Автореферат и диссертация по медицине (14.00.29) на тему:Ядерная магнитная резонансная релаксометрия плазмы крови в норме и при ряде заболеваний

Актуальность. Работа посвящена исследованию одной из фундаментальных физико-химических характеристик - ядерной магнитной резонансной (ЯМР) релаксации плазмы крови. Явление ЯМР-релаксации заключается в обмене энергией между источником резонансного радиочастотного поля, как правило, ВЧ-диапазона и системой ядерных спинов (обычно это протоны). Высокая чувствительность ЯМР-параметров к структурным особенностям молекул, а также тот факт, что протоны являются необходимым компонентом в составе любого биологического объекта, способствовали распространению метода при исследованиях различных тканей и физиологических жидкостей организма.

После того, как в литературе было описано, что при ряде онкологических заболеваний в некоторых случаях отмечалось увеличение времени протонной ЯМР-релаксации в плазме крови, метод стал все чаще использоваться в медико-биологических исследованиях и даже в отдельных работах претендовать на способ «ранней доклинической диагностики» рака. Такие работы, однако, не получили дальнейшего развития т.к. были получены противоречивые данные. Анализ литературы показал, что необходимы более широкие исследования, включающие детальный анализ диапазона нормы 53МР-показателей у практически здоровых людей, а также их чувствительности при воздействии на организм человека некоторых факторов окружающей среды, что ранее учитывалось недостаточно. Отдельный и очень важный раздел представляет изучение релаксационных характеристик плазмы крови при некоторых видах патологии. 5

Цель настоящей работы: применить ЯМР-релаксометрию при обследовании разных категорий здоровых и больных людей.

Задачи исследования:

1. Разработать научно-методический стандартный подход для исследования плазмы крови методом ядерного магнитного резонанса на релаксометре «Пальма» ЛИ2.893.003 с определением времени спин-решеточной релаксации протонов Т1.

2. Определить время релаксации в плазме крови у практически здоровых людей.

3. Изучить релаксационные показатели плазмы крови у онкологических и гематологических больных.

4. Исследовать ядерные магнитные характеристики плазмы крови у группы лиц, принимавших участие в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской атомной станции и у жителей радиоактивнозагрязненных территорий (через 5 лет после аварии).

5. Провести анализ плазмы крови методом ядерной магнитной релаксометрии у пациентов с ожоговой болезнью и разными видами рожистых воспалений кожи.

Научная новизна работы. Разработана стандартная методика для анализа плазмы крови методом ЯМР-релаксометрии на приборе-анализаторе ЯМ резонанса «Пальма». На большом материале и в однотипных условиях получены ЯМР-характеристики плазмы у кадровых доноров крови, у практически здоровых людей-добровольцев разных возрастных категорий, не являющихся донорами, а также у беременных женщин. Выявлены изменения со стороны параметров ЯМР-релаксации у лиц, принимавших участие в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС и жителей Чернобыльского региона при обследовании через 5 лет. Показано прогностическое значение релаксационного ЯМР-анализа в развитии геморрагической рожи. 6

Установлено, что увеличение времени релаксации в динамике лечения пациентов с ожоговой болезнью является положительным тестом при оценке стабилизации гомеостаза.

Теоретическое и практическое значение исследования.

Установленные данные значительно расширяют современные представления о диапазоне нормы параметров спин-решеточной релаксации в плазме крови практически здоровых людей. Обнаружены существенные отклонения Т1 у людей старше 60 лет, у беременных женщин и у больных с некоторыми видами патологии. Показано, что на данном этапе развития метода ЯМР-релаксометрии рано рассчитывать на проведение клинико-диагностических исследований при онкологической и гематологической патологии. Результаты использования данного метода при изучении проблем патогенеза и лечения больных с термическими ожогами, открывают новые возможности в их решении. Установлено определенное прогностическое значение ЯМР-анализа в развитии геморрагической рожи: величина времени релаксации Т1 при геморрагических формах болезни достоверно выше, чем при эритематозных.

Реализация результатов исследования. Внедрение полученных результатов в практику осуществляется следующими путями:

1. Разработанная автором методика применяется при проведении клинико-лабораторных и научных исследований в Гематологическом научном центре РАМН и ряде медицинских учереждений г.Москвы.

