Ретикулоцитарные и эритроцитарные показатели периферической крови в системе оценки у лиц, занимающихся и не занимающихся спортом

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Февраля 2013 в 11:06, диссертация

Описание работы

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.

Содержание работы

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

Файлы: 1 файл

ДИССЕРТАЦИЯ 1 июня 2011.doc

— 1.71 Мб (Скачать файл)

Таким образом, относительное  количество ретикулоцитов на различных  этапах активного восполнения дефицита железа связано между собой функциональными зависимостями. При этом “закон” начального уровня не действует ни на одном из этапов коррекции, а изменение показателя характеризуется более сложными механизмами регуляции.

Что касается динамики незрелых ретикулоцитов IRF%, то в соответствии с таблицей 21 обнаружены достоверные положительные корреляции между начальным процентным содержанием относительного количества ретикулоцитов (S0 Ret%) и содержанием незрелых ретикулоцитов (S0 IRF%), днями экстремума функций (b Ret%) и (b IRF%), а также приростом относительного количества ретикулоцитов (H Ret%) и незрелых ретикулоцитов (H IRF%). Во всех трех случаях коэффициенты корреляции высоки и составляют, соответственно, r=0,55, r=0,80 и r=0,60. Вероятно, сопряженное изменение относительного количества ретикулоцитов (Ret%) и количества незрелых ретикулоцитов (IRF%) на заключительном этапе коррекции, о чем свидетельствует статистически значимый положительный коэффициент корреляции между Sst Ret% и Sst IRF% (r=0,42), может рассматриваться как косвенный признак снижения адаптивных возможностей кроветворения, прежде всего в плане регуляторных механизмов, определяющих адекватность перехода на разные уровни функционирования при возмещении дефицита железа.

Согласно полученным данным (табл. 21), имеет место реципрокная взаимосвязь между днем ретикулоцитарного криза (b Ret%) и приростом количества незрелых ретикулоцитов (H IRF%), о чем свидетельствует отрицательный коэффициент корреляции r=-0,46. То есть, “ранний” ретикулоцитарный криз обусловливает максимальный выброс незрелых ретикулоцитов в периферическое кровяное русло, что, вероятно, является проявлением адекватной реактивности системы эритропоэза в присутствии достаточного количества субстрата кроветворения.

Установлено, что при восполнении дефицита железа изменение среднего содержания гемоглобина в ретикулоцитах (Ret-He), в целом, не зависит от динамики относительного количества ретикулоцитов. Тем не менее, можно отметить статистически значимую отрицательную корреляцию между днем наступления ретикулоцитарного криза (b Ret%) и средним содержанием ретикулоцитов на “выходе” (Sst Ret-He) в конце третьей недели наблюдений (r=-0,34). То есть, чем раньше наступает день ретикулоцитарного криза, тем больше, в среднем, содержат гемоглобина ретикулоциты в конце коррекции.

Данные, касающиеся динамики концентрации гемоглобина крови (табл. 21), показали, что между параметрами функций, описывающих изменения HGB и Ret% в ходе активного устранения дефицита железа, также имеется ряд математических зависимостей. Так, имеет место достоверная положительная взаимосвязь между приростом уровня гемоглобина (H HGB) и количеством ретикулоцитов в экстремуме (M Ret%), характеризующаяся значительным коэффициентом корреляции (r=0,53). При этом установлено наличие обратных взаимосвязей между начальным значением концентрации гемоглобина (S0 HGB) и приростом относительного количества ретикулоцитов (H Ret%), а также количеством ретикулоцитов в экстремуме (M Ret%), о чем свидетельствуют отрицательные коэффициенты корреляции, составляющие, соответственно, r=-0,59 и r=-0,65.

Математической зависимости  между M Ret% и S0 HGB соответствует значительный коэффициент корреляции, что позволило описать данную взаимосвязь регрессионным уравнением, имеющим вид:

.                         (19)

Следовательно, на основе приведенной выше математической зависимости, возможно, во-первых, по исходному количеству концентрации гемоглобина (0 день) прогнозировать содержание Ret% на пике ретикулоцитарной реакции (7 день). Во-вторых, имеется возможность на ранних этапах выявлять нарушение реактивности системы кроветворения на специфическую стимуляцию.

Что касается корреляционных взаимоотношений относительно показателей MCH, то в соответствии с таблицей 21 выявлены следующие особенности.

Согласно полученным данным, имеют место достоверные  положительные взаимосвязи между  количеством ретикулоцитов в  экстремуме (M Ret%) и приростом среднего содержания гемоглобина в эритроцитах (H MCH), а также приростом среднего объема эритроцита (H MCV), о чем свидетельствуют высокие коэффициенты корреляции, составляющие, соответственно, r=0,74 и r=0,52. Следовательно, по количеству ретикулоцитов в экстремуме (7-ой день) прогнозируется прирост MCH и MCV (20 день), что актуально в плане экстраполяции результатов коррекции.

