Введение к работе
Актуальность проблемы. При болезни любая клетка, в частности ее плазматическая мембрана, реагирует молекулярными изменениями, носящими как патологический, так и адаптивный характер (Геннис Р., 1997; Иванов В.П. и др., 2004; Смагулова З.Ш. и др., 2009). В настоящее время можно говорить о том, что произошло гигантское накопление фактических материалов о структурных изменениях клетки при патологии, но в науке прослеживается стандартное желание исследователей выявить специфические изменения разных клеточных структур при том или ином патологическом процессе, т.к. они в меньшей степени отдают должное поиску универсальных неспецифических изменений клетки. В полной мере подобная ситуация сложилась и в области изучения патологии эритроцита (Колосова М.В. и др., 2000; Рязанцева Н.В., Новицкий В.В., 2004; Конопля А.И. и др., 2011).
Организм взрослого человека содержит 25х1012 эритроцитов, при этом каждые сутки обновляется около 1% эритроцитов, т.е. в течение секунды в кровоток поступает около 2х106 этих клеток. Эритроциты – высокоспециализированные клетки, одна из самых известных функций которых – транспорт О2 и СО2 гемоглобином, составляющим 95% сухого остатка клетки (Евдокимова Е.В., 2005; Новгородцева Т.Н. и др., 2010). Они принимают участие в регуляции кислотно-основного состояния, водно-электролитного баланса, микрореологического статуса крови. Эритроцит является универсальной транспортной системой позвоночных, т.к. переносит биологически активные соединения (аминокислоты, пептиды, нейромедиаторы, гормоны, цитокины иммунной системы), липиды, вирусы, лекарственные препараты, сорбированные на поверхностной структуре мембраны или в форме включений в билипидный матрикс мембраны (Смирнов И.Ю. и др., 2004; Попов П.А., 2006; Гераськин В.А. и др., 2010).
Таким образом, повышенный интерес исследователей к эритроциту при болезнях разного генеза обусловлен его участием в процессах, связанных с поддержанием гомеостаза на уровне целого организма (Конопля А.И., 2008).
Сегодня можно с убедительностью утверждать о том, что эритроциты вовлекаются в патологический процесс не только при гематологических за-болеваниях, но и претерпевают серьезные изменения структуры и функции при болезнях разного генеза (Новицкий В.В. с соавт., 1998; Новицкий В.В., Соколович А.Г., Рязанцева Н.В., 2000; Новицкий В.В., Рязанцева Н.В., 2002; Рязанцева Н.В. с соавт., 2002, 2003; Терещенко С.Ю., 2002; Гаврилюк В.П., 2008). Мембранам эритроцитов присущи общие принципы молекулярной организации плазматических мембран. Поэтому выявленные закономерности нарушений структуры и функции мембраны эритроцитов с определенной долей коррекции, обусловленной прежде всего видовой специфичностью клеток, могут быть экстраполированы на иные мембранные системы.
Мембрана эритроцита играет ключевую роль в детерминации гомеостаза и функциональной способности клетки. От физико-химического состояния эритроцитарной мембраны зависят процесс активного транспорта ионов, особенности функционирования мембранассоциированных ферментов, характер взаимодействия клетки со средой (Тихомирова И.А. и др., 2006; Срубилин Д.В. и др., 2009).
Выполнение эритроцитом различных функций требует от этой клетки соответствия определенным характеристикам. К ним в первую очередь относится способность к относительно длительному сохранению структурной и функциональной целостности мембраны, возможность к сохранению высокой концентрации и функциональной полноценности гемоглобина, поддержанию функционально обоснованного взаимодействия между различными формами гемоглобина и структурами клеточной мембраны, сохранению формы клетки и способности к ее обратимой деформируемости, позволяющей эритроциту быстро перемещаться в сосудистых и межклеточных пространствах и эффективно доставлять клеткам кислород и другие соединения, сохранению структуры эпитопов и их архитектоники, являющихся необходимым условием эффективного взаимодействия с различными клетками организма (Чирикова О.А., 2006; Рязанцева Н.В., Новицкий В.В., 2004; Новгородцева Т.Н. и др., 2010; Конопля А.И. и др., 2011).
Наряду с сохранением стабильности указанных параметров, эритроцит должен быть способен к обратимому изменению их в определенных пределах в постоянно флуктуирующих условиях внешней для этой клетки среды.