2. Материалы диссертации опубликованы в печатных работах, докладывались на научных и научно-практических конференциях.

3. Результаты работы используются в учебном процессе при обучении аспирантов и научных сотрудников методам анализа плазмы крови человека. 7

Положения, выносимые на защиту.

1. Установлено, что у практически здоровых людей во всех возрастных категориях величина времени релаксации не зависит от пола. Обнаружены существенные отклонения Т1 у людей старшего возраста и здоровых женщин с неосложненным течением беременности.

2. Исследование плазмы крови онкологических больных выявило повышенные значения ЯМР-параметров у больных раком легких и желудка на стадии клинических проявлений, а также резкий рост исследуемого показателя после хирургического вмешательства.

3. Сложные физико-химические процессы, протекающие в крови больного, сказываются на протонной релаксации. За изменение Т1 при патологии ответственны, по-видимому, процесс водно-белкового взаимодействия и качественно-функциональные характеристики белковых молекул.

Апробация диссертации. Апробация работы состоялась на зеседании проблемной комиссии ГУ ГНЦ РАМН "Консервирование клеток крови, ее компонентов и костного мозга; биохимия и биофизика крови".

Материалы работы докладывались на Научном обществе врачей-лаборантов (Москва, 1991), Российском научном симпозиуме «Экологические факторы и кроветворение» (Москва, 1992), V съезде специалистов по лабораторной диагностике (Москва, 1995), Конференции «Кроветворение и физиологические функции организма» (Санкт-Петербург, 1995), Научно-практической конференции «Клиническая лабораторная диагностика - состояние и перспективы» (Санкт-Петербург, 1996); Конференции «Анализ изображения клеток системы крови: настоящее и будущее» (Москва, 1996); Симпозиуме «Национальные дни лабораторной медицины России» (Москва, 8

1997,1998,1999), Конференции «Трансфузиология и служба крови» (Москва, 1998), Научно-практической конференции «Производственная трансфузиология на рубеже XXI века» (Москва, 1999), Всероссийской научной конференции «Биохимия-медицине» (Санкт-Петербург, 2002), I Всероссийском Съезде гематологов (Москва, 2002).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Изложена на 115 страницах, содержит 16 таблиц, иллюстрирована 17 рисунками. Список литературы включает 118 наименований.

ВЫВОДЫ

1. Параметры ядерной магнитной резонансной релаксации отражают физико-химические свойства плазмы и являются индикатором состояния гомеостаза при патологии.

2. У практически здоровых людей во всех возрастных группах величина времени релаксации Т1 не зависит от пола человека и составляет 1,73+0,01 сек. Выявлены повышенные значения Т1 у пожилых людей старше 60 лет и здоровых беременных женщин.

3. Отмечено увеличение времени релаксации у больных раком легких и желудка^на стадии клинических проявлений. После операции величина Т1 резка-возрастает, что, видимо, обусловлено хирургическим вмешательством.

4. Выявлен большой разброс ЯМР-показателей у гематологических больных с лимфосаркомами^ хроническим миелолейкозом, хроническим лимфолейкозом, лимфогранулематозом, аутоиммунной гемолитической анемией.

5. Увеличение времени релаксации в динамике лечения пациентов с ожоговой болезнью рассматривается как положительный тест при оценке стабилизации гомеостаза.

6. Показано, что на протонной релаксации отражаются сложные биохимические процессы, протекающие в крови человека при ряде заболеваний, причем существует зависимость от характера и тяжести патологического процесса.

101

Глава 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Прошло уже более полувека после открытия в нашей стране в 1944 г. Е.К.Завойским явления ядерного магнитного резонанса. Только с появлением релаксометров — приборов, регистрирующих не только спектр ЯМР, а время ЯМР-спин-решеточной и спин-спиновой релаксации при фиксированных условиях резонанса способствовали внедрению этого способа в медико-биологических исследованиях [45, 61]. Таким образом, ЯМР-релаксометрия является относительно новым методическим подходом, который разрабатывается немногим более 20 лет. Ценность его для анализа биологических объектов связана с возможностями исследования свойств молекул воды, входящей, в состав организма. Так как вода является одним из самых важных и распространенных компонентов живых тканей, на основе информации, получаемой о ядрах протонов, входящих в состав воды, стало возможным исследование ее молекул в составе биообъектов [1, 3, 6, 27, 37, 41, 42, 46, 51, 56, 57, 75]. В процессе развития и совершенствования метода ЯМР-релаксометрии очень скоро выяснилось, что в изучении

