Автореферат диссертации по медицине на тему Оценка реактивности периферического отдела эритрона у детей с воспалительными заболеваниями органов дыхания
На правах рукописи
Алачева Лариса Владимировна
ОЦЕНКА РЕАКТИВНОСТИ ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО ОТДЕЛА ЭРИТРОНА У ДЕТЕЙ С ВОСПАЛИТЕЛЬНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ ОРГАНОВ
ДЫХАНИЯ
14.03.03 - Патологическая физиология 14.01.08 - Педиатрия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
21 "ОЯ 2013
005539488
Челябинск - 2013
005539488
Работа выполнена на кафедре нормальной физиологии, кафедре госпитальной педиатрии, клинической иммунологии и аллергологии государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
Научные руководители:
доктор медицинских наук,
профессор Сашенков Сергей Львович
доктор медицинских наук,
профессор Волосников Дмитрий Кириллович
Официальные оппоненты:
Долгих Владимир Терентьевич — доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации, кафедра патологической физиологии, заведующий
Дулькин Леонид Александрович - доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, кафедра педиатрии послевузовского и дополнительного профессионального образования, заведующий
Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (г. Томск).
Защита состоится «/ декабря 2013 года в /О часов на заседании диссертационного совета Д 208.117.02 при государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «ЮжноУральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 454092, г. Челябинск, ул. Воровского, 64.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «ЮжноУральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: г. Челябинск, ул. Воровского, 64.
Автореферат разослан « // » нолМ. л, 2013 года.
Ученый секретарь диссертационного совета,
доктор медицинских наук Н.В. Тишевская
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы и степень ее разработанности
Заболевания органов дыхания стабильно занимают первое место в структуре общей заболеваемости у детей, составляя от 50 до 60% . Они могут обусловливать формирование стойких отклонений в состоянии здоровья (Мизерницкий Ю.Л., Мельникова И.М. Частые острые респираторные заболевания у детей: современные представления // Российский вестник перинаталогии и педиатрии. — 2009.-Т. 54, №3,-С. 7-13).
Значительную долю среди заболеваний органов дыхания имеют острые воспалительные заболевания верхних дыхательных путей и пневмонии. В настоящее время вопросы этиологии и патогенеза этих клинических форм достаточно изучены, однако частота встречаемости острых воспалительных заболеваний органов дыхания у детей остается на высоком уровне, и проблема профилактики и лечения пневмоний, бронхитов, острых респираторных инфекций представляет значимое направление педиатрии (Каганов С.Ю. Современные проблемы пульмонологии детского возраста // Российский вестник перинатологии и педиатрии. - 2003. - Т. 48, № 3. - С. 9-16).
Особое внимание на современном этапе уделяется часто болеющим респираторными заболеваниями детям, доля которых в детской популяции составляет от 5 до 50% в различных возрастных группах (Альбицкий В.Ю., Баранов A.A., Камаев И.А., Огнева M.JI. Часто болеющие дети - Нижний Новгород: издательство Нижегородской государственной медицинской академии, 2003. - 180 е.). Серьезную проблему пульмонологии составляют наследственные заболевания, в частности муковисцидоз.
Важнейшим звеном патогенеза заболеваний органов дыхания является гипоксия, в развитии которой помимо вентиляционных, перфузионных и циркуляторных нарушений значимую роль играют нарушения кислородтранспортной функции эритроцитов. Состояние эритроцитов существенно влияет на микроциркуляцию. В частности, на реологические свойства крови оказывает влияние электрокинетический потенциал, интенсивность процессов перекисного окисления липидов в эритроцитарных мембранах, которые уменьшают текучесть и деформируемость мембран (Кузник Б.И. Эритроциты и гемореология // Проблемы клинической медицины. - 2010. - № 1. - С. 108-124).
Исследования периферической крови при заболеваниях органов дыхания немногочисленны, недостаточно изучены морфометрические и функциональные показатели эритроцитов, вклад этих изменений в патогенез развития заболевания. Не исследована выраженность гематологических изменений в зависимости от характера течения заболевания, выраженности дыхательных расстройств у больных детей.
Выяснение этих вопросов имеет существенное значение для углубления современных представлений о механизмах развития и способах профилактики воспалительных заболеваний органов дыхания у детей, что и послужило основанием для выполнения данной работы.
Цель исследования
Оценить морфофункциональное состояние периферического отдела эритрона у детей с различными заболеваниями органов дыхания.
Задачи исследования
1. Оценить количественные и морфометрические показатели, характеризующие периферический отдел эритрона, у детей с различными заболеваниями органов дыхания.
2. Исследовать функциональное состояние эритроцитов у детей с различными заболеваниями органов дыхания. Провести анализ функционального состояния эритроцитов в данных группах в зависимости от степени выраженности дыхательных расстройств.
3. Изучить интегральные показатели крови у детей с различными заболеваниями органов дыхания.
4. Изучить влияние некоторых фармакологических препаратов на функциональное состояние мембран эритроцитов в эксперименте.
Методология и методы исследования
Объект исследования (основная группа): 128 детей в возрасте от 1 года до 6 лет, поступивших в отделение пульмонологии, которые имели следующие заболевания органов дыхания: пневмония, обструктивный бронхит в острой фазе течения заболевания - острый обструктивный бронхит или рецидивирующий обструктивный бронхит в период обострения, острый простой бронхит или рецидивирующий бронхит в период обострения, инфекционно-воспалительные заболевания верхних дыхательных путей в острой фазе течения заболевания, муковисцидоз - без возрастных ограничений, часто болеющие дети, имеющие в анамнезе заболевания органов дыхания, протекавшие в острой форме, не менее 4 раз в год, но не имеющие клинических признаков заболевания органов дыхания на момент обследования. Критерии исключения для всех подгрупп: тяжелые врожденные пороки развития.
Группа сравнения: 30 детей в возрасте от 1 года до 5 лет, поступившие в отделение детской хирургии для планового оперативного лечения. Критерии включения в группу сравнения: возраст от 1 года до 6 лет, отсутствие респираторных нарушений и воспалительных заболеваний на момент обследования, отсутствие хронических заболеваний органов дыхания. Критерии исключения: наличие тяжелых врожденных пороков развития, наследственных заболеваний.
Для решения поставленных цели и задач использовались следующие методы: стандартные лабораторные методы обследования, исследование кислотной устойчивости эритроцитов, сорбционной способности эритроцитов по отношению к метиленовому синему, потребление глюкозы эритроцитами, электрофоретическая подвижность эритроцитов, расчет интегральных показателей крови.
Степень достоверности, апробация результатов, личное участие автора
Достоверность результатов работы, обоснованность выводов и практических рекомендаций основаны на достаточном числе наблюдений и использовании современных методов статистической обработки материалов исследования при консультативном участии специалистов в области математического анализа с использованием программы Statistica, StatSoft, версия 6.0.
Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на IV съезде физиологов Урала в 2009 году (г. Екатеринбург), на XXI съезде Физиологического общества имени И.П. Павлова в 2010 году (г. Калуга), на II международной научно-практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине» в 2011 году (г. Санкт-Петербург), на VIII международной конференции «Системное кровообращение, микроциркуляция и гемореология» в 2011 году (г. Ярославль), на IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Вопросы патогенеза типовых патологических процессов» в 2012 (г. Новосибирск).
Личное участие автора состоит в разработке идеи, постановке цели и задач, проведении научно-информационного поиска, выборе методов исследования, исследовании морфофункционального состояния эритроцитов у больных детей и в группе сравнения, статистической обработке полученных данных, их анализе и интерпретации, написании диссертации и подготовке основных публикаций по выполненной работе.
Положения, выносимые на защиту
1. У детей с острыми воспалительными заболеваниями органов дыхания наблюдаются сочетанные изменения как со стороны морфологических характеристик периферического отдела эритрона: снижение гемоглобина, гематокрита, среднего содержание гемоглобина в единичном эритроците, уменьшение средних размеров эритроцитов, так и функциональных показателей эритроцитов: повышение кислотной устойчивости эритроцитов, их сорбционной способности по отношению к метиленовому синему, снижение потребления глюкозы эритроцитами и их электрофоретической подвижности. Изменения данных функциональных показателей проявляются однотипно независимо от нозологической формы, степени дыхательных расстройств.
2. Установлены нормативные величины интегральных показателей крови для детей младшего возраста. Интегральный коэффициент ухудшения крови имеет медианное значение 0,8923 и интерквартильные размахи 0,8602-0,9452, энтропия лейкоцитарной формулы крови имеет медианное значение 51,118% и интерквартильные размахи 47,414-57,637%. Изменения со стороны интегральных показателей крови (интегральный коэффициент ухудшения крови и энтропия лейкоцитарной формулы крови) позволяет выявить нарушения в периферическом отделе эритрона в условиях нормальных значений отдельных показателей гемограммы.
