Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы. 10
1.1. Кроветворение и его стабильность. 10
1.2. Морфологическая характеристика эритрона у здоровых людей. 17
1.3. Особенности эритропоэза железодефицитной анемии. 46
1.4. Общая характеристика эритропоэза у жителей Беслана . 52
1.5. Распространенность ЖДА среди беременных женщин. 55
Глава 2. Материалы и методы исследования. 60
Глава 3. Результаты собственных исследований их обсуждение. 75
3.1. Морфологическая характеристика эритрона у здоровых жителей Беслана. 76
3.2. Морфологическая характеристика эритрона у больных железодефицитной анемией . 86
3.3. Морфологическая характеристика эритрона у беременных женщин с нормальными показателями эритрона и с железодефицитной анемией . 92
Выводы. 99
Список литературы. 100
- Морфологическая характеристика эритрона у здоровых людей.
- Общая характеристика эритропоэза у жителей Беслана
- Морфологическая характеристика эритрона у больных железодефицитной анемией
- Морфологическая характеристика эритрона у беременных женщин с нормальными показателями эритрона и с железодефицитной анемией
Введение к работе
Эритроциты играют основную роль в обеспечении организма человека кислородом, представляя собой высокоспециализированную транспортную систему, переносящую кислород от легких к тканям. Установлено, что у здорового человека в периферической крови большинство эритроцитов представлено дискоцитами правильной формы. Дискоциты обладают высокой деформабильностью и эластичностью, что позволяет им продвигаться как в крупных сосудах, так и мелких капиллярах диаметром 3-5 мкм. Такая форма эритроцитов обеспечивает наиболее адекватное обеспечение тканей кислородом и во многом определяет эффективность протекания физиологических процессов.
Изменение формы эритроцитов (пойкилоцитоз) может быть результатом нарушения внутриклеточного обмена или возникать вследствие внешних физикохимических и иммунологических воздействий, то есть клетки могут подвергаться различным обратимым и необратимым трансформациям [Ю.К. Новодержкина, З.Г. Шишканова, И.Г. Козинец, 2004].
Форму эритроцитов исследуют в мазках периферической крови, окрашенных по Романовскому в световом микроскопе, но данная методика является в большей степени субъективной оценкой формы клеток и имеет достаточно высокий коэффициент вариации. Разработка метода компьютерной морфометрии положила начало новому периоду в исследовании эритроцитов периферической крови. С помощью данного метода стало возможным исследование морфологических изменений в эритроцитах и получение более полной информации о состоянии эритрона по сравнению с традиционными лабораторными методами. На основании анализа контура, формы клетки, профиля оптической плотности возможно проведение автоматической классификации клеток на морфологические типы эритроцитов: дискоциты, эхиноциты, эллиптоциты, мишеневидные, каплевидные клетки и др. Анализируется такое число клеток, которое делает результат исследования статистически достоверным и резко снижает коэффициент вариации.
Работы, посвященные изучению формы эритроцитов в норме и при патологических состояниях с помощью компьютерной морфометрии в московском регионе и в Северной Осетии малочисленны. Нами изучена морфология эритроцитов здоровых людей (мужчин и женщин), проживающих в Северной Осетии и при развитии железодефицитной анемии у женщин.
Результаты исследования количественных и качественных характеристик периферической крови позволили дать оценку состоянию периферического звена эритрона у жителей Северной Осетии, что в свою очередь может быть использовано в качестве регионального диагностического критерия в лабораторной медицине.
Цель исследования: Выявление особенностей морфологии эритроцитов у здорового населения г.
Беслана (Северная Осетия) в возрасте от 18 до 45 лет, у беременных женщин, у женщин детородного возраста, страдающих железодефицитной анемией.
Задачи исследования:
1. Проанализировать показатели периферической крови у жителей г. Беслана: • здоровых мужчин; • здоровых женщин детородного возраста; • женщин детородного возраста с железодефицитной анемией; • беременных женщин с нормальными показателями эритрона; • беременных женщин с железодефицитной анемией.
