Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Февраля 2013 в 11:06, диссертация
Целью исследования являлось определение информативной ценности ретикулоцитарных и эритроцитарных показателей гемограммы, а также обоснование алгоритмов их эффективного использования в системе дифференцированной оценки функционального состояния эритропоэза у лиц, занимающихся и не занимающихся спортом.
Задачи исследования:
1. Определить особенности варьирования ретикулоцитарных показателей в популяциях здоровых молодых людей, занимающихся и не занимающихся спортом, в том числе с позиции выявления возможной скрытой ингибиции эритропоэза у высококвалифицированных атлетов.
2. Установить информативную значимость ретикулоцитарных и эритроцитарных показателей в системе дифференцированной оценки отдельных функциональных состояний эритропоэза.
3. Выявить особенности внутри- и межсистемных взаимосвязей основных ретикулоцитарных, эритроцитарных, а также избранных биохимических показателей при отдельных функциональных состояниях эритропоэза.
4. Обосновать и разработать модели и алгоритмы эффективного использования ретикулоцитарных и эритроцитарных показателей в целях: а) дифференциации различных функциональных состояний эритропоэза; б) выявления определенных физиологических закономерностей функционирования периферического звена эритрона в условиях восполнения дефицита железа; в) прогнозирования изменений данных показателей при восполнении дефицита железа.
Список сокращений ………………………………………………….5
Введение …………………………………………………………………..7
Глава 1. РЕТИКУЛОЦИТАРНЫЕ И ЭРИТРОЦИТАРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЯХ ЭРИТРОПОЭЗА (обзор литературы)…………………….14
1.1. Функциональное состояние эритропоэза при различных вариантах дефицита железа…………………………………14
1.2. Диагностические возможности ретикулоцитарных показателей…20
1.3. Диагностические возможности эритроцитарных показателей……25
1.4. Функциональное состояние эритропоэза у спортсменов, тренирующихся на выносливость……………29
1.5. Современные методы структуризации информации в системе оценки функционального состояния эритропоэза……………………...36
1.6. Заключение…………………………………………………………...39
Глава 2. МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ……………..40
2.1. Методы анализа ретикулоцитарных и эритроцитарных показателей ………………………………………40
2.2. Методы анализа избранных биохимических параметров…………42
2.3. Математический аппарат анализа…………………………………..43
2.4. Организация исследований………………………………………….46
Глава 3. Ретикулоцитарные и эритроцитарные показатели в системе дифференцированной оценки эритропоэза………………48
3.1. Предпосылки………………………………………………………….48
3.2. Нормальные величины ретикулоцитарных показателей у здоровых лиц молодого возраста………………………50
3.3. Ретикулоцитарные и эритроцитарные показатели у атлетов высокой квалификации, специализирующихся в видах спорта, направленных на преимущественное развитие выносливости (гребля на байдарках и каноэ, бег на средние и длинные дистанции)……. дистанции)………………………………………………………60
3.4. Ретикулоцитарные и эритроцитарные показатели при скрининге латентного дефицита железа……………………76
3.5. Ретикулоцитарные и эритроцитарные показатели в системе дифференцированной оценки эритропоэза в условиях манифестного истинного и перераспределительного дефицита железа……………….90
3.6. Заключение…………………………………………………………...112
Глава 4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЭРИТРОПОЭЗА НА ОСНОВЕ ЗНАЧЕНИЙ РЕТИКУЛОЦИТАРНЫХ И ЭРИТРОЦИТАРНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ….........................................................................117
4.1. Предпосылки…………………………………………………………117
4.2. Обоснование математической модели анализа изменений ретикулоцитарных и эритроцитарных показателей в условиях восполнения дефицита железа…………………………………………...118
4.2.1. Теоретические предпосылки моделирования ………………...118
4.2.2. Обоснование математической модели…………………………119
4.2.3. Исследование процесса восполнения дефицита железа с помощью S-функции…………………………126
4.2.4. Прогнозирование эффективности восполнения дефицита железа с помощью S-функции………137
4.3. Обоснование алгоритма вероятностной оценки функционального состояния эритропоэза…………………156
4.3.1. Теоретические предпосылки вероятностной диагностики…..156
4.3.2. Вероятностный алгоритм в системе дифференцированной оценки функционального состояния эритропоэза…………………...157
4.4. Заключение……………………………………………………….......169
Заключение ……………………………………………………………...173
Выводы….………………………………………………………………….180
Практические рекомендации …………………………………….182
Литература ……………………………………………………………….184
3.4. Ретикулоцитарные
и эритроцитарные показатели
при скрининге латентного
Для данного этапа исследования были отобраны гемограммы лиц 18-40 лет с нормальным уровнем гемоглобина (HGB≥12,0 г/дл у женщин и HGB≥13,0 г/дл у мужчин). При этом концентрация сывороточного ферритина, равная 20 нг/мл, была выбрана как точка отсчета, разграничивающая начальную стадию дефицита железа и физиологический эритропоэз. Таким образом, были сформированы выборки латентного дефицита железа (основная группа) и физиологического эритропоэза (контрольная группа).
