WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Влияние климатогеографических условий проживания на функциональные и морфометрические параметры эритроцитов при гипергликемии

На правах рукописи

Запарожцева Оксана Ивановна

Влияние климатогеографических условий проживания на функциональные и морфометрические параметры эритроцитов при гипергликемии

03.00.13 – физиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Астрахань

2007

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ставропольский государственный университет» на кафедре физико-химических основ медицины и лабораторной диагностики.

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Бондарь Татьяна Петровна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Неваленный Александр Николаевич

доктор биологических наук, доцент

Сердюков Василий Гаврилович

Ведущая организация Волгоградский государственный университет

Защита диссертации состоится «_25__»_мая_2007 г. в «___» часов

на заседании регионального диссертационного совета ДМ 212.009.01

при Астраханском государственном университете по адресу:

414000, Астрахань, пл. Шаумяна,1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского

государственного университета

Автореферат разослан «____»_______________2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор биологических наук Ю.В. Нестеров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Изучение состояния физиологических механизмов адаптационно-приспособительных реакций организма человека представляет одно из наиболее актуальных направлений современной медико-биологической науки. Адаптация к проживанию в определенных климатогеографических условиях является сложным динамическим процессом, сопровождающимся напряжением компенсаторно-приспособительных систем. Этот вопрос представляет собой научную проблему, связанную с раскрытием фундаментальных свойств живых систем в норме и патологии.

Из всех систем организма система крови одной из первых включается в реакцию адаптации и играет чрезвычайно важную роль в поддержании гомеостаза организма в изменившихся условиях жизнедеятельности. Являясь важнейшим лимитирующим звеном, от которого во многом зависит конечный адаптивный результат, система крови одновременно может служить маркером общего адаптационного процесса (Агаджанян Н.А., 1998, 2001; Баевский Р.М., 1997).

Клетки системы эритрона чувствительны к изменениям внешней среды обитания и внутреннего состояния организма человека (стихийные бедствия, хронический стресс, отравления организма ядами, и пр.). Эритроцит (Эр) – один из важнейших носителей информации о процессах протекающих на уровне тканевых структур организма (Козинец Г.И., 1993, 1998; цит. по Козинцу Г.И., 1998).

Известно, что состояние длительной гипергликемии оказывает патологическое воздействие на клетки многих органов и тканей организма, в том числе и на клетки периферической крови. Глюкозотоксичное действие на Эр проявляется в нарушении цитохимических особенностей мембран клеток красной крови, а именно: состояние катион-транспортных систем, структурно-функциональные перестройки мембран, интенсивность мембранодестабилизирующих процессов (Аметов А.С., 2000; Выдыборец С.В., 1990; Салтыков Б.Б., 2002; Vukicevic S., 2002). Возникающие в условиях гипергликемии метаболические и функциональные изменения Эр приводят к нарушению микроциркуляции крови и развитию гипоксии тканей (Балаболкин М.И., 2000).

На воздействие факторов внешней среды организм реагирует в зависимости от своих адаптационных возможностей. При этом специфика адаптивных реакций зависит от исходного функционального состояния человека, его срока адаптации, экологических и климатогеографических особенностей мест постоянного проживания (Агаджанян Н.А., 1997; Алексеева Т.И., 1998).

В литературе встречаются данные об адаптивных особенностях системы красной крови людей разных климатогеографических регионов (Агаджанян Н.А., 1998, 2001; Алексеева Т.И., 1998; цит. по С.П. Лысенкову, 2000). В своем большинстве эти исследования посвящены изучению резервных возможностей систем организма в крупных климатогеографических зонах: на Крайнем Севере, в высокогорье, в тропиках и т.д. В тоже время сведений об особенностях функциональных и морфометрических параметров Эр практически здоровых и больных сахарным диабетом 2 типа (СД) разных климатогеографических регионов в доступной нам литературе мы не встретили. Тем более отсутствуют данные о компенсаторно-приспособительных особенностях системы красной крови к климатогеографическим факторам региона проживания у практически здоровых и больных СД 2 типа 2 зрелого периода г. Ставрополя и г. Астрахани, различающихся высотой над уровнем моря.

В соответствии с вышесказанным, исследование влияния климатогеографических условий проживания на функциональные и морфометрические параметры Эр в норме и при хронической гипергликемии, представляет научно-практический интерес, что и определило цель и задачи настоящего исследования.

Цель исследования: изучение особенностей изменения функциональных и морфометрических показателей Эр под влиянием климатогеографических условий проживания в норме и при гипергликемии.

Задачи исследования:

  1. Установить особенности показателей компьютерной цитоморфометрии эритроцитов у практически здоровых жителей г. Ставрополя и г. Астрахани второго периода зрелости.
  2. Сравнить функциональные и морфометрические показатели эритроцитов у практически здоровых людей разных регионов проживания.
  3. Изучить влияние гипергликемии на форму, размеры и функциональные показатели эритроцитов в зависимости от концентрации глюкозы и времени ее воздействия.
  4. Сравнить функциональные и морфометрические параметры эритроцитов при хронической компенсированной гипергликемии у людей второго зрелого периода в зависимости от климатогеографических условий проживания.