2. Провести морфометрию эритроцитов периферической крови всех обследованных групп и оценить количественный и качественный состав клеток.
3. Изучить и охарактеризовать количественный и качественный состав ретикулоцитов периферической крови с использованием классификации по Гейльмейеру.
4. Сравнить полученные показатели периферического отдела эритрона здоровых жителей данного региона с показателями, полученными при обследовании здоровых людей той же возрастной группы московского региона (контрольная группа).
Научная новизна работы.
Впервые исследованы периферические показатели эритрона у жителей Северной Осетии (г. Беслана) и проведена их сравнительная характеристика с аналогичными показателями жителей московского региона. С помощью метода компьютерной морфометрии выявлены особенности эритроцитов у здоровых жителей г. Беслана, беременных женщин и женщин, больных ЖДА. Дана количественная и качественная характеристика ретикулоцитов во всех обследуемых группах.
Практическая значимость: Учет выявленных особенностей количественных и качественных изменений показателей периферического звена эритрона у населения г. Беслана может быть использован как вариант физиологической нормы для жителей данного региона и в качестве критерия оценки в диагностике заболеваний крови.
Положения, выносимые на защиту:
1. У здоровых мужчин г. Беслана увеличено содержание гемоглобина и некоторых эритроцитарных индексов по сравнению с мужчинами той же возрастной группы московского региона.
2. Мужчины и женщины одинаковых возрастных групп данного региона имеют изменения в количественном и качественном составе эритроцитов.
3. Количество ретикулоцитов у мужчин и женщин г. Беслана увеличено по сравнению с жителями московского региона.
4. У здоровых беременных женщин и беременных с ЖДА (жителей Беслана) увеличено количество предгемолитических форм эритроцитов.
Морфологическая характеристика эритрона у здоровых людей.
Эритрон - одна из важнейших систем кроветворной ткани - происходит от плюрипотентной стволовой клетки, включая, самые ранние предшественники эритроидного ряда, морфологически идентифицируемые, синтезирующие гемоглобин, ядросодержащие клетки, пролиферирующие и непролиферирующие, ретикулоциты и зрелые эритроциты. К моменту рождения человека эритропоэз полностью осуществляется в костном мозге. Родоначальными клетками красного ростка являются комитированные предшественники эритропоэза. Они образуются из стволовой полип отентентной клетки, претерпевая 5-10 делений. Наиболее ранние клетки - предшественники, бурстобразующие единицы эритропоэза (БОЕ-Э), гетерогенны по своему составу. Ранние предшественники характеризуются низкой чувствительностью к действию ЭПО и требуют для своего роста присутствия специального стимулятора эритропоэза - бурстимулирующией активности. Другой субпопуляцией БОЕ-Э является более зрелые предшественники, приобретающие чувствительность к ЭПО. Наиболее дифференцированные клетки-предшественники - колониеобразующие единицы эритропоза (КОЕ-Э) - отличаются максимальной чувствительностью к ЭПО. Образование эритробластов происходит только в присутствии достаточной концентрации эндогенного ЭПО, в противном случае клетки подвергаются апоптозу. Воздействие ЭПО осуществляется через эритропоэтинчувствительные клеточные рецепторы, количество которых максимально на клетках КОЕ-Э, проэритробластах и базофильных эритробластах. Связывание ЭПО с соответствующим рецептором предотвращает апоптоз клеток. Регуляция нормального гемопоэза осуществляется посредством гемопоэтических факторов роста, которые контролируют пролиферацию, дифференцировку и выживаемость кроветворных предшественников [28,45,46,48].
