Морфофункциональная характеристика периферического звена эритрона больных хроническими неспецифическими заболеванияи легких в динамике лечения

Актуальность темы

.

Большое значение в развитии и прогрессировании хронических заболеваний легких придается структурно-функциональному состоянию эритроцитов. В норме эритроциты человека — безъядерные клетки с высоким содержанием дыхательного пигмента, гемоглобина, основной функцией которых является снабжение тканей кислородом и удаление продуктов метаболизма из органов и межклеточных пространств (А.И. Воробьев, 2002). Основная масса эритроцитов в периферической крови представлена дискоцитами (около 90%). Благодаря дискоидной двояковогнутой форме они могут проходить через узкие капилляры (диаметром не более 4−5 мкм), проникать через стенки синусоидов селезенки, возвращаясь к исходным параметрам.

В настоящее время хронические болезни органов дыхания, в первую очередь хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и бронхиальная астма (БА), являются одними из наиболее распространенных во всем мире (GOLD, 2007; GINA, 2007) и одной из важных социально-медицинских проблем, что связано с неуклонным ростом заболеваемости и смертности от них, поскольку они ведут к нарушению основной функциональной роли органов дыхания — расстройству газообмена и развитию дыхательной недостаточности (А.Г. Чучалин, 2003, GOLD, 2007).

Среди ключевых патофизиологических факторов, определяющих особенности течения ХОБЛ и БА, важное место занимают изменения эритрона, являющиеся физиологическими механизмами адаптации к гипоксии. Компенсаторный эритроцитоз, полицитемия, повышение вязкости крови на фоне расстройств газообмена часто сочетается со структурно-функциональными изменениями эритроцитов. Уменьшается количество нормальных дискоцитов, преобладают дегенеративные формы эритроцитов с высоким содержанием холестерина на мембране, снижается их деформируемость, увеличивается агрегационная способность (О.Н. Ветчинникова, Г. В. Плаксина, 2002; A.C. Салихова, 2002; Ж. Е. Савицкая, 2000). И, как следствие, нарушается кислород-транспортная функция крови, в результате чего еще более возрастает гипоксия.

За последние годы наряду с разработкой и широким внедрением в клиническую практику новых эффективных медикаментозных препаратов, применяемых для лечения легочной патологии, в комплексном лечении получили признание немедикаментозные методы. Среди разнообразных физических средств эффективным действием обладает лазерная терапия. Квантовая энергия благотворно влияет на микроциркуляцию: ее улучшение обусловлено вазодилатацией и изменением реологических свойств крови за счет снижения ее вязкости, а также увеличением деформируемости эритроцитов и снижением их агрегационной способности (C.B. Москвин, 2003; Н. Н Кипшидзе и др., 1993; О. Н. Ветчинникова, Г. В. Плаксина, 2002;). По многочисленным экспериментальным данным показано, что гелийнеоновый лазер (ГНЛ) оказывает неоднозначное действие на эритроциты периферической крови. В целом лазерное облучение крови вызывает выраженный положительный терапевтический эффект на клиническое течение заболевания. Имеются данные о стимулирующем влиянии лазерного излучения на клеточное и гуморальное звено иммунитета, противовоспалительном действии, влиянии на процессы перекисного окисления липидов, антигипоксическом и детоксикационном эффектах при хронических заболеваниях легких (Н.Ф. Гамалея и др., 1991; C.B. Москвин, 2003; Е. В. Демичева, 1992; Н. В. Леонтьева, 2000). В доступной нам литературе не встретилось работ, посвященных оценке морфо-функциональных особенностей периферического звена эритрона под воздействием лазерного облучения крови при хронических заболеваниях легких. Все вышеизложенное определяет актуальность проблемы и позволяет обозначить цель и задачи настоящего исследования.

Цель исследования:

Целью данной работы является анализ и оценка морфофункционального состояния периферического звена эритрона у больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких в динамике комплексного лечения.

Задачи исследования:

1. Изучить эритроцитарные параметры у больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких в динамике комплексного лечения.