Обращает на себя внимание факт наличия достоверной положительной корреляции между исходным количеством ретикулоцитов (S0 Ret%) и приростом среднего содержания гемоглобина в эритроцитах (H MCH) (r=0,50), и отсутствие таковой между параметрами S0 Ret% и H MCV. Вероятно, это связано с тем, что при увеличении пролиферативной активности костного мозга в ответ на активную стимуляцию железом в периферическое кровяное русло поступает большое количество ретикулоцитов, созревающих впоследствии до эритроцитов. При этом объемные характеристики клетки уже не меняются, а прирост концентрации гемоглобина продолжается из-за способности ретикулоцитов синтезировать гемоглобин в периферическом кровяном русле.

На наш взгляд, при восполнении дефицита железа степень выраженности ретикулоцитарной реакции сопряжена с количественными аспектами метаболизма железа. В подобном аспекте вызывают интерес математические зависимости между параметрами S-функций, описывающие динамику относительного количества ретикулоцитов и уровня сывороточного ферритина.

Так, согласно данным таблицы 21, установлено наличие положительных взаимосвязей с концентрацией сывороточного ферритина в конце коррекции (Sst СФ) и количеством ретикулоцитов в экстремуме (M Ret%), а также приростом количества ретикулоцитов (H Ret%), о чем свидетельствуют статистически значимые коэффициенты корреляции r=0,58 и r=0,57, соответственно. При этом имеет место достоверная положительная взаимосвязь между приростом концентрации ферритина (H СФ) и количеством ретикулоцитов на пике ретикулоцитарной реакции (M Ret%), где r=0,66, а также приростом относительного количества ретикулоцитов (H Ret%), где r=0,65.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что степень  выраженности ретикулоцитарной реакции  сопряжена с уровнем депонированного  железа в сыворотке крови. При  этом количество СФ в конце периода  наблюдений (20-й день) может прогнозироваться по количеству ретикулоцитов в день ретикулоцитарного криза (7-ой день).

В целом, с точки зрения внутрисистемного взаимодействия, нужно  отметить наличие функциональных взаимосвязей между ретикулоцитарными показателями на различных этапах коррекции. При  этом “поздний” ретикулоцитарый криз характеризуется увеличением относительного количества ретикулоцитов и ретикулоцитов незрелых фракций в конце периода наблюдений, а также уменьшением выброса незрелых ретикулоцитов на пике ретикулоцитарной реакции. На наш взгляд, данная особенность может являться неблагоприятным признаком, свидетельствующим о снижении адаптивного потенциала системы кроветворения и низкой реактивности периферических звеньев эритрона в ответ на специфическую стимуляцию. При этом согласованность изменений параметров функций, аппроксимирующих динамику количества ретикулоцитов и эритроцитарных индексов, свидетельствует о достаточно устойчивых внутрисистемных связях между показателями красной крови при активном восполнении дефицита железа.

Так как эффективность восполнения дефицита железа традиционно принято оценивать по приросту уровня гемоглобина, особый интерес вызывает анализ взаимосвязи параметров S-функций, описывающих изменение HGB, и остальных лабораторных показателей.

В таблице 22 представлена корреляционная матрица взаимосвязи между параметрами и особыми точками S-функций избранных лабораторных показателей относительно уровня гемоглобина.

 

Таблица 22

Корреляционная матрица  взаимосвязи параметров S-функции относительно показателя HGB

Показатели

Параметры функций

HGB

S0

Sst

H

HGB

S0

1,00

0,44**

-0,82*

Sst

0,44**

1,00

0,15

H

-0,82*

0,15

1,00

IRF%

S0

-0,16

-0,18

0,04

M

-0,50*

-0,30

0,34**

b

0,17

-0,21

-0,33**

Sst

0,01

-0,37

-0,27

H

-0,52*

-0,02

0,56*

Ret-He

S0

0,74*

0,46**

-0,52*

Sst

0,01

0,41**

0,25

H

-0,66*

-0,15

0,63*

MCH

So

0,79*

0,54*

-0,53*

Sst

0,00

0,35**

0,22

H

-0,90*

-0,32**

0,79*

MCV

S0

0,57*

0,28

-0,45**

Sst

-0,30

0,05

0,36**

H

-0,71*

-0,23

0,64*

СФ

S0

0,16

-0,12

-0,25

Sst

-0,47**

0,18

0,61*

H

-0,46**

0,21

0,60*


Примечание: * – r >0,5 по модулю; ** – остальные статистически

значимые коэффициенты корреляции (р≤0,05).

В соответствии с данными таблицы 22, теснота положительной взаимосвязи между начальным уровнем гемоглобина (S0 HGB) и концентрацией гемоглобина в конце периода наблюдений (Sst HGB) не высока (r=0,44), хотя и статистически значима. В связи с этим прогнозирование итоговой концентрации гемоглобина по параметру S0 HGB затруднено. Ответ на вопрос, почему прирост концентрации гемоглобина не подчиняется “закону” исходного уровня, позволил выявить индивидуальный анализ. Рисунок 26 демонстрирует закономерность изменения HGB у четырех лиц с различным исходным значением показателя. Как следует из рисунка, при широком диапазоне варьирования начальных концентраций гемоглобина, значения показателя HGB в конце периода наблюдений флуктуируют в узком числовом диапазоне. Вероятно, суть вопроса заключается в реализации компенсаторных механизмов системы эритропоэза, выраженность которых возрастает по мере увеличения отклонения значения показателя от физиологических величин.

