Автореферат и диссертация по медицине (14.01.30) на тему:МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА В КЛИНИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО СТАРЕНИЯ

ДИССЕРТАЦИЯ
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА В КЛИНИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО СТАРЕНИЯ - диссертация, тема по медицине
Позднякова, Наталья Михайловна Санкт-Петербург 2013 г.
Ученая степень
кандидата медицинских наук
ВАК РФ
14.01.30
 
 

Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Позднякова, Наталья Михайловна

ФГАОУ ВПО «БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙУНИВЕРСИТЕТ»

МИНОБРНАУКИ РФ

На права#-рукописи

04201360416 ПОЗДНЯКОВА Наталья Михайловна

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА В КЛИНИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО

СТАРЕНИЯ

14.01.30 - геронтология и гериатрия 14.03.02 - патологическая анатомия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Прощаев Кирилл Иванович доктор медицинских наук, профессор Павлова Татьяна Васильевна

Белгород - 2013

Содержание

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ......................................................5

ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................................6

Глава 1. ПРЕЖДЕВРЕМЕННОЕ СТАРЕНИЕ И ВОЗМОЖНОСТИ ОЦЕНКИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗРАСТА ЧЕЛОВЕКА: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)................................................................................................14

1.1. Преждевременное старение и биологический возраст ........................14

1.1.1. Физиологическое и преждевременное старение.................................14

1.1.2. Преждевременное старение как проблема современного мира........19

1.1.3. Преждевременное старение и возраст-ассоциированная патология............................................................................................................21

1.2. Исторические аспекты развития учения о преждевременном старении ...........................................................................................................25

1.2.1. Исследования в области биологии старения как основа

изучения биологического возраста человека ................................................25

1.2.2. Изучение процессов преждевременного старения в контексте проблемы преждевременного старения.........................................................33

1.3. Морфологические свойства крови и их изменения при

процессах преждевременного старения.........................................................35

1.3.1. Роль учения о гомеостазисе в оценке процессов старения

и преждевременного старения .......................................................................35

1.3.2. Эритроциты, гомеостазис и старение ..................................................39

1.3.3. Современные подходы к изучению морфофункциональных свойств эритроцитов ........................................................................................42

1.4. Роль сигнально-молекулярного взаимодействия в процессах преждевременного старения ...........................................................................44

Заключение к главе 1 .......................................................................................47

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ..............................51

2.1. Характеристика пациентов, включенных в исследование....................51

2.2. Диагностика соматической патологии....................................................53

2.3. Дизайн и методы исследования............................................................55

Заключение к главе 2 .......................................................................................58

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ......................................................................................59

Глава 3. МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ЭРИТРОЦИТОВ В КЛИНИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ

ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО СТАРЕНИЯ ..........................................................59

3.1. Морфофункциональные свойства эритроцитов в группе практически здоровых людей .........................................................................59

3.2. Морфофункциональные свойства эритроцитов при

артериальной гипертензии ..............................................................................61

3.3. Морфофункциональные свойства эритроцитов при сочетании артериальной гипертензии и ишемической болезни сердца .......................62

3.4. Морфофункциональные свойства эритроцитов при сочетании артериальной гипертензии, ишемической болезни сердца и

сахарного диабета 2 типа.................................................................................64

Заключение к главе 3 .......................................................................................67

Глава 4. МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ЭРИТРОЦИТОВ У ПАЦИЕНТОВ С ВОЗРАСТ-АССОЦИИРОВАННОЙ СОМАТИЧЕСКОЙ ПАТОЛОГИЕЙ...............................................................68

4.1. Микроэлементный состав эритроцитов у людей среднего возраста .............................................................................................................68

4.2. Микроэлементный состав эритроцитов у людей пожилого возраста .............................................................................................................70

Заключение к главе 4 .......................................................................................73

Глава 5. СИГНАЛЬНОЕ МОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

И ПРОЦЕССЫ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО СТАРЕНИЯ..............................75

5.1. Содержание основных цитокинов в сыворотке крови и возраст-ассоциированная патология ............................................................................75

5.2. Содержание интерлейкинов 1, 2 и 6 типов в сыворотке крови и возраст-ассоциированная патология..............................................................76

Заключение к главе 5 .......................................................................................80

Глава 6. РАЗРАБОТКА КЛАССИФИКАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ

ПАРАМЕТРОВ КРОВИ КАК ТКАНИ-МИШЕНИ

ПРИ ПРОЦЕССАХ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО СТАРЕНИЯ

И ЕЕ КЛИНИЧЕСКАЯ АПРОБАЦИЯ .........................................................82

6.1. Классификация изменений параметров крови как геротропной

ткани ..................................................................................................................82

6.2. Апробация корректирующих программ биологического возраста для людей, имеющих хроническую соматическую

патологию..........................................................................................................84

6.3. Принципы построения корректирующих программ биологического возраста для людей, не имеющих хронической соматической патологии..................................................................................87

Заключение к главе 6 .......................................................................................89

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................90

ВЫВОДЫ..........................................................................................................95

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ...........................................................98

