CC BY
9
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
ПРИМЕНЕНИЕ КРИСТАЛЛОГРАФИИ ПЛЕВРАЛЬНОГО ВЫПОТА В ДИАГНОСТИКЕ _ХРОНИЧЕСКОЙ ЭМПИЕМЫ ПЛЕВРЫ_
DOI: 10.31618/ESU.2413-9335.2020.5.77.997 Калашникова Светлана Александровна
доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой морфологии, Пятигорский медико-фармацевтический институт - филиал филиалФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России
Айдаева Салихат Шамиловна старший преподаватель кафедры морфологии, Пятигорский медико-фармацевтический институт - филиал филиалФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России
Калашникова Елена Антоновна студентка 3 курса лечебного факультета, Волгоградский государственный медицинский университет
APPLICATION OF PLEURAL EFFUSION CRYSTALLOGRAPHY IN THE DIAGNOSIS OF
CHRONIC PLEURAL EMPYEMA
Kalashnikova S.A.
doctor of medicine, associate Professor, Head of the Morphology department, Pyatigorsk Medicak and Pharmaceuticak Institute-branch of FSBEI of HE VolgGMU of the Ministry of Health ofRussia
Aidaeva S.Sh. assistant of the Morphology department, Pyatigorsk Medicak and Pharmaceuticak Institute-branch of FSBEI of HE VolgGMU of the Ministry of Health ofRussia
KalashnikovaE.A. student at the Volgograd State Medical University of the Ministry of Health ofRussia
SUMMARY
An experimental study of facies of pleural exudate obtained from the residual pleural cavity of rats with chronic pleural empyema at different periods of the experiment was conducted. As a result of morphometric analysis of exudate facies, a violation of the structural and spatial organization of the biological fluid and the etiology of pleural effusion was established. АННОТАЦИЯ
Проведено экспериментальное исследование фаций плеврального экссудата, полученного из остаточной плевральной полости крыс при хронической эмпиеме плевры на разных сроках эксперимента. В результате морфометрического анализа фаций экссудата было установлено нарушение структурно -пространственной организации биологической жидкости и этиологию плеврального выпота.
Key words: crystallography, biological liquid, pleural exudates, chronic pleural empyema, adhesiogenesis, residual pleural cavity.
Ключевые слова: кристаллография, биологическая жидкость, плевральный экссудат, хроническая эмпиема плевры, спайкообразование, остаточная плевральная полость.
Введение. В настоящее время кристаллографическое исследование нашло широкое применение в качестве дополнительного метода исследования различных биологических жидкостей [1-2]. По многочисленным данным современной литературы этот метод является наиболее простым и дешевым, позволяющим охватить большое количество испытуемых за короткий период времени [3-5]. Метод основан на определении морфологической формы кристаллов фаций исследуемой биологической жидкости для выявления структурно-пространственной
организации, что в свою очередь позволяет определить наличие патологического процесса [6].
В пульмонологии метод клиновидной дегидратации используется для исследования бронхиальной жидкости при пневмониях и обструктивных заболеваниях легких для оценки эффективности применяемого лечения. А также для изучения экссудата при туберкулезном и метастатическом плевритах. Однако, сведения о кристаллографической картине плевральной жидкости в норме и патологии достаточно отрывистые. Отсутствуют четкие критерии, позволяющие оценить характер течения патологии, в том числе при хронической эмпиеме плевры, что и обусловливает актуальность нашего исследования [7].
Цель. Определить закономерность изменений кристаллографической картины плеврального экссудата в диагностике хронической эмпиемы плевры.
Материал и методы. Объектом экспериментального исследования стали 360 белых половозрелых нелинейных крыс массой 180-210 г. Все животные содержались в стандартных условиях вивария Пятигорского медико-фармацевтического института - филиала ФГБОУ ВО ВолгГМУ Минздрава России согласно с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных». Исследование с лабораторными животными проводили в соответствии с протоколом исследований, которые не противоречили Хельсинкской декларации 2000 г. о гуманном отношении к животным.