Научная новизна. Выявлены особенности функциональных и морфометрических показателей Эр у практически здоровых обследованных людей г. Ставрополя и г. Астрахани второго периода зрелости.

Впервые были изучены особенности изменения форм и размеров Эр под влиянием гипергликемии в зависимости от концентрации глюкозы и времени ее воздействия. При этом было установлено, что дестабилизация эритроцитарной системы возникает при концентрации глюкозы 7,5 ммоль/л, и длительность воздействия высоких концентраций глюкозы влияет на выраженность проявления патологических изменений Эр.

Изменения показателей компьютерной цитоморфометрии при хронической компенсированной гипергликемии у людей второго зрелого периода г. Ставрополя и г. Астрахани зависят от климатогеографических условий региона проживания.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы в качестве нормативных характеристик системы красной крови и мониторинга состояния здоровья практически здоровых людей зрелого возраста (II период). Данные об ассоциированности особенностей функциональных и морфометрических параметров Эр с климатогеографическими условиями региона проживания могут быть использованы для выявления спектра компенсаторно-приспособительных реакций системы красной крови.

Выявленные тенденции к изменению функциональных и морфометрических показателей системы красной крови в направлении, наиболее благоприятном для существования в определенных климатогеографических условиях у больных СД 2 типа, указывают на необходимость создания корректировочных программ мониторинга функционального состояния этого контингента людей.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Показатели компьютерной цитоморфометрии эритроцитов у практически здоровых людей зависят от климатогеографических особенностей региона проживания.
  2. Функциональные и морфометрические показатели эритроцитов изменяются в зависимости от концентрации глюкозы и времени ее воздействия.
  3. Хроническая гипергликемия изменяет «эритроцитарный» портрет, зависящий от климатогеографических условий региона проживания.

Реализация результатов исследования.

Основные результаты исследования опубликованы в печатных работах, докладывались на симпозиумах, научно-практических конференциях разного уровня.

Результаты диссертационного исследования используются при преподавании курса по выбору «Лабораторная гемоцитология» для студентов специальности «Медицинская биохимия» медико-биолого-химического факультета Ставропольского государственного университета. Материалы исследования используются при чтении лекций и проведении занятий по клиническому лабораторно-диагностическому блоку в Ставропольском государственном университете, а также в Ставропольской государственной медицинской академии на кафедре лабораторной диагностики (цикл курсов повышения квалификации врачей – лаборантов).

По результатам исследования издано учебное пособие «Лабораторная гемоцитология: методы исследования и клинико-диагностическое значение изучения эритроцитов» (2007).

Апробация диссертации.

Основные положения диссертации доложены на:

  1. Международной конференции по функциональной нейроморфологии «Колосовские чтения» (Санкт-Петербург, 2006);
  2. Всероссийской научно-практической конференции «Здоровые города: роль межсекторального сотрудничества в сохранении здоровья населения» (Ставрополь, 2006);
  3. Национальные дни лабораторной медицины России (Москва, 2006);
  4. XIV итоговой (межрегиональной) научной конференции студентов и молодых ученых (Ставрополь, 2006);
  5. IX Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 2006);
  6. Региональной научно-методической конференции «Университетская наука – региону» (Ставрополь, 2006);
  7. XII Международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2007)

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 1 учебное пособие для специалистов по клинической лабораторной диагностике «Лабораторная гемоцитология: методы исследования и клинико-диагностическое значение изучения эритроцитов».

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, глав с изложением результатов исследования, обсуждения результатов, заключения, выводов, библиографического указателя, включающего 251 наименований (152 отечественных и 99 иностранных источника) и приложений. Диссертация изложена на 160 страницах, содержит 23 таблицы и иллюстрирована 46 рисунками.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

С целью изучения изменения функциональных и морфометрических параметров Эр под влиянием климатогеографических особенностей региона проживания и биохимического состава плазмы крови (на примере гипергликемии) в нашей работе было проведено обследование 159 человек, проживающих в городах – Ставрополь и Астрахань. Все участники исследования были разделены на группы. Методы исследования и контингент обследованных представлены в таблице 1.

Группу практически здоровых жителей г. Ставрополя составили 65 человек (31 женщина, 34 мужчины), из них 11 мужчин добровольно участвовали в экспериментальном исследовании, г. Астрахани – 24 человека (11 женщин, 13 мужчин), сдававших кровь в процессе прохождения ежегодного медицинского осмотра в муниципальных медицинских учреждениях. Группу обследованных больных СД 2 типа составили 44 человека г. Ставрополя (24 женщин, 20 мужчин) и 26 человек г. Астрахани (14 женщин, 12 мужчин).

Все обследованные больные СД 2 типа находились на стационарном лечении в специализированном эндокринологическом отделении МУЗ «Городская клиническая больница № 3» и в эндокринологическом отделении областной больницы г. Астрахани. Исследование крови проводилось в весенне-летний период.

Основными анамнестическими критериями включения обследованных в исследуемые группы были:

  • возраст от 35 до 60 лет (зрелый возраст – 2-й период);
  • отсутствие острых воспалительных заболеваний, аллергических, аутоиммунных процессов в анамнезе;
  • проживание более 10-ти лет в г. Ставрополе, расположенном на высоте около 500-640 метров над уровнем моря, в зоне пониженного атмосферного давления и г. Астрахани, расположенном на 27 м ниже уровня Мирового океана, в аридной зоне.