2. Дать морфологическую характеристику эритроцитов с помощью компьютерной морфометрии у больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких в динамике комплексного лечения.

3. Охарактеризовать изменения количественного и качественного состава ретикулоцитов у больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких в динамике комплексного лечения.

4. Исследовать функциональное состояние мембраны эритроцитов методом цитоэлектрофореза у больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких в динамике комплексного лечения.

5. Провести сравнительное изучение морфологического и функционального состояния эритроцитов у больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких в процессе комплексного лечения с применением и без применения внутривенного лазерного облучения крови.

6. Оценить клиническое состояние больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких в динамике комплексного лечения.

Научная новизна работы:

В работе дана комплексная морфофункциональная характеристика периферическому звену эритрона у больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких в динамике медикаментозного лечения с применением и без применения внутривенного лазерного облучения крови. Оценен поверхностный заряд клеток методом цитоэлектрофореза, определены морфологические особенности эритроцитов на основании компьютерной морфометрии и выявлены косвенные признаки повышенной регенераторной способности костного мозга у этих больных.

Практическая значимость работы:

Компьютерная морфометрия и ретикулоцитометрия позволили оценить степень изменения морфологии эритроцитов периферической крови больных хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой в динамике комплексного лечения.

Метод цитоэлектрофореза позволил оценить степень нарушения функционального состояния эритроцитов у больных хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой и определить адекватность проведенного лечения.

Установленный факт улучшения показателей электрофоретической подвижности эритроцитов у больных хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой может служить маркером эффективности эритропоэза.

Результаты настоящего исследования способствуют углублению имеющихся представлений о состоянии периферического звена эритрона у больных хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Хронические неспецифические заболевания легких характеризуются морфологическими и функциональными изменениями периферического звена эритрона.

2. Изменение морфологических показателей эритроцитов больных хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой сопровождается снижением их отрицательного поверхностного заряда.

3. Снижение электрофоретической подвижности эритроцитов носит транзиторный характер, что свидетельствует о восстановлении полноценного функционирования мембраны эритроцитов после комплексного лечения.

4. Внутривенное лазерное облучение крови вызывает положительные сдвиги со стороны эритроцитарных показателей у больных хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Объем и структура диссертации.

выводы.

1. У больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких были выявлены выраженные изменения в «формуле» эритроцитовувеличение числа дегенеративных форм (эхиноцитов, каплевидных, мишеневидных, овалоцитов и сфероцитов) на фоне снижения количества дискоцитов. Эритроцитарные параметры до и после комплексного лечения оставались практически без изменений и не отличались от показателей здоровых людей.

2. После проведенного комплексного лечения была отмечена положительная динамика, наиболее выраженная со стороны морфологических показателей эритроцитов больных хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой в виде снижения доли переходных и необратимо измененных форм и увеличения числа дискоцитов.

3. Эритроциты периферической крови больных хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой характеризуются сниженными показателями электрофоретической подвижности, которые после комплексного лечения нормализуются, что свидетельствует о восстановлении функции мембраны эритроцитов.

4. На фоне медикаментозного лечения с включением внутривенного лазерного облучения крови у больных хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой были выявлены косвенные признаки повышенной стимуляции эритропоэза, а именно увеличение общего количества ретикулоцитов и их незрелых форм.

5. Комплексное лечение больных хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой, включающее медикаментозное лечение с применением внутривенного лазерного облучения крови, по сравнению со стандартной медикаментозной терапией оказывает более выраженное нормализующее воздействие на показатели бронхиальной проходимости, уменьшается степень гипоксемии и способствует улучшению клинической картины заболеваний.

ГЛАВА 4.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Развитие бронхолегочного процесса сопровождается стойке^^и изменениями периферического звена эритрона, что усугубляет призы: гипоксии и определяет течение патологического процесса (3, 65, 85) g условиях гипоксии и воспалительного процесса в эритроцитах появлшс^-тся нарушения как метаболического, так и биофизического характера^ с изменениями физико-химических свойств их мембраны, что определяет трансформацию эритроцитов в различные патологические формы (93 s 95 101,103,118, 146).