Исследование проводилось в два этапа: моделирование хронической эмпиемы плевры и биологическое стимулирование адгезиогенеза с использованием авторских методик. После моделирования хронической ЭП все животные были разделены на экспериментальные группы по 90 особой в каждой: контрольную группу и 3 группы с биологическим потенцированием адгезиогенеза. В I группе (контроль) животным лечение не проводилось, в остаточную плевральную полость вводили 1,0 мл стерильного физиологического раствора; животным II группы в плевральную полость вводили плазму, обогащенную тромбоцитами (PRP-технологии); в III группе использовали аутологичную жировую ткань; в IV группе применяли сочетанное введение PRP-технологии и жировой ткани (липофилинг). Выведение животных из эксперимента осуществляли на 10, 20 и 30 сут от начала второго этапа.
Кристаллографическое исследование
проведено в качестве интегральной оценки свойств плевральной жидкости. Нами была использована авторская методика приготовления нативных препаратов фаций экссудата, полученных из остаточной плевральной полости
экспериментальных животных, путем
раскапывания на чистое сухое обезжиренное предметное стекло в объеме 10 мкл [8]. Препараты высушивали в течение 24 часов. После этого анализировали тип кристаллической решетки фаций для определения структурно-пространственной организации экссудата. Морфометрическое исследование проводили с помощью программы LAS Version 4.2.7. При морфометрии оценивали толщину центральной и периферической зон фаций, степень ветвления кристаллов и диаметр капли. Полученные данные использовали для вычисления коэффициента плевральной жидкости по формуле: K=OT3)*(CBK)/(Tro)*CT), где ТЦЗ - толщина центральной зоны фации в мкм; ТПЗ - толщина периферической зоны фации в мкм; СВК - степень ветвления кристаллов, ед.; Д- диаметр капли на стекле, мм. Коэффициент кристаллизации
используется в дифференциальной диагностике этиологии эмпиемы, при К >1,0 диагностируется рак легкого, коэффициент 0,1 -1,0 свидетельствует о специфической этиологии (туберкулез), при коэффициенте больше <0,1 диагностируется неспецифическая этиология эмпиемы.
Для статистической обработки полученных данных использовали программные пакеты EXEL 7.0 (Microsoft, USA). Для анализа вида распределения полученных результатов использовали критерий Колмогорова-Смирнова. Достоверность данных с нормальным распределением оценивали с помощью параметрического t-критерия Стьюдента. Различия считали достоверными при p<0,05.
Результаты исследования. В результате кристаллографического исследования фаций экссудата, полученного из остаточной плевральной полости животных при хронической эмпиеме плевры, было установлено, что нарушение структурно-пространственной организации фаций присутствовало во всех группах за исключением опытной с сочетанным использованием плазмы, обогащенной тромбоцитами, и аутологичной жировой ткани.
На 10 сут эксперимента в контрольной группе отсутствовала зональность фаций, что говорит о незавершённом типе кристаллизации. В центральной части фаций определялись кристаллы неоднородной формы, не имеющие строгой организации. При морфометрии толщина центральной зоны составила 1088,6±10,2 мкм, а периферической - 11,4±0,8 мкм. Кристаллическая решетка фаций во II группе (PRP-технология) имела незавершенный тип с нечеткой границей между зонами и наличием патологических кристаллов по всему полю зрения. Скопление древовидных кристаллов с небольшим количеством ответвлений определялось в центральной части нативного препарата. При этом толщина центральной части составила 1113,5±18,4 мкм, а краевой - 86,5±15,8 мкм.
В группе с использованием липофилинга (III) тип кристаллической решетки был по-прежнему незавершенным, не смотря на наличие границ между центральной (837,1±25,2 мкм) и периферической зонами (162,9±14,9 мкм), так как древовидные кристаллы центральной части имели небольшое количество ветвлений, а патологические кристаллы располагались равномерно по всей окружности. В краевой зоне определялись характерные трещины с наличием взаимопереходов на центральную часть. В IV группе на этом сроке определялось четкое разделение на зоны, с наличием кристаллов древовидной формы в центральной части (906,8±19,8 мкм) и отложения белковых структур по типу линий Вальнера в краевой зоне. Стоит отметить, что толщина краевой зоны в этой группе была в 16,9 раза больше, чем в группе контроля на этом сроке, что составило 193,2±12,5 мкм (рис. 1).