Из морфологически идентифицируемых костномозговых предшественников эритроцитов, к пролиферации способны проэритробласты, базофильные эритробласты и ранние стадии полихроматофильных эритробластов. На этом этапе функционирования эритрона клетки проходят 3-7 делений. Однако в зависимости от различных функциональных состояний число делений может сокращаться, что сопровождается уменьшением числа эритроцитов. Этот процесс называется «перескок деления». В целом дифференцировка и созревание эритроидных клеток, начиная с проэритробласта до эритроцита, осуществляется в течение 9-14 дней. Синтез гемоглобина в клетках эритроидного ряда начинается на стадии проэритробласта. Скорость синтеза гемоглобина в про- и базофильных эритробластах составляет 0,5 пг в час. В делящихся клетках после митоза количество гемоглобина уменьшается наполовину, в течение интерфазы приближается к исходному уровню. К концу второго митотического цикла (перед делением) клетки содержат 21,6 пг гемоглобина, а в разделившихся дочерних клетках, которые по своей морфологии являются базофильными эритробластами -10,08 пг. В конце митоза количество гемоглобина в базофильном эритробласте составляет 25,2 пг, а у образовавшихся из него ранних полихроматофильных эритробластов — 13 пг. После деления раннего полихромафильного эритробласта образуются средние полихроматофильные эритробласты с концентрацией гемоглобина, достигающей критической величины - 13,5 пг, которая полностью прекращает синтез ДНК и выключает клетку из митотического цикла При этом скорость синтеза гемоглобина также замедляется. Дальнейшее созревание клеток красного ряда происходит без деления. При нормальном эритропоэзе эритрокариоциты проходят в среднем 5 митозов, в результате чего из 1 эритробласта получается 32 эритроцита. В небольшой популяции эритроидных клеток синтез гемоглобина осуществляется быстрее и на стадии раннего полихроматофильного эритробласта клетка подходит к митозу с концентрацией гемоглобина более 27 пг, при которой она теряет способность к делению. Дальнейшее развитие этой тетраплоидной клетки происходит без деления. Из нее образуется крупный ретикулоцит и затем макроэритроцит, содержащий более 30 пг гемоглобина. Этот тип деления эритрокариоцитов получил название терминального деления. В норме терминальный эритропоэз составляет не более 5%. Наличие его дает возможность быстро регулировать количество эритроцитов в зависимости от различных физиологических состояний. 5-10% эритрокариоцитов достигают критической массы гемоглобина (27 пг) на стадии базофильного эритробласта, что приводит к завершению их дифференцировки и гибели в костном мозге. Этот вид эритропоэза называется неэффективным. Он обеспечивает механизмы физиологической регуляции нормального равновесия в системе эритрона в условиях постоянно меняющихся потребностей организма в продукции эритроцитов [105].
Общая характеристика эритропоэза у жителей Беслана
Ухудшение социально-экономических условий в последние годы в Осетии привело к снижению уровня здоровья населения и увеличению числа хронических заболеваний. Роль и степень участия в этих процессах дефицита железа достаточно высокая и поэтому выявление частоты этой патологии, коррекция и предупреждение ее могут внести серьезный вклад в снижение заболеваемости людей, проживающих на данной территории. Изучение периферического звена эритрона в норме и при патологических состояниях достаточно актуально, так как работы, посвященные этой теме малочисленны.
Употребление большого количества жирной пищи с высоким содержанием животных жиров (осетинские пироги, мясных жирных блюд, топленого масла и сыра и т.д.) приводит к увеличению концентрации холестерина в крови, что может оказывать влияние на показатели периферического звена эритрона.
Изменения в мембране эритроцита можно попытаться объяснить, исходя из общепринятой концепции жидкокристаллической, мозаичной организации мембраны. Согласно этой концепции, клеточная мембрана представляет жидкий двойной липидный слой, в котором плавают белковые структуры. Липиды в эритроците представлены фосфолипидами и свободным холестерином примерно в равных молярных соотношениях и отвечают за такие свойства цитоплазматических мембран, как пластичность и деформабельность [22,27,30,32,44].
