ВПЛИВ СПОЛУК КАДМІЮ НА СТАН СЕРЦЕВО-СУДИННОЇ СИСТЕМИ (літературний огляд)

Шаторна В.Ф., Ломига Л.Л.

ОГЛЯДИ ЛІТЕРАТУРИ

Наукова стаття

Серцево-судинні захворювання залишаються лідерами причин смертності в усьому світі та в Україні. За даними Держстату у 2021 році показник смертності в Україні через хвороби серця та судин склав 60 % від загальної кількості смертей. Крім того, серцево-судинні захворювання суттєво впливають не лише на тривалість, а й на якість життя, тому лікування та профілактика ССЗ залишається однією з ключових задач ВООЗ та МОЗ України. Впродовж десятиліть клінічні, біологічні, морфологічні та статистичні дослідження визначили серед причин, що викликають серцево-судинні захворювання, вікову складову, спадковість, стать, шкідливі звички, стрес, харчування, гіподинамія та забруднення навколишнього середовища. Сучасними дослідженнями встановлено, що підвищена кількість важких металів в навколишньому середовищі є потенційно небезпечними для серцевосудинної системи. В статті представлено аналіз світової наукової літератури з досліджень впливу важких металів взагалі та кадмію зокрема на морфо-фізіологічний стан організму та серцево-судинної системи. Аналіз даних експериментальних досліджень та показників впливу кадмію в медичній літературі доводить негативний вплив важких металів та солей кадмію на морфо-функціональний стан серцево-судинної системи та морфогенез серця. Доведено кореляцію між рівнем кадмію в організмі та виникненням і рівнем смертності від інфаркту міокарда. Дослідження останніх років беззаперечно стверджують, що кадмій має здатність накопичуватись в серці та минає плацентарний бар’єр і змінює кардіогенез ембріонального серця. Рівень накопичення тканинами серця кадмію досить значний та призводить до порушення мікроелементного складу (диселементоз), змінюючи рівень цинку та кальцію. Використання імуногістохімічних маркерів дозволило визначити, що при впливі кадмієм відбувається зміна базових гістогенетичних процесів стінки серця ембріонів: проліферація, апоптоз, васкулогенез, що провокує порушення розвитку міокарду та судин серця. Співставлення представлених результатів наукової літератури доводить доцільність та актуальність проведення експериментальних робіт з вияву впливу солей кадмію як на стан функціонального стану серця і судин, так і на кардіогенез при впливі кадмієм на вагітних експериментальних тварин. У зв’язку з різним дизайном дослідження (спосіб введення, дози, стать, вік) більшість отриманих результатів неможливо співставити для отримання логічних висновків впливу кадмію на серцево-судинну систему.

кадмій, важкі метали, експеримент, серце, судини.

