Концентрация минералов, микроэлементов и токсичных металлов в шерсти собак с идиопатической эпилепсией по сравнению со здоровыми собаками

Journal of Veterinary Internal Medicine

April 2023

https://doi.org/10.1111/jvim.16698

Перевод с англ.: ветеринар - невролог/кардиолог Васильев

Сокращенная статья

Краткое содержание статьи

Обоснование   Измененный статус микроэлементов связан с эпилепсией у людей и собак с идиопатической эпилепсией.

Цели   Сравнить концентрации  химических элементов в волосах у собак с  эпилепсией и здоровых собак.

Животные  Шестьдесят три собаки с  идиопатической эпилепсией (53 пролеченные, 10 нелеченных) и 42 контрольные.

Методы   Случай -контрольное исследование с  использованием масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой для определения концентрации кальция, магния, фосфора, натрия, калия, железа, меди, марганца, цинка, селена, хрома, свинца, ртути, кадмия, мышьяка, алюминия и никеля в волосах. Группы сравнивались с помощью непараметрических тестов. Результаты контролировались с учетом диеты, пола, возраста и цвета волос с использованием обобщенных линейных смешанных моделей.

Результаты   По сравнению со здоровыми контрольными собаками у собак с идиопатической эпилепсией было меньше фосфора в волосах (среднее значение ± SD; идиопатическая эпилепсия: 286,19 ± 69,62 мкг/г, здоровые: 324,52 ± 58,69 мкг/г; Р = 0,001), больше меди в волосах (идиопатическая эпилепсия: 10,97 ± 3,51 мкг/г, здоровые: 8,41 ± 1,27 мкг/г).г; Р < .001), цинк (идиопатическая эпилепсия: 158,25 ± 19,64 мкг/г, у здоровых: 144,76 ± 32,18 мкг/г; Р < .001), соотношение медь/цинк (идиопатическая эпилепсия.: 0,07 ± 0,02, у здоровых: 0,06 ± 0,01; Р = .003), селен (идиопатическая эпилепсия.: 1,65 ± 0,43 мкг/г, у здоровых: 0,94 ± 0,73 мкг/г; Р < 0,001) и мышьяк (идиопатическая эпилепсия. 0,40 ± 0,78 мкг/г, у здоровых: 0,05 ± 0,08 мкг/г; Р < 0,001). При сравнении пролеченных и нелеченых собак-эпилептиков со здоровыми собаками различия в содержании фосфора и селена оставались значимыми для обеих групп, в то время как различия в содержании меди, цинка и мышьяка были значимыми только для пролеченных собак. Лечение бромистым калием было тесно связано с высоким содержанием мышьяка в волосах (Р = 0,000).

Выводы и клиническое значение   Измененный статус микроэлементов может быть вовлечен в патофизиологию идиопатической эпилепсии у собак. Противосудорожные препараты могут влиять на метаболизм микроэлементов и мышьяка.

Обсуждение

Настоящее исследование подтверждает роль измененного статуса микроэлементов у собак с идиопатической эпилепсией. Собаки с идиопатической эпилепсией имели более низкий уровень фосфора и более высокий уровень меди, цинка, селена  и мышьяка в волосах, а также более высокое соотношение медь/цинк, по сравнению со здоровыми контрольными группами. Изменения в концентрации фосфора и  селена были значительными как у пролеченных, так и у нелеченых собак-эпилептиков, что указывает на возможную роль этих элементов в патофизиологии идиопатической эпилепсии. Лечение калия бромидом было связано со значительно увеличенным содержанием мышьяка  в волосах.

У собак, страдающих эпилепсией, как получавших лечение, так и нелеченых, уровень фосфора в шерсти был значительно ниже, по сравнению со здоровыми собаками. Фосфор играет важную роль в энергетическом метаболизме как компонент аденозинтрифосфата (АТФ).²⁶ Дефицит энергии и снижение выработки АТФ были связаны с митохондриальной дисфункцией и эпилепсией.²⁷ Насколько нам известно, это первое исследование, в котором сообщается об нарушении  содержания фосфора в  волосах у собак, страдающих эпилепсией. Поскольку считается, что концентрация фосфора в волосах не отражает потребление фосфора с пищей, ^{28, 29} причина нашей находки может быть связана с другими, например, метаболическими, факторами.

