CC BY
31
УДК 612.111.6
ОЦЕНКА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО ОТДЕЛА ЭРИТРОНА У ДЕТЕЙ С ПАТОЛОГИЕЙ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ
Л.В. Алачева, С.П. Сашенков, Д.К. Волосников, И.Ю. Мельников ЧелГМА, г. Челябинск
Исследованы морфофункциональные особенности эритроцитов у детей с патологией органов дыхания. Периферический отдел эритрона у больных детей с бронхолегочной патологией реагирует на гипоксию, возникающую вследствие нарушения функции внешнего дыхания и воспаления. Выявлено снижение концентрации гемоглобина в эритроцитах, уменьшение размеров эритроцитов: среднего объема, диаметра и толщины эритроцитов. Кроме этого, происходит изменение функционального состояния эритроцитов: снижено потребление глюкозы эритроцитами, повышена сорбционная способность эритроцитов по отношению к метиленовому синему, снижена электрофоретическая подвижность эритроцитов, повышена кислотная устойчивость эритроцитов.
Ключевые слова: кровь, эритроцит, органы дыхания, пульмонология.
Введение. По данным Минздрава РФ, болезни органов дыхания стабильно занимают в стране первое место в структуре общей заболеваемости детей и подростков [2]. Наиболее распространены острые воспалительные бронхолегочные заболевания. На сегодняшний день достаточно детально изучены нарушения функции внешнего дыхания у данной группы больных детей, однако остается малоизученными особенности функционирования системы эритрона и вклад в патогенез развития гипоксии гемического компонента.
Эритроциты вовлекаются в патологический процесс с нарушениями их структуры и функции при различных заболеваниях. При этом происходит снижение скорости метаболических процессов, что приводит к снижению сродства гемоглобина к кислороду, скорости газообмена, деформа-бельности и механической прочности эритроцитов. Вовлечение эритроцитов в патологический процесс приводит к нарушению их функциональной активности и их кислородтранспортной функции.
Цель исследования состояла в изучении периферического отдела эритрона у детей с воспалительными заболеваниями органов дыхания, а именно количественных показателей, морфометрических показателей, а также некоторых показателей функционального состояния эритроцитов. Практическая значимость исследования состоит в возможности расширить представления о патогенезе данной группы заболеваний, детализировать некоторые диагностические критерии тяжести течения этой группы заболеваний и прогнозировать их исход.
Материалы и методы. В исследование было включено 107 детей в возрасте от 3 мес. до 6 лет, которые были госпитализированы в отделение
пульмонологии Областной детской клинической больницы № 1 в период с октября 2006 года по ноябрь 2007 года. Были обследованы дети со следующими клиническими диагнозами: пневмония, острый бронхит (обструктивный и простой), воспалительные заболевания верхних дыхательных путей (ринит, фарингит, ларингит).
Структура основной группы больных детей по возрасту: от 3 месяцев до 1 года. Структура по полу: количество обследованных мальчиков - 64 (59,81 %), девочек - 43 (40,19 %). Структура по возрасту: от 3 месяцев до 1 года - 29 (27,10 %), от 1 года до 3 лет - 53 (49,53 %), от 3 до 6 лет - 25 (23,27 %). Структура по нозологическим формам: пневмонии - 23 (21,50 %), обструктивные бронхиты - 43 (40,19 %), простые бронхиты - 25 (23,36 %), воспалительные заболевания верхних дыхательных путей - 16 (14,95 %). Структура по нозологическим формам представлена на рис. 1.
Структура по степени выраженности клинических симптомов дыхательных расстройств - по степени дыхательной недостаточности (ДН): ДН 0 ст. -46 (43,00 %), ДН 1 ст. - 45 (42,06 %), ДН 2 ст. - 16 (14,94 %). Структура по степени дыхательной недостаточности представлена на рис. 2.
Группа контроля состоит из 30 детей в возрасте от 5 месяцев до 5 лет, которые были госпитализированы в отделение детской хирургии Областной клинической больницы №1 по поводу плановых операций (грыжесечение, удаление капиллярной гемангиомы) и которые не имели клинических симптомов патологии со стороны органов дыхания и не имели в анамнезе хронических заболеваний.
