Alopecia in humans and balance of trace elements: causes and significance

1. ŽODYNAS, SIMBOLIAI IR SANTRUMPOS Alopecia – alopecija, plaukų iškritimas, jų netekimas, slinkimas, plikimas, plikumas, plikis Alopecia areata – lizdinis, židininis plaukuotosios galvos dalies ar kitų kūno vietų (blakstienų, antakių, gaktos, pažastų ir kt.) plaukų iškritimas, plikimas Alopecia barbae – vyrų barzdos ir ūsų plikimas Alopecia diffusa – difuzinis, išsklaidytas plikimas Alopecia totalis – visų galvos plaukų netekimas, plikumas, plikis Alopecia universalis – visiškas ar dalinis galvos plaukų netekimas, lydimas dalinio ar visiško kitų kūno vietų plaukų iškritimo; plikumas, plikis Anti–TPO – antitiroidiniai mikrosominiai antikūniai Ca – kalcis Ca2+ – dvivalentis kalcis Cd – kadmis Cr – chromas Cu – varis ENG – eritrocitų nusėdimo greitis FT4 – laisvas tiroksinas Hg – gyvsidabris KMU – Kauno medicinos universitetas Me – mikroelementas Mg – magnis Mn – manganas P – fosforas Pb – švinas PSO – Pasaulinė sveikatos apsaugos organizacija PTH – parathormonas SD – standartinė paklaida TSH – tirostimuliuojantis hormonas Zn – cinkas 2. ĮŽANGA Alopecija yra nepiktybinis, uždegiminis, autoimuninis ir labai neprognozuojamas žmonių ir gyvūnų plaukų slinkimas ir plikimas. Manoma, kad iki 2 proc. visos žmonijos populiacijos gali bent kartą gyvenime nuplikti ar slinkti plaukai (Barahamani ir kt. 2002, Sahn 1995). Galimas galvos, antakių, blakstienų, barzdos ar kitų plaukuotų kūno vietų plaukų slinkimas ar plikimas. Šia liga gali sirgti įvairaus amžiaus abiejų lyčių visų rasinių, etninių ir socialinių grupių individai. Plaukai gali vėl užaugti tiek gydant, tiek ir negydant, nors dažnai pasitaiko ligos remisijos. Plikimo priežastys ir ligos mechanizmai nėra visiškai aiškūs. Manoma, kad plikimą gali sukelti ilgalaikis ar ūmus stresas, virusinė ar mikrobinė infekcija, fizinė trauma, genetinis polinkis, piktybiniai augliai, hormoniniai ar sezoniniai pokyčiai, alergijos, vaistų, antibiotikų poveikis ir kita (Khandpur ir kt. 2004, Freyschmidt–Paul ir kt. 2003, McDonagh ir Tazi-Ahnini 1996). Žinoma, kad veikiant streso faktoriams, pvz., uždegimui, spinduliuotei, virusinei infekcijai, piktybiniams augliams, oksidacijai ar sunkiesiems metalams ir pan., organizme gaminami streso baltymai. Šie streso baltymai dalyvauja formuojantis ląstelės imuniniam atsakui. Išsamūs tyrimai rodo, kad alopecija yra autoimuninis susirgimas, kai organizmo imuninė sistema plauko folikule stabdo plauko formavimąsi ir augimą. Paprastai moterys dažniau nei vyrai serga autoimuninėmis ligomis. Manoma, kad apsinuodijimas sunkiaisiais metalais ar intoksikacija cheminėmis medžiagomis gali sukelti anageno fazės plikimą (National Alopecia Areata Foundation, Ptašekas ir Ptašekas 2002, Skalny 1999, Gailevičius 1995). Žinoma, kad mikroelementų pusiausvyros sutrikimas, įtakotas mikroelementų pakaitos toksiškais sunkiaisiais metalais, gali sukelti cinko metabolizmo sutrikimą ir šio metalo trūkumą, o būtinojo elemento cinko deficitas (Harrison ir Sinclair 2003, Rushton 2002, Sinclair 1999) gali išprovokuoti labiau pažeidžiamų visuomenės grupių ar jautrių individų plaukų slinkimą ir plikimą. Dėl aplinkos užterštumo sunkieji metalai į organizmą gali patekti su užterštu maistu, oru ir geriamuoju vandeniu. Taip pat dažnai pasitaiko ūmaus ar lėtinio ilgalaikio apsinuodijimo sunkiaisiais