3. Некоторые биологически активные вещества и лекарственные препараты, широко применяемые в клинике, могут оказать существенное влияние
на электрокинетические свойства эритроцитов: арахидоновая кислота и ее метаболиты циклооксигеназного и липоксигеназного пути, а также финоптин (блокатор кальциевых каналов мембраны) и трифтазин (блокатор связывания ионов кальция с кальмодулином) приводят к увеличению электрофоретической подвижности эритроцитов в постоянном электрическом поле, ингибиторы циклоксигеназы приводят к уменьшению электрофоретической подвижности эрироцитов в постоянном электрическом поле - снижается электрофоретическая подвижность эритроцитов крыс под влиянием аспирина и индометацина.
Научная новизна
Проведен углубленный анализ состояния периферического отдела эритрона у детей с различными воспалительными заболеваниями органов дыхания. Исследованы количественные, морфометрические и функциональные показатели, характеризующие периферический отдел эритрона, интегральные показатели крови. Выявлено снижение уровня гемоглобина, цветового показателя, гематокрита, среднего содержания гемоглобина в эритроците, средних размеров эритроцитов и изменение их функционального состояния: снижение кислотной устойчивости эритроцитов, повышение проницаемости их мембран с редукцией поверхностного заряда, снижение уровня потребления глюкозы при острых воспалительных заболеваниях органов дыхания у детей, а также у часто болеющих детей в период отсутствия клинических проявлений.
Впервые проведен анализ интегральных показателей крови у детей младшего возраста. Выявлено уменьшение интегрального коэффициента ухудшения крови при острых воспалительных заболеваниях органов дыхания, увеличение энтропии лейкоцитарной формулы у детей с острыми воспалительными заболеваниями органов дыхания, у часто болеющих детей.
Впервые проанализированы показатели функционального состояния эритроцитов у детей, больных муковисцидозом. Было обнаружено увеличение кислотной устойчивости, сорбционной способности эритроцитов, а также уменьшение уровня потребления глюкозы и электрофоретической подвижности эритроцитов при данном заболевании, наряду с увеличением энтропии лейкоцитарной формулы крови.
На экспериментальных моделях in vitro изучено влияние метаболитов арахидоновой кислоты и некоторых препаратов, применяемых в терапии воспалительных заболеваний органов дыхания на состояние мембран эритроцитов. Достоверно повышает электрофоретическую подвижность эритроцитов крыс арахидоновая кислота, липоксин В, простагландин Е2, финоптин и трифтазин. Снижается электрофоретическая подвижность эритроцитов крыс под влиянием аспирина и индометацина.
Теоретическая и практическая значимость
Получены новые данные о состоянии периферического отдела эритрона у детей с острыми воспалительными заболеваниями органов дыхания, у часто болеющих детей, у детей, больных муковисицидозом, что расширяет и углубляет
современные представления о механизмах развития гемической гипоксии, сопровождающей эти заболевания. Оценка периферического отдела эритрона, в целом, у детей с острыми воспалительными заболеваниями органов дыхания, у часто болеющих детей в период ремиссии и у детей, больных муковисцидозом, позволяет получить дополнительную информацию о тяжести течения заболевания, степени выраженности гипоксии, интенсивности и функциональной полноценности эритропоэза. Оценка интегральных показателей крови у данных больных может использоваться для прогноза течения заболевания и анализа эффективности лечения.
Внедрение результатов исследования в практику
Материалы диссертации используются в учебной работе на кафедре нормальной физиологии и кафедре госпитальной педиатрии, клинической иммунологии и аллергологии ГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России, в клиническую практику пульмонологического отделения Челябинской областной детской клинической больницы.
Публикации
Соискатель имеет 10 опубликованных работ, из них по теме диссертации опубликовано 10 научных работ общим объемом 1 печатный лист, в том числе 5 статей в научных журналах и изданиях, которые включены в перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертации, а также 5 работ опубликованы в материалах всероссийских и международных конференций и симпозиумов.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 145 страницах, содержит 32 таблицы, 2 рисунка, состоит из введения, обзора литературы, главы «Материалы и методы исследования», глав собственных исследований, выводов, практических рекомендаций. Список литературы включает 222 источника, из них 164 на русском и 58 на иностранном языке.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материалы и методы исследования
Исследования было проведено на базе Челябинской областной детской клинической больницы, отделения пульмонологии и отделение детской хирургии.
Объект исследования (основная группа): 128 детей в возрасте от 1 года до 6 лет, поступивших в отделение пульмонологии за период с октября 2006 года по август 2008 года, которые имели следующие заболевания органов дыхания:
1. Пневмония (1 подгруппа) - 23 человека (18%);
2. Обструктивный бронхит в острой фазе течения заболевания - острый обструктивный бронхит или рецидивирующий обструктивный бронхит в период обострения (2 подгруппа) - 43 человека (33,6%);
3. Острый простой бронхит или рецидивирующий бронхит в период обострения (3 подгруппа) - 24 человека (18,8%);
4. Инфекционно-воспалительные заболевания верхних дыхательных путей в острой фазе течения заболевания (4 подгруппа) - 11 человек (8,6%);
5. Дети, болеющие муковисцидозом - без возрастных ограничений (5 подгруппа) - 8 человек (6,2%);
6. Часто болеющие дети, имеющие в анамнезе заболевания органов дыхания, протекавшие в острой форме, не менее 4 раз в год, но не имеющие клинических признаков заболевания органов дыхания на момент обследования (6 подгруппа) - 19 человек (14,8%).
Критерии исключения для всех подгрупп: тяжелые врожденные пороки развития.
Структура больных по возрасту: от 1 года до 3 лет - 85 человек (66,4%), от 3 лет до 6 лет - 38 человек (29,7%), старше 6 лет (муковисцидоз) - 5 человек (3,9%); по полу: мужской - 78 человек (60,9%), женский - 50 человек (39,1%). В основной группе исследование было проведено дважды: на вторые сутки после поступления (до начала проведения лечения) и через 4-5 дней с целью изучить динамику изменения показателей после начала терапии.
Группа сравнения: 30 детей в возрасте от 1 года до 5 лет, поступившие в Челябинскую областную клиническую больницу, отделение детской хирургии для планового оперативного лечения с ноября 2007 года по февраль 2008 года, которые имели следующие заболевания: пупочные и паховые грыжи - 17 человек (56,67%), водянка оболочек яичка или семенного канатика - 5 человек (16,67%), крипторхизм - 6 человек (20%), капиллярные гемангиомы - 2 человека (6,66%).
Критерии включения в группу сравнения: возраст от 1 года до 6 лет, отсутствие респираторных нарушений и воспалительных заболеваний на момент обследования, отсутствие хронических заболеваний органов дыхания.
Критерии исключения: наличие тяжелых врожденных пороков развития, наследственных заболеваний.
Структура обследованных детей из группы сравнения по возрасту: от 1 года до 3 лет - 21 человек (70%), от 3 лет до 5 лет - 9 человек (30%). Структура обследованных по полу: мужской - 25 человек (83,33%), женский - 5 человек (16,67%).
В рамках проводимого исследования на всех пациентов была заполнена регистрационная карта, которая включала разделы: анамнез заболевания, особенности течения заболевания (состояние при поступлении, особенности клинической картины заболевания), результаты проводимых лабораторных и инструментальных методов исследования, получаемое лечение, специальные методы исследования. До сведения родителей обследуемых детей была доведена информация о целях и задачах проводимого исследования, и было получено информированное согласие.
Подсчет количества эритроцитов, гемоглобина, лейкоцитов, уровня гематокрита, тромбоцитов, лейкоцитарной формулы, ретикулоцитов, определение
СОЭ проводилось с помощью стандартных методик. Определялись морфометрические показатели (средний диаметр, объем, толщина эритроцитов, среднее содержание гемоглобина в отдельном эритроците). Рассчитывались интегральные показатели крови - интегральный коэффициент ухудшения крови и энтропия лейкоцитарной формулы крови (Тихончук B.C., Ушаков И.Б., Карпов В.Н. и др. Возможности использования новых интегральных показателей периферической крови человека // Военно-медицинский журнал. - 1992. - №3. - С. 27-31).
Среди методик определения функционального состояния эритроцитов были использованы:
1. Определение кислотной устойчивости по методу И.И. Гительзона и И.А. Терскова (1959). Оценивалось общее время гемолиза эритроцитов (ОВГ), максимум гемолиза (МГ) и уровень максимума гемолиза (УМГ);
2. Определение сорбционной способности эритроцитов (ССЭ) по отношению к метиленовому синему по методу A.A. Тогайбаева, A.B. Кургузкина (1988);
3. Определение уровня потребления глюкозы эритроцитами (ПГЭ) по методу A.A. Чиркина (2002);
4. Определение электрофоретической подвижности (ЭФП) эритроцитов в постоянном электрическом поле по методу С.С. Харамоненко, A.A. Ракитянской (1974).