Содержание  меди в волосах был значительно выше у эпилептиков, по сравнению со здоровыми собаками, хотя разница достигала статистической значимости только у пролеченных, но не у нелеченых собак-эпилептиков. Это согласуется с исследованием Vitale et al.,³⁰, в котором более высокий уровень меди в сыворотке крови был обнаружен у пролеченных, но не у нелеченых собак-эпилептиков. В их исследовании лечение фенобарбиталом, но не другими противоэпилептическими препаратами, было связано с повышением уровня  меди, и это было связано с повышенным синтезом церулоплазмина в печени, индуцированным фенобарбиталом.³¹ Сравнивая концентрации меди в волосах у собак, страдающих эпилепсией, получавших фенобарбитал, и у собак, получавших другие противоэпилептические препараты, мы не обнаружили какой-либо существенной разницы (данные не показаны). Согласно исследованиям на людях, концентрация меди в волосах остается неизмененной при лечении противоэпилептическими препаратами,³² в отличие от сыворотки.³³

Кроме того, среднее содержание меди в волосах собак, страдающих эпилепсией, в нашем исследовании было выше, чем у здоровых собак в нашем предыдущем исследовании²¹ и в исследовании So et al.²⁵ В нашем предыдущем исследовании на 50 здоровых собаках диапазон концентрации меди в волосах составлял 6-13 мкг/г, а в текущем исследовании, у 8 собак, страдающих эпилепсией, концентрация меди в волосах превышала 13 мкг/г, причем самая высокая составляла 24 мкг/г. Вопреки нашим выводам, метаанализ, проведенный в 2015 году, показал, что у людей с эпилепсией было значительно меньше концентрация меди в волосах, по сравнению с контрольной группой.¹⁶ Однако Shrestha и соавт. ³⁴ сообщили о более высоком содержании меди в волосах у 101 пациентов с эпилепсией, по сравнению со 101 контрольной группой, и в нескольких исследованиях также сообщалось о более высоком содержании меди в сыворотке крови у пациентов с эпилепсией.^{14, 35-37} Медь является важным микроэлементом, необходимым для синтеза нейромедиаторов, миелинизации нервов и модуляции синаптической активности, хотя и в избыточных количествах это может привести к усилению окислительного стресса. Таким образом, гомеостаз меди считается важным в профилактике нескольких нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Вильсона, Менкеса и Альцгеймера.³⁸ Ингибируя Mg-АТФазу и Na, K-АТФазу, даже низкие дозы меди могут приводить к нарушению гомеостаза Na /K и судорогам у крыс.³⁹

Причина более высокой концентрации меди у собак, страдающих эпилепсией, в нашем исследовании остается неизвестной. Однако длительное высокое потребление меди с пищей отразилось на содержании меди в волосах людей, в то время как содержание меди в плазме крови оставалось неизменным,⁴⁰ и, следовательно, возможно, что наши результаты отражают избыточное потребление меди у собак, страдающих эпилепсией. Концентрация меди в печени собак со временем увеличивалась в результате изменения воздействия окружающей среды, такого как использование медных водопроводов, а также изменений в рекомендациях AAFCO  (Американская ассоциация государственных инспекторов по качеству кормов для животных) по добавкам меди в коммерческие корма для собак⁴¹.

Содержание цинка в волосах было значительно выше у собак, получающих лечение от эпилепсии, по сравнению со здоровыми собаками. У собак, страдающих неконтролируемой эпилепсией, содержание цинка сыворотке крови выше, по сравнению со здоровыми или нелечеными собаками.³⁰ По сравнению с предыдущими данными о здоровых собаках, ^{21, 25} собаки, страдающие эпилепсией, а также контрольные собаки в текущем исследовании имели более высокий средний уровень цинка в волосах. Метаанализ исследований на людях выявил более высокое содержание цинка в сыворотке крови у нелеченных пациентов с эпилепсией, по сравнению со здоровыми контрольными группами,¹⁶ хотя в нескольких исследованиях сообщалось о более низком содержании цинка в сыворотке крови у пациентов с эпилепсией.^{12, 15, 37} Гомеостаз цинка имеет решающее значение для физиологии мозга, при этом адекватные уровни оказывают нейропротекторное действие. В избытке цинк может стать нейротоксичным.⁴² В головном мозге цинк может действовать либо как противосудорожное средство, либо как проконвульсант, модулируя различные рецепторы в возбуждающей глутаматергической и ингибирующей γ-аминомасляной кислоте (ГАМК)-эргической системах.⁴³ Кроме того, самые высокие уровни цинк в головном мозге обнаружены в гиппокампе, что подтверждает роль цинка при эпилепсии.⁴³

Соотношение медь / цинк считается как клинически более важным, чем концентрация любого из микроэлементов сама по себе, так и маркером окислительного стресса и воспаления,^{44, 45} поскольку избыток меди вызывает усиление окислительного стресса и нейровоспаления, в то время как цинк действует как антиоксидантное и противовоспалительное вещество.⁴⁶ Это соотношение было значительно выше у собак, страдающих эпилепсией, по сравнению со здоровыми собаками. Более высокое соотношение медь /цинк также было обнаружено в сыворотке крови детей с идиопатическими судорожными припадками.³⁶ Повышенный уровень меди и пониженный  уровень цинка также были связаны с поведенческими расстройствами, такими как гиперактивность, синдром дефицита внимания, депрессия, аутизм и шизофрения⁴⁶, и было бы интересно посмотреть, играет ли измененный статус меди и цинка роль в нейроповеденческих сопутствующих заболеваниях у собак с идиопатической эпилепсией.⁷ Однако необходимы дальнейшие исследования для уточнения роль меди и цинка  при идиопатической эпилепсии у собак.