metalais atvejai (Elinder ir kt. 1994, National Research Council 1993, Petering 1978). Organizmo mikroelementų pusiausvyros sutrikimą gali sukelti netinkama dieta, nesubalansuota ar skurdi mikroelementais mityba (Oberleas ir kt. 1999, Skalny 1999, Goyer 1994). Susilpnėjusi mikroelementų absorbcija per virškinimo trakto sieneles ar sutrikęs jų pasišalinimas, kaip ir padidėjęs būtinųjų mikroelementų (pavyzdžiui, vario, cinko, seleno, geležies ir kt.) bei makroelementų (kalcio, magnio) poreikis tam tikrais gyvenimo periodais taip pat gali sukelti mikroelementų pusiausvyros sutrikimus. Visos minėtos priežastys gali sukelti jautresnių ar genetiškai į plikimą linkusių individų plaukų slinkimą ir plikimą. Susirgimą sukeliantys veiksniai nebūtinai turi būti ilgalaikiai ir stiprūs – kartais užtenka ūmaus trumpalaikio stresinio sukrėtimo, kad organizmo imuninės reakcijos būtų pastūmėtos link autoimuninių susirgimų. Prasidėję autoimuniniai susirgimai neretai gali virsti saviinicijuojančiais ir nuolatiniais. Plaukai gali vėl pradėti augti negydant ir netgi po daugelio metų, nors pasitaiko, kad nustojus gydytis plikimas ir plaukų slinkimas vėl atsinaujina. Psichologinių problemų neretai patiria ne tik plinkantys asmenys, bet ir jų artimieji, šeimos nariai ir artimiausi draugai. Plinkantys suaugusieji lengviau susidoroja su plikimo sukeltomis emocinėmis problemomis ir nerimu, kai tuo tarpu vaikai yra labiau pažeidžiami ir žymiai jautriau reaguoja tiek į patį plaukų slinkimo faktą, tiek į šio susirgimo sukeltą emocinę ir psichologinę jų pačių būseną. Tradiciškai tam tikros bendruomenės ar kultūros toleruoja ir joms yra priimtinas vyrų ir net moterų plikimas ir plikumas. Deja, vaikai ir paaugliai esti žiauresni kitaip nei jie patys ar „įprasta“ atrodantiems bendraamžiams, ir dažnai plinkantys berniukai ir mergaitės patiria įžeidinėjimus, patyčias bei aplinkinių nepakantumą. Mokslinio darbo naujumas ir praktinė reikšmė Kiek žinoma, Lietuvoje tai pirmasis išsamus plikimo tyrimas, atliktas norint išsiaiškinti, ar intoksikacija sunkiaisiais metalais gali sukelti žmonių plikimą. Nustatytos mikroelementų koncentracijos plinkančių žmonių organizme neviršijo fiziologinių normos ribų. Todėl tai negali būti traktuojama kaip intoksikacija ar apsinuodijimas. Taip pat buvo nustatyta, kad sunkiųjų metalų, tokių kaip švino, kadmio ir vario jonų kiekio padidėjimas (netgi neviršijantis fiziologinės normos ribų) plinkančių žmonių plaukuose, kraujyje/plazmoje ir šlapime statistiškai patikimai buvo susijęs su cinko jonų kiekio organizme sumažėjimu. Gali būti, kad reliatyvus cinko deficitas gali sukelti imlių ar labiau pažeidžiamų individų įvairaus laipsnio ir sunkumo plikimą. Tyrimas parodė, kad mikroelementų pusiausvyros sutrikimas, o ne hormoniniai pokyčiai ir skydinės liaukos padidėjimas galėjo sukelti vaikų plikimą. Taip pat buvo pademonstruotas terapijos cinko preparatais efektyvumas gydant vaikų plikimą – alopecijos vietoje buvo stebimas prasidėjęs plaukų augimas. Bo to, pirmą kartą šalyje kiekybiškai buvo įvertintos Lietuvos gyventojų organizmo mikroelementų kiekio referentinės reikšmės. 