Дополнительно было проведено исследование влияния некоторых биологически активных веществ и лекарственных препаратов на электрофоретическую подвижность эритроцитов крыс. В частности было исследовано влияние арахидоновой кислоты, ее метаболитов липоксина В и простагландина Е2, ингибиторов циклооксигеназы (аспирина и индометацина), а также финоптина и трифтазина.
Статистическая обработка данных проведена с использованием лицензионного пакета прикладных программ Statistica for Windows 6.0 и SPSS 12.0 на персональном компьютере.
Результаты исследования
Для характеристики периферического отдела эритрона были исследованы следующие показатели: количество эритроцитов, содержание гемоглобина, количество ретикулоцитов, уровень гематокрита, а также расчетные показатели, характеризующие эритроциты: цветовой показатель, среднее содержание гемоглобина в единичном эритроците, средние диаметр, объем и толщина эритроцитов. В таблице 1 представлены результаты первого исследования, которое было проведено на 2 день после госпитализации больного. При поступлении в стационар количество эритроцитов достоверно (р<0,05) не изменено в сравнении с группой контроля, в то время как уровень гемоглобина достоверно снижен у всех детей с острыми воспалительными заболеваниями (пневмония, простой и обструктивный бронхит, воспалительные заболевания верхних дыхательных путей), у больных муковисцидозом и в подгруппе часто болеющих детей подобных изменений не выявлено. Количество ретикулоцитов достоверно повышено только в
подгруппе детей, больных пневмониями. Гематокрит достоверно снижен во всех подгруппах за исключением детей, больных муковисцидозом.
Расчетные показатели, характеризующие морфологию эритроцитов, изменены в сравнении с контрольной группой. Во всех подгруппах больных детей выявлено снижение цветового показателя и среднего содержания гемоглобина в единичном эритроците. Во всех подгруппах за исключением подгруппы детей, больных муковисцидозом, наблюдается снижение среднего объема, диаметра и толщины эритроцитов.
Таким образом, выявлены достоверные изменения основных показателей красной крови у детей с воспалительными заболеваниями органов дыхания. При нормальном уровне эритроцитов наблюдается снижение уровня гемоглобина и гематокрита у детей с острыми воспалительными заболеваниями. Уровень ретикулоцитов достоверно повышен только в подгруппе детей с пневмониями, что можно связать с выраженностью воспалительного процесса. У часто болеющих детей и у больных муковисцидозом достоверных изменений со стороны основных показателей красной крови не обнаружено. Расчетные показатели, характеризующие эритроциты (цветовой показатель, средние размеры единичного эритроцита), снижены во всех подгруппах. Зависимости выраженности изменений данных показателей от степени дыхательных расстройств нами не выявлено, изменения оказались однотипными.
Следовательно, несмотря на то, что не все показатели периферического отдела эритрона изменились при воспалительных заболеваниях органов дыхания, ясно, что практически при всех состояниях «красная кровь» вовлекалась в патологический процесс со снижением ее дыхательной функции, что подтверждается данными литературы (Степовая Е.А., Новицкий В.В., Рязанцева Н.В. и др. Типовые изменения эритроцитов при хроническом воспалении // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2004. - Т. 137, № 1.-С. 6670).
Особо следует отметить, что при развитии выраженной дыхательной недостаточности уровень показателей, характеризующих «красную кровь» значительно снижен, а при легкой дыхательной недостаточности и при ее отсутствии отмечается только тенденция этих изменений.
Нами было проведено исследование функционального состояния эритроцитов у детей с воспалительными заболеваниями органов дыхания. Определяли кислотную устойчивость эритроцитов и анализировали следующие параметры: общее время гемолиза (ОВГ), максимум гемолиза - МГ (время, в момент которого зарегистрирован гемолиз максимального количества эритроцитов), уровень максимума гемолиза - УМГ (доля эритроцитов в процентах, распавшаяся на момент максимума гемолиза). Также нами были исследованы сорбционная способность эритроцитов по отношению к метиленовому синему (ССЭ), которая характеризует проницаемость эритроцитарных мембран, уровень потребления глюкозы эритроцитами (ПГЭ), определяющий уровень метаболизма эритроцитов, их электрофоретическая подвижность (ЭФП) как показатель поверхностного заряда мембраны эритроцитов. Результаты первого исследования представлены в таблице 2.
Таблица 1 - Показатели периферического отдела эритрона при первом обследовании, Ме (Ь(}-и(3)
Показатель Пнев монии п=23 Обструк тивные бронхиты п=43 Простые бронхиты п=24 Воспали тельные заболе вания ВДП п=11 Муко висцидоз п=8 Часто болеющие дети п=19 Контрольная группа п=30
Эритроциты, *10,2/л 4,0 (3,5-4,3) 4,1 (3,7-4,4) 4,2 (3,9-4,4) 4,1 (3,9-4,4) 4,4 (3,8-4,7) 4,2 (3,8-4,4) 4,0 (3,8-4,3)
Гемоглобин, г/л 107 (98-128)* 117 (112-126)* 120 (111-127)* 121 (102-123)* 126 (111-137) 121 (116-127) 127 (120-136)
Гематокрит, % 34,2 (32,7-37,6)* 35,8 (33,6-38,2)* 36,7 (34,4-38,0)* 35,7 (33,7-38,3)* 37,9 (36,3-41,1) 36,5 (35,6-38,6)* 39,2 (37,4-40,9)
Ретикулоциты, *1015/л 39 (34-47)* 31 (23-39) 36 (28-44) 38 (34-48) 35 (30-38) 33 (25-37) 31 (26-38)
Цветовой показатель 0,83 (0,77-0,92)* 0,88 (0,80-0,92)* 0,86 (0,79-0,90)* 0,83 (0,81-0,87)* 0,88 (0,85-0,89)* 0,88 (0,83-0,94)* 0,96 (0,88-0,99)
СрСГ, Пг 27,7 (25,8-30,7)* 29,3 (26,9-30,6)* 28,5 (26,6-30,0)* 27,6 (26,9-28,9)* 29,4 (28,2-29,9)* 29 3 (27,6-31,4)* 32,3 (29,6-33,2)
СрОЭ, мкм3 91,2 (79,6-97,3)* 88,6 (82,5-92,4)* 87,8 (84,8-89,3)* 87,0 (81,1-90,9)* 89,9 (85,9-100,0) 88,1 (83,0-92,2)* 96,4 (92,4-101,4)
СрДЭ, мкм 7Д (6,7-7,2)* 6,9 (6,8-7,1)* 6,9 (6,9-7,0)* 6,9 (6,7-7,0)* 7,0 (6,9-7,3) 6,9 (6,8-7,1)* 7,2 (7,1-7,3)
СрТЭ, мкм 2,3 (2,2-2,4)* 2,3 (2,2-2,3)* 2,3 (2,3-2,3)* 2,3 (2,2-2,3)* 2,3 (2,3-2,4) 2,3 (2,3-2,3)* 2,4 (2,3-2,4)
Примечание:* - достоверные различия по критерию Манна-Уитни в сравнении с контрольной группой(р<0,05)
Таблица 2 - Функциональные показатели эритроцитов при первом обследовании, Ме (ЬС>-иС))
Показатель Пневмонии Обструктивны Простые Воспалительн Муковисцидоз Часто Контрольная
п=23 е бронхиты бронхиты ые п=8 болеющие группа
п=43 п=24 заболевания вдп п=11 дети п=19 п=30
ОВГ, сек. 510 510 510 480 510 480 480
(480-540)* (480-540)* (480-540)* (450-510) (495-540)* (480-540) (450-510)
МГ, сек. 270 270 270 240 300 270 240
(270-300)* (240-300)* (240-270)* (240-270) (270-315)* (240-330)* (210-270)
УМГ 0,20 0,21 0,20 0,21 0,19 0,20 0,22
(0,18-0,22) (0,19-0,25) (0,18-0,22)* (0,19-0,23) (0,17-0,23) (0,18-0,22) (0,18-0,26)
ССЭ 0,55 0,48 0,46 0,52 0,48 0,44 0,37
(0,45-0,64)* (0,41-0,60)* (0,38-0,59)* (0,47-0,57)* (0,47-0,58)* (0,36-0,52)* (0,33-0,42)
ПГЭ, нмоль/1 0,41 0,39 0,39 0,43 0,33 0,43 0,43
млн (0,34-0,46)* (0,30-0,49)* (0,31-0,47)* (0,40-0,60) (0,31-0,39)* (0,36-0,51) (0,41-0,49)
ЭФП, 0,77 0,81 0,79 0,82 0,70 0,83 0,99
ц-сек'-у'-см"1 (0,71-0,83)* (0,73-0,92)* (0,72-0,86)* (0,78-0,91)* (0,68-0,75)* (0,72-0,88)* (0,91-1,06)
Примечание:*- достоверные различия по критерию Манна-Уитни в сравнении г контрольной группой (р<0,05)
Кислотная резистентность эритроцитов оказалась достоверно (р<0,05) повышена в подгруппах детей, больных пневмонией, обструктивными и простыми бронхитами, а также у больных муковисцидозом. При этом наблюдается увеличение общего времени гемолиза эритроцитов и сдвиг максимума гемолиза вправо, уровень максимума гемолиза не имеет достоверных различий с группой сравнения за исключением подгруппы детей с простыми бронхитами, у которых наблюдается его уменьшение. В подгруппе детей с острыми воспалительными заболеваниями органов дыхания и часто болеющих детей подобных изменений не выявлено за исключением сдвига максимума гемолиза вправо в подгруппе часто болеющих детей.