Основным структурно-функциональным компонентом мембран являются фосфолипиды. Фосфолипидная молекула в листках двойного слоя мембраны состоит из трех основных частей - «головы» и двух «хвостов». «Хвосты» представляют собой вытянутые цепи жирных кислот. Основными жирными кислотами фосфолипидов эритроцитарньгх мембран являются: олеиновая, арахидоновая, линолевая, пальметиновая, стеариновая [62,68].
Липидные и белковые молекулы в мембранах обладают значительной свободой движений. Двойной слой липидов может быть «жидким» или «твердым», что зависит от двух факторов: степени насыщенности углеводородных цепей и температурных условий.
Важной особенностью цитоплазматических мембран является асимметрия биослоя, т.е. различный состав липидов в его внутреннем и наружном листках.
Асимметрия липидов и белков — это фактор, обеспечивающий создание градиента кривизны, складок, сморщиваний, отшнуровки частей мембраны в виде везикул, что важно для обеспечения межклеточных взаимодествий [86].
В нормально функционирующей мембране изменение состава, окисленности, текучести и других физико-химических свойств взаимосвязаны в единой системе, обеспечивающей поддержание гомеостаза окислительных реакций, с одной стороны, и обновление состава липидов - с другой. Существование этой системы регуляции играет важную роль в репарации мембран после действия повреждающих факторов. Таким регулятором структурно-функционального состояния мембран является перекисное окисление липидов [58,99,101].
Перекисным окислением липидов называют окисление молекулярным кислородом полиненасыщенных жирных кислот фосфолипидов биологических мембран [60,85].
Избыток холестерина повышает вязкость бислоя, делая мембрану ригидной [90,91]. Эритроцит теряет сособность синтезировать белки и липиды уже после нескольких дней циркуляции в периферической крови, поэтому особенно важно, чтобы на протяжении жизни эритроцита эти элементы его структуры были защищены [1,44,73,77,102].
Изучение морфологии эритроцитов позволит сделать некоторые выводы о качественных и количественных характеристиках периферического звена эритрона у жителей данного региона.
Осложнение демографической обстановки в республике диктует необходимость увеличения рождаемости. Эта демографическая проблема коснулась почти всех регионов России. В связи с этим, принятые постановления правительства направлены на решение социальных проблем. В связи с этим значение имеет изучение распространенности ЖДА среди беременных женщин, так как они составляют группу повышенного риска в связи с высокой физиологической потребностью железа.
Морфологическая характеристика эритрона у больных железодефицитной анемией
Были исследованы показатели периферической крови 39 женщин репродуктивного возраста с установленным диагнозом ЖДА.
Основной причиной развития анемии в этой группе была хроническая кровопотеря и недостаточное поступление железа в организм. Все женщины были разделены на две подгруппы - рожавшие и нерожавшие. Среди рожавших ЖДА наблюдалось у 35 женщин, из них у 10 показатели гемоглобина были снижены в результате недостаточного поступления железа в организм (при умеренной кровопотере), у 15 женщин - наличия в анамнезе обильных менструальных кровотечений, у 10 имели место в анамнезе миоматозные кровотечения. Значительное проявление анемии наблюдается у женщин, имеющих в анамнезе большее количество родов. В этом случае, при маточных кровопотерях, количество женщин, у которых установлена железодефицитная анемия в два раза больше. Конечно, сыграло огромную роль снижение запасов железа во время беременности, в период лактации и отсутствие адекватной заместительной терапии. У четырех женщин (нерожавших) анемия наступила также в результате миоматозных и менструальных кровотечений. Снижение гемоглобина на фоне хронической кровопотери достаточно широко распространено среди женщин репродуктивного возраста.