Таблица 1

Методы исследования и контингент обследуемых

№ п\п Методы исследования Цель исследования Используемые методики Контингент и количество обследуемых
Селективный скрининг Отбор здоровых добровольцев в группу обследуемых Опрос; анкетирование 89 практически здоровых жителей г. Ставрополя и г. Астрахани
Отбор больных СД 2 типа в группу обследуемых Опрос; анализ историй болезни 70 больных СД 2 типа г. Ставрополя и г. Астрахани
Биофизические методы Оценка функционального состояния эритрона Определение деформабельности Эр (Метод В.В. Банкова) 11 практически здоровых жителей г. Ставрополя
Кондуктометрический метод Оценка состояния эритрона Определение количества Эр; эритроцитарные индексы: MCV, MCHC, Ht 159 человек (89 практически здоровых и 70 больных СД 2 типа)
Компьютерный морфометрический анализ Изучение морфометрических параметров Эр Определение геометрических, оптических показателей и формулы Эр
Фотометрический метод Оценка компенсации гликемии (определение концентрации глюкозы); Определение концентрации Hв Энзиматический метод; гемиглобинцианидный метод
Математические Установление сходства морфометрических параметров Эр под влиянием эндо- и экзогенных факторов. Определение наиболее значимых морфометрических показателей Эр Описательная статистика, кластерный анализ, метод главных компонент

Дополнительными критериями для больных СД 2 типа были:

  • длительность болезни от 5 до 10 лет;
  • отсутствие сосудистых осложнений;
  • компенсация гликемии.

Статистическую обработку данных проводили с привлечением методов параметрического и непараметрического анализа и использованием компьютерных программ Microsoft Office Microsoft Exel, STATISTICA 99 Edition и STATGRAPHICS Plus 5.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ

Статистический анализ всех полученных лабораторных данных исследования морфометрических и функциональных показателей Эр у жителей г.г. Ставрополя и Астрахани позволил выявить некоторые закономерности, что иллюстрирует таблица 2.

Таблица 2

Функциональные и морфометрические показатели Эр у практически здоровых жителей г. Ставрополя и г. Астрахани (Х±м)

Показатели, ед. измерения Ставрополь Астрахань t P
Эр, 1012/л 4,76±0,05 4,31±0,03 4,773 Р<0,001
Hв, г/л 142,9±1,67 141,7±2,31 0,389 Р>0,10
Коэффициент овалоцитоза, % 0,87±0,00 0,88±0,00 -2,948 Р<0,01
Пойкилоцитоз, % 3,7±0,28 4,9±0,70 1,592 Р>0,10
Анизоцитоз, % 6,3±0,07 8,8±1,32 -3,115 Р<0,001
Анизохромия, % 13,9±0,53 17,4±1,11 -3,179 Р<0,001
Площадь Эр, мкм3 41,7±0,39 47,5±0,81 -7,181 Р<0,001
Средний диаметр Эр, мкм 7,27±0,03 7,73±0,06 -5,872 Р<0,001
Фактор формы, усл. ед. 14,2±0,04 14,2±0,09 0,000 Р>0,10
Поляризация, усл. ед. 0,105±0,002 0,098±0,004 1,713 Р>0,10
Микроциты, % 18,6±1,85 1,4±0,58 5,311 Р<0,001
Нормоциты, % 81,3±1,81 90,8±1,42 -3,131 Р<0,01
Макроциты, % 0,80±0,29 8,0±1,44 -5,643 Р<0,001
Формула эритроцитов, %
Дискоциты, % 92,37±0,55 94,61±0,60 -2,278 Р<0,05
Деформированные, % 3,99±0,43 1,83±0,25 2,129 Р<0,001
Эхиноциты, % 0,55±0,10 0,32±0,11 1,195 Р>0,10
Стоматоциты, % 0,12±0,05 0,38±0,06 -1,910 Р>0,10
Эллиптоциты, % 0,39±0,04 0,71±0,12 -3,269 Р<0,01
Сфероциты, % 2,15±0,20 0,90±0,11 3,772 Р<0,001
Мишеневидные, % 0,34±0,10 0,58±0,29 -1,579 Р>0,10
Укушенные, % 0,23±0,02 0,24±0,03 0,009 Р>0,10
Каплевидные, % 0,45±0,06 0,28±0,04 1,495 Р>0,10

Так, подсчет количества Эр показал, что у обследованных Ставрополя оно было достоверно выше по сравнению с обследованными Астрахани. По-видимому, подобное различие связано с уменьшением объема циркулирующей в сосудах крови и может быть объяснено часто наблюдаемой у жителей аридных зон дегидратацией и повышенной сосудисто-тканевой проницаемостью. Исследование концентрации Нв достоверных различий не обнаружило, но была выявлена тенденция к увеличению концентрации Нв у жителей Ставрополя. Мы полагаем, что это связано с климатогеографическими особенностями региона проживания. Поскольку в исследованиях Миррахимова М.М. и соавт. (цит. по Мейманалиеву Т.С., 1995) было выяснено, что чем выше расположена местность обитания, тем больше концентрация Нв.

