CC BY
51
структурно-функциональные изменения эритроцитарной системы при бронхиальной астме у детей
Глазова Т. Г.1*, кандидат медицинских наук,
Рывкин А. И.1, доктор медицинских наук,
Побединская Н. С.1, доктор медицинских наук,
Ларюшкина Р. М.1, доктор медицинских наук,
Горохова Р. Е.2,
Филина И. В.2,
Соколова Т. Б.2
1 ГБОУ ВПО «Ивановская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России,
153012, г. Иваново, просп. Ф. Энгельса, д. 8
2 ОГУЗ «Ивановская областная клиническая больница», 153040, г. Иваново, ул. Любимова, д. 1
РЕЗЮМЕ У 116 детей, страдающих бронхиальной астмой, в различные периоды патологического процесса изучено состояние эритроцитарной системы (средний объем и диаметр эритроцита, среднее содержание и концентрация гемоглобина и нитрит-ионов в эритроците, цитоархитектоника, суточный эритропоэз, гемолиз и продолжительность жизни, способность к деформации и агрегационная активность эритроцитов). Выявлены отклонения морфофункциональных характеристик кровяных телец, детерминированные периодом и степенью тяжести заболевания.
Ключевые слова: бронхиальная астма, дети, эритроциты, гемолиз, эритропоэз, агрегация.
* Ответственный за переписку (corresponding author): e-mail: [email protected]
Лечение бронхиальной астмы (БА), занимающей одно из первых мест в структуре бронхолегочной патологии у детей, остается одной из самых актуальных проблем педиатрии [1, 4, 7]. В патогенезе воспаления при астме особую роль играют эритроциты, чья полифункциональность позволяет считать перспективным изучение не только процессов их метаболизма, но и механизмов патогенетического управления интенсивностью экстремального реагирования эритрона и адаптации к гипоксии.
Цель исследования - раскрыть характер морфофункциональных изменений красных клеток крови и их роль в формировании компенсаторноприспособительных и дезадаптационных реакций при БА у детей.
материал и методы
Обследовано 116 детей с БА в возрасте 8-14 лет, контрольную группу составили 15 здоровых детей того же возрастного диапазона.
Средний объем (MCV) и диаметр эритроцита периферической крови, среднее содержание (MCH) и средняя концентрация гемоглобина в эритроците (MCHC) определялись с помощью гематологического счетчика «Gobas Micros 18» («Roche»).
Поверхностная цитоархитектоника эритроцитов исследовалась с помощью фазово-контрастной микроскопии [3].
Суточный гемолиз и эритропоэз, а также средняя продолжительность жизни эритроцитов оценивались методом подсчета созревания ретикулоци-
STRUCTURAL FUNCTIONAL ALTERATIONS OP ERYTHROCYTIC SYSTEM IN BRONCHIAL ASTMA IN CHILDREN
Glazova T. G., Ryvkin A. I., Pobedinskaya N. S., Lariushkina R. M., Gorokhova R. E., Filina I. V., Sokolova T. B.
ABSTRACT Erythrocytic system status (erythrocyte average volume and diameter, average content and hemoglobin and nitrite- ions concentration in erythrocyte, cytoarchitectonics, daily erythropoesis, hemolysis and vital duration, deformability and aggregative activity of erythrocytes) was studied in 116 children with bronchial asthma in different periods of pathological process. Deviations of morphofunctional characteristics of blood cells were revealed; these deviations were determined by period and degree of the disease severity.
Key words: bronchial asthma, children, erythrocytes, hemolysis, erythropoesis, aggregation.
тов в единицу времени с последующим математическим расчетом показателей [5].
О функциональной активности красных клеток крови судили по их способности к деформации, которую устанавливали фильтрационным методом [9] в модификации P. P. Шиляева с соавт. (1992) [2], а также по агрегационной активности (показатель агрегации - ПА, средний размер агрегата - СРА, процент неагрегированных эритроцитов - ПНЭ), которая изучалась прямым оптическим методом.
