А.А. Тиньков – к.м.н., Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова; 

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова  (Сеченовский университет) E-mail: tinkov.a.a@gmail.com

Постановка проблемы. Нарушения металло-лигандного гомеостаза связаны с развитием ожирения и ассоциированных патологий, однако характер таких нарушений изучен недостаточно. 

Цель работы – определение характерных паттернов содержания эссенциальных и токсичных металлов в волосах взрослых лиц, связанных с увеличением индекса массы тела (ИМТ). 

Результаты. Определение содержания эссенциальных и токсичных элементов в волосах производилось методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной аргоновой плазмой. Установлено, что уровень селена (Se) (p = 0,006) и особенно цинка (Zn) (p < 0,001) характеризовался достоверным снижением по мере увеличения ИМТ. Так, содержание Zn в волосах обследуемых с избыточной массой тела и ожирением было ниже соответствующих показателей у пациентов с недостатком и нормальной массой тела на 16 и 8%, и 20 и 11% соответственно. В то же время, по мере увеличения ИМТ, наблюдалось достоверное (p<0.01) повышение содержания в волосах мышьяка (As), кадмия (Cd), свинца (Pb), олова (Sn) и особенно ртути (Hg). Содержание Hg в волосах обследуемых с избыточной массой тела и ожирением был выше, чем в группе с нормальной массой тела на 33 и 51%, соответственно. Множественный регрессионный анализ продемонстрировал, что только уровень As, Hg, Pb, Sn и Zn характеризовался достоверной взаимосвязью с величиной ИМТ. Методом главных компонент установлено, что в состав главных компонент (PC) 1 и 2, обусловливающих до 57% вариабельности ИМТ, входило содержание Pb и As, Hg и Sn, соответственно. 

Практическая значимость. Продемонстрирована взаимосвязь между развитием ожирения и увеличением уровня токсичных металлов в организме, тогда как адекватная обеспеченность цинком может являться протективным фактором. Данные взаимосвязи могут быть использованы в качестве мишеней при разработке мероприятий по профилактике ожирения. 

Тиньков А.А. Оценка паттернов содержания эссенциальных и токсичных химических элементов в волосах взрослых с избыточной массой тела и ожирением // Технологии живых систем. 2020. Т. 17. № 2. С. 31–38. DOI: 10.18127/j20700997-202002-03.