Проведенные исследования в данной работе показали выражерз:11Ь1е морфофункциональные изменения эритроцитов периферической ьсрови пациентов с хроническими неспецифическими заболеваниями легких. Х1ри исследовании эритроцитарных параметров у больных ХОБЛ и БА колич^ство эритроцитов, гемоглобина, среднего содержания гемоглобина в эритро-ците (МСН) достоверно не различались с показателями здоровых людей, од^ако наблюдалась тенденция к увеличению среднего объема эритроцитов (МСу^ и уровня гематокрита (р>0,05).

Известно, что в условиях гипоксии, ацидоза снижается деформируемость эритроцитов, повышается жесткость клеточной мембраны и вязкость внутреннего содержания эритроцитов, что обуславливает изменение структуры клетки (3, 45, 65, 102). По результатам нашего исследования было выявлено, что у больных ХОБЛ и БА при компьютерной морфометрии до лечения наблюдались выраженные изменения стру^ТурЫ эритроцитов в виде статистически значимого снижения количества дискоцитов, увеличения доли переходных и необратимо измененных форм эритроцитов, а именно эхиноцитов, каплевидных, мишеневидных овалоцитов, сфероцитов и прочих форм. Следовательно, морфологическая картина эритроцитов подтвердила полученные данные об изменении структуры мембран эритроцитов.

Сравнительный анализ показателей, отражающих геометрические характеристики эритроцитов больных ХОБЛ и БА, выявил достоверное увеличение среднего диаметра эритроцитов и доли макроцитов по сравнению с показателями здоровых людей (р<0,05). Также недостоверно увеличивалось число микроцитов. Наши данные подтверждаются исследованием В. Н. Минеева (1990), который наблюдал у больных БА достоверное повышение содержания микроцитов в периферической крови. И, по мнению автора, такое перераспределение эритроцитов по диаметру может увеличивать скорость насыщения гемоглобина кислородом (76).

Выраженный пойкилоцитоз эритроцитов крови, проявлявшийся в увеличении содержания переходных и необратимо измененных эритроцитов, по-видимому, может быть связан с изменениями эритроцитарной мембраны, возможно цитоскелета, на фоне эндогенной интоксикации (50, 66, 82) Для оценки функциональной активности мембраны нами была изучена их электрофоретическая подвижность, которая отражает-поверхностный заряд мембраны эритроцитов. В результате исследования у больных ХОБЛ и Б, А было выявлено значимое снижение ЭФПЭ по сравнению с уровнем здоровых людей (р<0,05). Снижение поверхностного заряда эритроцитов может быть связано с длительным воздействием гипоксического стимула при заболеваниях легких, что вызывает перестройку поверхностной мембраны эритроцитов и неполноценность её функционирования (50), и как следствие происходят изменения формы эритроцитов, поэтому мы изучали корреляционную зависимость ЭФПЭ с показателями газового состава крови. Проведение корреляционного анализа не выявило зависимости между функциональными изменениями мембраны эритроцитов и уровнем р02, рС02, Б02у больных ХОБЛ и БА (р>0,05).

Таким образом, мы подтверждаем мнение авторов (50, 57, 102, 110), которые считают, что изменения морфологии эритроцитов связаны с физико-химическими нарушениями их поверхностной мембраны.

Интенсивность эритропоэза существенно зависит от выраженности дыхательных нарушений. Так, А. В. Леонтьев (1991) показал, что при прогрессировании вентиляционных нарушений средние показатели общего количества ретикулоцитов в периферической крови у больных с хроническим бронхитом увеличиваются (65). По результатам нашего исследования при ретикулоцитометрии у больных ХОБЛ и БА было выявлено статистически значимое увеличение показателей всех групп клеток по классификации Гейльмейера и, соответственно, их общего количества по сравнению с показателями здоровых людей (р<0,05). Также наблюдался левый сдвиг ретикулоцитарного ряда: появление ретикулоцитов I и II класса, что является косвенным признаком повышенной регенераторной способности костного мозга.