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................99

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АГ - артериальная гипертензия

АД - артериальное давление

АКР - активные кислородные радикалы

АКТГ - адренокортикотропный гормон

АПФ - ангиотензинпревращающий фермент

АСМ - атомно-силовая микроскопия

АЦС - антиретикулярная цитотоксическая сыворотка

БВ - биологический возраст

ВОЗ - Всемирная Организация Здравоохранения

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

ДНИЭС - диффузная нейроиммуноэндокринная система

ИБС - ишемическая болезнь сердца

ООН - Организация Объединенных Наций

РНК - рибонуклеиновая кислота

РФ - Российская Федерация

СД - сахарный диабет

ФК - функциональный класс

ХСН - хроническая сердечная недостаточность

ЦНС - центральная нервная система

ЧСС - частота сердечных сокращений

ЭКГ - электрокардиограмма.

BCLA - Балтиморский лонгитудинальный проект по старению

IL - интерлейкин

IFN-a - интерферон альфа

NYHA - New York Heart Association (Нью-Йоркская Ассоциация Сердца) TNF-a - фактор некроза опухолей альфа

ВВЕДЕНИЕ Актуальность

Одними из основных показателей цивилизованности страны являются уровень здоровья и продолжительность жизни ее населения [ВОЗ, 2010; ООН, 2011]. На исследования в этой области практически во всех современных развитых государствах, а также во многих развивающихся странах тратятся государственные и частные средства, превосходящие траты в других областях (например, в США расходы на здравоохранение составляют порядка 14% федерального бюджета) [Беленков Ю.Н., Мареев В.Ю., 2001; Вко Н. и соавт. , 1997; Ьоуе11 М., 2006; Мигаууоу А.У. и соавт., 2010].

Во всем мире обеспечение качества жизни граждан пожилого и старческого возраста признается приоритетной задачей государственной социальной политики, но с развитием цивилизации и с увеличением продолжительности жизни у людей стали наблюдаться процессы преждевременного старения. Предупреждение преждевременного старения человека и продление активного долголетия - основная задача геронтологии, как важная медицинская, медико-биологическая и медико-социальная проблема [Лазебник Л.Б., 2007; Хавинсон В.Х., 2005, 2009; Шабалин В.Н., 2009; Майк К.Ь., Майк З.М., 2012].

Приходится констатировать, что в настоящее время существует мало программ профилактики преждевременного старения, и они не имеют широкого распространения. Одна из причин этого - нехватка объективных, применимых в реальной клинической практике критериев преждевременного старения [Белозерова Л.М., 1998]. Следует отметить, что на сегодняшний день разработано большое множество критериев преждевременного старения. Однако в большинстве своем они не являются интегральными, как правило, отражают процессы старения

какой-либо одной системы организма [Войтенко В.П. и соавт., 1984; Коркушко О.В. и соавт., 1993]. Многие из существующих методов определения биологического возраста человека сложны в практическом применении [Белозерова Л.М., 1998]. На сегодняшний день существует твердое убеждение в том, что характеристики крови достоверно отражают процессы, происходящие в организме [Лазебник Л.Б., 2007]. Поэтому параметры, отражающие характеристики крови, могут также выступать в качестве интегрального критерия преждевременного старения. Действительно, исследованиям в области возможного использования характеристик крови при оценке биологического возраста уделялось определенное внимание [Белозерова Л.М., 1998; Бауаг 14., 2007; Мигаууоу А.У. и соавт., 2010]. Однако те критерии, которые разработаны к сегодняшнему дню, в практической деятельности не всегда применимы и отражают в основном только количественные характеристики. В связи с этим, исследование морфофункциональных характеристик и биохимических характеристик крови, как критериев преждевременного старения, является актуальным.

Цель исследования

Цель исследования - изучить морфофункциональные и биохимические характеристики крови как геротропной ткани и на этой основе разработать критерии для оценки процессов преждевременного старения.

Задачи исследования

1. Изучить морфологические и функциональные свойства эритроцитов у пациентов разных возрастных групп с основными возраст-ассоциированными соматическими заболеваниями (артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет 2 типа).

2. Исследовать химический состав эритроцитов у пациентов разных возрастных групп с основными соматическими заболеваниями (артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет 2 типа).

3. Выявить наиболее характерные сигнальные молекулярные взаимодействия при основных соматических заболеваниях, ассоциированных с процессами преждевременного старения.

4. Установить взаимосвязь между изменениями морфофункциональных и молекулярных характеристик крови и клинической картиной возраст-ассоциированной патологии.

5. Разработать методы диагностики и раннего скрининга процессов преждевременного старения на основе определения морфофункциональных параметров крови, объективно отражающих наличие процессов преждевременного старения в организме человека.

Научная новизна

Впервые кровь рассмотрена как ткань, являющаяся объектом воздействия процессов преждевременного старения на основе интеграции клинической, морфологической, патофизиологической и биохимической оценки изменений в организме человека при соматической патологии и их взаимовлиянии.