Сорбционная способность эритроцитов по отношению к метиленовому синему достоверно повышена во всех подгруппах больных детей. Уровень потребления глюкозы снижен в тех же подгруппах, в которых наблюдается увеличение кислотной резистентности эритроцитов (пневмонии, обструктивные и простые бронхиты, муковисцидоз). Электрофоретическая подвижность эритроцитов достоверно снижена во всех подгруппах больных детей.
Таким образом, выявлены достоверные изменения функционального состояния эритроцитов у детей с воспалительными заболеваниями органов дыхания. Так, у детей с острыми воспалительными заболеваниями увеличено общее время гемолиза эритроцитов и наблюдается сдвиг максимума гемолиза вправо. Повышение количества стойких к действию гемолитика эритроцитов наблюдается в подгруппе детей с простыми бронхитами (увеличен уровень максимума гемолиза). Увеличение кислотной устойчивости эритроцитов в совокупности с отсутствием достоверного повышения уровня ретикулоцитов говорит о возможном увеличении выхода молодых эритроцитов, имеющих повышенную кислотную устойчивость, из костного мозга. В целом, эти изменения можно приписать краткосрочным механизмам адаптации в ответ на невыраженную и непродолжительную гипоксию. Только в подгруппе детей с пневмониями мы наблюдали параллельное увеличение кислотной устойчивости эритроцитов и уровня ретикулоцитов в крови, что позволяет сделать вывод о стимуляции эритропоэза и омоложении эритроцитарного пула крови в данной группе больных, что хорошо согласуется со степенью выраженности воспаления и дыхательных расстройств в данной подгруппе (Гительзон И.И., Терсков И.А. Эритрограммы как метод клинического исследования крови - Красноярск, 1959. - 233 с). Кроме того, о связи степени выраженности данных изменений и уровнем повышения кислотной устойчивости свидетельствует отсутствие подобных изменений в подгруппе детей с воспалительными заболеваниями верхних дыхательных путей.
Сорбционная способность эритроцитов по отношению к метиленовому синему повышена у детей с острыми воспалительными заболеваниями. Метиленовый синий может проникать в эритроцит путем простой диффузии, следовательно, скорость его поглощения эритроцитом определяется состоянием его мембраны. Существует прямая связь между степенью эндогенной интоксикации и выраженностью сорбционной способности эритроцитов
(Тогайбаев, A.A., Кургузкин A.B., Рикун И.В. и др. Способ диагностики эндогенной интоксикации // Лабораторное дело. - 1988. - № 9. - С. 22-24). Повышение сорбционной способности демонстрирует повреждение мембран эритроцитов в подгруппе детей с острыми воспалительными заболеваниями органов дыхания, причем в нашем исследовании не было выявлено зависимости этого показателя от степени выраженности воспалительного процесса и дыхательных расстройств.
Уровень потребления глюкозы косвенно демонстрирует показатели энергетического обмена эритроцитов. Снижение потребления глюкозы свидетельствует о снижении скорости гликолитических процессов, которые являются единственным поставщиком АТФ для эритроцита (Чиркин A.A., Романовский Р.В., Соловьев Ю.А. Диагностическая ценность определения интенсивности пентозофосфатного пути обмена углеводов в эритроцитах // Лабораторное дело. - 1983. - № 11. - С. 39-42). У детей с острыми воспалительными заболеваниями достоверно снижен уровень потребления глюкозы, что свидетельствует о нарушении энергетического обмена в эритроцитах и, как следствие, о снижении уровня всех энергозависимых процессов. Подобные изменения отмечаются в подгруппах детей с пневмониями и обструктивными и простыми бронхитами и отсутствуют в подгруппе детей с воспалительными заболеваниями верхних дыхательных путей, что, как и в случае с кислотной устойчивостью эритроцитов, можно связать со степенью выраженности воспалительного процесса и дыхательных расстройств.
Электрофоретическая подвижность эритроцитов является показателем электрокинетических свойств эритроцита и его поверхностного заряда, что также отражает состояние мембраны эритроцита (Крылов В.Н., Дерюгина A.B. Типовые изменения электрофоретической подвижности эритроцитов при стрессовых воздействиях // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2005. - Т. 139, № 4. - С. 364-366). Электрофоретическая подвижность эритроцитов снижена во всех подгруппах детей с острыми воспалительными заболеваниями органов дыхания. Поверхностный заряд эритроцита связан с процессами энергообеспечения, что свидетельствует об их нарушении при снижении электрофоретической подвижности эритроцитов и косвенно говорит о нарушении реологических свойств крови.
Значимых различий между подгруппами в зависимости от выраженности дыхательных расстройств по всем показателям нами не обнаружено.
В подгруппе детей, больных муковисцидозом, имеющих хронический неспецифический воспалительный процесс, все изменения однотипны с острым воспалительным процессом: повышены кислотная резистентность, сорбционная способность и снижены потребление глюкозы и электрофоретическая подвижность эритроцитов. Следовательно, все найденные нами функциональные изменения являются неспецифичными и никак не характеризуют причину и особенности течения воспалительного процесса (Степовая Е.А., Новицкий В.В., Рязанцева Н.В. и др. Типовые изменения эритроцитов при хроническом
воспалении // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2004. - Т. 137, № 1.-С. 66-70).
У часто болеющих детей общее время гемолиза достоверно не изменялось, но наблюдается сдвиг вправо, то есть мы наблюдаем появление высокой концентрации эритроцитов, более устойчивых к гемолитику. Наблюдается также повышение сорбционной способности эритроцитов и снижение их поверхностного заряда. Однако уровень потребления глюкозы эритроцитами остается неизменным.
Таким образом, у детей с воспалительными заболеваниями органов дыхания функциональные особенности эритроцитов значимо изменяются, и эритроциты активно вовлекаются в патологический процесс, что проявляется в повреждении мембран эритроцитов, повышении их проницаемости и изменении электрокинетических свойств, нарушении энергетического обмена в эритроцитах. Установлено, что функциональное состояние эритроцитов так или иначе зависит от течения воспалительного процесса. Причем на начальных этапах изменения касаются функционального состояния мембран и метаболизма эритроцитов, а в дальнейшем происходят изменения и количественных показателей.
Интегральные показатели крови, рассчитанные при первом исследовании, представлены в таблице 3. Интегральный коэффициент ухудшения крови достоверно снижен в подгруппах детей, больных пневмониями, обструктивными бронхитами и у детей с острыми воспалительными заболеваниями верхних дыхательных путей. Показатель энтропии лейкоцитарной формулы достоверно повышен во всех подгруппах.
Интегральный коэффициент ухудшения крови и энтропия лейкоцитарной формулы - это показатели, позволяющие выявить отклонения состава периферической крови при отсутствии значительных сдвигов стандартной гемограммы. Эти критерии обладают высокой чувствительностью и избирательностью и способны определять тенденцию к патологическим изменениям в условиях нормальных значений отдельных показателей гемограммы (Сашенков С.Л., Микрюкова Ю.А., Мельников И.Ю. Эффективность расчета интегральных коэффициентов периферической крови при хронической патологии дыхательных путей // Вестник Южно-Уральского государственного университета, серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». - 2006. - Т.58, №3. - С. 148-150).
Таким образом, изменения ИКУК и ЭЛФК у детей с бронхолегочными воспалительными заболеваниями свидетельствуют о наличии системных латентных изменений в периферической крови, которые не становятся очевидными при анализе основных гематологических показателей, однако могут быть выявлены при расчете интегральных показателей периферической крови. В целом, уменьшение интегрального коэффициента ухудшения крови и увеличение энтропии лейкоцитарной формулы крови при бронхолегочных заболеваниях у детей свидетельствует о неудовлетворительной адаптации системы крови вследствие системной воспалительной реакции и гипоксии.