86 большинства биологических объектов, в частности плазмы крови, имеются существенные трудности, которые связаны как с техническими, так и чисто медико-биологическими проблемами. Надежды, которые связывали с применением этого метода, в частности в онкологической диагностике, во многом не оправдались. Для использования этого метода в клинико-лабораторной практике были нужны более детальные и глубокие исследования. В частности, анализ ЯМР-показателей плазмы крови у доноров, практически здоровых людей разного пола и возраста, а также влияние на исследуемый показатель факта беременности. Отдельный и очень важный раздел представляет изучение изменений этих показателей при различных патологических состояниях организма (онкологические, гематологические и инфекционные заболевания, рак желудка и легких, ожоговая болезнь).

В нашей работе на первом этапе была отработана методика проведения измерений протонной магнитной релаксации на анализаторе ЯМ-резонанса "Пальма". Учитывая, что прибор является опытным образцом релаксометра, а стандарты и нормативы для подготовки проб для проведения такого рода исследований не разработаны, пришлось столкнуться с решением ряда задач, обеспечивших проведение измерений с получением воспроизводимых, надежных и достоверных данных. Кроме того, было изучено влияние условий хранения образцов и проведена их стандартизация [18, 22, 33]. Также нами была поставлена специальная серия исследований для изучения параметра Т1 в зависимости от того, какой объект используется - сыворотка или плазма крови человека. Расхождения в измерении двух параллельных образцов, взятых от одного донора находились в пределах ошибки измерения прибора (не превышали 2%) Измерения показали практически полную идентичность параметров ЯМР-релаксации плазмы и сыворотки. Если

87 различия и существуют, то они лежат в пределах чувствительности данного метода.

В другой серии опытов пробирки с плазмой подвергли хранению в морозильной камере при температуре -18°С в течении 1 месяца, после чего размораживали при комнатной температуре. Измерения параметра Т1 в этих пробах также хорошо соответствовали как результатам, полученным до хранения, так и данным исследования параллельных образцов сыворотки.

Отработка системы нормативов всегда составляет основу при проведении любого медико-биологического исследования и оказывает непосредственное влияние на объективность оценки конечного результата. Наша задача состояла в определении диапазонов изменения показателя ЯМР-релаксации Т1 "в норме". Обследование доноров показало, что показатель Т1 варьирует в достаточно узких пределах и характеризуется хорошей стабильностью (1,71+0,02 с).

При обследовании практически здоровых людей разных возрастных групп: (включая детей) не было выявлено значимых различий в величине Т1 плазмы крови в зависимости от пола. Отмечена положительная корреляция значений Т1 с возрастом обследуемых. Вместе с тем, выявлены повышенные величины релаксационных параметров у пожилых людей старше 60 лет по сравнению с людьми среднего и более молодого возраста, как по средним значениям, так и по коэффициентам вариации. Между тем, именно этот возраст наиболее подвержен онкологическим заболеваниям. Таким образом, хотя ряд исследователей считает, что параметр Т1 не зависит от возраста [31, 34, 35], нами выявлены существенные различия, которые необходимо учитывать при анализе результатов обследования людей, в том числе и онкологических больных.

88

В этой связи большой интерес представляют данные, которые были получены Остоловским Е.М. и Мишиным Е.Н. [29]. Авторы изучали методами ЯМР-спектроскопии и солюбилизации гидрофильные и гидрофобные области сывороточных альбуминов кроликов в возрасте 30, 180, 730 дней. Для экспериментов использовались лиофильные препараты белков. Расчет размеров гидрофильных полостей, в которых локализованы молекулы воды, проводили путем анализа формы гистерезисной кривой, используя уравнение Мазура. Было обнаружено, что диаметр пор в альбумине 30-дневных животных находится пределах 14,0±4,0 ангстрем и с возрастом этот показатель уменьшается до 8,0±2,0 ангстрем у 2-х летних. Отсутствие температурного сдвига при полном "вымораживании" воды в зависимости от возраста в белках позволяет утверждать, что онтогенез не влияет на природу адсорбционной связи молекул воды. Показано, что с возрастом происходит рост общего объема гидрофобных полостей в исследуемых препаратах белков. Увеличение объема гидрофобных полостей с параллельным снижением количества "связанной" воды из-за уменьшения диаметра микропор в молекулах альбумина с возрастом, очевидно, связано с гидрофобизацией областей за счет адсорбции метаболитов на полярных гидрофильных участках биополимеров. Авторы предполагают, что полученные данные могут быть справедливы и для человека.

