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)

Рисунок 2 демонстрирует гистограмму распределения процентного содержания ретикулоцитов в исследуемой популяции. При этом, вероятно, правосторонняя асимметрия (коэффициент симметрии 0,54) может свидетельствовать о тенденции к уменьшению количества ретикулоцитов в периферической крови. Возможное объяснение данному факту представляется следующим образом.

 

Рис. 2. Гистограмма распределения относительного количества

 ретикулоцитов у здоровых лиц молодого возраста

 

Общеизвестно, что ранние кроветворные предшественники дифференцируются по мере потребностей организма в зрелые клетки гемопоэза. Что касается ретикулоцитов, то в костном мозге имеется их трехдневный запас (Г.И. Козинец, Е.Д. Гольдберг, 1982). Видимо, в связи с этим отсутствует физиологическая потребность поддержания высокой концентрации ретикулоцитов в периферической крови. Установленный характер распределения показателя Ret% предполагает, что, несмотря на постулированную стабильность системы кроветворения, изменение сферы обитания человека, вызванное научно-техническим прогрессом, приводит к уменьшению двигательной активности, а, к снижению потребности в кислороде для основного обмена веществ. Возможно, на количестве ретикулоцитов как мобильной клеточной популяции (из-за малой продолжительности жизни), в первую очередь отразились направленные изменения в системе эритропоэза.

Что же касается особенностей варьирования показателей основных ретикулоцитарных фракций, то, как указано выше, в исследуемой популяции имеет место тенденция к уменьшению доли незрелых ретикулоцитов, сопряженная с увеличением процентного вклада ретикулоцитов с низкой флуоресценцией.

Рисунок 3 демонстрирует распределение значений ретикулоцитов с низкой флуоресценцией (функционально зрелых) в анализируемой популяции здоровых лиц молодого возраста. Согласно результатам статистического анализа, особенностью варьирования параметра является значительная левосторонняя отрицательная асимметрия (коэффициент асимметрии - 1,1).

 

Рис. 3. Гистограмма распределения ретикулоцитов с низкой флуоресценцией у здоровых лиц молодого возраста

 

Как следует из рисунка 3, в популяции здоровых молодых лиц имеет место тенденция к увеличению процентного вклада функционально зрелых ретикулоцитов, а максимальная частота варьирования LFR% имеет место при значении параметра 96-98%.

Выявленная особенность  может быть обусловлена тем фактом, что в стрессовой ситуации (например при кровопотере), зрелые ретикулоциты в течение несколько часов способны дозреть до эритроцитов (Г.И. Козинец и др., 2002). Таким образом, с позиций целесообразности, организму “физиологически выгодна” циркуляция в периферическом кровяном русле минимального количества эритроцитарных предшественников с максимальной степенью зрелости. При этом, вероятно, имеет место генетически детерминированное ограничение содержания незрелых клеточных популяций: как в костном мозге, так и на периферии должен быть сохранен некий баланс между количеством клеток всех степеней зрелости, что обеспечивает высокую степень реактивности системы кроветворения в постоянно меняющихся условиях жизнедеятельности.

В результате исследования установлено, что эксцесс, отражая степень выраженности “хвостов” распределения, т. е. малого количества клеток, параметры которых значительно отличаются от средних показателей, наиболее выражен у фракции ретикулоцитов с высокой флуоресценцией HFR% (эксцесс 2,8). Возможно, это связано с артефактом измерения, так как известно, что при не высоком содержании ретикулоцитов, точность метода автоматического анализа ограничивается уровнем автофлюоресценции ретикулоцитов, связанным с содержанием в последних протопорфиринов, уробилиногена, аскорбиновой кислоты, билирубина, цианокобаламина (Н.И. Стуклов, Г.И. Козинец, 2003). При этом, как известно, концентрация биологически активных веществ в ретикулоците сопряжена со степенью зрелости клетки. Однако не исключено, что преобладание у части популяции высоких или низких значений ретикулоцитов с высокой флуоресценцией является ответной реакцией костного мозга на факторы, обусловленные активизацией или угнетением костномозгового кроветворения.

Следующий этап исследования был посвящен изучению значений ретикулоцитарных параметров, полученных при помощи анализатора Sysmex–XE 2100, и сопоставлению полученных результатов с данными литературных источников.

В таблице 4 представлены интервалы значений ретикулоцитарных показателей (с учетом полуторного стандартного отклонения) у здоровых молодых мужчин и женщин 18-40 лет. В соответствии с полученными данными, относительное количество ретикулоцитов у мужчин принимало диапазон значений 0,47-1,30%, у женщин - 0,45-1,30%.