Рисунок 1 - Кристаллографическая картина хронической эмпиемы плевры в группах экспериментальных группах на 10 сут. А - 10 сут НК; Б - 10 сут PRP; В - 10 сут жир; Г- 10 сут PRP+жир.
На 20 сут эксперимента завершенный тип кристаллической решетки выявлялся только у животных IV группы, в то время как остальные образцы имели незавершенный тип кристаллизации, характеризующаяся отсутствием четких границ между центральной и краевой зонами, а также наличием патологических кристаллов. При этом происходило уменьшение объема краевой зоны, что указывало на белковый дисбаланс. Напротив, в группе с сочетанным потенцированием адгезиогенеза краевая зона имела типичное растрескивание с формированием ячеек,
внутри которых определялись структуры округлой формы со светлыми ядрами (рис. 2).
По результатам морфометрического исследования в контрольной группе толщина периферической части составила 33,5±8,6 мкм, при изолированном применении плазмы, обогащенной тромбоцитами, - 72,9±10,1 мкм, при липофилинге -138,2±15,7 мкм, при сочетанном потенцировании адгезиогенеза - 193,2±25,1 мкм. Толщина центральной части составила 1166,5±25,4 мкм в контрольной группе, 1027,1±18,1 мкм - во II группе, 1061,8±28,1 мкм - в III группе и 801,6±17,9 мкм - в IV группе.
Рисунок 2 - Кристаллографическая картина хронической эмпиемы плевры в группах экспериментальных группах на 20 сут. А - 20 сут НК; Б - 20 сут РЯР; В - 20 сут жир; Г- 20 сут РЯР+жир.
К концу эксперимента в контрольной группе и при изолированном применении плазмы, обогащенной тромбоцитами, сохранялось отсутствие четких границ между зонами фаций. Множество паутинных кристаллов заполняли центральную часть препарата, среди которых определялись кристаллы неправильной формы. При этом трещины достигали центра фации, придавая ей ячеистый вид. Толщина периферической части в контроле составила 27,3±4,2 мкм, при PRP - 83,1±6,5 мкм, центральной - 1072,7±10,8 мкм и 1016,9±12,9 мкм соответственно.
В остальных экспериментальных группах определялся завершенный тип кристаллизации с
максимально положительным результатов в IV опытной группе, где центральная часть была заполнена ориентированными древовидными кристаллами с 3 и более ветвлениями, отходящими под острым углом. По периферии определялись трещины в виде ячеек с наличием белковых структур в виде «крыльев бабочки» с белыми ядрами внутри. По результатам
морфометрического исследования толщина краевой зоны в группе с изолированным использованием аутологичной жировой взвеси составила 183,5±17,2 мкм, толщина центральной зоны - 1016,5±17,5 мкм.
Рисунок 3 - Кристаллографическая картина хр
группах на 30 сут. А - 30 сут НК; Б - 30 сут РЯР; В - 30 сут жир; Г- 30 сут РЯР+жир.
Полученные данные морфометрического исследования были использованы для расчета коэффициента (К), в результате чего К варьировал от 0,01 с наибольшим значением в контрольной группе (0,09) и не превышал 0,1. Согласно данным такой коэффициент обозначает наличие воспалительного процесса неспецифической этиологии, что является вполне логичным, т.к. моделирование хронической эмпиемы плевры осуществлялось путем введения в плевральную полость Е.соИ.
Выводы. Таким образом, применение кристаллографического метода для диагностики хронической эмпиемы плевры считается обоснованным, так как в ходе эксперимента было продемонстрировало не только нарушение структурно-пространственной организации фаций на разных сроках с наибольшей выраженностью в группе контроля, где лечение не проводилось. Но и установлена этиология патологического процесса в результате вычисления коэффициента, согласно которому диагностировался плеврит
неспецифической этиологии.