Реализация всех указанных особенностей эритроцитов обеспечивается составом и структурой их мембраны и своеобразием протекающих в них биохимических процессов, обеспечивающих целостность клеток и выполнение ими транспортных и регуляторных функций (Прокопенко Л.Г. и соавт., 2005; Конопля А.И. и др., 2011).
Отсутствие достоверных данных о структурно-функциональных свойствах эритроцитов в условиях различной хирургической, урологической, гинекологической, оториноларингологической патологии предопределяет целесообразность их детального изучения для установления способов фармакологической и нефармакологической коррекции нарушений при данной нозологии, как в эксперименте, так и в клинике.
Цель работы: определить характер и степень изменений структурно-функциональных свойств эритроцитов при патологии, их взаимосвязь с клинико-лабораторными данными и разработать патогенетически обоснованные методы фармакологической коррекции нарушений.
Задачи исследования.
1. Установить изменения представительности белков и липидов в мембране эритроцитов в условиях экспериментальной патологии: острый панкреатит, гнойный холангит и токсическое поражение печени.
2. Изучить сорбционную способность и метаболическую активность эритроцитов в условиях экспериментального острого панкреатита, гнойного холангита и токсического поражения печени.
3. Определить влияние иммуномодуляторов, антиоксидантов и мембранопротекторов в коррекции нарушений структурно-функциональных свойств красных клеток крови в условиях экспериментальной патологи.
4. Установить возможность использования физиотерапевтических методов (ультразвуковое и магнитно-инфракрасно-лазерное воздействие) для коррекции нарушений структурно-функциональных свойств эритроцитов при экспериментальной хирургической патологии.
5. Установить изменения структурно-функциональных свойств красных клеток крови в условиях хирургической (острый панкреатит, аппендикулярный перитонит), гинекологической (хронический сальпингоофорит), оториноларингологической (острый и обострение хронического верхнечелюстного синусита) и урологической (хронический простатит и доброкачественная гиперплазия предстательной железы) патологии.
6. Выявить общие закономерности и различия изменений в структурно-функциональных свойствах эритроцитов при различных видах патологии.
7. Определить взаимосвязь между клиническими показателями и изменениями структурно-функциональных свойств эритроцитов при остром панкреатите, аппендикулярном перитоните, хроническом сальпингоофорите, верхнечелюстном синусите, хроническом простатите и доброкачественной гиперплазии предстательной железы.
8. Выявить эффективность комплексного стандартного лечения в коррекции структурно-функциональных свойств мембраны эритроцитов в условиях соматической патологии.
9. Выявить изменения показателей структурно-функциональных свойств красных клеток крови у больных острым панкреатитом, аппендикулярным перитонитом, хроническим сальпингоофоритом, верхнечелюстным синуситом, хроническим простатитом и доброкачественной гиперплазией предстательной железы с включением в стандартное лечение иммуномодуляторов, антиоксидантов и мембранопротекторов.
10. Провести оценку клинического состояния пациентов с соматической патологией при использовании в стандартном лечении препаратов иммунокорригирующего, антиоксидантного и мембранопротективного действия.
11. Выявить показатели структурно-функциональных свойств эритроцитов для оценки выраженности нарушений, прогноза исхода и эффективности проводимого лечения у больных острым панкреатитом, аппендикулярным перитонитом, хроническим сальпингоофоритом, верхнечелюстным синуситом, хроническим простатитом и доброкачественной гиперплазией предстательной железы.
12. Разработать практические рекомендации по фармакологической коррекции структурно-функциональных свойств красных клеток крови в условиях хирургической (острый панкреатит, аппендикулярный перитонит), гинекологической (хронический сальпингоофорит), оториноларингологической (острый и обострение хронического верхнечелюстного синусита) и урологической (хронический простатит и доброкачественная гиперплазия предстательной железы) патологии.