В результате проведенного исследования было установлено изменение показателей КЦЭр у здоровых людей Ставрополя и Астрахани. Так, оказалось, что показатели анизоцитоза, анизохромии были достоверно выше у жителей Астрахани. По-видимому, проживание в климатогеографических условиях аридной зоны приводит к снижению компенсаторных возможностей системы эритрона, которое проявляется в увеличении гетерогенности популяции Эр.

Анализ изменения размеров Эр показал увеличение количества микроцитов у практически здоровых людей г. Ставрополя, что согласуется с данными Васина В.А. (2000) и Погосбекян Л.М., Бедаловой С.М. (1985) об увеличении числа Эр у жителей Кавказа и регистрации у них микроцитоза. Процент макроцитов был достоверно больше у обследованных Астрахани, что еще раз подтверждает влияние высоты проживания над уровнем моря на функциональные и морфометрические показатели Эр.

Детальный анализ формулы Эр показал увеличение необратимо измененных деформированных форм, сфероцитов, эхиноцитов, каплевидных Эр у обследованных людей г. Ставрополя и эллиптоцитов, стоматоцитов, мишеневидных и укушенных Эр у практически здоровых обследованных г. Астрахани. Неоднозначность выявленных изменений формулы Эр при разных видах климатогеографических стрессовых воздействий может объясняться снижением стойкости Эр, появлением фракции молодых или увеличением фракции старых менее устойчивых форм. В отношении геометрических показателей Эр было выявлено достоверное увеличение площади объекта, среднего диаметра Эр у здоровых жителей Астрахани и коэффициента поляризации у жителей Ставрополя. Таким образом, функциональные и морфометрические изменения Эр при действии различных климатогеографических факторов региона проживания подтверждают существование «экстремального» эритродиереза, как стереотипной реакции системы красной крови на стрессирующие воздействия.

В экспериментальной части нашей работы, посвященной выявлению адаптационных возможностей организма на клеточном уровне, изучались функциональные и морфометрические параметры Эр под влиянием серии возрастающих концентраций глюкозы в разное время инкубации. В результате статистического анализа данных эксперимента оказалось, что наибольшее снижение среднего диаметра Эр, площади объекта отмечалось при концентрации глюкозы 15,0 ммоль/л через 10 мин. инкубации, а фактора формы клетки и коэффициента поляризации – при концентрации 7,5 ммоль/л через 60 мин инкубации (рис. 1). По-видимому, это связано со стрессовым воздействием высокой концентрации глюкозы на клетку и усилением эритропоэза в условиях гипергликемии (Гацура С.В., 2005).

Изменение количества микроцитов по-разному реагировало на влияние времени инкубации и концентрации глюкозы и происходило за счет изменения доли нормоцитов. Количество макроцитов постепенно снижалось до концентрации 10,0 ммоль/л на протяжении всего времени эксперимента. Повышение же концентрации глюкозы привело к обратному эффекту – повышению доли макроцитов (рис. 2). Этот факт согласуется с исследованиями Терещенко И.Н., Шевчук В.В. (1995), отмечающими увеличение доли макроцитов на этапе скрытых нарушений углеводного обмена. Кроме того, мы полагаем, что это своеобразный механизм адаптации системы гомеостаза эритроцитов.

Рисунок 1. Влияние концентрации глюкозы на геометрические показатели Эр.

Рисунок 2. Влияние концентрации глюкозы на показатели микро- (А), нормо- (Б) и макроцитоза (В).

Анализируя формулу Эр, мы отметили, что доля их обратимо и необратимо измененных форм увеличивалась через 60 мин. после начала эксперимента, достигая максимальных значений при концентрациях глюкозы 7,5 и 15,0 ммоль/л (рис. 3).

Это совпадает с исследованиями Малиновой Л.И. и соавт. (2004), иллюстрирующими двухфазный характер изменения формулы эритроцитов в зависимости от концентрации глюкозы в инкубируемой среде.

Рисунок 3. Влияние концентрации глюкозы на формулу Эр. Дск. – дискоциты, Н.И.Ф. – необратимо измененные формы Эр, О.И.Ф. – обратимо измененные формы Эр.

Применение метода кластерного анализа установило, что в контроле кластеры с наименьшим расстоянием объединения образуют временные интервалы 10 и 30 минут, что позволяет нам говорить о схожести изменений морфометрических параметров Эр в эти периоды (рис. 4).

 Дендрограмма морфометрических признаков Эр в эксперименте в-3

рисунок 4. Дендрограмма морфометрических признаков Эр в эксперименте в контроле.

Использование метода главных компонент, позволяющего получить незначительное число линейных комбинаций, описывающих большую часть изменчивости, показало, что в контроле динамика изменений морфометрических признаков Эр последовательно захватывает 10 и 30 минутный интервалы. Наибольший вес в эти изменения вносят доля дискоцитов, эхиноциты. По-видимому, изменения Эр в контроле связаны со своеобразным нарушением гомеостаза системы крови и направлены на адаптацию к возникшему воздействию.