Таблица 13 демонстрирует частоту распределения концентрации гемоглобина в выборке латентного дефицита железа в пошаговом интервале 0,4 г/дл. При этом следует отметить, что сумма – это итоговое количество случаев латентного дефицита железа в предыдущих интервалах (включая данный диапазон) значений концентрации гемоглобина. Суммарный процент – это итоговый процент гемограмм с латентным дефицитом в предыдущих интервалах значений концентрации гемоглобина.
Таблица 13
Частотная таблица значений HGB при латентном дефиците железа
Интервал значений HGB, г/дл |
Количество случаев в интервале |
Сумма |
Процент в интервале значений |
Суммар-ный процент | |
муж. |
жен. | ||||
12,0-12,4 |
0 |
30 |
30 |
58,8 |
58,8 |
12,5-12,9 |
0 |
12 |
12 |
19,6 |
78,4 |
13,0-13,4 |
0 |
6 |
6 |
11,8 |
90,2 |
13,5-13,9 |
1 |
0 |
1 |
2,4 |
92,6 |
14,0-14,4 |
1 |
0 |
1 |
2,4 |
95,1 |
14,5-14,9 |
1 |
0 |
1 |
2,4 |
97,6 |
15,0-15,4 |
1 |
0 |
1 |
2,4 |
100 |
Примечание: муж. – мужчины, жен. – женщины.
Как следует из таблицы 13, интервал значений концентрации гемоглобина 12,0-12,4 г/дл соответствует наибольшему количеству случаев латентного дефицита железа, а именно, 58,8%. В интервале же значений концентрации гемоглобина 12,0-13,4 г/дл зарегистрировано абсолютное большинство случаев дефицита запасов железа - 94,1%. При повторных измерениях и отсутствии признаков воспалительного процесса у трех молодых мужчин с уровнем гемоглобина и гематокрита, составлявшим соответственно 14,4 г/дл и 41,3%, 14,9 г/дл и 42,7%, 15,1 г/дл и 40,5%, верифицирован латентный дефицит железа, что в сумме составило 7,2% случаев в общей выборке. Важно отметить, что вышеуказанные значения показателей HGB и HCT не принято относить к пограничным, а, значит, требующим дополнительных исследований на наличие начальной стадии дефицита железа. Следовательно, нельзя исключить вероятность латентного дефицита железа и при уровне гемоглобина 14,0 г/дл-15,1 г/дл.
Далее нами был проанализирован полный комплекс значений показателей красной крови и избранных маркеров метаболизма железа, а также их изменений на фоне латентного дефицита (табл. 14, 15). При этом референтные интервалы представлены согласно данным фирмы-производителя для используемого метода.