Уровень нитрит-ионов в красных клетках крови определялся методом Д. Скуп, Д. Уэст (1979) [8].
Показатели газового состава и кислотно-основного состояния капиллярной крови исследовали на аппарате «Radiometer ABL-50» (Дания).
Оценка функции внешнего дыхания проводилась методом компьютерной спирометрии на приборе «Spirosift-3000».
Статистическая обработка данных выполнялась методом вариационной статистики с применением t-критерия Стьюдента.
результаты и обсуждение
Возраст 74,3% обследованных составил 11-14 лет, 25,7% детей - 6-10 лет. Среднетяжёлая БА наблюдалась у 76,1% больных, лёгкая - у 10,6%, тяжёлая - у 13,3%.
В ходе проведенного исследования у детей с БА зарегистрирован комплекс морфофункциональных изменений эритроцитарной системы крови, детерминированный периодом и степенью тяжести заболевания.
В периоде обострения бронхиальной астмы на фоне выраженных обструктивных нарушений (объем форсированного выдоха (ОФВ1) - 65,1 ± 1,9%; максимальная объемная скорость (МОС75) - 73,1 ± 3,7%) отмечено снижение среднего диаметра эритроцита (6,95 ± 0,04 мкм) при сохранении среднего объема клетки в референтном диапазоне значений (MCV - 85,7 ± 1,2 мм3) (в контроле - 7,3 ± 0,02 мкм и 83,7 ± 0,8 мм3 соответственно), что свидетельствовало о развитии микро- и сфероцитоза.
При анализе эритроцитарной гистограммы в периоде обострения БА зафиксировано увеличение коэффициента вариации эритроцитометрической кривой (RDW - 18,2 ± 0,9%) со сдвигом влево, превышающее в 1,2 раза контрольные значения (13,0 ± 1,5%) и свидетельствующее о развитии анизоцитоза с преобладанием микроцитарных популяций клеток.
В периоде обострения наблюдались изменения поверхностной цитоархитектоники эритроцитов. Так, на фоне снижения количества дис-коцитов (70,1 ± 1,1%) отмечено достоверное (р < 0,05) увеличение содержания стоматоцитов (10,1 ± 0,6%) и дегенеративных форм клеток (3,4 ± 0,2%) в сравнении с контролем (соответственно 83,0 ±1,4; 4,8 ± 0,4; 2,2 ± 0,5; 2,5 ± 0,1%). Диморфизм красных клеток крови указывает, по-видимому, на глубокие морфофункциональные повреждения и дестабилизацию их мембран, непосредственно влияющие на их функциональную активность.
Это нашло подтверждение в повышении агрега-ционных свойств красных кровяных телец в периоде обострения: увеличение ПА (1,6 ± 0,03), СРА (5,7 ± 0,02 у. е.) и снижение ПНЭ (67,3 ± 1,7%) в сравнении с контролем (ПА - 1,24 ± 0,04; СРА -
5,5 ± 0,06 у. е.; ПНЭ - 78,8 ± 2,6%). При анализе деформируемости эритроцитов как интегративной морфофункциональной характеристики клеток выявлено значительное ее снижение (ПД - 0,13 ± 0,002 у. е.) по сравнению с контролем (0,15 ± 0,001 у. е.).
Первоочередным звеном в регуляции газотранспортной функции крови является гемоглобинообразующая система эритроцитов. При обострении БА не установлено существенных изменений среднего содержания (MCH - 28,4 ± 1,6 пг) и средней концентрации гемоглобина в эритроцитах (MCHC - 32,9 ± 0,2 г/дл) в сравнении с контролем (MCH - 30,5 ± 2,5 пг; MCHC - 33,4 ± 3,1 г/дл).
Устойчивость системы сохранения молекулы гемоглобина свидетельствует о ее защитной функции (сохранение специфических функций эритроцита в условиях гипоксии [3]) и отражает компенсаторно-приспособительный характер указанных сдвигов.