В процессе лечения у больных ХОБЛ и БА первой группы, которым проводилось только медикаментозное лечение, эритроцитарные показатели практически не различались с параметрами до лечения (р>0,05).

Проведение традиционной медикаментозной терапии существенно не изменяло количественную характеристику различных морфологических типов эритроцитов, по-прежнему, указывая на напряженную эритрокинетику с повышенной деструкцией эритроцитов. Так, у больных ХОБЛ после курса медикаментозной терапии наблюдалась тенденция к снижению доли переходных и необратимо измененных форм по сравнению с показателями до лечения, однако их уровень достоверно оставался выше нормальных значений (р<0,05). Таюке было выявлено незначительное повышение числа дискоцитов по сравнению с исходными данными (р>0,05). При анализе формулы эритроцитов больных бронхиальной астмой после медикаментозного лечения статистически значимой разницы с исходными морфологическими типами не было выявлено, кроме повышения числа дискоцитов. Средние значения показателей эритроцитометрии (средний диаметр эритроцитов, доля микроцитов и макроцитов) у больных первой группы статистически не различались с данными до лечения и оставались выше показателей здоровых людей (р>0,05).

При оценке функционального состояния мембраны эритроцитов больных ХОБЛ и БА, которым проводилось только медикаментозное лечение, была отмечена тенденция к повышению ЭФП, но полученные данные являлись статистически недостоверными (р>0,05). При корреляционном анализе нами не было выявлено влияния показателей газового состава крови на ЭФП эритроцитов у больных ХОБЛ и БА (р>0,05).

При подсчете ретикулоцитов у больных ХОБЛ и БА в процессе медикаментозного лечения отмечалось незначительное снижение их общего количества и незрелых клеток I и II классов по сравнению с исходными данными (р>0,05).

Многочисленные экспериментальные наблюдения свидетельствуют о том, что при воздействии низкоинтенсивного лазерного излучения происходят регенеративно-пролиферативные и количественные изменения периферического звена эритрона: ретикулоцитоз, увеличение количества эритроцитов с повышением их резистентности, ускорение фильтруемости (деформируемости) и снижение агрегации эритроцитов (41, 45, 63, 134, 141). Данные клинических исследований об изменениях эритроцитов периферической крови после БЛОК не однозначны. Так, в ряде исследований было выявлено, что после внутривенного лазерного облучения крови у относительно здоровых людей достоверно увеличивалось количество эритроцитов через 4 часа после облучения, а к концу суток количество на 15% превышает исходные значения (26). Параллельно отмечалось повышенное содержание гемоглобина и уровень гематокрита (26, 140). В литературе также имеются сведения, что после сеансов лазерной терапии отмечалось падение гематокрита (на 12%) и уменьшение вязкости крови (на 11%) (27).

По результатам нашего исследования в динамике комплексного медикаментозного лечения с включением БЛОК наблюдались следующие данные: у больных ХОБЛ была выявлена тенденция к повышению количества эритроцитов, гемоглобина, гематокрита, МСУ и МСНС по сравнению с исходными данными. При сравнительном анализе количество эритроцитов, гематокрита, МСУ и МСНС у больных ХОБЛ после курса лазеротерапии достоверно были выше нормальных показателей (р<0,05). Эритроцитарные параметры у больных с БА практически оставались без изменений и достоверно не различались с показателями до начала лазеротерапии (р>0,05).

Анализ данных компьютерной морфометрии показал, что у больных ХОБЛ и БА второй группы после курса внутривенного лазерного облучения крови в комплексе с традиционной медикаментозной терапией отмечались более выраженные улучшения в формуле эритроцитов по сравнению с результатами проведенного только медикаментозного лечения. К середине курса ВЛОК, независимо от нозологии, у больных начинала улучшаться формула эритроцитов в виде недостоверного повышения доли дискоцитов правильной конфигурации. Также наблюдалась тенденция к снижению переходных и необратимо измененных форм эритроцитов.

