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
На фоне задействованности
1.2. Диагностические возможности ретикулоцитарных показателей
Благодаря стремительному
научно-техническому прогрессу в
последние 20 лет ретикулоцитарный анализ,
входящий в состав гемограммы, нашел
широкое применение в физиологических
исследованиях и медико-
Известно, что автоматизированный метод исследования ретикулоцитов более достоверен и диагностически значим по сравнению с ручным и полуавтоматическим способом (J. Wysocka, D. Turowski, 2000; R.S. Riley et al., 2002; С.М. Коленкин, 2003). При этом в условиях применения различных технологий анализа остро стоит проблема стандартизации с целью сопоставления результатов исследований (P. Lamchiagdhase et al., 2000; J. Van den Bossche et al., 2001; K. Takeuchi et al., 2001; А.М. Пятницкий и др., 2007). Так, в частности, согласно данным S. Briggs et al. (2001b), расхождения в подсчетах при измерениях на различных приборах могут составлять 30-40%, причем систематическое завышение при низком содержании ретикулоцитов (меньше 0,5%) может смениться занижением при высоких результатах (больше 1,5%).
Результаты подсчета относительного количества ретикулоцитов предоставляют ценную информацию о регенеративной активности костного мозга (M.J. Koury et al., 2005; J. Lafferty et al., 2005). Согласно данным A. Hirose et al. (2005), количество ретикулоцитов в костном мозге у здоровых людей составляет 2,3±1,1%. При этом имеет место достоверная положительная корреляция (r=+0,81) между костно-мозговым и периферическим пулом ретикулоцитов (T. Kageoka, 2001). Согласно данным литературных источников, нормальные величины относительного количества ретикулоцитов здоровых людей варьируют в диапазоне 0,2-1,5% (О.А. Дягилева и др., 2000; Г.А. Макарова, Ю.А. Холявко, 2006; G. Banfi, 2006). При этом референтные значения абсолютного количества ретикулоцитов отличаются при использовании анализаторов разных фирм-производителей, колеблясь в интервале от 0,02-0,130 миллионов клеток в 1 микролите (Г.И. Козинец, 2000; С.А. Луговская и др., 2006; S.C. Gifford et al., 2006). Более того, в условиях использовании различных технологий анализа, разница в абсолютном содержании ретикулоцитов может достигать 50% (C. Briggs et al., 2001).
В настоящее время считается доказанным, что изменение содержания ретикулоцитов периферической крови не является специфичным для какого-либо отдельного функционального состояния эритропоэза (G. Zini et al., 2011). Так, при различных вариантах железодефицитного эритропоэза может наблюдаться как ретикулоцитоз, так и ретикулоцитопения (А.Н. Окороков, 2001; А.И. Воробьев, 2005). То есть, в системе дифференцированной оценкиэритропоэза необходимо использовать весь спектр показателей, получаемых посредством ретикулоцитарного анализа.
Параметры, указывающие на незрелость ретикулоцитов, предоставляют ценную информацию о качественных аспектах функционирования системы кроветворения. Количество ретикулоцитов незрелых фракций обнаруживает корреляцию с параметрами гемограммы и может использоваться как независимый маркер активности эритропоэза (C.C. Chang, L. Kass, 1997; D. Turowski et al., 2000; J. Huh et al., 2007; R. Bagdasaryanet et al., 2007). При этом нормальными называют следующие значения фракции незрелых ретикулоцитов: 9,1±3,0 % (A.F. Remacha, 2005); 2,1–13,8% у мужчин и 2,4–17,5% у женщин (С.А. Луговская и др. 2006).
В условиях активации или ингибиции кроветворения различного генеза особую ценность приобретает анализ сопряженности количества ретикулоцитов незрелых формаций с общим содержанием ретикулоцитов.
Низкое общее количество ретикулоцитов с относительно высокой фракцией незрелых ретикулоцитов - показатель регенерации костного мозга (Е.В. Шкловская и др., 1998), тогда как ретикулопения с низкой фракцией незрелых ретикулоцитов характерна для выраженной апластической анемии или почечной недостаточности (A. Hirose et al., 2005; O. David et al., 2006). Большое общее количество ретикулоцитов с высокой фракцией незрелых ретикулоцитов встречается при остром гемолизе и кровопотере (P. Butthep et al., 2000), тогда как высокое или нормальное количество ретикулоцитов с высокой фракцией незрелых ретикулоцитов выявляют при нарушении эритропоэза и раннем ответе на препараты, повышающие гемоглобин (J.J. Pẻrez-Ruixo et al., 2008). Появление ретикулоцитов с высокой флуоресценцией используют как унифицированный критерий приживления трансплантата после пересадки костного мозга (A. Torres et al., 2001; A. Weimann et al., 2007). Нормальное общее количество ретикулоцитов при неожиданном увеличении фракции незрелых ретикулоцитов у спортсменов – признак эритропоэтинового допинга (R. Parisotto et al., 2000; M.J. Ashenden et al., 2004; В.Т. Морозова и др., 2007). При помощи фракции незрелых ретикулоцитов также можно отличить мегалобластную макроцитарную анемию от немегалобластной (A.T. Gomez et al., 2003; Г.И. Назаренко и др., 2004; C. Ceylan et al., 2007; C.W. Chan et al., 2007; M.H. Kim, 2007).