Выявлено, что при нормально протекающей беременности величина времени релаксации возрастает до значений 1,84+0,01 с, что достоверно выше аналогичных показателей у молодых женщин и может считаться так называемой "нормой беременных". Не было выявлено корреляции между значениями параметра Т1 и сроком беременности, а также между исследуемым показателем и возрастом. Увеличение Т1 при

89 беременности может служить дополнительным свидетельством в пользу "эмбриональной" концепции опухолевого роста.

При исследовании релаксационных характеристик плазмы крови у онкологических больных до операции и в течение ближайшего послеоперационного периода (2 недели) у 6 пациентов был диагностирован рак желудка, а у 29 - рак легких.

Хотя средняя величина Т1 у больных раком легких до операции и превышала ЯМР параметры контрольной группы, но 42% обследуемых имели "нормальные" релаксационные характеристики. Через сутки после операции значения Т1 возрастали и только на 12-е сутки отмечалась тенденция к их снижению.

Таким образом, при анализе результатов ЯМР-релаксометрии даже у такой небольшой группы больных раком желудка в динамике, можно убедиться, что превышения значений параметра Т1 до операции имеют характер тенденции и статистически не достоверны. Если эти данные сравнивать с контролем "общей группы", то достоверность различий будет достаточно высокой. Однако, эти различия связаны с разным возрастом обследуемых лиц, а не с влиянием опухолевого фактора. После операции значения параметра Т1 резко возрастают, что обусловлено хирургическим вмешательством и инфузионной терапией.

Анализ результатов ЯМР-релаксометрии плазмы крови у больных раком легких П-Щ стадии выявил достоверно высокие значения Т1 по сравнению с контролем (практически здоровыми людьми). Однако, при сравнении конкретных цифровых данных с соответствующей контрольной группой (старшей) около 42% больных раком легких до операции по значениям параметра Т1 не отличалось от здоровых людей. Совокупность подученных данных свидетельствует о том, что во-первых, операционное вмешательство существенно влияет на релаксационные

90 характеристики плазмы крови, во-вторых, слишком узкий диапазон отличий значений параметра Т1 у онкологических больных по сравнению с "практически здоровыми" людьми повышает вероятность ошибок при проведении исследований и существенно снижает надежность результатов.

Таким образом, пока еще рано рассчитывать на проведение массовых диагностических исследований, хотя бы и направленных на выделение групп "повышенного риска" а, тем более, предлагать данный способ для проведения "доклинической" диагностики онкологических заболеваний [34].

Нами также были обследованы 90 пациентов с гематологическими заболеваниями (пациенты с острыми лейкозами в стадии ремиссии, лимфосаркомами, хроническим миелолейкозом, хроническим лимфолейкозом, лимфогранулематозом, аутоиммунной гемолитической анемией). Изменение среднего значения этого показателя (снижение) получено только при острых лейкозах в период ремиссии, выявлено достоверное возрастание вариабельности параметра Т1. Эти данные свидетельствуют о том, что метод ЯМР-релаксации мало информативен в плане выявления онкогематологических заболеваний даже в развернутой стадии их развития [48-50]. В то же время, показатель Т1 может рассматриваться в качестве одного из параметров, характеризующих стабильность состава периферической крови [19, 21]. Кроме того, в сопоставлении с клиническими данными и результатами в динамике заболевания информативность параметра Т1 может существенно повыситься.

На показатели крови существенное влияние могут оказывать многие экологические факторы. Нами были изучены образцы плазмы крови у 133 ликвидаторов аварии на ЧАЭС спустя 5 лет после работы в

91 зоне [32]. Также обследован 21 житель, постоянно находящиеся в зхше повышенной радиации (Брянская область).