Были исследованы следующие гематологические показатели:
■ Пневмония
Ш Обструктивный бронхит
В Простой бронхит Ш Заболевание ВДП
Рис. 1. Нозологическая структура основной группы
Рис. 2. Структура по степени дыхательной недостаточности
1) Морфологические и морфометрические показатели эритроцитов:
а) количество эритроцитов в крови, л-1 (Ег);
б) количество гемоглобина в плазме крови, г/л (НЬ);
в) количество ретикулоцитов в крови, % (Ret);
г) гематокрит, % (Ht);
д) среднее содержание гемоглобина в эритроците, фмоль (СрСГ) [3];
г) средний объем эритроцитов, мкм3 (СрОЭ) [3];
д) средний диаметр эритроцитов, мкм (СрДЭ) [3];
е) средняя толщина эритроцитов, мкм (СрТЭ) [3];
2) Функциональные показатели эритроцитов:
а) кислотная устойчивость эритроцитов [1]:
общее время гемолиза, с (ОВГ), стадия максималь-
ного гемолиза, с (СМГ), уровень стадии максимального гемолиза, % (УСМГ);
б) сорбционная способность эритроцитов по отношению к метиленовому синему, % (ССЭ) [4];
в) потребление глюкозы эритроцитами, нмоль/1 млн эритроцитов (ПГЭ) [6];
г) электрофоретическая подвижность эритроцитов в ПОСТОЯННОМ электрическом поле,
(ЭФП) [5].
Статистическая обработка проводилась с использованием статистических программных пакетов Statistica for Windows 6.0 и SPSS 12.0.
Результаты и обсуждение. Полученные результаты морфологических и морфометрических показателей эритроцитов представлены в табл. 1.
В данном исследовании нами выявлены изменения основных количественных и морфометрических показателей красной крови. При отсутствии различий в количестве эритроцитов (Ег) и ретикулоцитов (Ret) в крови больных основной группы отчетливо прослеживается уменьшение концентрации гемоглобина (НЬ), гематокрита (Ht), среднего содержания гемоглобина в эритроцитах (СрСГ), среднего объема, диаметра и толщины эритроцитов (СрОЭ, СрДЭ, СрТЭ). По группам заболеваний изменения однотипны. Таким образом, можно сделать вывод об уменьшении размеров эритроцитов и снижении концентрации гемоглобина в них (гипохромии) у детей, с воспалительными заболеваниями органов дыхания, при этом значимых различий в количестве эритроцитов и содержании гемоглобина в крови нет. Количество ретикулоцитов повышено только в группе больных детей с пневмониями. Это можно объяснить клинически значимой активацией эритропоэза только при значительно выраженной гипоксии.
В целом, возможно, имеет место повышение скорости эритропоэза у детей с воспалительными заболеваниями органов дыхания, так как абсолют-
Проблемы здравоохранения
Таблица 1
Морфологические и морфометрические показатели (медиана, интерквартильные размахи, Р - критерий Манна-Уитни)
Показатель Основная группа Контрольная группа
1 2 3 4 В целом по группе
Количество 23 43 25 16 107 30
Ег (х1012) 4 (3,5-4,3) Р = 0,6459 4,1 (3,7-4,4) р = 0,4244 4,2 (3,9-4,4) Р = 0,2434 4,15 (3,95-4,35) Р = 0,2608 4,1 (3,8-^,3) Р = 0,3991 4 (3,8-4,25)
НЬ 107 (98-128) Р = 0,0001* 117 (112-126) Р = 0,0008* 120 (109-125) Р = 0,0052* 121 (105,5-123,5) Р = 0,0126* 117 (106-125) Р = 0,0001* 127 (120-136)
Ret 1Д (0,9-1,2) Р = 0,0040* 0,8 (0,5-1,1) Р = 0,9820 1,0 (0,7-1,1) Р = 0,1367 0,8 (0,6-1,15) Р = 0,4716 0,9 (0,6-1,1) Р = 0,1509 0,8 (0,6-0,9)
Ht 34,2 (32,7-37,6) Р = 0,0001* 35,8 (33,6-38,2) Р = 0,0001* 36,6 (34,2-37,4) Р = 0,0003* 35,75 (34,40-38,25) Р = 0,0018* 35,4 (33,5-38,2) Р = 0,0001* 39,15 (37,4-40,9)
СрСГ 27,6471 (25,8065- 30,6977) Р = 0,0001* 29,2683 (26,9767- 30,5882) Р = 0,0001* 28,5000 (26,6667-29,7727) Р = 0,0001* 27,5338 (26,906- 29,0815) Р = 0,0001* 28,3673 (26,9048- 30,4545) Р = 0,0001* 32,2876 (29,6296- 33,2432)
СрОЭ 91,1628 (79,5745- 97,2727) Р = 0,0046* 88,6486 (82,5000- 92,4324) Р = 0,0001* 87,6923 (85,6410- 89,1304) Р = 0,0001* 87,3977 (83,0072- 92,0879) Р = 0,0001* 87,8049 (82,5000- 91,8421) Р = 0,0001* 96,3603 (92,4324- 101,3889)
СрДЭ 7,0515 (6,7391- 7,2056) Р = 0,0046* 6,9861 (6,8207- 7,0841) Р = 0,0001* 6,9609 (6,9062- 6,9987) Р = 0,0001* 6,9280 (6,7331- 7,0566) Р = 0,0001* 6,9631 (6,8174- 7,0678) Р = 0,0001* 7,1830 (7,0841- 7,3059)
СрТЭ 2,2309 (2,3854- 2,3854) Р = 0,0046* 2,3127 (2,2579- 2,3451) Р = 0,0001* 2,3043 (2,2862- 2,3169) Р = 0,0001* 2,2935 (2,2290- 2,3360) Р = 0,0001* 2,3051 (2,2568- 2,3397) Р = 0,0001* 2,3779 (2,3451— 2,4186)
Примечание. * - достоверные различия; 1 - пневмонии; 2 - острые обструктивные бронхиты; 3 -острые простые бронхиты; 4 - острые воспалительные заболевания верхних дыхательных путей.