Таблица 3 — Интегральные показатели крови при первом обследовании, Ме (ЬС2-
ио)_
Показат ель Пневмо НИИ п=23 Обструк тивные бронхит ы п=43 Просты е бронхи ты п=24 Воспали тельные заболев ания вдп п=11 Мукови сцидоз п=8 Часто болеющ ие дети п=19 Контрол ьная группа п=30
ИКУК 0,790 (0,7040,892)* 0,842 (0,8040,865)* 0,870 (0,8200,915) 0,846 (0,7730,876)* 0,930 (0,8360,945) 0,860 (0,8340,922) 0,892 (0,8600,945)
ЭЛФК, % 67,516 (62,39871,338)* 61,892 (55,41669,313)* 64,170 (61,43768,180) * 68,033 (63,60271,457)* 66,850 (60,00571,259)* 66,829 (58,82972,456)* 51,118 (47,41457,637)
Примечание: * - достоверные различия по критерию Манна-Уитни в сравнении с контрольной группой (р<0,05)
Все исследуемые нами гематологические показатели отражают однотипные функциональные изменения эритроцитов, а именно повреждение эритроцитарной мембраны, нарушения метаболизма и, как следствие, снижение уровня АТФ в эритроцитах. Эти изменения тесно связаны между собой, следовательно, показатели, отражающие эти изменения должны изменяться однонаправлено, что может подтвердить корреляционный анализ.
Результаты исследования корреляции между функциональными показателями эритроцитов представлены в таблице 4.
Таблица 4 - Корреляция между функциональными показателями эритроцитов
Функциональные показатели Коэффициент корреляции (R) Р
ОВГ и ССЭ 0,152 0,128
ОВГ и пгэ -0,228 0,025*
ОВГ и ЭФП -0,208 0,068
ССЭ и ПГЭ -0,002 0,983
ССЭ и ЭФП -0,326 0,004*
ПГЭ и ЭФП 0,035 0,763
Примечание: * - достоверный уровень корреляции по критерию Спирмена (р<0,05)
Обнаружена обратная зависимость между общим временем гемолиза и уровнем потребления глюкозы эритроцитами и обратная зависимость между
сорбционной способностью эритроцитов по отношению к метиленовому синему и уровнем электрофоретической подвижности эритроцитов.
Таким образом, установлена отрицательная корреляция между показателем кислотной устойчивости эритроцитов и потреблением глюкозы эритроцитами, что может свидетельствовать о наличии связи между появлением большого количества молодых, стойких к гемолитику эритроцитов и нарушением их метаболизма. Данная связь может служит косвенным доказательством «неэффективного эритропоэза» при воспалительных заболеваниях органов дыхания у детей (Гительзон И.И., И.А. Терсков И.А. Эритрограммы как метод клинического исследования крови — Красноярск, 1959. - 233 с).
Наличие отрицательной корреляции между сорбционной способностью эритроцитов и электрофоретической подвижностью эритроцитов свидетельствует о наличии связи между повреждением клеточной мембраны и изменением ее электрокинетических свойств. Повышение сорбционной способности эритроцитов обусловлено повреждением эритроцитарной мембраны при воспалительных заболеваниях органов дыхания у детей вследствие оксидативного стресса (Михайлович В.А., Марусанов В.Е., Бичун А.Б. и др. Проницаемость эритроцитарных мембран и сорбционная способность эритроцитов оптимальные критерии тяжести эндогенной интоксикации // Анестезиология и реаниматология. - 1993. - № 5. - С. 66-69).
Исследование гематологических показателей было проведено дважды: на 2 день и на 4-5 день после поступления больного в стационар. Было проведено сравнение параметров крови с использованием критерия Вилкоксона с целью выявления изменений в динамике.
В подгруппе детей с обструктивными бронхитами обнаружено достоверное уменьшение уровня максимума гемолиза (при первом исследовании - 0,21 (0,19-0,25), при повторном - 0,18 (0,17-0,21)). Увеличение уровня максимума гемолиза выявлено в подгруппе детей с муковисцидозом (при первом исследовании - 0,19 (0,17-0,23), при повторном - 0,27 (0,19-0,28)). Также обнаружено уменьшение сорбционной способности эритроцитов по отношению к метиленовому синему при воспалительных заболеваниях верхних дыхательных путей (при первом исследовании - 0,52 (0,47-0,57), при повторном - 0,43 (0,340,50)).
Таким образом, показатели, характеризующие периферический отдел эритрона, не претерпели существенных изменений с момента поступления больного ребенка в стационар и в первые дни после начала соответствующей терапии. Уменьшение сорбционной способности эритроцитов при воспалительных заболеваниях верхних дыхательных путей уже на 4-5 после поступления в стационар может свидетельствовать об относительно легком течении заболевании и, как следствие, о быстром разрешении интоксикационного синдрома и об обратимом повреждении эритроцитарных мембран.
Отсутствие существенных изменений состояния периферического отдела эритрона является закономерным, ожидать нормализации функциональных
показателей можно было бы лишь в период реконвалесценции. Отсутствие динамики также косвенно доказывает то, что применяемые лекарственные препараты значимо не влияют на периферический отдел эритрона в начале лечения.
В целом, структурно-функциональные изменения эритроцитов при гипоксии формируются постепенно, часто связаны с выходом исходно неполноценных эритроцитов из костного мозга. Зрелые эритроциты являются высокодифференцированными и быстрообновляющимися клетками, частичное восстановление мембраны возможно только лишь за счет липопротеидов плазмы крови, следовательно, восстановления основных функциональных показателей эритроцитов можно было бы ожидать не ранее, чем через 2-3 недели с момента начала заболевания после обновления периферического пула эритроцитов (Судаков К.В., Захаров Ю.М. Функциональная система, определяющая оптимальный уровень эритроцитов в организме // Клиническая медицина. -2002.-Т. 80, №4.-С. 4-11).
Вопрос о том, не являются ли выявленные и описанные ранее изменения функционального состояния эритроцитов частично результатом влияния применяемых в процессе лечения препаратов послужил основой для проведения отдельного исследования по влиянию некоторых лекарственных веществ на состояние эритроцитарной мембраны, в частности ее электрокинетических свойства. Электрокинетические свойства мембраны эритроцитов определяются состоянием и взаимодействием белков цитоскелета, интегральных белков, содержанием АТФ, ионов (в первую очередь ионов кальция), которые обусловливают вязко - эластические свойства мембраны эритроцита (Сторожок С.А., Соловьев C.B. Структурные и функциональные особенности цитоскелета мембраны эритроцита // Вопросы медицинской химии. - 1992. - Т. 38, № 2. - С. 14-17).
Для изучения были выбраны арахидоновая кислота и ее метаболиты циклооксигеназного и липоксигеназного пути и препараты ингибиторы циклоксигеназы, так как для представленного круга обследованных детей характерно наличие воспалительного процесса и увеличение продукции провоспалительных цитокинов. Также было исследование влияния препаратов — антагонистов кальция, поскольку его концентрация существенно влияет на состояние цитоскелета эритроцитов (Meszarosa J., Villanovaa L., Pappano A.J. Calcium ions and 1-palmitoyl carnitine reduce erythrocyte electrophoretic mobility: Test of a surface charge hypothesis // Journal of Molecular and Cellular Cardiology. -1988. - Vol. 20, N 6. - P. 481 -492).
Получены результаты по исследованию электрофоретической подвижности эритроцитов после инкубации с арахидоновой кислотой в двух сериях экспериментов (высокие и низкие концентрации). Достоверное увеличение ЭФП (р<0,05) наблюдалось при инкубации эритроцитов с арахидоновой кислотой в концентрации 10"4, 10"5, 10"6, 10"7, 10"8 моль/л, однако при минимальной концентрации (10"9 моль/л) подобный эффект действия арахидоновой кислоты на ЭФП пропадает.
Статистически достоверное повышение ЭФП эритроцитов крыс (р<0,05) выявлено только при максимальной концентрации липоксина В (3,6*10"8 моль/л) в среде инкубации, при более низких концентрациях липоксина В подобного эффекта не выявлено.
Простагландин Е2 способствует повышению ЭФП эритроцитов в концентрации 10"5, 10"6 моль/л, при уменьшении концентрации простагландина Е2 в среде инкубации подобный эффект пропадает. Следует отметить, что в данном случае (в отличие от результатов, полученных с арахидоновой кислотой) для повышения ЭФП требуются более высокие концентрации простагландина Е2.
Ингибиторы циклоксигензы аспирин и индометацин достоверно понижают уровень электрофоретической подвижности эритроцитов в концентрации. Этот эффект наблюдается только в относительно высоких дозах соответствующих препаратов (10"4 моль/л). Вполне возможно, что данные препараты, блокируя синтез простагландинов, снижают заряд мембран эритроцитов.
Влияние финоптина (верапамил - блокатор кальциевых каналов мембраны) и трифтазина (блокатор связывания ионов кальция с кальмодулином) на ЭФП эритроцитов крыс в концентрации 10~4моль/л приводит к ее достоверному увеличению в сравнении с контрольной группой.