Таблица 14
Значения лабораторных показателей при латентном дефиците железа
Показатели |
Латентный дефицит железа X ±Erx (Sd) |
Контрольная группа
X ±Erx (Sd) |
p |
RBC, (10¹²/л) |
4,53 ± 0,04 (0,29) |
4,49 ± 0,06 (0,43) |
> 0,05 |
HGB, (г/дл) |
12,6 ± 0,09 (0,7) |
13,4 ± 0,16 (1,3) |
< 0,001 |
HCT, (%) |
35,8 ± 0,29 (2,1) |
37,8 ± 0,52 (4,1) |
< 0,001 |
MCV, (фл) |
79,1 ± 0,55 (4,0) |
83,9 ± 0,36 (2,8) |
< 0,001 |
MCH, (пг) |
27,9 ± 0,20 (1,4) |
29,7 ± 0,10 (0,9) |
< 0,001 |
MCHC, (г/дл) |
35,2 ± 0,15 (1,1) |
35,3 ± 0,20 (1,6) |
> 0,05 |
RDW, (%) |
13,9 ± 0,22 (1,6) |
13,2 ± 0,09 (0,8) |
< 0,05 |
Ret% |
0,72 ± 0,04 (0,27) |
0,87 ± 0,04 (0,28) |
< 0,05 |
Ret #, (10¹²/л) |
0,030 ± 0,001 (0,013) |
0,038 ± 0,001 (0,015) |
< 0,05 |
IRF, (%) |
4,9 ± 0,48 (3,4) |
3,8 ± 0,25 (2,0) |
< 0,05 |
LFR, (%) |
95,2 ± 0,48 (3,4) |
96,2 ± 0,25 (2,0) |
< 0,05 |
MFR, (%) |
4,5 ± 0,41 (3,0) |
3,5 ± 0,24 (1,9) |
< 0,05 |
HFR, (%) |
0,29 ± 0,06 (0,41) |
0,21 ± 0,03 (0,23) |
> 0,05 |
Ret-He, (пг) |
27,4 ± 0,23 (1,6) |
30,8 ± 0,18 (1,4) |
< 0,001 |
СЖ, мкмоль/л |
10,6 ± 1,41 (5,5) |
14,5 ± 1,47 (5,3) |
> 0,05 |
СФ, нг/мл |
12,1 ± 0,69 (4,9) |
73,5 ± 8,4 (48,2) |
< 0,001 |
Таблица 15
Изменения лабораторных показателей при латентном дефиците железа
Параметры |
Референтный интервал |
N (%) |
↑ (%) |
↓ (%) |
RBC, 10¹²/л |
3,5-5,5 |
100 |
0 |
0 |
HGB, г/дл |
12,0-17,0 |
100 |
0 |
0 |
HCT, % |
32,5-49,5 |
98 |
0 |
2 |
MCV, фл |
80-100 |
45,1 |
0 |
54,9 |
MCH, пг |
27-34 |
72,5 |
0 |
27,5 |
MCHC, г/дл |
32-36 |
100 |
0 |
0 |
RDW, % |
11,5-14,5 |
80,4 |
19,6 |
0 |
Ret% |
0,6-2,00 |
60,8 |
0 |
39,2 |
Ret #, 10¹²/л |
0,02-0,09 |
86,3 |
0 |
13,7 |
IRF%, % |
2,0-17,0 |
82,3 |
2 |
15,7 |
LFR%, % |
88-98 |
84,3 |
11,8 |
3,9 |
MFR%, % |
1,8-13,0 |
82,3 |
2 |
15,7 |
HFR%, % |
0,00-2,00 |
100 |
0 |
0 |
Ret-He, пг |
28-33 |
29,4 |
0 |
70,6 |
СЖ, мкмоль/л |
8,0-30,0 |
94,1 |
0 |
5,9 |
СФ, нг/мл |
20-200 |
0 |
0 |
100 |
Примечание: N - норма, ↑- повышенный уровень, ↓- пониженный уровень.
Согласно результатам статистического анализа, зарегистрирована принадлежность к генеральной совокупности с “нормальным” распределением выборок следующих параметров гемограмм с латентным дефицитом железа: RBC, HCT, MCV, MCH, MCHC, Ret%, MFR% и Ret-He. Варьирование остальных анализируемых показателей отличалось от “нормального”, поэтому, в зависимости от свойств распределений, оценка достоверности различий базировалась как на критериях параметрической, так и непараметрической статистики.
Анализ данных таблиц 14, 15 показал, что только в 5,9% случаев латентного дефицита концентрация сывороточного железа принимала значения ниже референтных. Сравнительное исследование продемонстрировало отсутствие статистически значимых различий в концентрации сывороточного железа основной и контрольной группы, что согласуется с литературными данными (С.А. Луговская и др., 2006). Снижение концентрации сывороточного ферритина до значений 12,1 ± 0,69 нг/мл у лиц с латентным дефицитом железа указывало на истощение фондов запасов железа. Различия в концентрации СФ по сравнению с контрольной группой расценены как статистически значимые (p < 0,001).
