CC BY
34
Теоретическая и экспериментальная
медицина
УДК 612.215:613.84-053.81 Н.В. Корнеева
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОГО РУСЛА И МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ У ПРАКТИЧЕСКИ ЗДОРОВЫХ ЛЮДЕЙ МОЛОДОГО ВОЗРАСТА, ПРЕКРАТИВШИХ КУРЕНИЕ ТАБАКА
Дальневосточный государственный медицинский университет, 680000, ул. Муравьева-Амурского, 35, тел. 8-(4212)-30-53-11, e-mail: [email protected], г. Хабаровск
Резюме
Исследовали параметры микроциркуляции у курящих, некурящих и прекративших курить молодых людей (n=80) методом компьютерной видеобиомикроскопии (ВБМСК) бульбарной конъюнктивы. Получили 27 количественных признаков, характеризующих микроциркуляторное русло (МЦР) и микроциркуляцию (МЦ). Для комплексного изучения изменений параметров МЦР и МЦ применяли дискриминантный анализ. В результате выделили 5 восстанавливающихся параметров микроциркуляции, исследуя которые можно с 81,25 % вероятностью отнести обследуемого индивидуума к одной из трех групп. Таким образом, используя дискриминантный анализ для комплексного изучения изменений параметров МЦР и МЦ у прекративших курить людей молодого возраста, подтвердили положительные результаты, происходящие в МЦР и МЦ, полученные раннее с помощью более простых статистических методик.
Ключевые слова: микроциркуляция, микроциркуляторное русло, видео-биомикроскопия бульбарной конъюнктивы, отказ от курения, дискриминантный анализ.
N.V. Korneeva
A STUDY OF THE MICROVASCULATURE AND MICROCIRCULATION IN OTHERWISE YOUNG
SUBJECTS FORMER SMOKERS
Far eastern state medical university, Khabarovsk Summary
Using a computer-assisted video biomicroscopy (CAVBM) of the bulbar conjunctiva, microcirculatory parameters were studied in young adults who were current or former smokers and non-smokers (n=80). The obtained data helped to characterize 27 quantitative parameters of microvasculature (MV) and microcirculation (MC). Using a discriminant analysis method the most important MV parameters were determined for distinguishing the three groups from each other. As a results there were 5 parameters that increased after the cessation. They could be used with a probability of 81,25 % in dividing the individuals into three groups: current, former smoker, or non-smokers. So the study by the mentioned above method showed the positive results of smoking cessation on microvasculature functions approving the data from previous simpler statistic methods.
Key words: microcirculation, microvasculature, video biomicroscopy of the bulbar conjunctiva, cessation of smoking, discriminant analysis.
В наших предыдущих исследованиях были выявлены позитивные сдвиги, возникающие в микроциркуля-торном русле (МЦР) и микроциркуляции (МЦ) после отказа от курения в молодом возрасте. Они проявлялись увеличением диаметров артериол, капилляров,
увеличением количества капилляров на 1 мм2 конъюнктивы, уменьшением сосудистой проницаемости и распространенности внутрисосудистой агрегации эритроцитов в микрососудах в сравнение с курящими [3, 4]. В данном исследовании использованы параме-
трические и непараметрические методы статистическ-го анализа для углубленного изучения процессов, происходящих в МЦР и МЦ после прекращения курения.
Цель данной работы состоит в представлении результатов комплексного изучения изменений параметров микроциркуляторного русла и микроциркуляции у прекративших курить людей молодого возраста.
Материалы и методы
Настоящее исследование проводили, как и ранее, у студентов ДВГМУ, прошедших диспансеризацию и признанных практически здоровыми (п=80). У всех было получено добровольное согласие на участие в исследовании. Обследованные были разделены на 3 группы: 1-я группа - прекратившие курение, 2-я группа - курящие, 3-я группа - некурящие. Характеристика анализируемых групп представлена в таблице 1.
Таблица 1
Характеристика 3 групп сравнения
Признаки Группы наблюдения Достигнутый уровень значимости, р*
1-я группа — прекратившие курить (n=35) 2-я группа — курящие (n=16) 3-я группа — некурящие (n=29)
Возраст (лет) 21,71±0,46 21,63±0,72 21,62±0,48 р1=0,9797, р2=0,6172
Пол (М:Ж, чел.) 20:15 6:10 8:21 р1=-0,1823, р2=-0,2966
Стаж курения (годы) 4,67±0,69 5,5±0,88 0 р1=0,1855, р2<0,0001
Не курит (годы) 2,63±0,43 0 0 р1<0,0001, р2<0,0001
Количество сигарет в день (шт.) 9,71±0,43 10,81±1,37 0 р1=0,3786, р2<0,0001
Индекс, пачка/лет 2,66±0,59 3,38±0,79 0 р1=0,2209, р2<0,0001
Примечание. *Достигнутый уровень значимости р для количественных признаков оценивали по критерию Ван дер Вардена, для качественного признака - по величине V-критерия Крамера. Критическое значение уровня статистической значимости принималось равным 0,05; р1 - для различий между прекратившими курить и курящими; р2 - для различий между прекратившими курить и некурящими.