1. Fine LJ, Joubert B, Nadadur S. Stimulating intervention research to reduce cardiopulmonary impacts of particulate matter in air pollution among high- risk populations [Internet]. National Institutes of Health; 2020. Available from: https://grants.nih.gov/grants/ guide/notice-­files/NOT-HL‑20–788.html.
2. Schroeder WH, Dobson M, Kane DM, Johnson ND. Toxic trace elements associated with airborne particulate matter: a review. JAPCA. 1987;37:1267–1285. DOI: 10.1080/08940630.1987.10466321.
3. Méndez-­Armenta M, Ríos C. Cadmium Neurotoxicity. Environ. Toxicol. Pharmacol. 2007;23: 350–358. DOI: 10.1016/j.etap. 11.009.
4. Branca JJV, Morucci G, Pacini A. Cadmium-­induced Neurotoxicity: Still Much Ado. Neural Regen. Res. 2018;13(11):1879–1882. DOI: 10.4103/ 1673–5374.239434.
5. Kulas J, Ninkov M, Tucovic D, Popov Aleksandrov, Ukropina M. Subchronic Oral Cadmium Exposure Exerts Both Stimulatory and Suppressive Effects on Pulmonary Inflammation/Immune Reactivity in Rats. Biomed. Environ. 2019;32(7):508–519. DOI: 10.3967/ bes2019.068.
6. Mirkov I, Popov Aleksandrov, Ninkov M, Tucovic D, Kulas J. Immunotoxicology of Cadmium: Cells of the Immune System as Targets and Effectors of Cadmium Toxicity. Food Chem. Toxicol. 2021;149:112026. DOI: 10.1016/j.fct.2021.112026.
7. Thompson J, Bannigan J. Cadmium: Toxic Effects on the Reproductive System and the Embryo. Reprod. Toxicol. 2008;25(3):304– 315. DOI: 10.1016/J.REPROTOX.2008.02.001.
8. De Angelis C, Galdiero M, Pivonello C, Salzano C. The Environment and Male Reproduction: The Effect of Cadmium Exposure on Reproductive Function and its Implication in Fertility. Reprod. Toxicol. 2017;73:105–127. DOI: 10.1016/j.reprotox.2017.07.021.
9. Tinkov AA, Filippini T, Ajsuvakova OP, Skalnaya MG, Aaseth J, Bjørklund, G. Cadmium and Atherosclerosis: A Review of Toxicological Mechanisms and a Meta-­Analysis of Epidemiologic Studies. Environ. Res. 2018;162:240–260. DOI: 10.1016/J.ENVRES.2018.01.008.
10. Carroll RE. The relationship of cadmium in the air to cardiovascular disease rate. JAMA. 1966;198:267–269.
11. Liu Y, Pan J, Fan C, Xu R, Wang Y, Xu C, et al. Short-term exposure to ambient air pollution and mortality from myocardial infarction. J Am Coll Cardiol. 2021;77:271–281. DOI: 10.1016/j.jacc.2020.11.033.
12. Liu K, Shang Q, Wan C, Song P, Ma C, Cao L. Characteristics and sources of heavy metals in PM2.5 during a typical haze episode in rural and urban areas in Taiyuan, China. Atmosphere. 2018;9:2. DOI: 10.3390/atmos 9010002.
13. Lamas GA, Ujueta F, Navas-­Acien A. Lead and Cadmium as Cardiovascular Risk Factors: The Burden of Proof Has Been Met. J Am Heart Assoc. 2021;10:1–7. DOI: 10.1161/JAHA.120.018692.
14. Tellez- Plaza M, Guallar E, Howard BV, Umans JG, Francesconi KA, Goessler W. Cadmium exposure and incident cardiovascular disease. Epidemiology. 2013;24:421–429. DOI: 10.1097/EDE.0b013 e3182 8b0631.
15. Lech T, Sadlik JK. Cadmium concentration in human autopsy tissues. Biol. Trace Elem. Res. 2017;179(2):172–177. DOI: 10.1007/ s12011–017–0959–5.
16. Chen X, Wang Z, Zhu G, Nordberg G, Jin T, Ding X. The association between cumulative cadmium intake and osteoporosis and risk of fracture in a Chinese population. J. Expo. Sci. Environ. Epidemiol. 2019;29(3):435–443. DOI: 10.1038/s41370–018–0057–6.
17. Egger AE, Grabmann G, Gollmann-­Tepeköylü C, Pechriggl E, Artner C, Türkcan A. Chemical Imaging and Assessment of Cadmium Distribution in the Human Body. Metallomics 2019;11(12):2010–2019. DOI: 10.1039/C 9MT00178F.