Что касается значений эритроцитарных показателей, то, согласно полученным данным, в двух группах сравнения количество эритроцитов и средняя концентрация гемоглобина в эритроците статистически значимо не различались. По сравнению с аналогичными показателями контрольной группы, в выборке с начальной стадией дефицита железа обнаружено статистически значимое снижение значений следующих эритроцитарных параметров: гемоглобина до 12,6 ± 0,09 г/дл, гематокрита до 35,8 ± 0,29 %, среднего объема эритроцитов до 79,1 ± 0,55 фл, среднего содержания гемоглобина в эритроците до 27,9 ± 0,20 пг. Индивидуальный анализ показал, что значения HCT, MCV и MCH снижены по сравнению с референтными у 2%, 54,9% и 27,5% лиц с латентным дефицитом железа соответственно. Значение показателя RDW статистически значимо различалось в обеих группах, причем у 19,6% лиц с латентным дефицитом железа превышало референтные значения. Таким образом, можно констатировать, что у выборки с латентным дефицитом железа имеют место сопутствующие изменения эритроцитарных показателей, при этом число случаев их выхода за пределы нормальных значений составляет около 50%.
В соответствии с данными таблицы 14, установлено статистически значимое уменьшение относительного количества ретикулоцитов до 0,72 ± 0,04% и абсолютного количества ретикулоцитов до 0,030 ± 0,001х1012/л в выборке латентного дефицита железа. При этом отмечено, что Ret% и Ret# принимали значения ниже референтных в 39,2% и 13,7% случаев соответственно.
На рисунке 9 представлены гистограммы распределений относительного количества ретикулоцитов в условиях латентного дефицита железа и физиологического эритропоэза.
1-латентный дефицит железа, 2-контрольная группа
Рис. 9. Гистограммы распределения значений относительного количества ретикулоцитов в условиях латентного дефицита железа и физиологического эритропоэза
Гистограммы показателя Ret% обеих выборок значительно перекрываются (рис. 9). При этом распределение, соответствующее латентному дефициту железа, имеет выраженную левостороннюю асимметрию, что указывает на увеличение вероятности наличия данного функционального состояния в области низких значений показателя. Диапазон варьирования Ret% контрольной группы имеет бимодальный характер с локальными максимумами при Ret% 0,8% и Ret% 1,4%.
Установлено, что в области значений Ret% 0,2-0,5% имеет место 4 случая физиологического эритропоэза и 13 случаев латентного дефицита железа. При Ret% большем или равным 0,5% вероятность латентного дефицита железа составляет 76,5%. Значение Ret%, равное 0,5%, можно считать предварительным критерием начальной стадии дефицита железа при нормальном уровне гемоглобина.
Диапазону относительного количества ретикулоцитов 0,2-0,5% соответствовал интервал значений абсолютного количества ретикулоцитов 0,01- 0,02х1012/л, причем только в 53% случаев показатель Ret# принимал значение меньше референтных, а именно, 0,01х1012/л. Так как нижняя граница нормальных значений содержания ретикулоцитов составляет 0,2%, или 0,02х1012/л (О.А. Дягилева и др., 2000; С.М. Коленкин, 2003; А.А. Кишкун, 2007), то, исходя из традиционных нормативов, Ret% более специфично, чем Ret#, отражает латентный дефицит железа.
Установлено, что в выборке латентного дефицита железа достоверно увеличено количество незрелых ретикулоцитов до 4,9±0,48%. При этом в 15,7 и 2% случаев IRF% принимало значение ниже нормативных или выше референтных величин соотвественно. Рисунок 10 демонстрирует характер варьирования IRF% в сравниваемых выборках.
1-латентный дефицит железа, 2-контрольная группа
Рис. 10. Гистограммы распределения значений количества незрелых ретикулоцитов в условиях латентного дефицита железа и физиологического эритропоэза
Как следует из рисунка 10, при значении IRF%=6% вероятность латентного дефицита железа в 1,5 раза ниже физиологического эритропоэза, а в интервале IRF% от 8 до 10% - в 2 раза выше. При этом в диапазоне значений IRF% от 12 до 20% вероятность физиологического эритропоэза близка к нулю.
Согласно данным индивидуального анализа, при IRF%≥8% вероятность латентного дефицита железа составляет 80%. Следовательно, при нормальном уровне гемоглобина тенденция к увеличению количества ретикулоцитов незрелых фракций может указывать на скрытый дефицит запасов железа. Однако следует иметь в виду, что показатель IRF%, несмотря на высокую чувствительность к тканевой гипоксии, обладает низкой специфичностью, что опосредовано мультифакторностью “кислородного голодания” тканей (Н.И. Стуклов, 2004).