При концентрации глюкозы 6,5 ммоль/л наиболее схожи по изменениям исследуемых параметров Эр временные интервалы в 10 и 60 минут. Это объяснимо адаптационными механизмами системы крови, которые стремятся восстановить гомеостатические отношения с новыми условиями интерстициальной среды. Согласно методу главных компонент, при концентрации глюкозы 6,5 ммоль/л наибольшие изменения морфометрических признаков Эр отмечены через 10 минут после начала эксперимента (рис. 5). При этом наибольшую динамичность проявили коэффициент овалоцитоза и количество эллиптоцитов.

 Главные компоненты, выделенные при анализе морфометрических-4

Рисунок 5. Главные компоненты, выделенные при анализе морфометрических признаков эритроцитов с концентрацией глюкозы 6,5 ммоль/л.

При концентрации 7,5 ммоль/л первый кластер с наименьшим расстоянием объединения образовали временные интервалы в 30 и 60 минут, что на наш взгляд связано с длительностью инкубирования Эр с достаточно высокой концентрацией глюкозы. По-видимому, те изменения, которые возникли через 30 минут после начала эксперимента, сохраняются и через 60 минут. Примененный нами метод главных компонент показал, что большая часть изменчивости морфометрических показателей Эр при указанной концентрации глюкозы объясняется коэффициентом овалоцитоза и каплевидными формами Эр.

Анализ концентрации глюкозы 10,0 ммоль/л с использованием метода кластеризации выявил близость возникших изменений морфометрических показателей эритроцитов в 10 и 60 минут. При проведении анализа по методу главных компонент отмечено, что более всего иллюстрируют изменения исследуемых показателей Эр количество микроцитов и коэффициент анизохромии. Кластерный анализ при концентрации глюкозы 15 ммоль/л показал, что кластер с наименьшим расстоянием объединения, составили этапы в 30 и 60 минут. По методу главных компонент при концентрации глюкозы 15,0 ммоль/л наибольшую изменчивость вносят такие показатели как анизохромия и количество сфероцитов. Таким образом, эритроцитарная система обладает значительной неустойчивостью к воздействию высоких концентраций глюкозы, т.е. отмечается отсутствие адаптационных механизмов к высокой гипергликемии.

Анализ вопроса о том насколько сходны изменения в пробах крови с различной концентрацией глюкозы, на разных этапах эксперимента с использованием кластерного показал, что на первых этапах эксперимента сходные изменения наблюдаются у проб крови с наиболее близкими концентрациями глюкозы. Через 30 минут после начала эксперимента картина кластеризации несколько изменилась. Первый кластер с наименьшим расстоянием объединения образовали пробы крови с высокими концентрациями глюкозы 10,0 и 15,0 ммоль/л. На последнем этапе эксперимента, спустя 60 минут, структура кластеризации приобрела совершенно иной характер. Наименьшее расстояние объединения характеризовало первый кластер, в который вошли пробы с нормальной концентрацией глюкозы и 7,5 ммоль/л (рис. 6).

 Дендрограммы морфометрических признаков эритроцитов через 10,-5

 Дендрограммы морфометрических признаков эритроцитов через 10,-6

 Дендрограммы морфометрических признаков эритроцитов через 10, 30 и-7

Рисунок 6. Дендрограммы морфометрических признаков эритроцитов через 10, 30 и 60 минут эксперимента с разными концентрациями глюкозы.

Применение метода главных компонент позволило определить концентрации глюкозы и морфометрические параметры Эр, обладающие наибольшей информативной значимостью: через 10 минут после начала эксперимента – проба крови с концентрацией глюкозы 15,0 ммоль/л и эхиноциты; через 30 минут – проба крови с концентрацией глюкозы 7,5 ммоль/л и сфероциты; через 60 минут – проба крови с концентрацией глюкозы 10,0 ммоль/л и показатель пойкилоцитоза. Таким образом, на протяжении всего эксперимента наибольшие изменения возникли в пробах крови с высокими концентрациями глюкозы, а более стабильными соответственно оказались образцы крови с нормальным содержанием глюкозы и концентрацией глюкозы 6,5 ммоль/л. Важным параметром, позволившим оценить интенсивность протекания обменных процессов Эр, являются скоростные характеристики изменения их размеров под влиянием роста концентрации глюкозы инкубационной среды. В нашем эксперименте результаты показали, что чем длительнее воздействие высоких концентраций глюкозы, тем сильнее проявляются патологические изменения Эр.

С целью установления закономерностей изменения степени эластичности биомембраны Эр в зависимости от концентрации глюкозы и времени ее воздействия в условиях эксперимента в каждом образце крови проводили исследование ДЭ. В результате статистического анализа, установлены некоторые закономерности. Так, в контрольном образце, только под воздействием температуры, усиливается способность Эр к деформации. При дальнейшей инкубации исследуемых образцов крови развивается приспособительная реакция и ИДЭ практически возвращается к исходным величинам, а мембрана – нормальной деформабельности.

Выявлено, что с возрастанием концентрации глюкозы и времени ее воздействия, меняются компенсаторные возможности Эр, что приводит к изменению биофизических свойств мембраны, в том числе эластичности, определяющей адаптивные возможности. Причем, чем больше концентрация раствора глюкозы, тем более выражена способность мембраны Эр к снижению деформации.