Однако морфологически деформированные эритроциты, являясь функционально несостоятельными, не могут обеспечить эффективное функционирование адаптивных механизмов эрит-роцитарной системы, направленных на нивелиро-ваниегипоксиииулучшениегемотканевойперфузии (рО2 - 75,9 ± 1,9 мм рт. ст., sО2 - 86,2 ± 0,5%).
При анализе пролиферативной активности красных клеток крови обнаружено, что эритрокине-тические сдвиги в периоде обострения заболевания носили разнонаправленный характер: суточный гемолиз (205 055 ± 28 661 кл./сут) превышал эритропоэз (120 200 ± 5 619 кл./сут), а длительность жизни эритроцитов уменьшилась до 56,2 ± 5,8 дня. Эти изменения обусловлены, на наш взгляд, снижением резистентности эритроцитов в условиях преобладания старых деэнерги-
зированных клеток. Наряду с этим биологически активные продукты гемолиза, являясь важным звеном регенерации крови, способствовали росту пролиферативной активности клеток кроветворной системы.
При обострении заболевания отмечено повышение концентрации нитрит-ионов в эритроцитах (0,234 ± 0,0015 ммоль/мл) в сравнении с контролем (0,190 ± 0,001 ммоль/мл).
Таким образом, период обострения БА характеризовался разнонаправленными изменениями морфофункциональной организации эритроцитов. На фоне пароксизмов бронхиальной обструкции наблюдалось усиление агрегационных свойств эритроцитов и снижение их стабильности, накопление микроцитов, сфероцитов, дегенеративных форм клеток, которые, имея пониженную деформируемость, при прохождении через микроциркуляторное русло подвергались гемолизу.
Можно полагать, что изменение морфометрических показателей красных клеток крови (сферуля-ция) отражает адаптивный характер изменений эритроцитов, направленных на увеличение дыхательной поверхности кровяных телец и повышение кислородной емкости крови, что необходимо для поддержания тканевой перфузии на фоне рецидива бронхиальной обструкции.
Выраженность и направленность изучаемых показателей находилась в прямой зависимости от тяжести БА.
Минимальные изменения параметров регистрировались при легкой БА: уменьшение диаметра эритроцитов (6,90 ± 0,05 пкм), количества диско-цитов (69,5 ± 1,2%), увеличение содержания сто-матоцитов (7,3 ± 0,4%) и сферическая трансформация эритроцитов (М^ - 84,1 ± 0,9 пкг) на фоне нормальных значений средней концентрации гемоглобина в эритроците (32,6 ± 0,1 г/дл). Это отражает включение компенсаторно-приспособительных механизмов, направленных на поддержание гомеостатического баланса кислородотранспортной системы (рО2 - до 81,3 ± 3,6 мм рт. ст., рСО2 - 27,4 ± 1,7 мм рт. ст.).
Преобладание эритропоэза (140 733 ± 2 706 кл./сут) над гемолизом (124 514 ± 3 552 кл./сут) также может рассматриваться как компенсаторная реакция эритрона.
Наиболее глубокие изменения в эритроцитарной системе зарегистрированы нами при обострении тяжелой БА. На фоне значительного уменьшения диаметра и объема красных клеток крови (6,5 ± 0,3 мкм; 76,7 ± 1,1 мм3) отмечена тенденция к снижению среднего содержания гемогло-
бина в эритроците (27,0 ± 0,4 пг) в сравнении с контролем (соответственно 7,3 ± 0,02 мкм; 83,7 ± 0,8 мм3; 30,5 ± 2,5 пг), что свидетельствует о перенапряжении и истощении костного мозга в процессе неэффективного эритропоэза при нарастающей гипоксии [3]. Преобладание гемолиза (71 600 ± 4 210 кл./сут) над эритропо-эзом (19 9 600 ± 11 202 кл./сут) и существенное уменьшение продолжительности жизни эритроцитов (23,8 ± 3,2 сут) связано, по-видимому, с поступлением в кровоток неполноценных де-энергезированных эритроцитов с пониженной резистентностью в результате неэффективного, «экстремального» эритропоэза и ускоренного старения красных клеток крови при повышенной нагрузке на них в условиях персистирующей ги-поксемии.