У данной группы женщин средний уровень гемоглобина был 103,2±1,45 г/л с минимальным значением 80 г/л и максимальным 119 г/л; среднее количество эритроцитов было 3,98±0,07х1012 с колебаниями от 3,09x1012 до 4,99x1012; средний объем эритроцитов - 77,9±0,86 фл с нижним значением 63,6 фл и верхним 87 фл; среднее содержание гемоглобина в эритроците имело среднее значение 24,6±0,35 пг с колебаниями от 19,2 пг до 28,7 пг; средняя концентрация гемоглобина в эритроците со средним значением 27,7±0,38 г/дл, минимальным значением этой величины 22,2 г/дл и максимальным 32,5 г/дл. Эритроцитарные индексы, полученные на автоматическом анализаторе, такие как MCV, МСН, МСНС были снижены, а тенденция к увеличению была обнаружена у RDW. Среднее значение этого показателя было 15,0±0,44%, имея нижнее значение 12,1% и верхнее 24 %.
В таблице №7 представлены показатели периферического отдела эритрона женщин с ЖДА.
Сравнительный анализ полученных показателей периферического звена эритрона у здоровьк женщин и страдающих ЖДА выявил статистически достоверную разницу практически по всем показателям (р 0,05). В этой же группе была проведена морфометрия эритроцитов периферической крови.
Женщины с железодефицитной анемией имели следующие показатели «формулы» эритроцитов: дискоциты в среднем 62,40±4,69% с разбросом от 50,2 до 72,1%; эхиноциты 0,90±0,49% (от 0,2 до 2,5%); эллиптоциты 1,97±0,40% (от 0,9 до 2,8%); дакриоциты 1,2±0,42%; кодоциты 0,15±0,09%; дегмациты 0,65±0,15%; сфероциты 20,34±3,6 (от 12,1 до 29,1%); прочие 13,7±4,16% (от 3,8 до 23,2%); средний диаметр эритроцитов имел среднее значение 6,87±0,57мкм с колебаниями от 6,32 до 7,66мкм; показатель овалоцитоза 0,86±0,03% (от 0,81 до 0,89%); показатель пойкилоцитоза 23,2±9,0% (от 7 до 49%); показатель анизоцитоза 9,2±0,28% (от 7 до 13%); показатель анизохромии 31,6±5,36% (от 22 до47%). Данные представлены в таблице №8.
Морфологическая характеристика эритрона у беременных женщин с нормальными показателями эритрона и с железодефицитной анемией
Во время беременности увеличиваются потребности железа в организме женщины, которые компенсируются за счет поступления его из депо и увеличения абсорбции железа из желудочно-кишечного тракта, но при низком исходном уровне развивается его дефицит. ЖДА — самая распространенная анемия, которая встречается среди беременных. Из 30 обследованных беременных с установленной железодефицитной анемией - в первой половине беременности железодефицитная анемия диагностирована у 11 женщин, а во второй — у 19. Увеличение количества женщин с ЖДА во второй половине беременности обусловлена нарастающим дефицитом железа в организме.
При сравнении показателей периферической крови у беременных женщин с нормой и с ЖДА было обнаружено статистически достоверное (р 0,05) снижение всех эритроцитарных показателей у беременных женщин с анемией.
Морфометрическое исследование клеток, проведенное у группы беременных женщин с нормальными показателями периферической крови, имело следующие показатели: дискоциты в пределах от 58,8 до 88,5% (70,1±6,37%); эхиноциты - от 1,1 до 6,1% (3±1,07%); эллиптоциты - от 1,1 до 2,9% (1,70±0,38%); дакриоциты -от 0,2 до 2% (1,10±0,38%); кодоциты - 0,30±0,12%; дегмациты - от 0,2 до 1,4% (0,75±0,25%); сфероциты - от 1,8 до 14,2% (10,02±2,66%); прочие - от 2,8 до 7,1% (2,30±0,12%); средний диаметр эритроцитов имел границы от 6,5 до 7,48% (6,94±0,21); показатель овалоцитоза от 0,85 до 0,87% (0,85±0,06%); показатель пойкилоцитоза от 11 до 30% (23,0±4,07%); показатель анизоцитоза от 3 до 11% (7,4±1,71%); показатель анизохромии от 14 до 35% (19,8±4,5%).