ное количество эритроцитов в кровеносном русле не изменено, но они являются дефектными вследствие уменьшения их размеров и содержания гемоглобина в них.
Полученные результаты функциональных показателей эритроцитов представлены в табл. 2.
Выявлено достоверное увеличение общего времени гемолиза эритроцитов (ОВГ) и сдвига пика гемолиза вправо (СМГ) в группах детей с острым воспалительным бронхолегочным процессом в сравнении с группой контроля. Кислотная устойчивость эритроцита определяется тремя основными факторами: возрастом эритроцита, величиной начальной стойкости, с которой эритроцит вышел из костного мозга, и воздействиями на эритроцит в течение его жизни в сосудистом русле. По мере старения эритроцита снижается уровень гликоли-тических процессов, уровень АТФ в клетке. Эти процессы сопровождаются постепенным снижением кислотной устойчивости эритроцитов. Наибольшей же стойкостью обладают эритроциты,
только вышедшие из костного мозга [1]. Следовательно, выявленные нами изменения могут быть связаны с омоложением популяции эритроцитов, находящихся в кровеносном русле и активацией эритропоэза. Однако степень активации невелика, так как достоверного повышения концентрации ретикулоцитов в крови больных детей, кроме группы пневмоний, нами обнаружено не было. Изменения по группам нозологических форм, кроме воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей, одинаковы, что свидетельствует об однотипности протекающих патологических процессов. Различий в уровне пика гемолиза (УСМГ) нами обнаружено не было. Мы связываем это с отсутствием массивного выхода эритроцитов в кровь из костного мозга. Наоборот, процесс активации эритропоэза имеет постепенный, нескачкообразный характер.
Было показано увеличение сорбционной способности эритроцитов по отношению к метиленовому синему в основной группе в сравнении с
Таблица 2
Функциональные показатели (медиана, интерквартильные размахи, Р - критерий Манна-Уитни)
Показатель Основная группа Контрольная группа
1 2 3 4 В целом по группе
Количество 23 43 25 16 107 30
ОВГ 510 (480-540) Р = 0,0034* 510 (480-540) Р = 0,0001* 510 (480-540) Р = 0,0088* 465 (450-540) Р = 1,0000 510 (480-540) Р = 0,0006* 480 (450-510)
СМГ 270 (270-300) Р = 0,0001* 270 (240-300) Р = 0,0009* 270 (240-270) Р = 0,0009* 240 (240-270) Р = 0,0634 270 (240-270) Р = 0,0001* 240 (210-270)
УСМГ 19,70 (18,10-22,16) Р = 0,1783 21,09 (18,55-25,00) Р = 0,8488 19,90 (18,64-21,60) Р = 0,0400* 21,22 (19,45-23,21) Р = 0,8808 20,49 (18,50-23,00) Р = 0,2522 22,22 (18,25-25,65)
ССЭ 54,87 (44,51-64,08) Р = 0,0001* 47,79 (41,16-60,03) Р = 0,0001* 46,07 (38,57-58,24) Р = 0,0005* 49,98 (46,11-56,05) Р = 0,0001* 48,47 (41,47-60,05) Р = 0,0001* 37,25 (33,47-42,18)
ПГЭ 0,4050 (0,3400- 0,4570) Р = 0,0288* 0,3940 (0,3000- 0,4880) Р = 0,0181* 0,3810 (0,3095- 0,4575) Р = 0,0056* 0,4310 (0,3980- 0,5925) Р = 0,7820 0,4050 (0,3330- 0.4740) Р = 0,0118* 0,4340 (0,4050- 0,4920)
ЭФП 0,7735 (0,7100- 0,8270) Р = 0,0001* 0,8070 (0,7260- 0,9210) Р = 0,0001* 0,7870 (0,7140- 0,8600) Р = 0,0001* 0,8220 (0,7780- 0,9080) Р = 0,0014* 0,7950 (0,7260- 0,8710) Р = 0,0001* 0,9905 (0,9080- 1,0630)
Примечание. * - достоверные различия; 1 - пневмонии; 2 - острые обструктивные бронхиты; 3 -острые простые бронхиты; 4 - острые воспалительные заболевания верхних дыхательных путей.
