Анализ мочи на тяжелые металлы и микроэлементы: 3 показателя

Кадмий, ртуть и свинец входят в число приоритетных токсичных веществ по классификации ВОЗ и Агентства по регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR). Эти три металла не выполняют в организме человека никаких биологических функций, однако широко распространены в окружающей среде и способны накапливаться в тканях, вызывая хроническое повреждение нервной системы, почек, системы кроветворения и репродуктивных органов. Данная панель представляет собой минимальный, но клинически достаточный набор для скрининга экспозиции к наиболее опасным тяжёлым металлам. Для всех трёх элементов мочевая экскреция является одним из основных диагностических маркеров. Исследование выполняется методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS).
Биоматериал: разовая (спот) порция мочи.

Состав панели

Кадмий (Cd). Токсичный металл с исключительно длительным периодом полувыведения — от 10 до 30 лет. Основное депо — почки: кадмий связывается с металлотионеином в клетках проксимальных канальцев и при достижении критической концентрации вызывает необратимую тубулярную дисфункцию с потерей низкомолекулярных белков, кальция, фосфора и глюкозы. Хроническая кадмиевая нефропатия — одно из наиболее значимых профессиональных заболеваний почек.
Главный неутрофессиональный источник кадмия — курение. Одна сигарета содержит 1–2 мкг кадмия, из которых 10–15% всасывается через лёгкие. У курильщиков со стажем уровень кадмия в моче закономерно повышен. Другие источники: производство никель-кадмиевых аккумуляторов и пигментов, гальваника, фосфорные удобрения, потребление субпродуктов (печень, почки животных), рис и зерновые, выращенные на загрязнённых почвах.
Кадмий в моче — маркер кумулятивной нагрузки на почки. В отличие от кадмия в крови (отражающего текущую экспозицию), мочевая экскреция повышается, когда депо в почках достигает порога насыщения и тубулярный эпителий начинает повреждаться. Таким образом, повышенный кадмий в моче — не просто свидетельство контакта с металлом, а сигнал о том, что токсическое действие на почки уже началось.

Ртуть (Hg) . Высокотоксичный металл, существующий в нескольких формах с различной токсикокинетикой. Неорганическая ртуть (металлическая ртуть, соли ртути) поражает преимущественно почки и центральную нервную систему, выводится главным образом почками. Мочевая экскреция — основной маркер экспозиции к неорганической ртути. Органическая ртуть (метилртуть) поступает с морской рыбой и морепродуктами, накапливается в эритроцитах и головном мозге, выводится преимущественно с калом. Для оценки метилртутной экспозиции более информативен анализ крови или волос.
Источники неорганической ртути: амальгамные зубные пломбы (при наличии множественных амальгам уровень ртути в моче закономерно повышен), разбитые ртутные термометры и люминесцентные лампы в быту, профессиональный контакт (хлор-щелочное производство, производство приборов, стоматология — работа с амальгамами). Хроническая ртутная интоксикация (меркуриализм) проявляется тремором рук, нарушением координации, эмоциональной лабильностью («ртутный эретизм» — застенчивость, раздражительность, снижение памяти), поражением почек (протеинурия), стоматитом и гингивитом.

Свинец (Pb) . Один из наиболее хорошо изученных токсикантов, остающийся глобальной проблемой общественного здравоохранения, несмотря на запрет этилированного бензина и ограничение использования свинцовых красок в большинстве стран. Поражает нервную систему (снижение IQ у детей при концентрациях, ранее считавшихся безопасными; полинейропатия и энцефалопатия у взрослых), систему кроветворения (свинцовая анемия с базофильной зернистостью эритроцитов), почки (хронический тубулоинтерстициальный нефрит), репродуктивную систему (снижение фертильности у обоих полов).
Источники: старые свинцовые водопроводные трубы и припои, краски на основе свинца в зданиях постройки до 1970-х годов (пыль и стружка — основная причина свинцовой интоксикации у детей в развитых странах), производство аккумуляторов, гальваника, свинец-содержащая керамическая глазурь, охотничья дробь, некоторые аюрведические и народные средства, отдельные специи с территорий с неконтролируемым производством.
Свинец в моче отражает текущую экспозицию и широко используется для мониторинга эффективности хелатирующей терапии (увеличение мочевой экскреции свинца после введения ЭДТА или ДМСА подтверждает мобилизацию свинца из депо). Для оценки кумулятивной нагрузки более информативен уровень свинца в цельной крови, который отражает равновесие между поступлением, депонированием в костях и выведением.

Клиническое значение панели

Три элемента панели объединены не случайно. Кадмий, ртуть и свинец — это «токсикологическая триада», представляющая наибольшую угрозу для здоровья населения среди всех тяжёлых металлов. Их источники нередко пересекаются (промышленные выбросы, загрязнённые почвы и вода, курение), а поражения органов-мишеней перекрываются: все три металла нефротоксичны, все три нейротоксичны, все три влияют на репродуктивную функцию. Одновременное определение позволяет в рамках минимальной панели охватить основные токсикологические риски и выявить ситуации ко-экспозиции, когда совместное действие нескольких металлов усиливает повреждение органов-мишеней.
Между токсичными и эссенциальными элементами существуют антагонистические взаимодействия, имеющие практическое значение. Дефицит железа усиливает всасывание свинца и кадмия. Дефицит кальция увеличивает абсорбцию свинца. Дефицит цинка повышает чувствительность почечной ткани к кадмию. При выявлении повышенных уровней токсикантов врач может рекомендовать дополнительное исследование эссенциальных элементов (железо, кальций, цинк, селен) для оценки защитного потенциала организма и коррекции дефицитов, усиливающих токсическое воздействие.

Ограничения

Результаты разовой порции мочи зависят от степени разведения, питьевого режима и времени суток. Для количественной оценки экскреции результаты могут нормироваться по креатинину. При выявлении отклонений врач может рекомендовать контрольное исследование в суточной моче или анализ крови.
Мочевая экскреция отражает разные аспекты экспозиции для каждого из трёх элементов. Кадмий в моче — маркер кумулятивной почечной нагрузки (повышение указывает на начавшееся тубулярное повреждение). Ртуть в моче — маркер экспозиции к неорганической форме (для метилртути предпочтителен анализ крови или волос). Свинец в моче — маркер текущей экспозиции (для кумулятивной оценки информативнее уровень в цельной крови).
Контаминация образца при несоблюдении правил сбора может приводить к ложным результатам. Интерпретация осуществляется врачом с учётом клинической картины, анамнеза экспозиции (профессиональный маршрут, условия проживания, курение, наличие амальгамных пломб) и данных других обследований.