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
Согласно полученным данным, наиболее информативным в плане дифференциации истинного и перераспределительного дефицита железа является показатель ЛССЖ (ROCAREA=0,884, чувствительность 93,2%, специфичность 74,6%).
Таблица 19
Результаты ROC–анализа избранных лабораторных маркеров между истинным и перераспределительным дефицитом железа
Показатели |
Se,% |
Sp, % |
ROCAREA |
SEAREA |
HGB (г/дл) |
69,5 |
58,5 |
0,718 |
0,037 |
HCT (%) |
68,6 |
45,0 |
0,655 |
0,040 |
MCV (фл) |
72,4 |
66,3 |
0,800 |
0,033 |
MCH (пг) |
74,3 |
65,0 |
0,805 |
0,032 |
MCHC (г/дл) |
76,0 |
63,8 |
0,756 |
0,036 |
RDW (%) |
76,9 |
57,1 |
0,718 |
0,040 |
IRF, % |
84,8 |
48,1 |
0,643 |
0,044 |
LFR, % |
83,8 |
49,4 |
0,646 |
0,044 |
MFR, % |
82,9 |
49,4 |
0,642 |
0,045 |
Ret-He, пг |
76,2 |
65,2 |
0,835 |
0,029 |
СЖ, мкмоль/л |
82,6 |
60,3 |
0,804 |
0,037 |
ЛССЖ, мкмоль/л |
93,2 |
74,6 |
0,884 |
0,031 |
Вторым по диагностической ценности признан показатель Ret-He (ROCAREA=0,835, чувствительность 76,2%, специфичность 65,2%) (табл. 19).
Характеристический график содержания гемоглобина в ретикулоцитах представлен на рисунке 17.
Рис. 17. Характеристический график содержания гемоглобина в ретикулоцитах при истинном и перераспределительном дефиците железа (эталонный метод – концентрация сывороточного ферритина 15 нг/мл)
Как продемонстрировано на рисунке 17, операционные характеристики для каждого значения диагностической шкалы находятся значительно выше биссектрисы координатного угла, что указывает на высокую диагностическую ценность показателя среднего содержания гемоглобина в ретикулоцитах. При этом нами было рассчитано оптимальное пороговое значение Ret-He, составляющее 22,6 пг, которое разграничивает истинный и перераспределительный дефицит железа с итоговой вероятностью 70,7%.
Относительно параметра СЖ было установлено, что он достаточно информативен (ROCAREA=0,804), однако, при высокой чувствительности (82,6%) его специфичность составила только 60,3%.
Все остальные анализируемые ретикулоцитарные показатели, согласно результатам ROC–анализа, оказались гораздо менее информативными, чем Ret-He (площадь под характеристической кривой меньше 0,8). В целом, в порядке убывания диагностической значимости, анализируемые параметры расположились следующим образом: LFR% (ROCAREA=0,646, чувствительность 83,8%, специфичность 49,4%); IRF% (ROCAREA=0,643, чувствительность 84,8%, специфичность 48,1%); MFR% (ROCAREA=0,642, чувствительность 82,9%, специфичность 49.4%). При этом в связи с низкой специфичностью Ret%, Ret#, LFR% самостоятельной диагностической ценностью не обладают.
Согласно результатам ROC–анализа, установлена информативность следующих эритроцитарных параметров: MCH (ROCAREA=0,805, чувствительность 74,3%, специфичность 65,0%); MCV (ROCAREA=0,800, чувствительность 72,4%, специфичность 66,3%); MCHC (ROCAREA=0,756, чувствительность 76,0%, специфичность 63,8%); HGB (ROCAREA=0,718, чувствительность 69,5%, специфичность 58,5%); RDW (ROCAREA=0,718, чувствительность 76,5%, специфичность 57,1%); HCT (ROCAREA=0,655, чувствительность 68,69%, специфичность 45.0%) (ROCAREA=0,702, SEAREA=0,049); HCT (ROCAREA=0,660, SEAREA=0,052).
На основании результатов ROC-
Таблица 20
Классификационная матрица
разрешающей способности
Комплекс показателей |
Pd истинного дефицита железа, % |
Pd перераспре- делительного дефицита железа, % |
Итоговое корректное соотношение,% |
MCV, MCH, HGB |
72,3 |
69,1 |
70,1 |
Ret-He, IRF, LFR, MFR, HCB, MCV, MCH |
79 |
71,8 |
76 |
Ret-He, ЛССЖ, СЖ |
92,9 |
72,4 |
84,6 |
ЛССЖ, СЖ |
95,3 |
69,5 |
84,7 |
Ret-He, ЛССЖ |
94,3 |
75 |
86,7 |
Ret-He, ЛССЖ,MCH, MCV |
94,3 |
79 |
88 |
Ret-He, Ret%, Ret#, IRF, LFR, MFR, ЛССЖ, СЖ |
95,3 |
77,2 |
88 |
Как следует из результатов таблицы 20, в зависимости от отдельных составляющих дифференцированная оценка истинного и перераспределительного вариантов дефицита железа возможна с вероятностью от 70,1% до 88%. Наименьшей разрешающей способностью обладает совокупность эритроцитарных показателей, наибольшей – комплекс эритроцитарных, ретикулоцитарных и биохимических маркеров. Сочетание значений содержания гемоглобина в ретикулоцитах и латентной железосвязывающей способности сыворотки крови позволяет разграничить варианты дефицита железа с вероятностью 86,7%.