Данные таблицы 1 демонстрируют отсутствие различий между всеми группами по возрасту и полу обследованных, а также параметрам, связанным с курением между группами 1 и 2.
Для получения информации о МЦР и МЦ всем обследованным, как и в предыдущих исследованиях, проводили компьютерную видеобиомикроскопию (ВБМСК) бульбарной конъюнктивы с использованием модифицированной на кафедре факультетской терапии ДВГМУ установки [2]. Факт присутствия того или иного признака, характеризующего состояние МЦР, МЦ и барьерную функцию сосудов заносили в базу данных. Полученные результаты у прекративших курить сравнивали с курящими и некурящими.
Статистический анализ данных выполнен в Центре БИОСТАТИСТИКА с помощью статистических пакетов SAS 9.4 и STATISTICA 10. Для сравнения центральных параметров групп использовали параметрические и непараметрические методы: классический дисперсионный анализ (ANOVA) и анализ с кри-
терием Ван дер Вардена. Исследование взаимосвязи между парами качественных признаков проводили с использованием анализа парных таблиц сопряжённости. Достигнутый уровень статистической значимости оценивался по ^коэффициенту Крамера [1]. Для принятия решения о том, какие переменные различают 3 анализируемые группы, применяли дискриминантный анализ с построением графиков распределения наблюдений всех 3 групп сравнения в двух дискриминант-ных осях. Выбор дискриминантного анализа в нашем исследовании не случаен, поскольку он позволяет выявить признаки, максимально связанные с различиями наблюдений, заранее разделенных на группы, и повторно их переклассифицировать. Чем ближе процент переклассификации к 100 %, тем сильнее связаны группирующий признак и количественные признаки, вошедшие в дискриминантные функции. В результате в одной группе оказываются наблюдения, наиболее близкие по своим свойствам, тогда как межгрупповое отличие максимизируется [5]. Анализу подвергнуты 27 количественных признаков.
Результаты и обсуждение
На первом этапе в анализ включили все 27 количественных признаков. В результате получена дис-криминантная функция, для группирующего признака «Группы наблюдения», состоящая из 8 признаков: «стаж курения», «не курит (лет)», «количество сигарет в день», «индекс пачка/лет», «число капилляров на конъюнктиве левого глаза», «средние диаметры ве-нул (по обоим глазам)», «средние значения артериоло/ венулярного коэффициента» и «распространенность агрегации в центральной зоне бульбарной конъюнктивы». Остальные 19 признаков не вошли в дискри-минантную функцию, поскольку имели достигнутый уровень значимости выше 5 %. Ниже приведена классификационная матрица (табл. 2), которая показывает, что к 1-й группе из 35 наблюдений отнесены - 34, ко 2-й группе из 16 - шестнадцать, и к 3 группе, также 100 % наблюдений. Общий процент правильной переклассификации составил 98,75 %.
Таблица 2
Классификационная матрица
Группы наблюдения Строки — фактически наблюдаемые классификации, столбцы — предсказанные классификации
процент правильного предсказания 1-я группа (прекратили курить) 2-я группа (курят) 3-я группа (не курят)
1-я группа (прекратили курить) 97,1429 34 1 0
2-я группа (курят) 100,0000 0 16 0
3-я группа (не курят) 100,0000 0 0 29
Общий процент 98,7500 34 17 29
Важно понимать, какие из 8 включенных в функцию количественных признаков вносят больший вклад в правильную переклассификацию, т. е. по каким признакам в наибольшей степени имеются различия между тремя изучаемыми группами. Для этого оценивали коэффициенты дискриминантных функций по 2-м осям ординат, данные которых приведены в таблице 3.
Таблица 3
Показатели стандартизованных коэффициентов признаков, включенных в дискриминантную функцию
Включенные признаки
лярного коэффициента
Не курит (лет)
Количество сигарет в день
левого глаза
Распространенность агрегации в центральной зоне бульбарной конъюнктивы
Стаж курения
Индекс пачка/лет
Средние диаметры венул (по обоим глазам)_
Стандартизованные
Группы наблюдения Строки - фактически наблюдаемые классификации, Столбцы - предсказанные классификации
процент правильного предсказания 1-я группа (прекратили курить) 2-я группа (курят) 3-я группа (не курят)
1-я группа (прекратили курить) 77,1429 27 0 8
2-я группа (курят) 100,0000 0 16 0
3-я группа (не курят) 75,8621 6 1 22
Общий процент 81,25 33 17 30
0,34974
1,27083
-2,00124
-0,22022
0,381330
-0,320127
0,455481
-0,391717
Данные таблицы 3 использованы для построения графика, позволяющего увидеть взаимное расположение трех анализируемых групп, на основании созданной дискриминантной функции (рис. 1).