В целом, можно сделать вывод, что все исследуемые вещества оказались мембранотропными и оказывали влияние на электрокинетические свойства эритроцитов крыс. Арахидоновая кислота, ее метаболит циклоксигеназного пути простагландин Е2 и метаболит липоксигеназного пути липоксин В способствуют повышению ЭФП эритроцитов крыс. Ингибиторы циклоксигеназы аспирин и индометацин блокируют образование простагландинов и способствуют снижению ЭФП.
Блокада кальциевых каналов мембраны и блокада связывания кальция с кальмодулином повышает поверхностный заряд мембраны эритроцитов, что подтверждает участие ионов кальция в регуляции функционального состояния клеток периферической крови.
Полученные результаты позволяют говорить о значимости влияния арахидоновой кислоты, ее производных эйкозаноидов, образование которых увеличивается при воспалительной реакции, на поверхностный заряд мембран эритроцитов. Применение нестероидных противоспалительных препаратов снижает электрокинетические свойства эритроцитов, что, по-видимому, отражается на параметрах суспензионной устойчивости, агрегационных свойствах эритроцитов и, в целом, на реологических характеристиках крови.
Таким образом, описываемые различными авторами изменения поверхностного заряда мембран эритроцитов при различных заболеваниях, безусловно, могут быть следствием самого заболевания (Адалашвили Н.З., Сарычева Т.Г., Попова О.В. и др. Электрофоретическая подвижность эритроцитов у детей с заболеваниями органов дыхания // Вопросы гематологии, онкологии и иммунопатологии в педиатрии. - 2003. - Т.2, № 4. - С. 36-39). Однако необходимо учитывать, что различные фармакологические препараты
также могут модифицировать функциональное состояние мембран клеток периферической крови (Сашенков СЛ., Хшиво А.Л., Егорова Н.В. и др. Влияние липоксигеназных метаболитов арахидоновой кислоты на поверхностный заряд мембраны эритроцитов // Физиологический журнал - 1990. - Т. 36, № 3. - С. 8386). Исследуемые препараты влияют или на проницаемость мембран эритроцитов, а значит и на их мембранный потенциал, или на белки цитоскелета эритроцитов или взаимодействуют с рецепторами и сиаловыми кислотами мембран, в результате чего изменяется заряд мембраны и, как следствие, электрофоретическая подвижность эритроцитов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, у детей с воспалительными заболеваниями органов дыхания функциональные особенности эритроцитов значимо изменяются, и эритроциты активно вовлекаются в патологический процесс, что проявляется в повреждении мембран эритроцитов, повышении их проницаемости и изменении электрокинетических свойств, нарушении энергетического обмена в эритроцитах. Установлено, что функциональное состояние эритроцитов так или иначе зависит от течения воспалительного процесса. Причем на начальных этапах изменения касаются функционального состояния мембран и метаболизма эритроцитов, а в дальнейшем происходят изменения и количественных показателей.
Изменения интегральных показателей крови у детей с бронхолегочными воспалительными заболеваниями свидетельствуют о наличии системных латентных изменений в периферической крови, которые не становятся очевидными при анализе основных гематологических показателей, однако могут быть выявлены при расчете интегральных показателей периферической крови. В целом, уменьшение интегрального коэффициента ухудшения крови и увеличение энтропии лейкоцитарной формулы крови при бронхолегочных заболеваниях у детей свидетельствует о неудовлетворительной адаптации системы крови вследствие системной воспалительной реакции и гипоксии.
Полученные результаты позволяют говорить о значимости влияния арахидоновой кислоты, ее производных эйкозаноидов, образование которых увеличивается при воспалительной реакции, на поверхностный заряд мембран эритроцитов. Применение нестероидных противоспалительных препаратов снижает электрокинетические свойства эритроцитов, что, по-видимому, отражается на параметрах суспензионной устойчивости, агрегационных свойствах эритроцитов и, в целом, на реологических характеристиках крови.
ВЫВОДЫ
1. У детей с воспалительными заболеваниями органов дыхания наблюдаются комплексные изменения как со стороны морфологических показателей периферического отдела эритрона: снижение гемоглобина,
гематокрита, уменьшение средних размеров эритроцитов, так и функциональных показателей: повышение кислотной устойчивости эритроцитов, их сорбционной способности по отношению к метиленовому синему, снижение потребления глюкозы эритроцитами и их электрофоретической подвижности в постоянном электрическом поле.
2. Установлены нормативные величины интегральных показателей крови для детей младшего возраста. Интегральный коэффициент ухудшения крови имеет медианное значение 0,8923 и интерквартильные размахи 0,86020,9452, энтропия лейкоцитарной формулы крови имеет медианное значение 51,118% и интерквартильные размахи 47,414-57,637%.
3. У детей с воспалительными заболеваниями органов дыхания обнаружены изменения со стороны интегральных показателей крови (интегральный коэффициент ухудшения крови и энтропия лейкоцитарной формулы крови), свидетельствующие о патологических изменениях в условиях нормальных значений отдельных показателей гемограммы.
4. При исследовании периферического отдела эритрона не выявлено значимых различий в зависимости от нозологической формы и степени дыхательных расстройств. Выявлена взаимосвязь между отдельными показателями функционального состояния эритроцитов: установлена отрицательная корреляционная зависимость между показателем кислотной устойчивости эритроцитов и потреблением глюкозы эритроцитами, что свидетельствует о наличии связи между появлением большого количества молодых, стойких к гемолитику эритроцитов и нарушением их метаболизма, и отрицательная корреляционная зависимость между сорбционной способностью эритроцитов и электрофоретической подвижностью эритроцитов, что говорит о связи между повреждением клеточной мембраны и изменением ее электрокинетических свойств.
5. Некоторые биологически активные вещества и лекарственные препараты, широко применяемые в клинике, могут оказать существенное влияние на электрокинетические свойства эритроцитов: арахидоновая кислота и ее метаболиты циклооксигеназного и липоксигеназного пути, а также финоптин (блокатор кальциевых каналов мембраны) и трифтазин (блокатор связывания ионов кальция с кальмодулином) в эксперименте на крысах приводят к увеличению электрофоретической подвижности эритроцитов в постоянном электрическом поле, ингибиторы циклоксигеназы (индометацин, аспирин) приводят к уменьшению электрофоретической подвижности эрироцитов в постоянном электрическом поле.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Определение функциональных показателей эритроцитов и интегральных показателей крови позволяет получить дополнительную информацию о тяжести течения бронхолегочного воспалительного процесса у
детей. Данные показатели могут быть использованы для оценки эффективности проводимого лечения.
2. Следует учитывать, что назначение некоторых лекарственных препаратов, применяемых в терапии бронхолегочных заболеваний у детей (нестероидные противовопалительные препараты), может усугублять тканевую гипоксию за счет влияния на состояние клеточных мембран эритроцитов.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Алачева, Л.В. Оценка функционального состояния эритроцитов и интегральных коэффициентов периферической крови у детей с патологией органов дыхания / Л.В. Алачева, СЛ. Сашенков, Д.К. Волосников // Медицинская наука и образование Урала. - 2009. - Т. 10, № 3. - С. 80-81.
2. Алачева, Л.В. Оценка показателей функционального состояния эритроцитов и их корреляция у детей с патологией органов дыхания / Л.В. Алачева, С.Л. Сашенков, Д.К. Волосников // Вестник Уральской академической науки. - 2009. - № 2 (25). - С. 92-93.
3. Алачева, Л.В. Оценка морфофункциональных особенностей периферического отдела эритрона у детей с патологией органов дыхания / Л.В. Алачева, СЛ. Сашенков, Д.К. Волосников, И.Ю. Мельников // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». - 2010. - №19 (195). - С.38-42.
4. Алачева, Л.В. Функциональные особенности эритроцитов у детей с заболеваниями органов дыхания / Л.В. Алачева, С.Л. Сашенков, Д.К. Волосников // Материалы международной научно-практической конференции «Физиологические механизмы адаптации человека». - Тюмень, 2010. - С. 191193.
5. Алачева, Л.В. Функциональные особенности эритроцитов у детей с бронхолегочной патологией / Л.В. Алачева, С.Л. Сашенков // Тезисы докладов XXI Съезда Физиологического Общества имени И.П. Павлова. - Калуга, 2010. -С 14.
6. Сашенков, С.Л. Изменение электрофоретической подвижности эритроцитов крыс под влиянием некоторых фармакологических препаратов / С.Л. Сашенков, Л.В. Алачева, Н.В. Тишевская // Сборник статей второй международной научно-практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии, фармакологии и медицине». - Санкт-Петербург, 2011. - С.249-250.