Содержание селена в волосах  было значительно выше у собак с эпилепсией, по сравнению со здоровыми собаками, и это было верно как для леченных, так и для нелеченых собак. У собак, получающих лечение от эпилепсии, обнаруживается более высокий уровень селена  в сыворотке крови.³⁰ Средняя концентрация селена  в волосах у собак, страдающих эпилепсией, в нашем исследовании была в 1,76 раза выше, чем у здоровых собак, более чем в 3 раза выше, чем у здоровых собак в нашем предыдущем исследовании,²¹ и в 1,6 раза выше, чем у здоровых собак в другом исследовании. Концентрация селена  в волосах 50 здоровых собак составляет 0,10-1,33 мкг/г, и в текущем исследовании у 51 из 63 собак, страдающих эпилепсией (81%), значения превышали этот диапазон. Собаки с идиопатической эпилепсией имеют значительно более высокую концентрацию селена также в цельной крови. Согласно метаанализу, пациенты с эпилепсией  имеют уровень селена   в сыворотке крови ниже, чем у здоровых людей,⁴⁸ а прием добавок селена   уменьшает вероятность судорожных  припадков.⁴⁹

Вероятность дефицита селена  у собак меньше, чем у людей, поскольку они обычно питаются сбалансированными коммерческими рационами, которые соответствуют рекомендациям Европейской индустрии производства кормов для домашних животных (FEDIAF) по содержанию микроэлементов.⁵⁰ Корма для собак часто содержат избыточное количество селена, и предполагается, что содержание селена   в кормах для собак следует постоянно контролировать.^51-53 Избыточное потребление селена   с пищей у лошадей отражается на шерсти.⁵⁴ Таким образом, поскольку большинство собак в нашем исследовании питались коммерческими рационами, возможно, что наши результаты отражают избыток селена   в некоторых из этих рационов. Взятые вместе, текущие исследования предполагают, что селен   играет определенную роль в развитии эпилепсии как у собак, так и у людей, хотя, по-видимому, существуют различия между видами.

Собаки, страдающие эпилепсией, получавшие калия бромид, имели значительно более высокое содержание мышьяка, по сравнению с теми, кого лечили другими противоэпилептическими препаратами и со здоровыми собаками. У них также была повышенное содержание мышьяка в шерсти, по сравнению с данными предыдущих исследований, причем среднее значение (1,67 мкг/г) было в целых 84 раза выше по сравнению со средним значением у здоровых собак в нашем предыдущем исследовании (0,02 мкг/г).²¹ В этом исследовании мы сообщили, что содержание мышьяка в шерсти здоровых собак составляет 0,01-0,09 мкг/г, а результаты текущего исследования явно выходят за пределы этого диапазона. Аналогичным образом, среднее значение в текущем исследовании было в 19 раз выше по сравнению с 0,09 мкг/г, о которых сообщалось в других исследованиях.²⁵ Мышьяк обладает высоким сродством к кератину, и, таким образом, волосы могут функционировать как вторичный путь выведения.⁵⁵

Наше исследование имело несколько ограничений. Основным ограничением было небольшое количество собак, включенных в группу нелеченных собак с эпилепсией, что могло помешать выявлению значимых взаимосвязей на основе полученных данных. Ограничение в отношении собак, которые были включены  в исследование с использованием почты, заключается в том, что мы не знаем, был ли им поставлен диагноз сертифицированным неврологом или врачом общей практики, хотя всем им был поставлен диагноз идиопатической эпилепсии  и 7 из них прошли МРТ головного мозга, которое обычно проводится специалистами. Кроме того, поскольку контрольные собаки были набраны с 3-летнего возраста, мы не можем быть уверены, что у них не разовьется эпилепсия позже в жизни.

Другим ограничением было то, что в этом исследовании мы не указывали эпилептические синдромы. Например, сила судорог влияет на метаболизм в организме и, таким образом, потенциально может также влиять на метаболизм микроэлементов. Наконец, в нашем исследовании мы не оценивали потребление изучаемых элементов с пищей, что позволило бы уточнить, были ли наблюдаемые изменения связаны с потреблением с пищей или другими причинами, такими как метаболические или другие изменения. Поскольку это исследование не демонстрирует причинно-следственной связи между микроэлементами и идиопатической эпилепсией у собак, оно не может служить основой для изменения существующих подходов к лечению.

В заключение, это исследование подтверждает данные об изменении статуса микроэлементов у собак с эпилепсией. Уровень селена в волосах был значительно повышен также у собак-эпилептиков, не принимающих лекарственные препараты, что указывает на роль селена в патогенезе эпилепсии у собак. Однако остается неясным, являются ли наблюдаемые изменения фактором, способствующим развитию эпилепсии или припадков, или же они являются следствием заболевания. Исследование также предполагает, что калия бромид  может изменять метаболизм  мышьяка у собак.

Расскажите об этой странице друзьям!