Выраженный гиперагрегационный синдром, достигающий при тяжелой БА максимальных значений (ПА - 1,8 ± 0,03 у. е.; СРА - 5,8 ± 0,04 у. е.; ПНЭ - 66,5 ± 2,2%), поддерживал гипоксию (рО2 - 67,4 ± 2,3 мм рт. ст.; sО2 - 83,9 ± 0,9%; рСО2 - 37,5 ± 1,0 мм рт. ст.) и недостаточную эффективность гемотканевой перфузии.
В периоде ремиссии заболевания направленность изменений исследуемых параметров сохранялась.
При легкой и среднетяжелой БА происходило постепенное выравнивание эритроцитарных характеристик, однако внутриклеточная концентрация N0 оставалась повышенной (0,074 ± 0,002 ммоль/мл).
Сохраняющийся в период ремиссии тяжелой БА выраженный гиперагрегационный синдром (ПД - 0,13 ± 0,002 у. е., ПА - 1,7 ± 0,03 у. е.; СРА -
5,6 ± 0,03 у. е.) усугублял персистирующую артериальную гипоксемию (рО2 - 78,3 ± 3,9 мм рт. ст.), являясь дезадаптивной реакцией, способствующей прогредиентному течению заболевания.
Комплексный анализ коррелятивных связей между маркером активности аллергического воспаления в бронхолегочной системе (оксидом азота) и морфофункциональными эритроцитарными показателями позволил подтвердить патогенетическую значимость количественных изменений большинства исследуемых показателей в механизмах персистенции воспаления при БА.
выводы
1. Развитие БА сопровождается разнонаправленными и сопряженными нарушениями морфофункционального профиля эритроцитов, детерминированными периодом и тяжестью заболевания.
2. Выявленные реакции красных клеток крови в виде микроцитоза, сферуляции, патологической деформируемости и агрегации, измененной клеточной архитектоники и нарушений эритро-
кинетического равновесия, являются одним из патогенетических звеньев механизма персис-тирования хронического воспаления в бронхолегочной системе.
литература
1. Бронхиальная астма / под ред. А. Г. Чучалина : в 2-х т.
- Т. 1. - М. : Агар, 1997.
2. Диагностика нарушений реологических свойств крови, центральной и мозговой гемодинамики у детей грудного возраста с осложненной пневмонией / Р. Р. Шиляев [и др.] // Педиатрия. - 1992. - № 4.
- С. 24-29.
3. Козинец Г. И., Макарова В. А. Исследование системы крови в клинической практике. - М. : Триада-Х, 1998.
4. Лаптев Е. В., Вострикова Е. А. Хрономедицинские особенности неотложных состояний при бронхиальной астме // Бюл. СО РАМН. - 2003. - № 32.
- С. 118-121.
5. Мосягина Е. Н. Эритроцитарное равновесие в норме и патологии. - М. : Гос. изд-во мед. лит-ры, 1962.
6. Национальная программа «Бронхиальная астма у детей. Стратегия лечения и профилактика. - М. : Русский врач, 2006.
7. Руководство по диагностике, лечению и профилактике бронхиальной астмы / под ред. А. Г. Чучалина.
- М., 2005.
8. Скуп Д., Уэст Д. Основы аналитической химии / пер. с англ. - М. : Мир, 1979.
9. Reid H. L. Barnes A. T., Lock P. I. A simple method for measuring rythrocyte deformability // J. Clin. Patol.
- 1976. - Vol. 29, № 9. - Р. 885-858.