7. Сашенков, С.Л. Изменение электрокинетических свойств эритроцитов под влиянием различных фармакологических препаратов / С.Л. Сашенков, Л.В. Алачева, Н.В. Тишевская // Сборник трудов VIII Международной конференции «Системное кровообращение, микроциркуляция и гемореология». - Ярославль, 2011. - С.20.
8. Сашенков, С.Л. Влияние некоторых фармакологических препаратов на поверхностный заряд мембран эритроцитов / СЛ. Сашенков, Л.В. Алачева, Н.В. Тишевская // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». - 2011. - №7 (224).- С.101-104.
9. Сашенков, С.Л. Влияние арахндоновой кислоты и ее метаболитов на электрокинетические свойства эритроцитов / СЛ. Сашенков, Л.В. Алачева, Н.В. Тишевская // Вестник Уральской медицинской академической науки.- 2012. - №2 (39). - С.16-17.
10. Сашенков, С.Л. Оценка функциональных особенностей эритроцитов у детей с бронхообструктивным синдромом / С.Л. Сашенков, Л.В. Алачева, Д.К. Волосников // Вопросы патогенеза типовых патологических процессов. Труды IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Новосибирск, 2012. - С.248-252.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВДП - верхние дыхательные пути
ИКУК - интегральный коэффициент ухудшения крови
МГ — максимум гемолиза
ОВГ - общее время гемолиза
ПГЭ — потребление глюкозы эртроцитами
СоДЭ — средний диаметр эритроцита
СрОЭ — средний объем эритроцита
СрСГ - среднее содержание гемоглобина в единичном эрироците
СрТЭ - средняя толщина эрироцита
ССЭ — сорбционная способность эритроцитов
УМГ - уровень максимума гемолиза
ЭЛФК - энтропия лейкоцитарной формулы крови
ЭФП - электрофоретическая подвижность
LO
На правах рукописи
Алачева Лариса Владимировна
ОЦЕНКА РЕАКТИВНОСТИ ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО ОТДЕЛА ЭРИТРОНА У ДЕТЕЙ С ВОСПАЛИТЕЛЬНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ
ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ
14.03.03 - Патологическая физиология 14.01.08-Педиатрия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
Подписано в печать 08.11.2013. Формат 60 х 84 1/16. Усл. печ. л. 1,63. Тираж 100 экз. Заказ № 201/13 Отпечатано в типографии TETA (ИП Алексеев С. В.) г. Челябинск, ул. Яблочкина, 23. Тел. (351) 225-09-18
Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Алачева, Лариса Владимировна
ГБОУ ВПО ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МИНЗДРАВА РОССИИ
На правах рукописи
04201 454890 АЛАЧЕВА
Лариса Владимировна
ОЦЕНКА РЕАКТИВНОСТИ ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО ОТДЕЛА ЭРИТРОНА У ДЕТЕЙ С ВОСПАЛИТЕЛЬНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ
ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ
14.03.03 - Патологическая физиология 14.01.08 - Педиатрия
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
Научные руководители: доктор медицинских наук, профессор САШЕНКОВ Сергей Львович
доктор медицинских наук, профессор ВОЛОСНИКОВ Дмитрий Кириллович
Челябинск-2013
ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ...............................................................4
ВВЕДЕНИЕ..................................................................................5
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................13
1.1 Морфофункциональные особенности эритроцитов
и методы их оценки.......................................................................14
1.1.1 Строение и функции эритроцитов..............................................14
1.1.2 Морфометрические показатели эритроцитов.................................18
1.1.3 Кислотная устойчивость эритроцитов.........................................18
1.1.4 Сорбционная способность эритроцитов по отношению к метиленовому синему.......................................................................................21
1.1.5 Потребление глюкозы эритроцитами..........................................22
1.1.6 Электрофоретическая подвижность эритроцитов...........................23
1.1.7 Интегральные показатели крови................................................25
1.2 Изменения периферического отдела эритрона в ответ на гипоксию и воспаление..................................................................................26
1.3 Изменения периферического отдела эритрона при воспалительных заболеваниях органов дыхания.........................................................31
1.3.1 Пневмония...........................................................................31
1.3.2 Простой и обструктивный бронхит и воспалительные заболевания верхних дыхательных путей............................................................33
1.3.3 Муковисцидоз.......................................................................35
1.3.4 Часто болеющие дети..............................................................37
1.4 Влияние различных фармакологических препаратов на
электрокинетические свойства эритроцитов.........................................38
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.....................40
2.1 Дизайн исследования. Клиническая характеристика обследованных групп больных детей.....................................................................40
2.2 Клинические и лабораторные методы исследования.........................44
2.3 Морфометрические показатели периферического отдела эритрона.......45
2.4 Интегральные показатели крови..................................................47
2.5 Методы исследования функционального состояния эритроцитов................................................................................48
ч 2.5.1 Кислотная устойчивость эритроцитов.........................................48
2.5.2 Сорбционная способность эритроцитов по отношению к метиленовому синему.......................................................................................50
2.5.3 Потребление глюкозы эритроцитами..........................................51
2.5.4 Электрофоретическая подвижность эритроцитов...........................52
2.6 Методика исследования влияния различных фармакологических препаратов на электрофоретическую подвижность эритроцитов..............54
2.7 Методы статистической обработки...............................................55
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА МОРФОЛОГИЧЕСКИХ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭРИТРОЦИТОВ....................................................57
3.1 Характеристика периферического отдела эритрона...........................57
3.2 Характеристика функциональных показателей эритроцитов...............69
3.3 Характеристика количества лейкоцитов и лейкоцитарной формулы......81
3.4 Характеристика интегральных показателей крови.............................88
3.5 Корреляционная зависимость между гематологическими показателями...............................................................................94
3.6 Изменения гематологических показателей в динамике.......................98
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ НА ПОВЕРХНОСТНЫЙ ЗАРЯД МЕМБРАН
ЭРИТРОЦИТОВ.........................................................................102
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..........................................................................108
ВЫВОДЫ.................................................................................117
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.............................................118
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..............................................................119
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
15-НЕТЕ- 15-гидрокси-6,8,11,13-эйкозотетраеновая кислота 5,15-Di HETE - 5,15 - дигидрокси-6,8,11,13-эйкозотетраеновая кислота
8,15-Di HETE - 8,15-дигидрокси-6,8,11,13-эйкозотетраеновая кислота
АТФ - аденозинтрифосфорная кислота
ДН - дыхательная недостаточность
ИКУК - интегральный коэффициент ухудшения крови
ЛПВП - липопротеиды высокой плотности
J111H11 - липопротеиды низкой плотности
ЛПОНП - липопротеиды очень низкой плотности
МГ - максимум гемолиза
НАДФ-Н - никотинамиддинуклеотидфосфат восстановленная форма
ОВГ - общее время гемолиза
ПГЭ - потребление глюкозы эритроцитами
ПОЛ - перекисное окисление липидов
СМП - среднемолекулярные пептиды
СОЭ - скорость оседания эритроцитов
СрДЭ - средний диаметр эритроцита
СрОЭ - средний объем эритроцита
СрСЭ - среднее содержание гемоглобина в эритроците
СрТЭ - средняя толщина эритроцита
ССЭ - сорбционная способность эритроцитов по отношению к метиленовому синему
УМГ - уровень максимума гемолиза ХОБЛ - хроническая обструктивная болезнь легких ЭЛФК - энтропия лейкоцитарной формулы крови ЭФПЭ - электрофоретическая подвижность эритроцитов
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы и степень ее разработанности
Заболевания органов дыхания стабильно занимают первое место в структуре общей заболеваемости у детей, составляя от 50 до 60% . Они могут обусловливать формирование стойких отклонений в состоянии здоровья [40,45,75].
Значительную долю среди заболеваний органов дыхания имеют острые воспалительные заболевания верхних дыхательных путей и пневмонии. В настоящее время вопросы этиологии и патогенеза этих клинических форм достаточно изучены, однако частота встречаемости острых воспалительных заболеваний органов дыхания у детей остается на высоком уровне, и проблема профилактики и лечения пневмоний, бронхитов, острых респираторных инфекций представляет значимое направление педиатрии [44,92,97].
Особое внимание на современном этапе уделяется часто болеющим респираторными заболеваниями детям, доля которых в детской популяции составляет от 5 до 50% в различных возрастных группах [5,111]. Серьезную проблему пульмонологии составляют наследственные заболевания, в частности муковисцидоз [43,44].
Важнейшим звеном патогенеза заболеваний органов дыхания является гипоксия, в развитии которой помимо вентиляционных, перфузионных и циркуляторных нарушений значимую роль играют нарушения кислородтранспортной функции эритроцитов. Состояние эритроцитов существенно влияет на микроциркуляцию. В частности, на реологические свойства крови оказывает влияние электрокинетический потенциал, интенсивность процессов перекисного окисления липидов в эритроцитарных мембранах, которые уменьшают текучесть и деформируемость мембран [65,105,149].