3. MOKSLINIO DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI Tikslas Šio darbo tikslas yra įvertinti mikroelementų (švino, mangano, chromo, kadmio, gyvsidabrio, vario ir cinko) jonų koncentraciją plaukų slinkimu ir plikimu sergančių žmonių organizme ir nustatyti, ar mikroelementų pusiausvyros sutrikimas gali sukelti žmonių plikimą. Darbo uždaviniai 1. Ištirti vaikų ir suaugusių žmonių plikimą Lietuvoje ir įvertinti mikroelementų kiekį skirtingų šalies apskričių plinkančių žmonių organizme; 2. Ištirti sunkiųjų metalų koncentraciją plinkančių vaikų ir suaugusių žmonių plaukuose, kraujyje, plazmoje ir šlapime ir įvertinti, ar mikroelementų pusiausvyros sutrikimas gali sukelti plikimą; 3. Įvertinti mikroelementų, kraujo, hormonų ir skydinės liaukos funkcinius rodiklius plinkančių vaikų organizme ir nustatyti, ar endokrininiai pokyčiai gali sukelti vaikų plikimą; 4. Analizuoti ir stebėti mikroelementų pusiausvyros pokyčius plinkančių vaikų organizme po gydymo cinko preparatais, ir įvertinti cinko preparatų taikymą ir poveikį gydant vaikų plikimą. 4. TYRIMO METODAI, MEDŽIAGA IR TIRIAMASIS KONTINGENTAS Tiriamasis kontingentas Tiriamąją plinkančių vaikų grupę sudarė 2–16 metų plinkantys vaikai (n = 113). Endokrinologai ir dermatologai diagnozavo neaiškios kilmės įvairaus laipsnio vaikų plikimą. Gydytojai atmetė kitas galimas plikimo priežastis, tokias kaip traumos, vaistų ir antibiotikų vartojimas, mikroorganizmų ir grybelio sukeltos, hormonų ir sezoniniai pokyčiai, ūmus ar ilgalaikis stresas ir kt. Kontrolinę grupę sudarė 6–15 metų vaikai (n = 89, 51 berniukas ir 38 mergaitės), apsilankę poliklinikose profilaktinei sveikatos patikrai. Vykdant vaikų plikimo tyrimą, taip pat buvo tirta mikroelementų koncentracija dėl neaiškios kilmės priežasčių plinkančių suaugusių žmonių organizme. Tad buvo nuspręsta įtraukti suaugusių žmonių plikimo tyrimą ir įvertinti, ar mikroelementų pusiausvyros sutrikimas gali sukelti ne tik vaikų, bet ir suaugusiųjų alopeciją. Suaugusių plinkančių tiriamų žmonių grupę sudarė 16–72 metų (n = 72) plinkantys žmonės iš visos respublikos. Tiriamųjų ir kontrolinės grupių asmenys buvo iš visų dešimties respublikos apskričių: Vilniaus, Kauno, Klaipėdos, Šiaulių, Panevėžio, Alytaus, Marijampolės, Utenos, Tauragės ir Telšių. Mikroelementų kiekio, kraujo biocheminių, hormonų rodiklių ir skydinės liaukos tyrimai buvo atlikti KMU Vaikų endokrinologijos skyriuje stacionarizuotiems plinkantiems 2–16 metų vaikams (n = 80, 42 berniukai ir 38 mergaitės). Tyrimo metu septyniolikai plinkančių vaikų (11 berniukų ir 6 mergaitės) buvo nustatytas sumažėjęs cinko jonų kiekis organizme. Šiems pacientams gydytojai skyrė cinko preparatų terapiją (įvairūs vaistinėse parduodami ar gaminami cinko sulfato, oksido ar aspartato preparatai, maisto cinko papildai ar vitaminai su didesniu mikroelementų, ypač cinko, kiekiu). Gydomųjų cinko preparatų paros dozės variavo priklausomai nuo vaikų amžiaus bei cinko deficito laipsnio ir buvo 10–30 mg/parą. Gydymo metu plinkančių vaikų organizme buvo stebimas mikroelementų kiekio kitimas (monitoringas) ir atlikta pakartotinė antrinė (n = 17) ir tretinė (n = 11) sunkiųjų metalų kiekio organizme analizė. Tyrimo medžiaga ir metodai Tyrimas atliktas Kauno medicinos universiteto Biomedicininių tyrimų instituto Aplinkos ir sveikatos tyrimų laboratorijoje (toliau – Laboratorija) 1997 – 2004 metais. Mikroelementų (švino, mangano, chromo, kadmio, gyvsidabrio, vario, cinko) kiekis ištirtas tiriamųjų ir kontrolinės grupės žmonių plaukuose, veniniame kraujyje/plazmoje ir momentiniame šlapime. Kad neįtakotų tyrimo rezultatų, mažiausia