Список литературы
1. Андюшкин А.И. Кристаллография биологических жидкостей (обзор литературы) / А.И. Андюшкин, С.П. Сапожников, А.В. Карпунина // Вестник Чувашского университета. -2013. - № 3. - С.355-359.
2. Трубникова Л.И. Особенности краевой дегидратации фолликулярной жидкости у пациенток программы ЭКО и ПЭ с эндокринными нарушениями / Л.И. Трубникова, А.В. Самойлова, О.А., В.Д. Таджиева, М.Л. Албутова, О.А. Маринова, С.Г. Милаев, // Ульяновский медико-биологический журнал. - 2019. - № 2. - С. 23-33.
3. Сулейманова Н.Л. Сравнительный анализ образования кристаллов в высыхающей капле в норме и при патологии / Н.Л. Сулейманова, Е.С. Агеева, Т.Р. Кораблева // Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. - 2019. - Т. 11, № 5-2. - с. 134-139.
4. Крашенинников В.Р. Алгоритмы обнаружения маркёров на фациях биологических жидкостей человека / В.Р. Крашенинников, О.Е. Маленова, А.С. Яшина // Информационные технологии и нанотехнологии. - 2017. - С. 655-662.
5. Запорожченко И.В. Кристаллография биологических жидкостей / И.В.Запорожченко, Е.Д.Тончева, Д.М.Король, Л.С.Коробейников, М.А.Рамусь, О.Д.Оджубейская, Р.В.Козак // Стоматологическая наука и практика. - 2015. - № 5 (10). - С. 45-52.
6. Шабалин В.Н. Кристаллические структуры крови в норме и при патологии. Методические рекомендации. - М, 1992. -15 с.
7. Плаксин С.А. Диагностика злокачественных плевральных выпотов с использованием сверхточных нейронный сетей с помощью морфометрического анализа изображений фаций плеврального экссудата / С.А. Плаксин, Л.И. Фаршатова, И.В. Веселов, Е.Б. Замятина // Хирургия (Москва). - 2020. - №5. - С.42-48. doi:10.17116/hirurgia202005142
8. Калашников, А.В. Способ дифференциальной диагностики экссудативных плевритов туберкулезной этиологии с использованием клиновидной дегидратации плевральной жидкости / А.В. Калашников, С.А. Калашникова, А.Н. Горячев / Патент на изобретение RUS 2566719 22.07.2013.
О ВОЗМОЖНОСТИ РЕДАКТИРОВАНИЕ ГЕНОМА ФОТОСИНТЕЗА «МАЛАТНЫХ» ФОРМ С4 -_РАСТЕНИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ В НИХ КАЧЕСТВА БЕЛКА._
РР1: 10.31618/Б8и.2413-9335.2020.5.77.988
Магомедов И.М.
Доктор биологических наук, профессор, Академик РАЕ. ООО «Амарант-Про».
Санкт-Петербург. Россия.
АННОТАЦИЯ
В работе предлагается использовать геномное редактирование фотосинтеза для повышения качества белка в «малатных» видах С4 - растений. ANNOTATION
The paper suggests using genomic editing of photosynthesis to improve the quality of protein in" malate " C4 - plant species.
Ключевые слова. Фотосинтез С4 - растений, качество белка, редактирование генома. Key word. Photosynthesis of C4 - plants, protein quality, genome editing
За последнее 100 лет человек стал значительно более самодостаточным и способным себя обеспечить. Продолжительность жизни увеличилась, особенно ее качество. Это свидетельствует о том, что человек постепенно становится менее зависимым от природы, то есть происходит увеличение вклада автотрофности в его жизнеобеспечение. В 21 веке перед человечеством
стоят огромные задачи по обеспечению продуктами питания населения планеты, численность которого значительно возросла. Прогнозы показывают, что обеспечение продовольствием населения Земли в 9,1 миллиарда человек в период между 2005 и 2050 годами потребует роста общего производства продовольствия на 70% . Необходимо производить