1. Gregg E.W., Shaw J.E. Global health effects of overweight and obesity.  N. Engl. J. Med. 2017. V. 377(1). P. 80–81.
2. Abdelaal M., le Roux C.W., Docherty N.G. Morbidity and mortality associated with obesity. Ann. Transl. Med. 2017. V. 5.  № 7. P. 161.
3. Lubrano C., Genovesi G., Specchia P., Mariani S., Petrangeli E., Lenzi A., Gnessi L. Obesity and metabolic comorbidities: environmental diseases?. Oxid Med. Cell. Longev. 2013. 640673. https://doi.org/10.1155/2013/640673.
4. García O.P., Long K.Z., Rosado J.L. Impact of micronutrient deficiencies on obesity. Nutr. Rev. 2009. V. 67(10). P. 559–572.
5. Nikonorov A.A., Skalnaya M.G., Tinkov A.A., Skalny A.V. Mutual interaction between iron homeostasis and obesity pathogenesis. J. Trace Elem. Med. Biol. 2015. V. 30. P. 207–214.
6. Tinkov A.A., Sinitskii A.I., Popova E.V., Nemereshina O.N., Gatiatulina E.R., Skalnaya M.G., Skalny A.V., Nikonorov A.A. Alteration of local adipose tissue trace element homeostasis as a possible mechanism of obesity-related insulin resistance. Med. Hypotheses. 2015. V. 85(3). P. 343–347.
7. Wang X., Mukherjee B., Park S.K. Associations of cumulative exposure to heavy metal mixtures with obesity and its comorbidities among US adults in NHANES 2003–2014. Environ. Int. 2018. V. 121. P. 683–694.
8. Tinkov A.A., Ajsuvakova O.P., Skalnaya M.G., Popova E.V., Sinitskii A.I., Nemereshina O.N., Gatiatulina E.R., Nikonorov A.A., Skalny A.V. Mercury and metabolic syndrome: a review of experimental and clinical observations. Biometals. 2015.  V. 28(2). P. 231–254.
9. Ceja-Galicia Z.A., Daniel A., Salazar A.M., Pánico P., Ostrosky-Wegman P., Díaz-Villaseñor A. Effects of arsenic on adipocyte metabolism: Is arsenic an obesogen? Mol. Cell. Endocrinol. 2017. V. 452. P. 25–32.
10. Tinkov A.A., Filippini T., Ajsuvakova O.P., Aaseth J., Gluhcheva Y.G., Ivanova J.M., Björklund G., Skalnaya M.G., Gatiatulina E.R., Popova E.V.,Nemereshina O.N., Vinceti M., Skalny A.V. The role of cadmium in obesity and diabetes. Sci. Total Environ. 2017. V. 601. P. 741–755.
11. Park S.S., Skaar D.A., Jirtle R.L., Hoyo C. Epigenetics, obesity and early-life cadmium or lead exposure. Epigenomics. 2017. V. 9(1). P. 57–75.
12. Tinkov A. A., Ajsuvakova O.P., Skalnaya M.G., Skalny A.V., Aschner M., Suliburska J., Aaseth J. Organotins in obesity and associated metabolic disturbances. J. Inorg. Biochem. 2019. V. 191. P. 49–59.
13. Shin Y.Y., Ryu I.K., Park M.J., Kim S.H. The association of total blood mercury levels and overweight among Korean adolescents: analysis of the Korean National Health and Nutrition Examination Survey (KNHANES) 2010–2013. Korean J Pediatr. 2018. V. 61(4). P. 121.
14. Park J.S., Ha K.H., He K., Kim D.J. Association between blood mercury level and visceral adiposity in adults. Diabetes Metab. J. 2017. V. 41(2). P. 113–120.
15. Rizzetti D.A., Corrales P., Piagette J.T., Uranga-Ocio J.A., Medina-Gomez G., Peçanha F.M., Vassallo D.V., Miguel M., Wiggers G.A. Chronic mercury at low doses impairs white adipose tissue plasticity. Toxicology. 2019. V. 418. P. 41–50.
16. Caito S.W., Newell-Caito J., Martell M., Crawford N., Aschner M. Methylmercury Induces Metabolic Alterations in Caenorhabditis elegans: Role for C/EBP Transcription Factor. Toxicol. Sci. 2019. https://doi.org/10.1093/toxsci/kfz244.
17. Su C.T., Lin H.C., Choy C.S., Huang Y.K., Huang S.R., Hsueh Y.M. The relationship between obesity, insulin and arsenic methylation capability in Taiwan adolescents. Sci. Total Environ. 2012. V. 414. P. 152–158.
18. Yadav S., Anbalagan M., Shi Y., Wang F., Wang H. Arsenic inhibits the adipogenic differentiation of mesenchymal stem cells by down-regulating peroxisome proliferator-activated receptor gamma and CCAAT enhancer-binding proteins. Toxicol. In Vitro. 2013. V. 27(1). P. 211–219.
19. Vallascas E., De Micco A., Deiana F., Banni S., Sanna E. Adipose tissue: another target organ for lead accumulation? A study on Sardinian children (Italy). Am. J. Human Biol. 2013. V. 25(6). P. 789–794.
20. Beier E.E., Maher J.R., Sheu T.J., Cory-Slechta D.A., Berger A.J., Zuscik M.J., Puzas J.E. Heavy metal lead exposure, osteoporotic-like phenotype in an animal model, and depression of Wnt signaling. Environ. Health Perspect. 2012. V. 121(1). P. 97–104.
21. Grün F., Blumberg B. Environmental obesogens: organotins and endocrine disruption via nuclear receptor signaling. Endocrinolog. 2006. V. 147. P. s50-s55.
22. Milton F.A., Lacerda M.G., Sinoti S.B., Mesquita P.G., Prakasan D., Coelho M.S., de Lima C.L., Martini A.G., Pazzine G.T., de F. Borin M., Amato A.A., de A. R. Neves F. Dibutyltin compounds effects on PPARγ/RXRα activity, adipogenesis, and inflammation in mammalians cells. Front. Pharmacol. 2017. V. 8. P. 507.
23. Gu K., Xiang W., Zhang Y., Sun K., Jiang X. The association between serum zinc level and overweight/obesity: a metaanalysis. Eur. J. Nutr. 2018. P. 1–12.
24. Tinkov A.A., Popova E.V., Gatiatulina E.R., Skalnaya A.A., Yakovenko E.N., Alchinova I.B., Karganov M.Y., Skalny A.V., Nikonorov A.A. Decreased adipose tissue zinc content is associated with metabolic parameters in high fat fed Wistar rats. Acta Sci. Pol. Technol. Aliment. 2016. V. 15(1). P. 99–105.
25. Olechnowicz J., Tinkov A., Skalny A., Suliburska J. Zinc status is associated with inflammation, oxidative stress, lipid, and glucose metabolism. J. Physiol. Sci. 2018. V. 68(1). P. 19–31.
26. Wiernsperger N., Rapin J. Trace elements in glucometabolic disorders: an update. Diabetol. Metab. Syndr. 2010. V. 2(1). P. 70.