Таблица 4

Нормальные значения ретикулоцитарных показателей у лиц молодого возраста

Параметр

Мужчины (n=73)

Женщины (n=110)

Ret%

0,47–1,30

0,45–1,30

Ret#, 1012

0–0,107

0–0,080

Параметр

Мужчины (n=73)

Женщины (n=110)

IRF%

0–8,36

0,33–7,15

LFR%

91,6–99,6

82,7–100

MFR%

0–7,84

0–6,70

HFR%

0–0,79

0–0,65

Ret-He, пг

28,9–33,3

29,1–32,7


 

Абсолютное количество ретикулоцитов у мужчин составляло 0,000-0,107х1012/л, что выше на 16,3% значения аналогичного показателя у женщин - 0,00-0,080х1012/л.

Объясненяется данный факт, вероятно, большим количеством эритроцитов и концентрацией гемоглобина, а значит, более интенсивным эритропоэзом у мужчин. Похожая тенденция наблюдается в отношении количества незрелых ретикулоцитов: IRF% у мужчин флуктуирует в интервале 0-8,36%, что на 14% превышает среднее значение аналогичного показателя у женщин, составляющего 0,33-7,15%. Кроме того, у лиц мужского пола установлены следующие интервалы нормальных значений ретикулоцитарных фракций: HFR%–0-0,79%, MFR%–0-7,84%, LFR%–91,6-99,6%. Распределение ретикулоцитов по степени зрелости у лиц женского пола было следующее: HFR% 0-0,65%, MFR% 0-6,7%, LFR% 82,7-100%. Однако, несмотря на то что у лиц мужского пола ретикулоцитарная формула имеет тенденцию к омоложению по отношению к ретикулоцитарной формуле лиц женского пола, отражая гендерные особенности эритропоэза, выявленные различия, как уже указывалось выше, статистически не значимы.

Установлено, что среднее содержание гемоглобина в ретикулоцитах мужчин и женщин практически равнозначно, составляя 28,9-33,3 пг и 29,1-32,7 пг соответственно (табл. 4). Полученные нами результаты хорошо согласуются с данными работы A.F. Remacha (2005), в которой опубликовано следующее значение показателя в условиях физиологического эритропоэза (без разделения по полу и возрасту): Ret–He 31,6±5,7 пг. Кроме того, установленные нормальные значения параметра Ret–He сопоставимы и с данными C. Brugnara et al. (2006), исследовавшего параметр у 126 здоровых лиц (32,47±1,93 пг); результатами исследователей, согласно которым среднее значение Ret–He у 80 здоровых лиц составляет 31,7 пг (M. Buttarello et al., 2004); данными C. Canals et al. (2005), согласно которым референтный интервал показателя Ret–He составляет 33,4±1,5 пг.

Опубликованные результаты, относящиеся к границам нормальных значений среднего содержания гемоглобина в ретикулоцитах, в ряде случаев не совпадают с нашими данными, составляя 36,2±6,6 пг (T.S. Kickler et al., 2004). Данные, полученные другими авторами, несколько отличаются от наших результатов в сторону увеличения верхней границы нормы. В частности, согласно С.А. Луговской и др. (2006), референтный интервал показателя Ret–He у мужчин и женщин составляет 28,2–36 пг, согласно S. Franck et al. (2004) - 28,2–35,7 пг.

Таким образом, в настоящее  время, в научной литературе ведутся активные дискуссии, касающиеся диапазонов нормальных значений показателя Ret–He. При этом различия в результатах интерпретируются одной группой авторов как межпопуляционная вариация (M. Buttarello et al., 2004), другой – особенностями, связанными с математической обработкой данных (C. Briggs, et al., 2001; Ch. Thomas, L. Thomas, 2005). В свою очередь, мы полагаем, что выявленная тенденция смещения нормальных значений ряда ретикулоцитарных показателей в сторону уменьшения нижней границы нормы может быть связана как с биологической, так и с аналитической вариацией.

Что касается всех остальных  параметров ретикулоцитарного анализа, то сравнение полученных нами результатов с литературными сведениями затруднено из-за отсутствия последних. Данные, полученные группой отечественных авторов, сопоставимы с нашими результатами, но относятся к другой серии анализатора Sysmex (С.А. Луговская и др., 2006).