функция, содержащая 5 признаков: «среднее значение артериоло/венулярного коэффициента», «число капилляров на конъюнктиве левого глаза», «распространенность агрегации в переходной зоне бульбарной конъюнктивы», «средние диаметры венул (по обоим глазам)» и «степень внутрисосудистой агрегации эритроцитов в артериолах бульбарной конъюнктивы». Приведенная ниже классификационная матрица, представленная в таблице 4, демонстрирует высокий процент правильной переклассификации, который составил 81,25 %.
Таблица 4
Классификационная матрица
Группы наблюдения
1-я группа (прекратили курить)
2-я группа (курят)
3-я группа (не курят)
Общий процент
Строки - фактически наблюдаемые классификации, Столбцы - предсказанные классификации
процент правильного предсказания
77,1429
100,0000
75,8621
81,25
1-я группа (прекратили курить)
27
33
2-я группа (курят)
0
16
17
3-я группа (не курят)
22
30
Рис. 1. Размещение исследуемых групп в дискриминантных осях
Согласно данным рисунка 1, все 3 исследуемые группы на графике занимают свою область. 3-я группа -«некурящие» находится поодаль от двух других по оси «Х» таким образом, что между ней и 1-й и 2-й группами появляется свободное пространство, тогда как по оси выше всего располагается 2-я группа - «курящие», группа 3 - «некурящие» находится в нижней части графика, а группа «прекративших курить» отдаляется по оси от курящих и имеет большую площадь перекрытия с некурящими. Полученные результаты, однако, не позволяют сделать вывод, что при отказе от курения происходит восстановление количественных параметров МЦР и МЦ, так как в данное пространственное распределение исследуемых групп по осям «Х» и максимальные вклады вносят признаки, характеризующие процесс курения: «индекс пачка/лет», «количество сигарет в день», «стаж курения», «не курит (лет)» стандартизованные коэффициенты (табл. 3).
Для выявления взаимосвязи группирующего признака «Группы наблюдения» и тех признаков, которые отражают только потенциальные последствия курения, а не его динамику, и интенсивность, на втором этапе из анализа исключили 4 признака, характеризующие курение. В результате получена новая дискриминантная
Таким образом, используя 5 количественных признаков, включенных в данную дискриминантную функцию, можно со 100 % уверенностью предсказать отнесение обследованного индивидуума к группе курящих, с 77 % вероятностью - к группе прекративших курить и с почти 76 % вероятностью - к группе некурящих.
Стандартизованные коэффициенты дискриминант-ных функций по 2 осям ординат, приведены в таблице 5.
Таблица 5
Показатели стандартизованных коэффициентов признаков, включенных в дискриминантную функцию
Включенные признаки
Среднее значение артериоло/венулярного коэффициента
Число капилляров на конъюнктиве левого глаза
Распространенность агрегации в переходной зоне бульбарной конъюнктивы
Средние диаметры венул (по обоим глазам)
Степень внутрисосудистой агрегации эритроцитов в артериолах бульбарной конъюнктивы_
Стандартизованные коэффициенты дискриминантной функции
ось «Х»
0,971249
0,447450
-0,265086
0,495657
-0,338713
ось «У»
-0,526266
0,237240
-0,562107
0,406833
-0,088024
Приведенные выше стандартизованные коэффициенты позволяют понять, что максимальный вклад в смещение показателей по оси «Х» дает признак «среднее значение артериоло/венулярного коэффициента», затем примерно равнозначный вклад вносят признаки «средние диаметры венул (по обоим глазам)» и «число капилляров на конъюнктиве левого глаза». По оси максимальный вклад вносят показатели «распро-
8
0
0
6
страненность агрегации в переходной зоне бульбарной конъюнктивы» и «среднее значение артериоло/вену-лярного коэффициента».
График, демонстрирующий взаимное расположение трех анализируемых групп, представлен на рисунке 2.
Рис. 2. Размещение исследуемых групп в дискриминантных осях (анализ без включения признаков отражающих динамику и интенсивность курения)
На рисунке 2 отчётливо видна локализация группы 2 - курит, она смещена по оси «Х» левее группы 1 - прекративших курить и 3 - некурящих. Тогда как разделение (со взаимным перекрытием) групп 1 - прекративших курение и 3 - некурящих, наблюдается по оси «У». На полученное пространственное распределение анализируемых групп по оси «Х» в первую очередь влияет значение артериоло/венулярного коэффициента, который рассчитывается как отношение диаметра ар-териол к диаметру венул. Негативное влияние курения на диаметры артериол известно, и отражено в предыдущих наших публикациях [3, 4], в которых представлены данные, демонстрирующие восстановление диаметров артериол и увеличение артериоло/венулярного коэффициента у прекративших курить в сравнение с курящими.