S0 1-4 – исходное значение гемоглобина, Sst 1-4 – итоговая концентрация гемоглобина

 

Рис. 26. Зависимость концентрации гемоглобина в конце периода наблюдений от исходных значений показателя при восполнении дефицита железа

Данный факт может  быть обусловлен, в частности, имеющим место при дефиците железа реципрокным взаимоотношением между концентрацией гемоглобина и уровнем сывороточного эритропоэтина, что экспериментально доказано исследованиями А.Д. Павлова и Е.Ф. Морщаковой (1999). Следовательно, с увеличением степени выраженности дефицита железа (и уменьшением уровня гемоглобина крови) синтез эритропоэтина возрастает, что является предпосылкой увеличения скорости синтеза гемоглобина при активном восполнении дефицита железа (Г.И. Козинец, Е.Д. Гольдберг, 1982). И действительно, в соответствии с данными таблицы 22, начальное количество гемоглобина (S0 HGB) связано с приростом уровня показателя (H HGB) достоверной отрицательной корреляцией (r=-0,82).

Рассчитанное регрессионное  уравнение взаимосвязи между  параметрами H HGB и S0 HGB имело вид:

 

.                           (20)

 

Рисунок 27 демонстрирует зависимость прироста уровня гемоглобина от его начальных концентраций.

Рис. 27. Зависимость прироста концентрации гемоглобина от исходного значения показателя при восполнении дефицита железа

 

В соответствии с рисунком 27, при уменьшении начальной концентрации гемоглобина регистрируется увеличение прироста показателя в условиях активного восполнения дефицита железа. Наличие “отскакивающих” точек свидетельствует о нарушении в отдельных случаях процесса гемоглобинобразования, что может быть связано с дизрегуляцией транспорта железа к костному мозгу, снижением интенсивности включения железа в гем эритроидных предшественников, наличием сопутствующих очагов хронического воспаления и т. п.

Что касается динамики незрелых ретикулоцитов, то, в соответствии с данными таблицы 22, имеет место достоверная положительная корреляция между приростом значений показателей IRF% и HGB (r=0,56). При этом отмечены реципрокные взаимосвязи между начальной концентрацией гемоглобина (S0 HGB) и приростом относительного количества ретикулоцитов незрелых фракций (H IRF%), а также количеством IRF% в экстремуме функции (M IRF%), о чем свидетельствуют отрицательные коэффициенты корреляции, составляющие r=-0,52 и r=-0,50 соответственно. Следовательно, прирост концентрации гемоглобина крови при восполнении дефицита железа сопряжен с повышением выброса в периферическую кровь ретикулоцитов незрелых фракций, то есть, по сути, реактивность системы кроветворения обусловливает эффективность реализации эритропоэтической функции.

Относительно математических зависимостей между параметрами S-функций, описывающих изменения показателей Ret-He и HGB при активном восполнении дефицита железа, то можно выделить следующие особенности.

Согласно данным таблицы 22, между начальными значениями показателей S0 HGB и S0 Ret-He, а также параметрами функций, характеризующими их прирост (H HGB) и (H Ret-He), имеют место достоверные положительные корреляции, составляющие, соответственно, r=0,74 и r=0,63. В свою очередь, исходная средняя концентрация гемоглобина в ретикулоцитах (S0 Ret-He) связана положительной статистически значимой зависимостью с уровнем гемоглобина в конце периода наблюдений (Sst HGB) (r=0,46). Кроме того, прирост среднего содержания гемоглобина в ретикулоцитах (H Ret-He) обнаружил достоверную отрицательную корреляцию с исходным уровнем гемоглобина (S0 HGB) до коррекции (r=-0,66).

Рассчитанное регрессионное  уравнение взаимосвязи между  параметрами S0 HGB и H Ret-He имело вид:

 

.                                    (21)

 

Рисунок 28 демонстрирует взаимосвязь между параметрами S0 HGB и H Ret-He.

Рис. 28. Зависимость прироста среднего содержания гемоглобина в ретикулоцитах от начального уровня гемоглобина крови при восполнении дефицита железа

 

В соответствии с рисунком 28, чем меньше концентрация гемоглобина до коррекции, тем больше прирост гемоглобина в ретикулоцитах при активном восполнении дефицита железа. То есть, здесь имеет место реализация “закона” исходного уровня.

В целом, на всех этапах восполнения  дефицита железа динамика среднего содержания гемоглобина в ретикулоцитах сопряжена с изменением концентрации гемоглобина крови. Кроме того, по начальному значению HGB можно прогнозировать прирост показателя Ret-He, что актуально в плане прогноза эффективности коррекции.

Информация о работе Ретикулоцитарные и эритроцитарные показатели периферической крови в системе оценки у лиц, занимающихся и не занимающихся спортом