Средние значения показателя Т1 у ликвидаторов аварии на ЧАЭС в общей группе были достоверно снижены и составили 1,63+0,02 с, коэффициент вариации - 13,4%. Гораздо более выраженные сдвиги наблюдались в изменениях стабильности показателя Т1. Коэффициент вариации этого показателя в основной группе был выше в 5 раз по сравнению с донорами и в 3 раза по сравнению с данными обследования здоровых людей молодого и среднего возраста. Аналогичные сдвиги показателей ЯМР-релаксации плазмы отмечались при обследовании в эти же сроки жителей Брянской области, проживающих в зоне повышенной радиации.

Таким образом, при обследовании через 5 лет ликвидаторов аварии на ЧАЭС и жителей Брянской области нами выявлены значимые изменения со стороны параметров ЯМР-релаксации плазмы крови. Корреляции Т1 с дозой радиации установлено не было. Отмечалось снижение значений показателя Т1 и возрастание его вариабельности. Вариабельность Т1 была более выражена у ликвидаторов аварии по сравнению с жителями Брянской области. Хотя механизм выявленных сдвигов остается непонятным, полученные данные могут способствовать выработке критериев для оценки влияния на организм человека экологических факторов малой интенсивности. Они также свидетельствуют о высокой чувствительности метода. ЯМР-релаксометрии, учитывая низкие дозы радиации и большой срок после воздействия. Полученные данные могут оказаться весьма важными как при выработке критериев с целью индикации радиационных воздействий [7, 26, 55, 59], так и изучения особенностей действия малых и

92 сверхмалых доз радиации^ в частности явления радиационного гормезиса [59].

При обследовании 18 больных с ожогами нами получено достоверное увеличение параметра Т1, которое ассоциируется с процессами, происходящими при реинфузии сорбированной аутоплазмы и плазмаферезе. Это свидетельствует о возможностях метода ЯМР-релаксометрии объективно отражать процесс стабилизации гомеостаза и контролировать эффективность лечения ожоговых больных.

Результаты измерения Т1 в плазме крови больных с ожогами до проведения плазмафереза были несколько выше, чем у здоровых доноров. После плазмафереза получено существенное увеличение Т1 больных, которое сохранялось и через сутки после процедуры. При этом авторы фиксировали клинико-лабораторное улучшение в состоянии больных. Таким образом, можно предположить, что Т1 отражает характер происходящих физико-химических и биологических изменений в организме больного на фоне плазмообмена. Выраженный клинико-лабораторный эффект после процедур свидетельствует, о положительной роли увеличения периода спин-решеточной релаксации у больных с ожогами. Можно предложить гипотетическую модель, объясняющую полученную информацию (рис. 16). Изменение Т1 протонов воды, возможно, обусловлено увеличением доли свободной воды в плазме крови, а также снижением уровня крупномолекулярных белков и молекул средней массы на фоне увеличения низкомолекулярных фракций белка [22]^

Рожа относится к числу широко распространенных инфекционных заболеваний стрептококковой этиологии с тенденцией к частым упорным рецидивам, заболеваемость рожей в Москве составляет 14-22 на 10000 населения [52]. Последние годы характеризуются нарастанием

93

94 геморрагических форм рожи, с более тяжелым и затяжным течением, формированием тяжелых осложнений и последствий [53].

Как известно, клиническая картина рожистого воспаления складывается из симптомов общей интоксикации и местных проявлений. Причем интоксикационный синдром у больных рожей, особенно в первые дни болезни, может быть выражен значительно, что характеризуется типичными клиническими проявлениями (повышенная температура, слабость, головная боль, тошнота, тахикардия, рвота), развитием нейтрофильного лейкоцитоза с регенеративным сдвигом (за счет увеличения палочкоядерных нейтрофилов, появления юных форм), увеличением СОЭ. Местный воспалительный очаг характеризуется развитием эритематозного (эритематозно-буллезного) или геморрагического (эритематозно-геморрагического и буллезно-геморрагического) воспаления, в 60-70% случаев местный воспалительный очаг локализуется в области нижних конечностей [52].