С внедрением в лабораторную практику
современных гематологических анализаторов
появилась возможность
Что касается референтных значений содержания гемоглобина в ретикулоцитах, то и здесь существует заявленная ранее проблема стандартизации результатов, полученных с применением различных анализаторов. Нормальные величины параметра, по данным разных авторов, достаточно значимо различаются и составляют 31,6±5,7 пг (A.F. Remacha, 2005), 32,5±1,9 пг (C. Brugnara et al., 2006), 33,4±1,5 (C. Canals et al., 2005); 36,2±3,3 пг (S. Kickler et al., 2004). Согласно результатам исследования С.А. Луговской и др. (2006), среднее содержание гемоглобина в ретикулоцитах у лиц обоего пола составляет 28,2–35,7 пг, являясь стабильным параметром, мало подверженным факторам биологической вариации.
Согласно опубликованным результатам исследований, снижение содержания гемоглобина в ретикулоцитах является самым первым признаком уменьшения запаса железа для нужд эритропоэза (A.Е. Mast et al., 2002; L. Thomas, Ch. Thomas, 2002; M. Buttarello et al., 2004; C. Brugnara et al., 2006). При этом, по данным S. Kotisaari et al. (2003) и S.R. Pasricha et al. (2010), уменьшение значения показателя - более чувствительный и специфичный маркер истощения запасов железа в костном мозге, чем снижение концентрации сывороточного ферритина, уменьшение среднего объема эритроцита и увеличение насыщения трансферрина. Результаты ряда исследований свидетельствуют о высокой чувствительности и специфичности теста для скрининга железодефицитного эритропоэза у 9-12- месячных младенцев (C. Ullrich et al., 2005), у детей и подростков (N. Stoffman, 2005; R. Bamberg, 2008; M. Maconi et al., 2009), у женщин, находящихся в состоянии беременности (M. Ervasti, 2007) или пременопаузы (D. Luo et al., 2007). Широкое применение нашел новый маркер для оценки метаболизма железа у лиц, находящихся на гемодиализе (M. Schoorl et al., 2006; M. Buttarello et al., 2010; A. Eguchi, 2010), для диагностики гемоглобинопатий (A. Agorasti et al., 2007; R. Bagdasaryan et al., 2007), для мониторинга эффективности терапии истинного дефицита железа (M. Buttarello et al., 2004; V. Nadarajan et al., 2008). Согласно результатам специальных исследований (C. Briggs, 2001; L. Thomas, Ch. Thomas, 2002), содержание гемоглобина в ретикулоцитах – более стабильный показатель, чем сывороточный ферритин и коэффициент насыщения трансферрина для выявления функционального железодефицита.
1.3. Диагностические
возможности эритроцитарных
Принято считать, что
эритроцитарные показатели периферической
крови отражают реакцию кроветворных
органов на воздействие различных
физиологических и
Известно, что уровень гемоглобина и содержание эритроцитов изменяются в течение жизни человека. При рождении, как правило, регистрируется концентрация гемоглобина выше 200 г/л, количество эритроцитов более 6,0х1012/л, уровень гематокрита более 65% (N. Ozbek et al., 2000; S.M. Kayiran et al., 2003). С возрастом содержание гемоглобина и количество эритроцитов в норме постепенно уменьшается, практически достигая взрослого уровня к периоду половой зрелости (Г.И. Козинец и др., 2007).
Количество эритроцитов,
уровень гемоглобина и
Существуют этнические различия в уровне гемоглобина. Так, национальный обзор состояния здоровья в Соединенных Штатах Америки за 6-летний период показал, что в социально сопоставимых популяциях уровень гемоглобина у афроамериканцев на 5-10 г/л ниже, чем у белых во все возрастные периоды, а в первые 2 года жизни разница составляет 20 г/л (E. Beutler, J. Waalen, 2006). При этом референтные значения основных эритроцитарных показателей несколько различаются у разных авторов и зависят от особенностей обследуемой популяции (K.V. Patel, 2007; С.А. Волкова и др., 2008).