Таким образом, эритроцитарная система характеризуется неустойчивостью к воздействию высоких концентраций глюкозы. Система крови перестает быть устойчивой к внешнему воздействию глюкозы при концентрации 7,5 ммоль/л. С дальнейшим повышением концентрации глюкозы происходит как бы ее расшатывание, что отображается значительными сдвигами функциональных и морфометрических показателей Эр от нормальных величин.

Так как в эксперименте было установлено, что форма и размеры Эр изменяются в зависимости от концентрации и времени воздействия глюкозы, то нам представлялось актуальным изучить возможность влияния хронической гипергликемии на морфометрические параметры Эр в зависимости от климатогеографических особенностей региона проживания.

Одними из иллюстративных показателей при изучении влияния хронической гипергликемии на эритрон являются количество циркулирующих Эр и концентрация Нв. Так, анализ количества Эр показал, что у больных СД 2 типа Ставрополя их было достоверно больше, чем у больных Астрахани. Концентрация Нв достоверных различий не обнаружила. Эти результаты совпадают с данными, полученными при сравнении практически здоровых обследованных этих же регионов, что позволяет нам говорить о важной роли климатогеографических особенностей региона проживания в формировании своеобразного «эритроцитарного» портрета человека.

Исследование количества микро-, нормо- и макроцитов выявило достоверное увеличение микроцитов у больных СД 2 типа г. Ставрополя, а нормо- и макроцитов у таких же обследованных г. Астрахани.

Статистический анализ формулы Эр выявил достоверное увеличение эхиноцитов, деформированных и каплевидных Эр у больных СД 2 типа г. Ставрополя (табл. 3).

Таблица 3

Морфометрические показатели Эр у больных СД 2 типа

г. Ставрополя и г. Астрахани

Показатели, ед. измерения Ставрополь Астрахань t P
Эр 1012/л 4,78±0,07 4,38±0,05 4,523 Р<0,001
Hв г/л 138,4±2,06 140,5±1,67 -0,767 P>0,10
Микроциты % 16,5±2,46 7,9±1,42 4,382 Р<0,001
Нормоциты % 82,9±2,49 89,9±1,47 -3,796 Р<0,001
Макроциты % 0,8±0,43 2,5±0,57 -2,562 Р<0,05
Деформированные % 7,25±1,71 2,45±0,29 2,768 Р<0,01
Дискоциты % 81,11±3,08 94,45±0,71 -4,221 Р<0,001
Эхиноциты % 8,43±1,57 1,66±0,50 2,617 Р<0,01
Стоматоциты % 1,06±0,53 0,24±0,08 0,739 P>0,10
Эллиптоциты % 2,00±0,60 0,68±0,17 0,736 P>0,10
Сфероциты % 4,42±1,18 1,55±0,25 1,506 P>0,10
Мишеневидные % 2,60±0,49 0,21±0,07 -1,961 P>0,10
Укушенные % 0,91±0,34 0,51±0,07 0,506 P>0,10
Каплевидные % 1,47±0,40 0,51±0,09 2,400 Р<0,05
Коэффициент овалоцитоза % 0,86±0,01 0,89±0,00 -2,380 Р<0,05
Пойкилоцитоз % 21,0±3,30 3,9±0,58 4,587 Р<0,001
Анизоцитоз % 6,9±0,24 11,1±2,10 -2,231 Р<0,05
Анизохромия % 18,5±1,13 19,6±1,94 -0,504 P>0,10
Площадь объекта мкм3 42,1±1,42 45,5±0,62 -2,194 Р<0,05
Средний диаметр мкм 7,27±0,09 7,53±0,08 -2,040 Р<0,05
Фактор формы усл. ед. 17,1±1,38 14,7±0,17 1,538 P>0,10
Поляризация усл. ед. 0,165±0,20 0,088±0,003 3,434 Р<0,001

Анализ геометрических показателей Эр у обследованных больных СД 2 типа выявил достоверно большее увеличение среднего диаметра Эр у обследованных больных г. Астрахани и поляризации у больных СД г. Ставрополя.

Таким образом, в результате проведенного нами исследования влияния хронической гипергликемии на морфофункциональное состояние циркулирующих Эр у больных СД 2 типа было выяснено, что степень влияния метаболического стресса на морфометрические особенности Эр крови зависит от климатогеографических условий региона проживания. Это проявляется в виде тенденции к изменению исследуемых показателей системы красной крови в направлении, наиболее благоприятном для существования в определенном регионе.

заключение

В результате выполненного исследования практически здоровых жителей г. Ставрополя и г. Астрахани по данным КЦЭр удалось установить их изменения в зависимости от климатогеографических особенностей проживания. Так, у обследованных нами практически здоровых людей г. Ставрополя был выявлен своеобразный «эритроцитарный» портрет, характеризующийся увеличением количества циркулирующих Эр, концентрации Нв, микроцитов, необратимо измененных – деформированных форм Эр, обратимо измененных форм – сфероцитов, эхиноцитов, каплевидных Эр, поляризации и фактора формы. Напротив, «эритроцитарный» портрет здоровых обследованных г. Астрахани характеризуется увеличением количества макроцитов, обратимо измененных форм – стоматоцитов, эллиптоцитов, мишеневидных Эр, коэффициента анизоцитоза, анизохромии, площади объекта и среднего диаметра Эр. Выявленная специфика морфологической гетерогенности Эр с использованием метода КЦЭр практически здоровых обследованных жителей двух городов разных климатогеографических регионов демонстрирует причинность влияния факторов внешней среды на особенности функциональных и морфометрических параметров клеток красной крови.