Последний этап настоящего исследования был посвящен анализу внутрисистемных взаимосвязей между показателями красной крови (Ret%, Ret#, IRF%, LFR%, MFR%, HFR%, Ret-He, RBC, HGB) в условиях физиологического эритропоэза.

Согласно результатам  корреляционного анализа, выявлено наличие 34 стастистически значимых внутрисистемных взаимосвязей между основными ретикулоцитарными и эритроцитарными параметрами. В частности, установлено, что количество эритроцитов связано достоверной положительной корреляцией с уровнем гемоглобина (r=0,95). Имеют место статистически значимые положительные взаимосвязи между абсолютным количеством ретикулоцитов и концентрацией гемоглобина (r=0,45), а также количеством эритроцитов (r=0,42). Показатели степени зрелости ретикулоцитов также достоверно связаны между собой статистически значимыми взаимосвязями (по модулю больше 0,6). При этом необходимо отметить отсутствие значимой корреляции между такими ретикулоцитарными показателями, как Ret%, IRF%, Ret-He, что позволяет рассматривать процент незрелых ретикулоцитов, относительное количество ретикулоцитов, среднее содержание гемоглобина в ретикулоцитах в качестве независимых маркеров костномозгового кроветворения.

В целом, с точки зрения системного подхода, принятого в биологии, установленное значительное количество корреляционных взаимоотношений между основными ретикулоцитарными и эритроцитарными показателями свидетельствует об устойчивости эритрона как функциональной системы в условиях физиологического эритропоэза.

 

 

 

 

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)

В таблице 5 представлены средние значения эритроцитарных показателей у представителей вида спорта, направленного на преимущественное развитие выносливости (гребля на байдарках и каноэ).

 

Таблица 5

Средние значения эритроцитарных показателей у гребцов на байдарках и каноэ

Показатели

Женщины (n=8)

Мужчины (n=9)

X+Erx

Sd

X+ Erx

Sd

RBC, 1012

4,41±0,07

0,31

5,04±0,05

0,05

HGB, г/дл

13,3±0,17

0,75

15,1±0,13

0,80

HCT, %

39,7±0,55

2,50

45,1±0,37

2,21

MCV, фл

90,1±0,55*

2,50

89,5±0,42*

2,56


Примечание: *- различия не достоверны на основании критерия Манна-Уитни.

 

Согласно данным статистического анализа, варьирование основных ретикулоцитарных и эритроцитарных показателей (за исключением среднего объема эритроцитов и фракции ретикулоцитов с высокой флуоресценцией) в анализируемых выборках высококвалифицированных спортсменов подчинялось закону “нормального” распределения, что позволяло определять достоверность различий между показателями преимущественно при помощи методов параметрической статистики.

В соответствии с данными таблицы 5, различия между эритроцитарными параметрами спортсменов обоего пола статистически значимы, за исключением среднего объема эритроцитов. При этом у мужчин по сравнению с женщинами, увеличено количество эритроцитов, уровень гематокрита и гемоглобина, что, вероятно, детерминировано генетически.

Отсутствие достоверных  различий между показателем MCV спортсменов мужского и женского пола мы связываем с тем, что средний объем эритроцитов, получаемый с использованием анализатора Sysmex XE – 2100, вычисляется делением суммы клеточных объемов на число эритроцитов. Так как у мужчин-спортсменов средние значения обоих параметров (HCT и RBC) больше, чем у женщин-спортсменок, закономерно, что при расчете среднего объема эритроцита, данный показатель у атлетов разного пола принимает близкие численные значения.

Таблица 6 демонстрирует диапазоны значений тех же эритроцитарных показателей у спортсменов-гребцов в сравнении с референтными интервалами, присущими популяции здоровых лиц сопоставимого возраста (с учетом полуторного стандартного отклонения).

 

Таблица 6

Диапазоны колебаний  значений эритроцитарных показателей  у представителей видов спорта, направленных на преимущественное развитие выносливости (гребля на байдарках и каноэ)

Показатели

Женщины-гребцы

Референтный интервал (женщины)

20-29 лет

Мужчины-гребцы

Референтный интервал (мужчины)

20-29 лет

RBC, 1012

3,95-4,87

3,5-5,0

4,56-5,52

3,9-5,6

HGB, г/дл

12,2-14,4

11,0-15,2

13,9-16,3

13,0-17,2

HCT, %

36-44

33-44,5

42-48

38-49

MCV, фл

86,4-93,8

82-96

85,6-93,3

81-93

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