1 Корреляционный анализ микроэлементного состава сердца в норме и при развитии патологий (метод РФА-СИ ) 1 Трунова В.А., 2 Власов Ю.А., 2 Окунева Г.Н., 1 Зверева В.В., 1 Тарасенко О.А. 1 Институт неорганической химии им. А.В.Николаева СО РАН 2 Институт патологии кровообращения им. Е.N.Мешалкина ФГУ

2 Хим. эл. Z 0 эталон Земная кора 1 эталон Тело человека (норма) 2 эталон Сердце человека (норма) 3 эталон Сердце человека (патология) Хим. эл. Z 0 эталон Земная кора 1 эталон Тело человека (норма) 2 эталон Сердце человека (норма) 3 эталон Сердце человека (патология) мкг/г H17,00E+21,00E+51,03E+5 As331,70E+02,57E-14,28E-32,25E-1 Li33,10E+11,00E-22,73E-39,00E-4Se347,00E-22,14E-12,27E-16,24E-1 Be42,90E+05,14E-44,24E-41,40E-4Br352,50E+02,86E+05,76E-11,70E+1 B51,05E+12,86E-11,82E+01,84E-2Rb371,35E+29,71E+01,48E+01,30E+0 C62,60E+22,29E+51,48E+5 Sr383,15E+24,57E+02,55E-33,73E+0 N71,95E+12,57E+42,67E+4 Y393,15E+18,57E-33,00E-18,57E-1 O84,71E+56,14E+56,97E+5 Zr401,65E+21,43E-21,64E+05,01E-1 F96,90E+23,71E+11,78E+05,80E+1Nb412,00E+12,14E-25,76E-11,16E+0 Na112,43E+41,43E+31,21E+32,43E+3Mo421,05E+01,36E-13,94E-24,91E-1 Mg121,63E+42,71E+23,33E+46,05E+2Ag476,50E-22,86E-31,03E-33,03E-1 Al137,84E+48,71E-12,12E-17,00E+0Cd481,30E-17,14E-14,85E-19,51E-1 Si143,00E+52,57E+29,18E+19,18E+0Sn502,75E+02,43E-15,45E-27,26E-1 P158,70E+21,11E+41,27E+24,67E+3Sb515,00E-11,13E-14,68E-31,93E+0 S163,40E+22,00E+31,64E+34,53E+3Te521,50E-31,00E-22,36E-11,49E-6 Cl172,45E+21,36E+31,64E+38,45E+2I534,00E-11,86E-12,05E-49,08E+0 K192,66E+42,00E+32,18E+32,36E+3Cs553,20E+02,14E-28,48E-31,70E+0 Ca203,09E+41,43E+43,64E+11,72E+3Ba566,20E+23,14E-17,58E-33,63E+0 Sc211,20E+11,20E-3 La574,65E+1 Ti224,60E+32,86E-14,85E-28,10E+1Ce587,25E+1 V239,25E+11,57E-31,03E-25,82E-1Ta732,95E+0 Cr247,65E+19,43E-21,58E-21,09E+0W741,30E+0 Mn258,45E+21,71E-11,58E+11,19E+0Pt784,30E-3 Fe264,10E+46,00E+14,55E+11,87E+2Au798,15E-21,40E-11,03E-12,95E-5 Co271,50E+12,14E-23,03E-22,71E-1Hg808,15E-28,57E-21,36E-11,11E-1 Ni285,10E+11,43E-14,85E-28,42E-1Pb821,05E-11,71E+05,45E-21,04E+0 Cu293,85E+11,03E+03,33E+04,90E+0Bi834,59E-77,14E-32,00E-26,39E-8 Zn307,15E+13,29E+12,55E+15,69E+1U923,00E+01,29E-31,27E-31,29E-7 Таблица всего ряда элементов – литературные данные

3 Коэффициенты корреляции по Пирсону между рядами химических элементов нулевого, 1-го, 2-го и 3-го эталонов посчитанных по следующей формуле: (1) где R – коэффициент корреляции по Пирсону; C 1,Zi – концентрация химического элемента Z i 1-го ряда; C 1,cp – среднее значение концентрации химических элементов 1-го ряда; C 2,Zi – концентрация химического элемента Z i 2-го ряда; C 2,cp – среднее значение концентрации химических элементов 2-го ряда; n – количество химических элементов в сравниваемых рядах. Отношения величин коэффициентов корреляции (для всех химических элементов) были посчитаны: 0 эт – земная кора a) R 01 = 0,768 (между 0 эт и 1 эт) 1 эт – тела человека (70кг) b) R 02 = 0,804 (между 0 эт и 2 эт) 2 эт – сердце норма (0.326 кг) c) R 03 = 0,805 (между 0 эт и 3 эт) 3 эт – сердце патология

4 Периодический закон зелёный цвет – химические элементы определённые методом SRXRF KCaCrMnFeNiCuZnAsSe Br RbSr S Cl TiV MoAgI PbBa P Co

5 Исследуемые элементы: P, S, Cl, K, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Br, Rb, Sr Эти элементы, входя в состав различных ферментов, активно участвуют в развитии и поддержании биохимических процессов организма. Вовлекаются в процессы антиоксидантной защиты, окислительно- восстановительные реакции, процессы кроветворения, роста и развития клеток и др. Каждый биологически активный химический элемент участвует во многих биохимических процессах, одновременно с этим, многие химические элементы могут принимать участие в одном биохимическом процессе. Таким образом, это сложная система, в которой все взаимосвязано..