Поставленная и исследованная нами модель экспериментальной гипергликемии, позволила выявить адаптивные возможности организма на клеточном уровне. При этом функциональные и морфометрические параметры Эр изучались под влиянием серии возрастающих концентраций глюкозы в разное время инкубации. Оказалось, что наибольшие изменения исследуемых показателей отмечаются при концентрации глюкозы 7,5 и 15,0 ммоль/л. Это иллюстрирует двухфазный характер изменения функциональных и морфометрических параметров Эр в зависимости от длительности воздействия и концентрации глюкозы в инкубируемой среде.

Применение кластерного анализа ярко проиллюстрировало значение длительности воздействия возрастающих концентраций глюкозы на исследуемые показатели клеток красной крови. Анализ изменений морфометрических параметров Эр с помощью метода главных компонент, позволил выделить наиболее динамичные из них, вовлекаемые в адаптационный процесс в зависимости от концентрации глюкозы. Полученные данные свидетельствуют о том, что клетки красной крови одними из первых реагируют на воздействие раздражителя и одними из первых возвращаются и исходному уровню или приспосабливаются к изменившимся условиям существования.

Статистический анализ исследуемых показателей клеток красной крови выявил, что степень влияния метаболического стресса на функциональные и морфометрические параметры Эр зависит от климатогеографических условий проживания. При этом «эритроцитарный» портрет, характерный для практически здоровых жителей г. Ставрополя и г. Астрахани претерпевает определенные изменения. Так, для людей проживающих в Ставрополе и болеющих СД 2 типа он будет иметь следующие особенности: увеличение количества циркулирующих Эр, микроцитов, необратимо измененных – деформированных форм Эр, обратимо измененных – эхиноцитов, стоматоцитов, эллиптоцитов, сфероцитов, мишеневидных, укушенных и каплевидных Эр, коэффициента пойкилоцитоза, фактора формы и поляризации. Соответственно, для проживающих в Астрахани больных СД 2 типа «эритроцитарный» портрет будет характеризоваться увеличением количества макроцитов, коэффициента анизоцитоза, анизохромии, площади объекта и среднего диаметра Эр.

ВЫВОДЫ

  1. Функциональные и морфометрические параметры Эр у практически здоровых людей зависят от климатогеографических особенностей региона проживания, что проявляется в формировании своеобразного «эритроцитарного» портрета.
  2. Количество циркулирующих в периферической крови Эр практически здоровых жителей г. Ставрополя характеризуются увеличением доли микроцитов и необратимо измененных деформированных форм Эр, а жителей г. Астрахани – увеличением среднего диаметра Эр и обратимо измененных форм.
  3. Наибольшие изменения показателей деформабельности Эр и компьютерной цитоморфометрии в условиях экспериментальной гипергликемии отмечаются при концентрациях глюкозы 7,5 ммоль/л (коэффициент овалоцитоза, каплевидные Эр) и 15,0 ммоль/л (анизохромия, сфероциты) это свидетельствует о двухфазном характере изменений функциональных и морфометрических параметров Эр от концентрации глюкозы в инкубируемой среде.
  4. Система красной крови начинает реагировать и активно запускать механизм компенсаторно-приспособительных реакций уже через 10 минут после начала воздействия глюкозы концентрацией 7,5 ммоль/л. Дальнейшее увеличение концентрации глюкозы и времени инкубирования приводят к дестабилизации эритроцитарной системы. Воздействие на Эр концентрации глюкозы 15 ммоль/л в течение 120 минут приводит к дегенерации клеток.
  5. При хронической компенсированной гликемии в крови у больных СД 2 типа г. Ставрополя определяется увеличение количества микроцитов, необратимо и обратимо измененных форм Эр, а у больных СД 2 типа г. Астрахани – увеличение среднего диаметра Эр, количества макроцитов и площади объекта.
  6. Морфофункциональные параметры Эр изменяются в зависимости от климатогеографических особенностей региона проживания, как в норме, так и при хронической гипергликемии, что является комплексом адаптивно-компенсаторных реакций системы красной крови.