Полученные результаты о состоянии компонентов крови (морфологические и функциональные свойства эритроцитов, их микроэлементный состав, уровень и характер сигнального молекулярного взаимодействия) при артериальной гипертензии, сахарном диабете 2 типа, ишемической болезни сердца позволяют уточнить факториальную концепцию развития и прогрессирования процессов преждевременного старения и их влияния на возникновение и течение наиболее часто встречающихся соматических заболеваний.

Впервые проведено комплексное изучение морфофункциональных свойств крови, в частности изучение изменений эритроцитов у пациентов с основными соматическими заболеваниями (артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет), установлена связь между изменениями характеристик крови и клинической картиной возраст-ассоциированной патологии. Показано, что такие изменения, как появление эритроцитов неправильной формы, разнонаправленные изменения размеров эритроцитов (макроцитоз, микроцитоз), повышение сладжированности эритроцитов, появление эритроцитов с эффектом «спущенного мяча» и увеличение количества клеток-теней, ассоциировано с процессами преждевременного старения.

Впервые с помощью комплекса морфометрических и биохимических методов в их взаимосвязи изучена роль патогенетических процессов при артериальной гипертензии, сахарном диабете 2 типа, ишемической болезни сердца в усугублении процессов преждевременного старения.

Установлена достоверная взаимосвязь между изменением морфологической структуры эритроцитов, пластичностью мембран и микроэлементного состава эритроцитов и тяжестью клинической картины возраст-ассоциированной патологии.

Впервые изучено состояние цитокинового и интерлейкинового статуса во взаимосвязи с процессами преждевременного старения в континууме «здоровье - преждевременное старение - развитие соматического заболевания - формирование полиморбидности -усугубление процессов преждевременного старения».

Практическая значимость

Полученные данные о вариантах сигнального молекулярного взаимодействия позволят в реальной клинической практике с большей точностью оценивать тяжесть патологических процессов у больных с

артериальной гипертензией, сахарным диабетом 2 типа, ишемической болезнью сердца разного возраста и оценивать в динамике эффективность терапевтического воздействия на процессы преждевременного старения.

Выявленные морфометрические и морфофункциональные особенности эритроцитов у пациентов при наличии/отсутствии процессов преждевременного старения во взаимосвязи с характером и тяжестью соматической патологии будут способствовать разработке новых программ профилактики и раннего скрининга возраст-ассоциированной патологии.

Полученные данные о взаимосвязи изменений характеристик крови человека при процессах преждевременного старения и клинической картины возраст-ассоциированной патологии дает основу для отнесения людей к разным группам риска по преждевременному старению. Это в свою очередь позволит более эффективно и своевременно разрабатывать лечебно-профилактические программы, предупредит развитие тяжелой возраст-ассоциированной патологии и будет способствовать продлению периода активного долголетия.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Процессы преждевременного старения ассоциированы с изменением как морфологических свойств эритроцитов (увеличение доли клеток неправильной формы, разнонаправленные изменения размера клеток, усиление процессов деструкции эритроцитов), так и их функциональных характеристик (нарушения мембранных свойств в виде повышения степени сладжированности и снижения эластичности).

2. В процессе формирования полиморбидности («артериальная гипертензия» - «артериальная гипертензия + ишемическая болезнь сердца» - «артериальная гипертензия + ишемическая болезнь сердца + сахарный диабет 2 типа») происходит прогрессивное нарастание уровня содержания углерода в эритроцитах крови и дисбаланса в содержании натрия, хлора,

калия и серы, что свидетельствует о вовлеченности эритроцитов в патогенетические механизмы развития преждевременного старения.

3. Наличие процессов преждевременного старения, так же, как и наличие артериальной гипертензии, ишемической болезни сердца, сахарного диабета 2 типа, сопряжено с нарастанием степени цитокинемии в сыворотке крови по показателям фактора некроза опухоли альфа и интерферона альфа, а также с нарастанием уровней интерлейкинов 1, 2 и 6 типов, что свидетельствует об общности патогенетических механизмов преждевременного старения и развития ведущей соматической патологии.

4. Степень морфологических, морфофункциональных и биохимических свойств крови человека в клинических моделях преждевременного старения достоверно коррелирует с тяжестью соматической патологии и степенью полиморбидности.

5. Определение уровней цитокинов и интерлейкинов в сыворотке крови и • оценка их динамики могут служить методом оценки тяжести полиморбидной патологии у пациентов с преждевременным старением и методом контроля эффективности терапии, а изучение морфометрических и мембранных свойств эритроцитов крови может использоваться как метод раннего доклинического скрининга преждевременного старения.

Связь с научными программами

Диссертационная работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (федеральный грант «Разработка нового метода оценки биологического возраста человека», регистрационный номер: 2.1.1/12806), гранта для аспирантов университетов Минобрнауки РФ «Исследование крови для оценки процессов преждевременного старения» (регистрационный номер ВКАС-22-12) и является научной темой, выполненной по основному плану НИР

медицинского факультета ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национал