После 10-го сеанса лазеротерапии были выявлены наиболее выраженные положительные сдвиги в формуле эритроцитов. Полученные нами данные свидетельствуют об увеличении в периферической крови больных ХОБЛ и БА содержания дискоцитов, количество которых приблизилось к норме (р<0,05). Это происходит, вероятно, за счет обратной трансформации эхиноцитов (р<0,05), снижения необратимо измененных форм эритроцитов: каплевидных, мишеневидных, овалоцитов и сфероцитов.

При эритроцитометрии у больных ХОБЛ наблюдалось недостоверное снижение доли макроцитов и увеличение микроцитов, а средний диаметр эритроцитов в динамике комплексного лечения с применением лазеротерапии не отличался от исходных данных. У больных БА в процессе комплексного лечения была выявлена тенденция к увеличению доли микрои макроцитов, значение среднего диаметра не различалось с показателем до лечения.

Ультраструктурные изменения эритроцитов, выражающиеся в тенденции к приобретению ими нормальной конфигурации за счет увеличения количества дискоцитов и уменьшения числа эхиноцитов, каплевидных, мишеневидных, овалоцитов и сфероцитов, возможно, свидетельствуют о воздействии лазерного излучения на поверхностную мембрану клеток, что согласуется с экспериментальными данными об изменении эритроцитарной мембраны в результате прямого воздействия низкоинтенсивного лазера на клетку (45, 65, 98, 100,136).

Изменения морфологических свойств эритроцитов сопровождаются изменением их ЭФП, свидетельствующего о величине мембранного потенциала. При оценке функционального состояния мембраны эритроцитов у больных ХОБЛ и БА было выявлено, что уже после 5-ти сеансов ВЛОК имело место увеличение ЭФП, значение которого не достигало показателя здоровых людей. После 10-го сеанса уровень ЭФП эритроцитов становился существенно выше и достоверно приближался к нормальным значениям, что является подтверждением полноценного функционирования мембраны эритроцита (р<0,05). При корреляционном анализе нами не было выявлено влияния показателей газового состава крови на ЭФП эритроцитов у больных ХОБЛ и БА (р>0,05).

Увеличение ЭФП в процессе лечения, возможно, связано с ростом числа молодых эритроцитов, которые имеют более высокий электрический заряд (57), при этом корреляции ЭФП с общим количеством ретикулоцитов нами не было отмечено (р>0,05).

В процессе комплексного лечения с применением ВЛОК были выявлены косвенные признаки активации эритропоэза и усиленной продукции клеток. Так, согласно данным исследования морфологии ретикулоцитов у больных ХОБЛ и БА после курса лазеротерапии отмечалось повышение всех классов ретикулоцитов по классификации Гейльмейера и их общего количества (р<0,05) по сравнению с исходными данными, что свидетельствует об активности костномозгового кроветворения.

Проведенные нами исследования показывают, что лазеротерапия приводит к положительным морфофункциональным сдвигам, позволяющим рекомендовать включение ВЛОК в комплексную терапию ХНЗЛ. Характерное для больных ХОБЛ и БА увеличение числа ретикулоцитов и их молодых форм указывало на омоложение пула периферического эритрона и, тем самым, на повышение продукции эритроцитов. Эти изменения, по-видимому, обусловлены адекватной и компенсаторно повышенной продукцией эритроцитов вследствие первичной дыхательной гипоксии.

Эффективность комплексной медикаментозной терапии с применением ВЛОК достоверно превышает эффективность традиционной медикаментозной терапии, как в отношении улучшения формулы эритроцитов, так и в отношении функции мембраны эритроцитов. Возможно механизмом положительного действия лазерного излучения, по мнению одних авторов, является непосредственное влияние на поверхностную мембрану клеток и обратная трансформация измененных форм эритроцитов в результате прямого облучения на клетку или вследствие фотоинициации свободнорадикального окисления в эритроцитах (21, 45, 51, 100). Другие авторы предполагают, что под действием гелий-неонового лазера происходит раздражение костного мозга и органов, депонирующих элементы крови, продуктами распада старых эритроцитов, в результате чего происходит усиленный выброс дискоцитов в кровоток (22, 43).