18. Veličkov A, Jančić N, Điniđić N, Rančić I, Bojanić N, Krstić M. Histological and Histochemical Characterisitics of Rat Myocardium in Cadmium Toxicosis. Acta Medica Medianae. 2013;52(2):15–22. DOI: 10.5633/amm.2013.0203.
19. Sangartit W, Kukongviriyapan U, Donpunha W, Pakdeechote P, Kukongviriyapan V, Surawattanawan P. Tetrahydrocurcumin Protects against Cadmium-­Induced Hypertension, Raised Arterial Stiffness and Vascular Remodeling in Mice. PLoS One. 2014;9(12): e114908. DOI: 10.1371/journal.pone.0114908.
20. Bhattacharjee B, Pal PK, Ghosh AK, Mishra S, Chattopadhyay A, Bandyopadhyay D. Aqueous Bark Extract of Terminalia Arjuna Protects against Cadmium-­Induced Hepatic and Cardiac Injuries in Male Wistar Rats through Antioxidative Mechanisms. Food Chem. Toxicol. 2019;124:249–264. DOI: 10.1016/j.fct.2018.12.008.
21. Saleh RM, Awadin WF. Biochemical and Histopathological Changes of Subacute Cadmium Intoxication in Male Rats. Environ. Sci. Pollut. Res. 2017;24(32):25475–25481. DOI: 10.1007/s11356–017–0348–9.
22. Menke A, Muntner P, Silbergeld EK, Platz EA, Guallar E. Cadmium levels in urine and mortality among U.S. adults. Environ Health Perspect. 2009 Feb;117(2):190–196. DOI: 10.1289/ehp.11236.
23. Tellez-­Plaza M, Navas-­Acien A, Menke A, Crainiceanu CM, Pastor-­Barriuso R, Guallar E. Cadmium exposure and all-cause and cardiovascular mortality in the U.S. general population. Environ Health Perspect. 2012;120:1017–1022. DOI: 10.1289/ehp.1104352.
24. Tellez-­Plaza M, Jones MR, Dominguez-­Lucas A, Guallar E, Navas-­Acien A. Cadmium exposure and clinical cardiovascular disease: a systematic review. Curr Atheroscler Rep. 2013 Oct;15(10):356. DOI: 10.1007/s11883–013–0356–2.
25. Messner B, Knoflach M, Seubert A, Ritsch A, Pfaller K, Henderson B, et al. Cadmium is a novel and independent risk factor for early atherosclerosis mechanisms and in vivo relevance. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2009 Sep;29(9):1392–1398. DOI: 10.1161/ ATVBAHA.109.190082.
26. Messner B, Bernhard D. Cadmium and cardiovascular diseases: cell biology, pathophysiology, and epidemiological relevance. Biometals. 2010;23:811–822. DOI: 10.1007/s10534–010–9314–4.
27. Lamas GA, Navas-­Acien A, Mark DB, Lee KL. Heavy metals, cardiovascular disease, and the unexpected benefits of edetate chelation therapy. J Am Coll. Cardiol. 2016;67:2411–2418. DOI: 10.1016/j.jacc.2016. 02.066.
28. Nefʹodova OO, Halʹperin OI, Shatorna VF, Shevchenko IV, Demidenko YUV, Prydyus IO, et al. Eksperymentalʹne vyznachennya nakopychennya v sertsi embrioniv soley kadmiyu ta yikh vplyvu na kardiohenez shchura. Medychni perspektyvy. 2020;25(3):8–16. DOI: 10.26641/2307–0404.2020. 3.214628. [in Ukrainian].
29. Shatorna VF, Halʹperin OI, Kaplunenko AM, Hruzd VV. Eksperymentalʹne vyznachennya vmistu kadmiyu v embrionakh shchuriv pry vplyvi soley kadmiyu ta za umov kompensatsiyi tsytratamy metaliv. Materialy III Mizhnarodnoyi naukovo-­praktychnoyi konferentsiyi Suchasni tendentsiyi rozvytku nauky; 2019; Kyyiv; 2019. s. 19–20. [in Ukrainian].
30. Kuras LD, Erstenyuk HM. Pokaznyky enerhetychnoho obminu v sertseviy tkanyni eksperymentalʹnykh tvaryn za umov vplyvu kadmiy khlorydu. Medychna ta klinichna khimiya. 2019;21(1):25–30. DOI: 10.11603/mcch. 2410–681X.2019.v0.i1.9900. [in Ukrainian].

«Вістник проблем біології і медицини» Випуск 2 Том 1 (164), 2022 рік , 79-88 сторінки, код УДК 611.12/13–053.13:616–007.7–092.9:669.018.674

10.29254/2077-4214-2022-2-1-164-79-88