Исследование эритроцитарных показателей играет важнейшую роль в дифференцированной оценке эритропоэза. Так, согласно данным ВОЗ, критериями для установления анемии считают: у мужчин число эритроцитов менее 4,0 млн/мкл, гемоглобина менее 130 г/л, гематокрита менее 39%; у женщин число эритроцитов менее 3,8 млн/мкл, гемоглобина менее 120 г/л, гематокрита менее 36%; у беременных гемоглобина менее 110 г/л, гематокрита менее 33% (А.Н. Окороков, 2001; С.А. Луговская, 2007). При развитии анемического состояния изменение количества эритроцитов и концентрации гемоглобина варьируется в очень широких пределах и зависит от формы и выраженности анемии. Так, при абсолютном дефиците железа у большинства больных снижение гемоглобина относительно умеренное (до 85-114 г/л), реже более выраженное (до 60-84 г/л) (S. Franck et al., 2004). Уменьшение количества эритроцитов часто также небольшое - до 3-3,6х1012/л (А.А. Кишкун, 2007). При этом снижение уровня гемоглобина в большинстве случаев опережает уменьшение содержания эритроцитов в единице крови, что обусловлено большой продолжительностью жизни клеточной популяции (T.S. Kickler et al., 2004).
Если снижение концентрации гемоглобина является обязательным признаком анемического состояния любой этиологии, то относительно варьирования остальных эритроцитарных показателей мнения специалистов весьма противоречивы. Сведения, предоставляемые эритроцитарными индексами, имеют неодинаковую информативную ценность в связи с расчетным характером данных величин (А.Н. Окороков, 2001). При этом к наиболее диагностически значимым общепринято относить средний объем эритроцита (MCV) и коэффициент вариации эритроцитов по объему (RDW).
Согласно мнению ряда авторов (А.А. Левина и др., 2001; A.Е. Mast et al., 2002; A. Krafft et al., 2003), на ранних этапах развития железодефицитного эритропоэза специфических изменений со стороны основных эритроцитарных показателей не отмечается. Однако результаты исследования D. Luo et al. (2007) свидетельствуют, что у лиц с латентным дефицитом железа по сравнению с контрольной группой статистически значимо снижены средний объем эритроцита и уровень гематокрита, а также повышен коэффициент вариации эритроцитов по объему. D.N. Subramanian et al. (2009) считает уменьшение среднего объема эритроцита самым ранним признаком железодефицитного эритропоэза у детей.
Манифестная форма истинного дефицита железа, согласно мнению большинства специалистов (А.И. Воробьев, 2005; К.М. Абдулкадыров, 2006; M. Lorber, 2008; S. Killip et al., 2009; A. Koulaouzidis et al., 2009; J. Haidar, 2010), характеризуется снижением среднего объема эритроцитов, их гипохромией, а также увеличением степени анизоцитоза эритроцитов. В то же время из литературных источников известно, что на начальных стадиях железодефицитной анемии показатель RDW более чем в 50% случаев не изменяется по сравнению с нормой (А.А. Ахлямова и др., 2005), а при длительном течении заболевания параметр MCV может увеличиваться, так как является усредненным показателем объема эритроцитов (В.В. Долгов и др., 2002).
Действительно, снижение среднего объема эритроцита и увеличение коэффициента вариации эритроцитов по объему характерно для абсолютного дефицита железа, но не является специфичным. В 30% случаев аналогичные изменения наблюдаются и при перераспределительном варианте дефицита железа (К.М. Абдулкадыров, 2006; N. Agarwal, J.T. Prchal, 2009). Кроме того, по данным других специалистов, анемию в присутствии очагов острой или хронической инфекции характеризуют нормохромные или гиперхромные эритроциты, с нормальным или повышенным объемом (Л.В. Козловская и др., 2005; S.B. Keel, J.L. Abkowitz, 2009). При этом значение показателя RDW, как правило, в норме или незначительно повышено (С.М. Льюис и др., 2009).
Дополнительную сложность в интерпретацию значений эритроцитарных индексов в системе дифференцированной оценки эритропоэза вносят неспецифические изменения данных показателей. Так, у лиц, имеющих две популяции эритроцитов (микро- и макроцитоз), может отмечаться MCV в пределах нормы (M. Lorber, 2008). Ложное завышение уровня MCV возможно в присутствие холодовых агглютининов, а также при наличии диабетического кетаацидоза и коагулопатий (М.Е. Почтарь, 2007). Ложное снижение MCV может иметь место при пойкилоцитозе (J. Kaferle, C.E. Strzoda, 2009), а также из-за состояний, связанных с повышенным содержанием фрагментов эритроцитов вследствие гемолиза (Л.И. Мадалиева и др., 2007). Информативная ценность RDW снижается в присутствии шизоцитов - фрагментов эритроцитов, что может наблюдаться при ожогах и травматическом поражении клеток (Ю.В. Кузнецова и др., 2000); гемоглобинопатиях, особенно в период криза (M. Sirdah et al., 2008; M. Ferrara et al., 2010). Гемотрансфузия, стимуляция кроветворения эритропоэтином также увеличивает коэффициент вариабельности клеток по объему (M. Schoorl et al., 2006).