Практические рекомендации

  1. С целью изучения адаптации организма человека к различным климатогеографическим условиям проживания и для контроля за коррекцией патологических изменений показателей красной крови можно рекомендовать проведение компьютерной эритроцитометрии.
  2. Применение диагностики нарушений морфометрических параметров Эр с помощью компьютерной эритроцитометрии дает возможность проводить мониторирование состояния здоровья населения с формированием групп риска.
  3. Новые данные об особенностях реагирования морфометрических параметров клеток системы красной крови на климатогеографические условия проживания в городах Ставрополь и Астрахань могут быть включены в соответствующие разделы программ по биологии, физиологии, биохимии и других дисциплин при подготовке специалистов медико-биологического профиля.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

  1. Бондарь, Т.П. Особенности гемограммы у здоровых лиц, постоянно проживающих в г. Ставрополе / Т.П. Бондарь, Т.В. Цогоева, О.И. Запарожцева // Вестник Ставропольского университета. – 2005. – Вып. 42. – С. 177-181.
  2. Бондарь, Т.П. Изменения эритроцитов крови здоровых жителей г. Ставрополя – физиологический механизм адаптации / Т.П. Бондарь О.И. Запарожцева // Морфология. – 2006. – №2. – С. 23.
  3. Бондарь, Т.П. Лабораторные критерии оценки состояния здоровья работающего населения города Ставрополя / Т.П. Бондарь, Е.Л. Ракитина, А.Ю. Муратова, О.И. Запарожцева, Т.В. Карчинская // Матер. Всеросс. научно-практ. конф. «Здоровые города: роль межсекторального сотрудничества в сохранении здоровья населения». – Ставрополь: Сервисшкола, 2006. – С. 81-84.
  4. Бондарь, Т.П. Изменение морфологических параметров эритроцитов под влиянием биохимического состава / Т.П. Бондарь, О.И. Запарожцева. // Сб. науч. трудов: «Фундаментальные исследования в биологии и медицине». – Вып. 1. – Ставрополь: Изд-во СГУ, 2006. – 210 с. (С. 118-120)
  5. Бондарь, Т.П. Изучение влияния биохимического состава плазмы на размеры и форму эритроцитов при сахарном диабете и атеросклерозе / Т.П. Бондарь, О.И. Запарожцева, О.С. Косторнова., Т.В. Карчинская // Национальные дни лабораторной медицины России-2006 // Клиническая лабораторная диагностика. – 2006, № 9. – с. 58-59.
  6. Муратова, А.Ю. Влияние гипергликемии на некоторые морфометрические показатели периферической крови / А.Ю. Муратова, Т.П. Бондарь, О.И. Запарожцева, Л.Г. Сафонова // «Вестник медицины» МУЗ ГКБ № 4 г. Ставрополь, 2006. – №4. – С. 21-23.
  7. Запарожцева, О.И. Влияние декомпенсированной гипергликемии на изменение морфометрических показателей эритрона // Тез. докл. XIV итоговой (межрегион.) научн. конф. студентов и молодых ученых. – Ставрополь: Изд-во СГМА, 2006. – 608 с. (С. 553).
  8. Запарожцева, О.И. Изменение показателей морфометрии эритроцитов в условиях хронической гипергликемии // Тез. докл. IX Всеросс. медико-биологической конф. молодых исследователей «Человек и его здоровье». – СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2006. – 420 с. (С. 116-117).
  9. Бондарь, Т.П. Компьютерная цитоморфометрия эритроцитов периферической крови – инновационный метод клинической лабораторной диагностики / Т.П. Бондарь, О.И. Запарожцева, Т.В. Карчинская // Вестник Ставропольского государственного университета. – 2006. – Вып. 47. – С. 267-272.
  10. Бондарь Т.П. Метрология морфометрического исследования эритроцитов – как оценка качества гематологических исследований / Т.П. Бондарь, О.И. Запарожцева, Т.В. Карчинская, Е.В. Верещак // Сб. науч. трудов: «Фундаментальные исследования в биологии и медицине». – Вып. 2. - Ставрополь: Изд-во СГУ, 2007. – 205 с. (С. 110-113).
  11. Запарожцева О.И. Влияние длительности воздействия глюкозы различных концентраций на морфометрические параметры эритроцитов в эксперименте / О.И. Запарожцева Т.П. Бондарь // Сб. науч. трудов: «Фундаментальные исследования в биологии и медицине». – Вып. 2. – Ставрополь: Изд-во СГУ, 2007. – 205 с. (С.134).
  12. Бондарь Т.П. Эритроморфометрия – показатель адаптации организма к условиям внешней среды / Т.П. Бондарь, О.И. Запарожцева, Т.В. Карчинская, Е.В. Верещак // Материалы XII международного симпозиума «Эколого-физиологические проблемы адаптации», М: РУДН, 2007. – 564 с. (С. 63-64)
  13. Павлова М.Г. Деформабельность эритроцитов в условиях экспериментальной гипергликемии / М.Г. Павлова, О.И. Запарожцева, А. Хусаинова // Материалы «XV итоговой (межрегиональной) научной конференции студентов и молодых ученых». Тезисы докладов. Ставрополь: Изд.: СГМА, 2007. – 593 с. (С. 457).
  14. Бондарь Т.П. Лабораторные методы исследования и клинико-диагностическое значение изучения эритроцитов / Т.П. Бондарь, О.И. Запарожцева, Т.В. Карчинская, Е.В. Верещак // Методические рекомендации. – Ставрополь: Изд.: СевКавГТУ, 2007. – 68 с.

Список сокращений

ДЭ – деформабельность эритроцита

КЦЭр – компьютерная цитоморфометрия эритроцитов

СД – сахарный диабет

Эр – эритроциты

Ht – гематокрит

Нв – гемоглобин

MCH – среднее содержание гемоглобина в эритроците

MCHC – средняя концентрация гемоглобина в эритроците

MCV – средний объем эритроцита



 



<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.