Научная новизна. Впервые установлены изменения структурно-функциональных свойств мембраны эритроцитов при эспериментальном остром панкреатите, гнойном холангите и токсическом поражении печени, вызванном введением четыреххлористого углерода и индометацина. Определена эффективность использования физиотерапевтических способов (ультразвуковое и магнитно-инфракрасно-лазерное воздействие) для коррекции нарушений структурно-функциональных свойств эритроцитов в условиях экспериментальной хирургической патологи: острого панкреатита и гнойного холангита. Установлены сравнительные фармакологические эффекты сочетаний препаратов иммуномодуляторов, антиоксидантов и мембранопротекторов в условиях экспериментальной хирургической патологии (острый панкреатит и гнойный холангит) и при токсическом поражении печени.
Впервые в условиях хирургической (острый панкреатит, аппендикулярный перитонит), гинекологической (хронический сальпингоофорит), оториноларингологической (острый и обострение хронического верхнечелюстного синусита) и урологической (хронический простатит и доброкачественная гиперплазия предстательной железы) патологии установлены изменения содержания белков и липидов в мембране эритроцитов, их метаболическая активность и сорбционные свойства. Впервые выявлена общность и различия нарушений структурно-функциональных свойств эритроцитов при различных видах патологии и обоснованы необходимости их фармакологической коррекции.
Определена эффективность использования мембранопротекторов, антиоксидантов и иммуномодуляторов в коррекции нарушений структурно-функциональных свойств эритроцитов у больных острым панкреатитом, аппендикулярным перитонитом, хроническим сальпингоофоритом, верхнечелюстным синуситом, хроническим простатитом и доброкачественной гиперплазией предстательной железы.
Впервые установлена взаимосвязь изменений структурно-функциональных свойств эритроцитов с клинико-лабораторными данными при различных видах патологии: хирургической (острый панкреатит, аппендикулярный перитонит), гинекологической (хронический сальпингоофорит), оториноларингологической (острый и обострение хронического верхнечелюстного синусита) и урологической (хронический простатит и доброкачественная гиперплазия предстательной железы).
Практическая значимость. Выявлены изменения представительности белков и липидов в мембране эритроцитов, их сорбционная способность и метаболическая активность в условиях хирургической (острый панкреатит, аппендикулярный перитонит), гинекологической (хронический сальпингоофорит), оториноларингологической (острый и обострение хронического верхнечелюстного синусита) и урологической патологии (хронический простатит и доброкачественная гиперплазия предстательной железы). Установлена недостаточная эффективность комплексного стандартного лечения в коррекции нарушений структурно-функциональных свойств мембраны эритроцитов в условиях соматической патологии.
Разработаны эффективные способы фармакологической коррекции нарушений структурно-функциональных свойств эритроцитов у больных острым панкреатитом, аппендикулярным перитонитом, хроническим сальпингоофоритом, верхнечелюстным синуситом, хроническим простатитом и доброкачественной гиперплазией предстательной железы с применением комбинаций препаратов: иммуномодуляторов («Деринат», «Ферровир», «Лонгидаза», «Гепон», «Полиоксидоний»), антиоксидантов («Мексидол», «Гипоксен») и мембранопротекторов («Гептрал», «Фосфоглив»).
Разработанные методы фармакологической коррекции структурно-функциональных свойств эритроцитов у больных с соматической патологией внедрены в работу ряда лечебно-профилактических учреждений: ОГУЗ «Областной перинатальный центр» г. Курска, ГУЗ «Белгородская областная клиническая больница Святителя Иоасафа», МУЗ «Городская больница скорой медицинской помощи» г. Курска, МУЗ «Городская клиническая больница № 4» г. Курска.
Материалы диссертации вошли в учебные рабочие программы и используются в лекционных курсах и на практических занятиях ряда кафедр Курского, Российского, Санкт-Петербургской, Самарской, Волгоградского государственных медицинских университетов и академий и медицинских факультетов Белгородского и Орловского государственных университетов.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. В условиях экспериментального острого панкреатита, гнойного холангита и токсического поражения печени установлены изменения структурно-функциональных свойств эритроцитов, направленные на уменьшение прочности и эластичности, снижение деформируемости, метаболической активности и текучести, изменение поляризуемости и сорбционной способности.
2. Использование «Фосфоглива» при остром токсическом поражении печени, «Полиоксидония» и «Мексидола» при остром панкреатите и сочетания «Полиоксидоний», «Гипоксен» и «Фосфоглив» при гнойном холангите в условиях эксперимента оказывает нормализующее влияние на представительность белков и липидов в мембране эритроцитов, их сорбционную способность и метаболическую активность.