Литература
Приведенный график это подтверждает. Следующие показатели, максимально смещающие группу курящих по оси «Х» влево - это «средние диаметры венул (по обоим глазам)» и «число капилляров на конъюнктиве левого глаза» (данные показатели во 2-й группе принимают наименьшие значения - 33,04±1,1 мкм и 5,26±0,3 ед./мм2 соответственно). По этим признакам группа прекративших курить отличается и отдаляется по оси «Х» от курящих и приближается к группе некурящих. По оси «Y» наблюдается сложное взаимное расположение всех групп, т. к. в смещение по этой оси весомые вклады вносят не только признак «распространенность агрегации в переходной зоне бульбарной конъюнктивы», но и показатели артериоло/венулярного коэффициента и средних диаметров венул на конъюнктиве обоих глаз.
Таким образом, из 23 количественных признаков, отражающих состояние микрососудов конъюнктивы, микрогемодинамику и микрогемореологию статистически значимыми оказались только 5.
Таким образом, у молодых людей, прекративших курение табака, в сравнение с курящими и даже никогда не курившими в состоянии МЦР и МЦ появляются позитивные сдвиги. После отказа от курения происходит увеличение средних значений артерио-ло/венулярного коэффициента, диаметров венул на конъюнктиве обоих глаз и количества капилляров на конъюнктиве левого глаза, уменьшается распространенность агрегации в переходной зоне бульбарной конъюнктивы и степень внутрисосудистой агрегации эритроцитов в артериолах. Подобные результаты, полученные ранее в наших работах с помощью более простых статистических методик изучения состояния МЦР и МЦ у прекративших курить, с применением дискриминантного анализа в настоящем контрольном исследовании получили полное подтверждение, что обосновывает их дальнейшее использование в подобных наблюдениях.
1. Ланг Т.А., Сесик М. Как описывать статистику в медицине. Руководство для авторов, редакторов и рецензентов / пер. c англ. под ред. Леонова В.П. - М.: Практическая медицина, 2011. - 480 с.
2. Сиротин Б.З., Жмеренецкий К.В. Микроциркуляция при сердечно-сосудистых заболеваниях. - Хабаровск: Изд-во ДВГМУ, 2008. - 156 с.
3. Сиротин Б.З., Корнеева Н.В. Влияние прекращения курения на микроциркуляторное русло практиче-
ски здоровых лиц молодого возраста // Терапевтический архив. - 2016. - Т. 88, № 1. - С. 67-69.
4. Сиротин Б.З., Корнеева Н.В., Явная И.К. Состояние микроциркуляторного русла у прекративших курить, практически здоровых лиц молодого возраста // Дальневосточный медицинский журнал. - 2015. - № 1. - С. 13-15.
5. Факторный, дискриминантный и кластерный анализ / Пер. с англ. Дж.-О. Ким, Ч.У. Мьюллер, У.Р. Клекка и др.; Под ред. И.С. Енюкова. - М.: Финансы и статистика, 1989. - 215 с.
1. Lang T.A., Secic M. How to Report Statistics in Medicine: Annotated Guidelines for Authors, Editors, and Reviewers / Russian version, edited by V.P. Leonova. - M.: Prakticheskaya Meditsina (Practical Medicine), 2011. -480 p.
2. Sirotin B.Z. Microcirculation in Cardiovascular Diseases: Monograph. - Khabarovsk: Publishing House at Far Eastern State Medical University, 2008 - 156 p.
3. Sirotin B.Z., Korneeva N.V. Influence of smoking cessation on the microcirculatory bed in apparently healthy
Literature
young people // Terapevticheskiy Arkhiv (Therapeutic Archive). - 2016. - Vol. 88, № 1. - P. 67-69.
4. Sirotin B.Z., Korneeva N.V., Yavnaya I.K. Micro-circulatory bed in healthy young people after their discontinuation of tobacco smoking // Far Eastern Medical Journal. - 2015. - № 1. - P. 13-15.
5. Kim J.-O., et al. Factorial, discriminant and cluster
analysis: Russian version / ed. by I.S. Enyukov. - M.: Finance and statistics, 1989. - 215 p.
Координаты для связи с авторами: Корнеева Наталья Вячеславовна - канд. мед. наук, доцент кафедры факультетской терапии с курсом эндокринологии ДВГМУ, тел. 8-962-223-04-08, е-таП: [email protected].