Antibiotic Resistance Mechanisms of Clinically Important Bacteria

Bacterial resistance to antimicrobial drugs is an increasing health and economic problem. Bacteria may be innate resistant or acquire resistance to one or few classes of antimicrobial agents. Acquired resistance arises from: (i) mutations in cell genes (chromosomal mutation) leading to cross-resistance, (ii) gene transfer from one microorganism to other by plasmids (conjugation or transformation), transposons (conjugation), integrons and bacteriophages (transduction). After a bacterium gains resistance genes to protect itself from various antimicrobial agents, bacteria can use several biochemical types of resistance mechanisms: antibiotic inactivation (interference with cell wall synthesis, e.g., β-lactams and glycopeptide), target modification (inhibition of protein synthesis, e.g., macrolides and tetracyclines; interference with nucleic acid synthesis, e.g., fluoroquinolones and rifampin), altered permeability (changes in outer membrane, e.g., aminoglycosides; new membrane transporters, e.g., chloramphenicol), and “bypass” metabolic pathway (inhibition of metabolic pathway, e.g., trimethoprim-sulfamethoxazole)

Aluminum concentration in blood of hemodialysis patients and its clinical importance

A multicenter study was performed to investigate the prevalence of abnormal blood contents of aluminum in hemodialysis patients and to clarify the impact of aluminum level on the clinical status of such patients. Material and methods. Two hundred sixty five patients with end-stage renal disease from 7 dialysis centers were enrolled in this study. All patients had undergone standart hemodialysis. Venous blood samples were collected from hemodialysis patients before hemodialysis sessions. Atomic absorption spectrophotometry was applied to measure blood levels of aluminum. Results. Out of hemodialysis patients 24.9% had high blood aluminum (>30 microg/l), and the mean was 27.4±43.8 microg/l in all subjects. The aluminum containing phosphate binder users had significantly higher blood aluminum levels (45.1±102.0 versus 15.4±18.9 microg/l, p30 microg/l)

Effect of zinc on the oxidative stress biomarkers in the brain of nickel-treated mice

The overexposure to nickel due to the extensive use of it in modern technology remains a major public health concern. The mechanisms of pathological effects of this metal remain elusive. The present study was devoted to evaluate the effect of nickel on the oxidative state of the brain cells of mice and to assess whether zinc as redox state modulator could efficiently protect cells against nickel’s neurotoxicity. As oxidative stress biomarkers in the present study, we have measured the concentrations of reduced glutathione, metallothioneins, and malondialdehyde and the activity of the enzyme δ-aminolevulinate dehydratase. For the single metal exposure, mice were i.p. injected once with solutions of NiCl2 and/or ZnSO4; repeated exposure was performed i.p. injecting metal salt solutions for 14 days (once a day). The control mice received i.p. injections of saline. Results of our study demonstrate that single and 14 days of Ni2+ exposure decreased reduced glutathione and increased malondialdehyde contents in the brain of mice. Repeated Ni2+ administration significantly inhibited δ-aminolevulinate dehydratase while increasing brain metallothionein concentration at both exposure periods. Zinc exhibited a protective effect against nickel-induced glutathione and lipid peroxidation in brain cells of mice at both intervals of time, while repeated exposure to this metal significantly raised the brain metallothionein content. Repeated Zn2+ pretreatment protected δ-aminolevulinate dehydratase from Ni2+-induced inhibition and significantly increased metallothionein concentration at both investigated time intervals

