard W. et al. Physiological Metals Can Induce Conformational Changes in Transthyretin Structure: Neuroprotection or Misfolding Induction? Crystals. 2021; 11(4): 354. DOI: 10.3390/cryst11040354

29. Чекнёв С. Б. Белки γ-глобулиновой фракции, хелатирующие катионы металлов, в физиологической иммунорегуляции. Оппозитные эффекты меди и цинка. Иммунология. 2021; 42(3): 293–300. DOI: https://doi.org/10.33029/0206–4952–2021–42–3–293–300

30. Gombart A. F., Pierre A., Maggini S. A Review of Micronutrients and the Immune System-Working in Harmony to Reduce the Risk of Infection. Nutrients. 2020; 12(1): 236. DOI: 10.3390/nu12010236

31. Hoeger J., Simon T. P., Beeker T. et al. Persistent low serum zinc is associated with recurrent sepsis in critically ill patients – A pilot study. PloS one. 2017; 12(5): e0176069. DOI: 10.1371/journal.pone.0176069

32. Alker W., Haase H. Zinc and Sepsis. Nutrients. 2018; 10(8): 976. DOI: 10.3390/nu10080976

33. Fraker P. J., King L. E. Reprogramming of the immune system during zinc deficiency. Annu. Rev. Nutr. 2004; 4: 277–298. DOI: 10.1146/annurev.nutr.24.012003.132454