Таким образом, результаты сравнительного анализа свидетельствуют о преимуществах комплексного лечения с включением ВЛОК по влиянию на структуру и функцию эритроцитов у больных ХОБЛ и БА, а именно на полноценное функционирование поверхностной мембраны клеток и омоложение пула периферического эритрона и, тем самым, на повышение продукции эритроцитов. Применение только базисной медикаментозной терапии для лечения БА и ХОБЛ не оказывало существенного влияния на количественный и качественный состав эритроцитов и их функциональную активность.

Накопленные клинические наблюдения убедительно свидетельствуют о благоприятном действии внутривенного лазерного облучения крови на течение различных заболеваний легких. Широкий спектр лечебного эффекта низкоинтенсивного гелий — неонового лазерного излучения патогенетически обосновывает применение метода при ХНЗЛ, поскольку он оказывает иммунокорригирующее действие, улучшает кислород-транспортную функцию крови, влияет на гемореологические свойства крови, способствует восстановлению в системе ПОЛ-антиоксиданты (7, 16, 26,37, 68 69, 87, 124).

Результаты наших наблюдений подтверждают, что у больных ХОБЛ и БА на фоне медикаментозного лечения с включением внутривенного лазерного облучения крови в более короткие сроки нормализовалась температура тела, уменьшались интенсивность кашля и одышки, усиливалось отхождение мокроты, сократилась продолжительность и частота приступов удушья, исчезал акроцианоз. Положительная аускультативная картина характеризовалась исчезновением или уменьшением сухих и влажных хрипов.

Клиническая эффективность комплексного лечения с применением лазеротерапии также подтверждалась динамикой показателей функции внешнего дыхания: у больных ХОБЛ и БА после лазеротерапии наблюдалась тенденция к улучшению бронхиальной проходимости, отмечалось статистически значимое увеличение ОФВь ОФВ]/ФЖЕЛ, СОС 25−75%, ПОС, ФЖЕЛ по сравнению с показателями больных первой группы, которым проводилось только медикаментозное лечение (р<0,05). После медикаментозной терапии все параметры бронхиальной проходимости также изменялись в положительную сторону, но статистически значимых различий не было выявлено (р>0,05).

Исходные нарушения газов крови укладывались в типичную, характерную для данных патологий картину гипоксемии, степень которой после сеансов БЛОК в комплексе с базисной медикаментозной терапией существенно уменьшалась. Так, при исследовании показателей газового состава крови после комплексного лечения отмечалось статистически значимое увеличение парциального напряжения кислорода (рОг) и сатурации кислорода, а также уменьшения парциального напряжения углекислой кислоты (рСОг) (р<0,05). После проведения только медикаментозной терапии также наблюдалась тенденция к улучшению газового состава крови, однако статистически достоверной разницы не выявлялось (р>0,05). Увеличение р02 после сеансов лазерного облучения связано, по-видимому, не только с улучшением бронхиальной проходимости, но и количественными и качественными изменениями периферического звена эритрона у больных ХОБЛ и БА.

Эффективность комплексной терапии с использованием БЛОК у больных ХОБЛ и БА отмечали с помощью лабораторных тестов. Так, наиболее выраженное понижение показателей воспалительного синдрома, а именно уровня лейкоцитов, СОЭ, СРБ, фибриногена по сравнению с исходными данными было выявлено в группе пациентов, которым проводилась комплексная терапия с включением БЛОК (р<0,05). В ходе медикаментозного лечения наблюдалась тенденция к снижению показателей воспаления, но статистически не значимые (р>0,05).

Таким образом, у больных ХОБЛ и БА, получивших курс внутривенного лазерного облучения крови в комплексе с традиционной медикаментозной терапией, наблюдалось достоверное улучшение клинико-лабораторной картины в виде купирования основных симптомов, повышения уровня парциального напряжения кислорода в крови, нормализации показателей воспалительного синдрома и уменьшения степени обструкции дыхательных путей.