группой контроля. Проникновение красителя в эритроциты зависит от проницаемости эритроци-тарных мембран, а также от активности системы транспорта и утилизации глюкозы. Продукты интоксикации являются мембраноповреждающими и приводят к конформационным изменениям белкового и фосфолипидного компонента мембран и повышению проницаемости мембраны [4]. В нашем исследовании мы можем сделать вывод о нарушении мембранной проницаемости в сторону ее увеличения в основной группе детей, что свидетельствует о функциональной неполноценности эритроцитов. Изменения в группах нозологических форм также однотипны.
Наблюдалось снижение потребления глюкозы эритроцитами в основной группе по сравнению с группой контроля, кроме группы детей с воспалительными заболеваниями верхних дыхательных путей. Метаболизм глюкозы в эритроцитах начинается с ее фосфорилировании при участии АТФ. Эту реакцию катализирует гексокиназа. Затем под действием фермента глюкозо-6-фосфатдегидроге-назы происходит окисление глюкозы до глюконо-лактона и далее превращение по пентозофосфат-ному пути с образованием восстановленных глута-тиона и никотинамиддинуклеотдфосфата. Кроме того, глюкозо-6-фосфат подвергается гликолизу с образованием 4 молекул АТФ и превращением до пирувата. Снижение активности гликолитических ферментов приводит к снижению утилизации глю-
козы и, следовательно, к снижению уровня АТФ и восстановленных соединений в клетке. Вследствие этого снижаются все АТФ-зависимые процессы жизнеобеспечения: снижается активность ионных насосов, активируются процессы перекисного окисления липидов, страдает антиоксидантная система, что приводит к мембранодеструктивным процессам, понижению деформабельности эритроцитов, повышению проницаемости мембран [6].
В группе больных детей наблюдается снижение элекрофоретической подвижности эритроцитов по сравнению с группой контроля, что связано со снижением поверхностного отрицательного заряда эритроцитарной мембраны. Электрический заряд клеток играет важную роль во многих физиологических процессах - реологии крови, агрегации, микроциркуляции, адсорбции различных веществ на поверхности эритроцитарной мембраны. Более низкий электрокинетический потенциал имеют «старые» эритроциты, имеющие сниженный уровень метаболизма [5]. При уменьшении заряда отмечается снижение суспензионной устойчивости эритроцитарной взвеси и ухудшение реологических свойств крови. Изменения также являются однотипными для всех нозологических форм.
Заключение. Периферический отдел эритрона у больных детей с бронхолегочной патологией реагирует на гипоксию, возникающую вследствие нарушения функции внешнего дыхания, и воспаление. С одной стороны, снижается концентрация
Проблемы здравоохранения
гемоглобина в эритроцитах, а также уменьшаются размеры эритроцитов: средний объем, диаметр и толщина эритроцитов. С другой стороны, происходит изменение функционального состояния эритроцитов: снижение процессов энергообеспечения клетки (снижено потребление глюкозы эритроцитами), повышение проницаемости мембран (повышена сорбционная способность эритроцитов по отношению к метиленовому синему), снижение их поверхностного заряда (снижение электрофоретической подвижности эритроцитов). Компенсаторно, по-видимому, повышается скорость эритропо-эза, о чем свидетельствует повышение кислотной устойчивости эритроцитов.
Литература
1. Гителъзон, И. И. Эритрограммы как метод клинического исследования крови / ИМ. Гителъзон, И. А. Терское. - Красноярск, 1959. - 233 с.
2. Каганов, С.Ю. Пульмонология детского возраста и ее насущие проблемы / С.Ю. Каганов, Н.Н. Розинова // Российский вестник перинатоло-гии и педиатрии. - 2000. - Т. 45, №6. - С. 6-11.
3. Руководство по клиническим лабораторным исследованиям / под ред. Л.Г. Смирновой, Е.А. Кост. - М., 1960. - 220 с.
4. Способ диагностики эндогенной интоксикации / А.А. Тогайбаев, А.В. Кургузкин, И.В. Рикун и др. // Лабораторное дело. - 1988. — № 9. — С. 22-24.
5. Харамоненко, С. С. Электофорез клеток крови в норме и патологии / С.С. Харамоненко, А.А. Ракитянская. —Минск: Беларусь, 1974. —143 с.
6. Чиркин, А.А. Диагностическая ценность определения интенсивности пентозофосфатного пути обмена углеводов в эритроцитах / А.А. Чиркин, Р.В. Романовский, Ю.А. Соловьев // Лабораторное дело. -1983. - № 11. - С. 39^42.
Поступила в редакцию 22 февраля 2010 г.