Исследования периферической крови при заболеваниях органов дыхания немногочисленны, недостаточно изучены морфометрические и функциональные показатели эритроцитов, вклад этих изменений в патогенез развития заболевания. Не исследована выраженность гематологических изменений в зависимости от характера течения заболевания, выраженности дыхательных расстройств у больных детей.
Выяснение этих вопросов имеет существенное значение для углубления современных представлений о механизмах развития и способах профилактики воспалительных заболеваний органов дыхания у детей, что и послужило основанием для выполнения данной работы.
Цель исследования
Оценить морфофункциональное состояние периферического отдела эритрона у детей с различными заболеваниями органов дыхания.
Задачи исследования
1. Оценить количественные и морфометрические показатели, характеризующие периферический отдел эритрона, у детей с различными заболеваниями органов дыхания.
2. Исследовать функциональное состояние эритроцитов у детей с различными заболеваниями органов дыхания. Провести анализ функционального состояния эритроцитов в данных группах в зависимости от степени выраженности дыхательных расстройств.
3. Изучить интегральные показатели крови (интегральный коэффициент ухудшения крови и энтропия лейкоцитарной формулы крови) у детей с различными заболеваниями органов дыхания.
4. Изучить влияние некоторых фармакологических препаратов на функциональное состояние мембран в эксперименте.
Методология и методы исследования
Объект исследования (основная группа): 128 детей в возрасте от 1 года до 6 лет, поступивших в отделение пульмонологии, которые имели следующие заболевания органов дыхания: пневмония, обструктивный бронхит в острой фазе течения заболевания - острый обструктивный бронхит или рецидивирующий обструктивный бронхит в период обострения, острый простой бронхит или рецидивирующий бронхит в период обострения, инфекционно-воспалительные заболевания верхних дыхательных путей в острой фазе течения заболевания, муковисцидоз - без возрастных ограничений, часто болеющие дети, имеющие в анамнезе заболевания органов дыхания, протекавшие в острой форме, не менее 4 раз в год, но не имеющие клинических признаков заболевания органов дыхания на момент обследования. Критерии исключения для всех подгрупп: тяжелые врожденные пороки развития.
Группа сравнения: 30 детей в возрасте от 1 года до 5 лет, поступившие в отделение детской хирургии для планового оперативного лечения. Критерии включения в группу сравнения: возраст от 1 года до 6 лет, отсутствие респираторных нарушений и воспалительных заболеваний на момент обследования, отсутствие хронических заболеваний органов дыхания. Критерии исключения: наличие тяжелых врожденных пороков развития, наследственных заболеваний.
Для решения поставленных цели и задач использовались следующие методы: стандартные лабораторные методы обследования, исследование кислотной устойчивости эритроцитов, сорбционной способности эритроцитов по отношению к метиленовому синему, потребления глюкозы эритроцитами, электрофоретической подвижности эритроцитов, расчет интегральных показателей крови.
Степень достоверности, апробация результатов, личное участие
автора
Достоверность результатов работы, обоснованность выводов и практических рекомендаций основаны на достаточном числе наблюдений и использовании современных методов статистической обработки материалов исследования при консультативном участии специалистов в области математического анализа с использованием программы Statistica, StatSoft, версия 6.0.
Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на IV съезде физиологов Урала в 2009 году (г. Екатеринбург), на XXI съезде Физиологического общества имени И.П. Павлова в 2010 году (г. Калуга), на II международной научно-практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине» в 2011 году (г. Санкт-Петербург), на VIII международной конференции «Системное кровообращение, микроциркуляция и гемореология» в 2011 году (г. Ярославль), на IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Вопросы патогенеза типовых патологических процессов» в 2012 (г. Новосибирск).
Личное участие автора состоит в разработке идеи, постановке цели и задач, проведении научно-информационного поиска, выборе методов исследования, исследовании морфофункционального состояния эритроцитов у больных детей и в группе сравнения, статистической обработке полученных данных, их анализе и интерпретации, написании диссертации и подготовке основных публикаций по выполненной работе.
Положения, выносимые на защиту
1. У детей с острыми воспалительными заболеваниями органов дыхания наблюдаются сочетанные изменения как со стороны
морфологических характеристик периферического отдела эритрона: снижение гемоглобина, гематокрита, среднего содержание гемоглобина в единичном эритроците, уменьшение средних размеров эритроцитов, так и функциональных показателей эритроцитов: повышение кислотной устойчивости эритроцитов, их сорбционной способности по отношению к метиленовому синему, снижение потребления глюкозы эритроцитами и их электрофоретической подвижности. Изменения данных функциональных показателей проявляются однотипно независимо от нозологической формы, степени дыхательных расстройств.
2. Установлены нормативные величины интегральных показателей крови для детей младшего возраста. Интегральный коэффициент ухудшения крови имеет медианное значение 0,8923 и интерквартильные размахи 0,8602-0,9452, энтропия лейкоцитарной формулы крови имеет медианное значение 51,118% и интерквартильные размахи 47,414-57,637%. Изменения со стороны интегральных показателей крови (интегральный коэффициент ухудшения крови и энтропия лейкоцитарной формулы крови) позволяет выявить нарушения в периферическом отделе эритрона в условиях нормальных значений отдельных показателей гемограммы.
3. Некоторые биологически активные вещества и лекарственные препараты, широко применяемые в клинике, могут оказать существенное влияние на электрокинетические свойства эритроцитов: арахидоновая кислота и ее метаболиты циклооксигеназного и липоксигеназного пути, а также финоптин (блокатор кальциевых каналов мембраны) и трифтазин (блокатор связывания ионов кальция с кальмодулином) приводят к увеличению электрофоретической подвижности эритроцитов в постоянном электрическом поле, ингибиторы циклоксигеназы приводят к уменьшению электрофоретической подвижности эрироцитов в постоянном электрическом поле - снижается электрофоретическая подвижность эритроцитов крыс под влиянием аспирина и индометацина.
Научная новизна
Проведен углубленный анализ состояния периферического отдела эритрона у детей с различными воспалительными заболеваниями органов дыхания. Исследованы количественные, морфометрические и функциональные показатели, характеризующие периферический отдел эритрона, уровень лейкоцитов, лейкоцитарная формула и интегральные показатели крови. Выявлено снижение уровня гемоглобина, цветового показателя, гематокрита, среднего содержания гемоглобина в эритроците, средних размеров эритроцитов при острых воспалительных заболеваниях органов дыхания у детей, а также у часто болеющих детей в период отсутствия клинических проявлений.
При исследовании функциональных показателей были обнаружены схожие изменения практически во всех группах детей при острых воспалительных заболеваниях органов дыхания, у часто болеющих детей, а именно снижение кислотной устойчивости эритроцитов, повышение их сорбционной способности, снижение уровня потребления глюкозы эритроцитами и снижение их электрофоретической подвижности.
Впервые проведен анализ интегральных показателей крови у детей младшего возраста. Выявлено уменьшение интегрального коэффициента ухудшения крови при острых воспалительных заболеваниях органов дыхания, увеличение энтропии лейкоцитарной формулы у детей с острыми воспалительными заболеваниями органов дыхания, у часто болеющих детей.
Впервые проанализированы показатели функционального состояния эритроцитов у детей, больных муковисцидозом. Было обнаружено увеличение кислотной устойчивости, сорбционной способности эритроцитов, а также уменьшение уровня потребления глюкозы и электрофоретической подвижности эритроцитов при данном заболевании, наряду с увеличением энтропии лейкоцитарной формулы крови.
Изучено влияние метаболитов арахидоновой кислоты и некоторых препаратов, применяемых в терапии воспалительных заболеваний органов дыхания на состояние мембран эритроцитов. Достоверно повышает электрофоретическую подвижность эритроцитов крыс арахидоновая кислота, липоксин В, простагландин Е2, финоптин и трифтазин. Снижается электрофоретическая подвижность эритроцитов крыс под влиянием аспирина и индометацина.
Теоретическая значимость
Получены новые данные о состоянии периферического отдела эритрона у детей с острыми воспалительными заболеваниями органов дыхания, у часто болеющих детей, у детей, больных муковисицидозом, что расширяет и углубляет современные представления о патогенетических механизмах развития этих заболеваний.
Практическая значимость
Оценка периферического отдела эритрона в целом у детей с острыми воспалительными заболеваниями органов дыхания, у часто болеющих детей в период ремиссии и у детей, больных муковисцидозом, позволяет получить дополнительную информацию о тяжести течения заболевания, степени выраженности гипоксии, интенсивности и функциональной полноценности эритропоэза, также может использоваться для прогноза течения заболевания и анализа эффективности лечения.
Внедрение результатов исследования в практику
Материалы диссертации используются в учебной работе на кафедре нормальной �