6 Пробоотбор и пробоподготовка Исследуемые образцы – фрагменты мышцы сердца, биопсия. Патология - дилатационная кардиомиопатия операция по трансплантации сердца выполнена в Новосибирском НИИ патологии кровообращения им. акад. Е.Н.Мешалкина. Отбор образца массой около 2 мг сырого веса. Высушивание образца под грузом для придания ему плоскопараллельной формы Упаковка образца в пленку Maylar Масса сухого образца 0.5-1мг

7 Станция элементного анализа

8 Сердце, патология --дилатационная кардиомиопатия ( биопсия)

9 Человек Собственное сердце реципиента (аутопсия) дилатационная кардиомиопатия Донорское сердце (биопсия, аутопсия)

10 Земная кора и результаты анализов исследуемых образцов Хим. эл. Z 0 эталон Земная кора Х1 Патологическое удаленное сердце реципиента (аутопсия) Х2 Донорское сердце, пересаженное в организм реципиента (биопсия) Х3, Донорское сердце, пересаженное в организм реципиента (аутопсия) мкг/г P158,70E+28,92E+21,83E+45,70E+3 S163,40E+27,14E+33,63E+33,12E+3 Cl172,45E+29,02E+27,46E+17,85E+2 K192,66E+42,29E+31,19E+29,19E+2 Ca203,09E+42,45E+21,17E+21,25E+3 V239,25E+12,42E-12,00E-11,76E-1 Cr247,65E+12,68E-15,64E-12,86E-1 Mn258,45E+25,99E-16,81E-17,95E-1 Fe264,10E+44,35E+15,93E+11,37E+2 Co271,50E+17,52E-21,91E-11,63E+2 Ni285,10E+11,89E-11,60E+02,08E-1 Cu293,85E+13,83E+01,01E+16,62E+0 Zn307,15E+16,38E+12,71E+15,79E+1 As331,70E+08,83E-21,68E-14,18E-1 Se347,00E-23,34E-16,34E-16,53E-1 Br352,50E+05,42E+03,28E+01,43E+1 Rb371,35E+22,09E+01,27E-19,32E-1 Sr383,15E+24,61E-14,63E-11,29E+0

11 Диаграммы по содержаниям элементов в тканях.

12 Биопсия и аутопсия донорского сердца

13 Используемые обозначения 0 эт- земная кора a) R 01 = между 0 эт и 1 эт 1 эт–тела человека (70кг) b) R 02 = между 0 эт и 2 эт 2 эт–сердце норма (0.326 кг) c) R 03 = между 0 эт и 3 эт 3 эт-- сердце патология Х1 – собственное сердце, аутопсия R0X1 = R1X1 = R3X1 = Х2 – донорское сердце, биопсия R0X2 = R2X2 = R3X2 = Х3 – донорское сердце, аутопсия R0X3 = R3X3 =0.935 RX2X3 = При N=18 и уровне значимости корреляции p=0.05, достоверные значения корреляции больше 0.47

14 Корреляции для исследуемого ряда элементов Если для всего ряда химических элементов R 03 = 0.805, то для ряда исследуемых элементов R 03 = 0.144, т.е. корреляция отсутствует. Такая же картина наблюдается для донорского сердца и для сердца реципиента в образцах биопсии и аутопсии: R 0X1 =0.022 R 0X2 = R 0X3 = Отсутствует корреляция между здоровым организмом и сердцем реципиента, между здоровым и донорским сердцем биопсия: R 1X1 = R 2X2 = Но присутствуют корреляции между патологическим сердцем и удаленным сердцем реципиента, донорского сердца биопсией и аутопсией: R 3X1 = R 3X2 = R 3X3 =0.935 И такая же высокая корреляция между биопсией и аутопсией донорского сердца : R X2X3 = 0.925

15 Заключение Вывод о возможном существовании патологических изменений в донорском сердце перед трансплантацией подтверждается тем, что для исследуемого ряда химических элементов взятых на анализ коэффициент Пирсона для донорского сердца, работающего в организме реципиента (биопсия) и для него же после смерти реципиента (аутопсия) – максимален. Отсутствие корреляций коэффициента Пирсона в пересаженном донорском сердце (биопсия) и здоровом сердце по исследуемым элементам, делает возможным предположение, что в пересаженном донорском сердце до смерти донора существовали не распознанные патологические изменения или аллометрическое несоответствие донорского сердца организму реципиента. Возможно, это были одни из причин неудачного исхода трансплантации донорского сердца. Данный метод может быть применен в клинической практике для предварительной диагностике при патологии кардиомиопатии, аневризма (расслоение) аорты. В судебной медицине, когда не ясен вопрос диагноза гибели больного.

16 БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