В патогенезе рожи, особенно в развитии геморрагических форм болезни, играют важную роль гемокоагуляционные и иммунопатологические процессы, пусковым фактором которых является бетта-гемолитический стрептококк группы А [44, 53]. Проведенные в последние годы исследования, посвященные изучению патогенеза геморрагических форм рожи, показали о значительных нарушениях системы гемостаза у обследованных больных. Установлено, что в основе геморрагического синдрома при роже лежит внутрисосудистое микросвертывание крови (ВМСК) и активация процессов фибринолиза. Проведенное исследование показателей гемостаза у больных геморрагической рожей в остром периоде показывает на разнонаправленный характер выраженных изменений состояния свертывающей системы крови. Результаты этих исследований позволяют

95 думать о подостром течении ВМСК при геморрагической роже, на что указывает увеличенное количество РКМФ, ПДФ, фибриногена, плазминогена, сниженное количество тромбоцитов в периферической крови. Установлено снижение функциональной активности гранулярного аппарата тромбоцитов, повышение степени индуцированной (протамин сульфат) агрегации эритроцитов у больных геморрагической рожей в остром периоде болезни. Более выраженные нарушения тромбоцитарного и плазменного звеньев гемостаза выявляются у больных с буллезно-геморрагическими формами рожи.

При изучении биохимических показателей крови у больных геморрагическими формами рожи в остром периоде болезни отмечено угнетение белково-синтетической функции печени (снижение альбумина), повышение уровня бетга-липопротеинов [16].

Нами впервые показано прогностическое значение определения времени ЯМР спин-решеточной релаксации в сыворотке крови больных рожей, в зависимости от течения местного воспалительного очага. Значения показателя Т1 достоверно выше при геморрагических формах местного процесса по сравнению с эритематозными формами болезни.

Таким образом, нами получено, что параметры спин-решеточной ЯМР-релаксации отражают физико-химические свойства плазмы и дают возможность получать важную информацию о состоянии гомеостаза как в норме, так и при ряде заболеваний.

Полученные Юшмановым В.Е. [57] результаты экспериментов и их теоретическое обоснование расширяют представление о состоянии клеточной воды о реакциях метаболических систем организма, об изменениях в клеточных мембранах при опухолевой трансформации клеток. Авторами разработана сравнительно простая экспериментальная модель для оценки реакции всего организма на экстремальное

96 воздействие по изменениям метаболизма печени. По мнению автора, данная модель может использоваться для прикладных исследований в медицине - фармакологии, токсикологии и экологии. Этот подход в использовании ЯМР-спектроскопии может быть использован в онкологии для непрямой оценки стадии развития опухолевого процесса и эффективности действия противоопухолевых препаратов, а также других методов лечения,

С каждым годом ЯМР-спектроскопия все шире и шире начинает использоваться $ практической медицине. Цыб А.Ф. [48] изучал гидрофильность белков периферической лимфы крови у больных опухолевыми и неопухолевыми заболеваниями и здоровых людей. О степени гидрофильности белка судили по разнице времени (А Т) спин-решеточной релаксации (СРР) ядер водорода молекул воды в биопробе, подвергнутой и не подвергнутой высокочастотной обработке. СРР определялось ЯМР-релаксометрией на спектрометре фирмы "Брукер" (Германия) при резонансной частоте излучения 20 МГц и температуре 39°С. Обследовано 62 пациента, возраст которых составлял от 23 до 78 лет. Из них 14 здоровых людей составили контроль (1-я группа). У 15 больных (2-я группа) диагностированы неоцухолевые заболевания. У 33 больных (3 груцпа) - рак желудка, прямой кишки, легких, матки, предстательной железы. У 1-й группы не установлено достоверных различий по величине А Т1 сыворотки крови и лимфы. Среднее значение А Т1 сыворотки крови добровольцев 0,059±0,006 е., у 2-й группы -0,07±0,01 е., у 3-й группы - 0,11±0,028 е. Во 2-й и 3-й группах величина Д Т1 сыворотки крови и лимфы в 2-3 раза превышала значение одноименного показателя 1-й группы.