3. В условиях хирургической (острый панкреатит, аппендикулярный перитонит), гинекологической (хронический сальпингоофорит), оториноларингологической (острый и обострение хронического верхнечелюстного синусита) и урологической (хронический простатит и доброкачественная гиперплазия предстательной железы) патологии имеются общие закономерности и различия в изменениях структурно-функциональных свойств эритроцитов.
4. Использование в стандартном лечении больных острым панкреатитом, аппендикулярным перитонитом, хроническим сальпингоофоритом, верхнечелюстным синуситом, хроническим простатитом и доброкачественной гиперплазией предстательной железы сочетания иммуномодуляторов («Деринат», «Ферровир», «Лонгидаза», «Гепон», «Полиоксидоний»), антиоксидантов («Мексидол», «Гипоксен») и мембранопротекторов («Гептрал», «Фосфоглив») оказывает выраженное фармакокорригирующие влияние на показатели структурно-функциональных свойств красных клеток крови.
5. Установлены корреляционные взаимосвязи между клинико-лабораторными показателями и структурно-функциональными свойствами эритроцитов, позволяющие судить об эффективности проводимого лечения, динамике симптоматики и прогнозировании исхода заболевания.
6. Изменения общей сорбционной способности в условиях острого панкреатита, хронического сальпингоофорита, аппендикулярного перитонита и верхнечелюстного синусита дифференцированы в зависимости от тяжести течения и длительности анамнеза заболевания.
7. Изменения показателей, отражающих структурно-функциональные свойства эритроцитов, у больных с различной патологией на фоне проводимой фармакологической коррекции коррелируют с изменением клинических и лабораторно-инструментальных показателей.
Апробация работы. Основные положения диссертации представлены на 67, 70 и 74-й научных конференциях КГМУ и сессиях Центрально-Черноземного научного центра РАМН и отделения РАЕН «Университетская наука: теория, практика, инновации» (Курск, 2002, 2005, 2009), XIII Всероссийском форуме с международным участием им. акад. В.И. Иоффе «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» (Санкт-Петербург, 2009), Х Международном конгрессе «Современные проблемы аллергологии, иммунологии и иммунофармакологии», посвященном 100-летию со дня рождения академика АМН А.Д. Адо (Казань, 2009), VII Съезде аллергологов и иммунологов СНГ (Санкт-Петербург, 2009), IV Международной научной конференции молодых ученых-медиков (Курск, 2010), международной научно-практической конференции «Новые достижения биотехнологии» (Киев, 2010), Межрегиональном форуме «Актуальные вопросы аллергологии и иммунологии – междисциплинарные проблемы» (Санкт-Петербург, 2010), XV Международном конгрессе по реабилитации в медицине и иммунореабилитации (Дубай, 2010), XIV Всероссийском научном форуме с международным участием им. акад. В.И. Иоффе «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» (Санкт-Петербург, 2011), 7-й международной научно-практической конференции «Новейшие достижения европейской науки» (София, 2011), VIII Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2011), совместном заседании кафедр фармакологии, биологической химии, оториноларингологии, хирургических болезней № 2, микробиологии, вирусологии, иммунологии, акушерства и гинекологии Курского государственного медицинского университета (2011 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 47 работ, 33 из которых в рекомендуемых изданиях ВАК РФ, издана монография. В работах содержится полный объем информации, касающейся темы диссертации.
Личный вклад автора. Автором составлены план и дизайн исследования, проведен анализ отечественных и зарубежных источников литературы по теме диссертации, лично проводился набор материала, анализировались лабораторные показатели, отражающие структурно-функциональные свойства мембраны эритроцитов: липиды выделялись методом тонкослойной хроматографии, а белки разделялись методом вертикального электрофореза в полиакриламидном геле. Диссертантом самостоятельно выполнялись анализ и обобщение результатов, составление таблиц и графиков, написание диссертации, сопоставление с литературными данными. Доля автора в совместных публикациях составила 70-90%.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 273 страницах машинописного текста, иллюстрирована 46 таблицами и 27 рисунками, состоит из введения, обзора литературы (3 главы), описания методов исследования, изложения собственных результатов (9 главы), заключения, выводов, практических рекомендаций, библиографического указателя, включающего 226 отечественных и 108 иностранных источников.