При проведении морфометрии эритроцитов у беременных женщин с ЖДА были получены следующие значения: среднее содержание дискоцитов было 69,9±6% с колебаниями от 61,8 до 89,8%; эхиноцитов 0,85±0,10% (от 0,6 до 1,1%); эллиптоцитов О,50±0,08% (от 0,4 до 0,6%); дакриоцитов 1,95±0,90% (от 0,9 до 3%); кодоцитов 6,7±3,8% (от 0,7 до 18,5%); дегмацитов 0,20±0,08% (от 0,1 до 0,3%); сфероцитов 18,60±4,40% (от 5,6 до 30,1%); прочие 13,7±5,25% (от 4,2 до 16,8%); средний диаметр эритроцитов имел среднее значение 6,24±0,60мкм с минимальным значением 5,23 и максимальным 6,71 мкм; показатель овалоцитоза 0,88±0,03% с разбросом от 0,84 до 0,91%; показатель пойкилоцитоза 28,2±6,0% (от до 38%); показатель анизоцитоза 7,60±1,07% (от 6 до 11%); показатель анизохромии 22,0±4,72% (от 16 до 38%).
Полученные данные морфометрии эритроцитов беременных женщин представлены в таблице №10.
Выявлено повышенное количество измененных форм клеток (эхиноцитов, эллиптоцититов) у беременных с нормальными показателями гемоглобина (р 0,05), у беременных с ЖДА достоверно увеличено количество кодоцитов и сфероцитов. Отмечена тенденция к увеличению показателей пойкилоцитоза и анизохромии у беременных женщин с анемией.
По данным литературы [47] при физиологической беременности происходит некоторое уменьшение диаметра эритроцитов, выявляется склонность эритроцитов к сфероцитозу. Это связано с воздействием на них продуктов метаболизма, накапливающихся в организме беременной.
В группе обследованных беременных с анемией увеличение количества сфероцитов и необратимых предгемолитических форм зависят от тяжести ЖДА. Учитывая данные о функциональном и морфологическом состоянии эритроцитов как при физиологически протекающей, так и при осложненной железодефицитной анемией беременности выявлено, что более чувствительным показателем является средний объем эритроцитов.
Показатели ретикулоцитометрии у здоровых беременных имели следующие средние значения: П класс — 2,75±0,39 %о (от 1 до 4 %о); III класс - 5,87±1,19%о ( от 2 до 11%о); IV класс - 5,62±1,34%о (от 1 до 11%о); общее количество - 12,87±2,58%о (от 3 до 24%о).
При исследовании ретикулоцитов беременных женщин с ЖДА были получены следующие показатели: II класс - 1,8±1,3 %о; III класс - 8,33 ±1,59%о ( от 3 до 12%o); IV класс - 10,83 ±1,59%о (от 6 до 15%о); общее количество - 19,83±2,65%о (от12до27%о).
Показатели ретикулоцитометрии обеих групп представлены в таблице №11. При сравнении результатов ретикулоцитометрии двух групп женщин отмечена статистически достоверная разница по каждому классу клеток. Выявлено достоверное увеличение количества ретикулоцитов у группы беременных женщин с ЖДА (р 0,05). При изучении эритроцитов периферической крови у беременных женщин с ЖДА зарегистрировано уменьшение объема эритроцитов, появление пойкилоцитоза, а также патологических форм клеток. В результате изменения морфологических показателей эритроцитов происходит усиление гемолиза и уменьшении средней продолжительности жизни эритроцитов. Это в свою очередь ведет к активации эритропоэза и увеличению количества ретикулоцитов в периферической крови. Распространенность ЖДА среди беременных женщин еще раз доказывает необходимость ранней диагностики и профилактики этой патологии.