Автор предполагает, что степень гидрофильности белков сыворотки крови и лимфы обусловлена ассоциативной связью между

97 молекулами воды полями с образованием фиксированной заряженной системы и развитием индуктивной силы, распространяющейся на пространство, способной привлечь большие популяции свободных молекул воды. Указанная структура может также определять преимущественное насыщение водой белков лимфы по отношению к сыворотке крови у больных с различной патологией. При этом "системное действие" злокачественной опухоли придает исследуемой структуре устойчивое состояние, о чем свидетельствует резистентность биопроб к высокочастотному воздействию.

Л ундина Т. А. (1990) изучала активность гломерулонефрита методом ЯМР-спектроскопии. С целью оценки активности гломерулонефрита изучены показатели и соотношения времени спин -решетчатой ЯМР-релаксации сыворотки крови и мочи больных в сопоставлении с традиционными клинико-биохимическими критериями обострения заболевания [25]. Время релаксации Т1 сыворотки крови оказалась у здоровых и больных значительно короче, чем Т1 мочи. В группе больных гломерулонефритом Т1 сыворотки крови достоверно длиннее, чем у здоровых - 1,36 ± 0,019 с. и 1,15 ± 0,015 с. соответственно. Для мочи получены обратные соотношения Т1 у больных и здоровых - 2?3 ± 0,029 с. и 2,6 ±0,036 с. соответственно.

Известна выраженная зависимость Т1 в растворах от количества и свойств белков и связанного, в основном, с этими биополимерами соотношения фракций свободной и структурированной воды [29]. Поэтому укорочение Т1 мочи вполне объяснимо с позиции протеинурии, патогномоничной для гломерулонефрита.

Увеличение Т1 сыворотки крови нередко регистрировалось и в тех случаях, когда исследование протеинограммы не выявляло нарушений. Однако, наличие иммуновоспалительного процесса в организме

98 вызывает изменения соотношений фракций связанной и свободной воды с увеличением доли последней вследствие нарушения фиксации воды на качественно измененных белковых структурах, даже при отсутствии их явных количественных изменений. Это свидетельствует о высокой чувствительности применяемого метода к системным проявлениям иммуновоспалительного процесса в почках и возможности выявления минимальных степеней активности нефрита, не обнаруженных при традиционном клинико-лабораторном обследовании больного. Клинический диагноз обострения хронического или активного острого гломерулонефрита 100 % случаев совпадал с выраженными отклонениями Т1 от контрольных, причем величины этих отклонений были пропорциональны клинико-биохимической степени активности гломерулонефрита. Анализ лабораторных показателей свидетельствует, что время релаксации сыворотки крови и мочи в большей степени зависит от функциональных и качественных свойств белков, чем от их количественных характеристик.

Метод измерения времени ЯМР-релаксации сыворотки крови и мочи позволил авторам выявлять активность нефрита у больных с развернутой клиникой уремии, маскирующей обострение гломерулонефрита.

Цибулевский А.Ю. и соавт. (1995) [46] применяли ЯМР-релаксацию в качестве метода контроля токсических поражений печени. Изучалось изменение содержания и магнитно-релаксационных характеристик общей воды. Получено, что острое отравление организма тетрахлорметаном приводило к существенным нарушениям водного метаболизма в печени, которые проявлялись в повышении содержания воды в организме, снижении степени ее структурированности и повышенной. В патогенезе данного токсического отека важную роль

99 играют расстройства микроциркуляции и проницаемости капилляров, гипоксия и метаболический ацидоз, изменение характера взаимодействия молекул воды с внутриклеточными и внеклеточными структурами, снижение содержания и искажение спектра белков плазмы крови.

Исключительный интерес представляет новое перспективное направление - прижизненная компьютерная ЯМР-спектроскопия тканей человеческого тела. Для этого используют сложные установки со сверхпроводящими магнитами, обеспечивающими высокую напряженность магнитного поля. Анализ получаемых на такой установке спектрограмм дает возможность измерять содержание ряда элементов в органах и тканях больного. Таким путем удается, например, установить внутриклеточное рН, концентрацию фосфорсодержащих метаболитов -АТФ, АДФ, креатинфосфата, неорганического фосфата, что ценно для диагностики ишемии и инфаркта миокарда, установить содержание глюкозы в мышце сердца или пальмитиновой кислоты в головном мозге [4, 62, 85].

100