Determination of heavy metal content: arsenic, cadmium, mercury, and lead in cyano-phycocyanin isolated from the cyanobacterial biomass

Cyano-phycocyanin (C-PC) is a light-absorbing biliprotein found in cyanobacteria, commonly known as blue-green algae. Due to its antioxidative, anti-inflammatory, and anticancer properties, this protein is a promising substance in medicine and pharmaceuticals. However, cyanobacteria tend to bind heavy metals from the environment, making it necessary to ensure the safety of C-PC for the development of pharmaceutical products, with C-PC isolated from naturally collected cyanobacterial biomass. This study aimed to determine the content of the most toxic heavy metals, arsenic (As), cadmium (Cd), mercury (Hg), and lead (Pb) in C-PC isolated from different cyanobacterial biomasses collected in the Kaunas Lagoon during 2019-2022, and compare them with the content of heavy metals in C-PC isolated from cultivated Spirulina platensis (S. platensis). Cyanobacteria of Aphanizomenon flos-aquae (A. flos-aquae) dominated the biomass collected in 2019, while the genus Microcystis dominated the biomasses collected in the years 2020 and 2022. Heavy metals were determined using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). ICP-MS analysis revealed higher levels of the most investigated heavy metals (Pb, Cd, and As) in C-PC isolated from the biomass with the dominant Microcystis spp. compared to C-PC isolated from the biomass with the predominant A. flos-aquae. Meanwhile, C-PC isolated from cultivated S. platensis exhibited lower concentrations of As and Pb than C-PC isolated from naturally collected cyanobacterial biomass

Impulsivity mediates associations between problematic internet use, anxiety, and depressive symptoms in students: a cross-sectional COVID-19 study

Article Number: 634464Background: Problematic internet use (PIU) is a serious global mental health issue that especially manifested during the Coronavirus disease (COVID-19) pandemic. Engagement in PIU as an impulsive coping with mental distress may pose a long-lasting threat to develop anxiety and depressive disorders. The first aim of our study was to investigate the prevalence of PIU and mental distress symptoms during the COVID-19 pandemic among university students in Lithuania. The second aim was to test the hypothesis that PIU affects anxiety and depressive symptoms through the mediating role of impulsivity. Methods: The cross-sectional study was comprised of 619 university students (92.9% females and 7.1% males) with a mean age of 22 ± 3 years who participated in an online survey from May to November, 2020. Participants completed the following scales: the Problematic Internet Use Questionnaire-9, the Generalized Anxiety Disorder Questionnaire-7, the Patient Health Questionnaire-9, and the Barratt Impulsiveness Scale-11. K-means cluster analysis and one-way multivariate analysis of variance were used for group comparison in terms of internet use time and habit change during COVID-19 pandemic. Structural equation modeling was applied to examine the mediating effect of impulsivity in association between PIU and mental distress, while controlling for age. Results: In sum, 45.1% of the participants reported PIU and 38.1% had markedly expressed symptoms of anxiety while 43.6% of the students reported moderate to severe depressive symptoms. During the COVID-19 pandemic 76% of the students reported at least moderate increase in their internet use time. Anxiety and depressive symptoms were significantly higher in the group of frequent internet users.[...]Lietuvos sveikatos mokslų universitetasSistemų analizės katedraTaikomosios informatikos katedraVilniaus universitetasVytauto Didžiojo universiteta