Необходимо отметить, что с увеличением количества учитываемых показателей, итоговая вероятность возрастает незначительно, в среднем на 12%. Таким образом, используя только ретикулоцитарные и эритроцитарные параметры гемограммы, а именно Ret-He, IRF%, LFR%, MFR%, HCB, MCV, MCH, можно с вероятностью 76% разграничить истинный дефицит железа от перераспределительного.
Рассчитанные нами классификационные уравнения для различения вариантов истинного и перераспределительного дефицита железа (7, 8) имели вид:
DF (истинный дефицит железа) = 0,06 x Ret-He + 96,04 x IRF + 98,25 x LFR + +2,68 x MFR + 0,74 x HGB + 0,64 x MCV - 1,83 x MCH – 4912,85; (7)
DF (перераспределительный дефицит железа) = 0,35 x Ret-He + 96,43 x IRF + + 98,30 x LFR + 2,30 x MFR + 0,50 x HGB + 0,66 x MCV – 1,75 x MCH –
– 3926,4.
Пример: У спортсменки К-а С. (20 лет, гребля на байдарках и каноэ, МСМК) получены следующие результаты гемограммы: количество эритроцитов 3,77х1012/л, уровень гемоглобина 11,4 г/дл, средний объем эритроцитов 83 фл, среднее содержание гемоглобина в эритроцитах 30,2 пг, содержание гемоглобина в ретикулоцитах 30,5 пг, количество незрелых ретикулоцитов 2,9%, количество ретикулоцитов с высокой флуоресценцией 97,1%, количество ретикулоцитов со средней флуоресценцией 2,4%. Подставляя известные значения в системы классификационных уравнений, получаем:
DF (истинный дефицит железа) =5031;
DF (перераспределительный дефицит железа) =5921.
Таким образом, решая
систему классификационных
В целом, разработанная система уравнений позволяет с вероятностью 76% дифференцировать истинный и перераспределительный варианты дефицита железа только на основании ретикулоцитарных и эритроцитарных индексов гемограммы.
3.6. Заключение
При использовании анализатора Sysm
У атлетов мужского и женского пола 18-22 лет, специализирующихся в видах спорта, направленных на развитие выносливости, значения основных гематологических показателей укладываются в референтные диапазоны, присущие популяции в целом. Однако количество незрелых ретикулоцитов и среднее содержание гемоглобина в ретикулоцитах статистически значимо снижено у представителей обоего пола по сравнению с неспортсменами (при p=0,002 и р=0,01 соответственно), что может отражать тенденцию к ингибированию эритропоэза на фоне превышения допустимого объема тренировочных нагрузок.
Установлено, что у спортсменов функциональное состояние эритропоэза может быть различным: физиологическая норма, скрытый дефицит железа, перегрузка железом. При этом латентный дефицит железа нельзя полностью исключить и при уровне HGB от 14,0 до 15,1 г/дл.
У лиц, связанных с
интенсивной мышечной деятельностью,
по сравнению с контрольной
Согласно полученным данным, у лиц, связанных с напряженной мышечной деятельностью, интенсивность эритропоэза отражает абсолютное количество ретикулоцитов. Об этом свидетельствует наличие их статистически значимых положительных взаимосвязей с количеством эритроцитов (r=0,58), концентрацией гемоглобина (r=0,53), уровнем гематокрита (r=0,49). В то же время относительное количество ретикулоцитов связано положительной корреляцией только с количеством эритроцитов (r=0,40), а, следовательно, не отображает в полной мере количественные аспекты эритропоэза у спортсменов.
Выявленная у атлетов
положительная взаимосвязь
Сравнительный анализ показал, что в плане срочного реагирования на скрытый дефицит железа, среднее содержание гемоглобина в ретикулоцитах является самым мобильным лабораторным маркером, обладая самостоятельной диагностической ценностью в системе дифференциальной оценки эритропоэза (ROCAREA=0,953, чувствительность 88,2%, специфичность 90,2%). При этом область значений показателя ниже 28,7 пг с вероятностью 89% соответствует состоянию, связанному с латентным дефицитом железа, а диапазон Ret-He 28–30 пг является типичной “серой зоной”, требующей разграничения нормы и предпатологии.