Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 14
1.1. Характеристика общего адаптационного синдрома, особенности у детей .15
1.1.1. Понятие об адаптационных возможностях организма .15
1.1.2. Характеристика общего адаптационного синдрома у детей 19
1.2. Роль вегетативной нервной системы в возникновения и эволюции болезней 20
1.3. Сердечно-сосудистая система как индикатор состояния организма 22
1.4. Неспецифические адаптационные реакции организма 24
1.5. Острый инфекционный процесс, как стрессовый фактор, приводящий к срыву адаптации 27
1.6. Вегетативная нервная система, сердечно-сосудистая, неспецифические адаптационные реакции организма в период острых инфекционных заболеваний и после них 29
1.6.1. Оценка функциональных характеристик вегетативной нервной системы .29
1.6.2. Характеристика вариабельности сердечного ритма при инфекционных заболеваниях у детей 31
1.6.3. Характеристика сердечно-сосудистой системы при инфекционных заболеваниях у детей .32
1.6.4. Характеристика неспецифических адаптационных реакций организма при инфекционных заболеваниях у детей .34
1.7. Становление адаптивных систем организма ребенка с синдромом тонзиллита на фоне острого инфекционного заболевания .36
Глава 2. Материалы и методы собственных исследований 37
2.1. Методы собственных исследований .37
2.2. Характеристика детей обследованных групп .42
2.3. Статистическая и математическая обработка полученных данных 52
Глава 3. Результаты собственных исследований 56
3.1. Характер вегетативных изменения у детей с синдромом тонзиллита при острых инфекционных заболеваниях. Особенности вегетативных нарушений в зависимости от периода болезни .56
3.2. Характеристика адаптационно-компенсаторных возможностей организма детей с синдромом тонзиллита по параметрам сердечнососудистой системы. Роль вегетативных изменений в формировании дезадаптации сердечно-сосудистой системы 70
3.3. Неспецифические адаптационные реакции организма у детей с острым инфекционным процессом, протекающим с синдромом тонзиллита .74
3.3.1. Анализ показателей гемограммы у здоровых и больных детей на разных этапах острого инфекционного процесса, протекающего с синдромом тонзиллита .74
3.3.2. Характеристика неспецифической адаптационной реакции организма по процентному содержанию лимфоцитов 76
3.3.3. Характеристика коэффициентов реактивно-защитного потенциала (коэффициент клеточно-фагоцитарной защиты, специфический иммунный лимфоцитарно-моноцитарный потенциал) 79
3.4. Комплексная оценка адаптационных возможностей у детей с острым инфекционным процессом, протекающим с синдромом тонзиллита. Многофакторный системный анализ 81
3.5. Комплексная характеристика адаптационных возможностей у детей с синдромом тонзиллита при острых инфекционных заболеваниях в разные периоды их течения. Способы прогнозирования недостаточности адаптивно-компенсаторных механизмов .94
Заключение .106
Результаты исследования и их обсуждение 112
Выводы .135
Практические рекомендации 137
Перспективы дальнейшей разработки темы .140
Список сокращений .141
Библиографический список 142
- Понятие об адаптационных возможностях организма
- Характеристика детей обследованных групп
- Характеристика адаптационно-компенсаторных возможностей организма детей с синдромом тонзиллита по параметрам сердечнососудистой системы. Роль вегетативных изменений в формировании дезадаптации сердечно-сосудистой системы
- Комплексная характеристика адаптационных возможностей у детей с синдромом тонзиллита при острых инфекционных заболеваниях в разные периоды их течения. Способы прогнозирования недостаточности адаптивно-компенсаторных механизмов
Понятие об адаптационных возможностях организма
Теория адаптации является одним из основных направлений современной медицины. Адаптационная деятельность организма это не только выживание и эволюция, но и повседневное приспособление к изменяющимся условиям [62; 70; 142]. В широком смысле адаптация (приспособление) является результатом суммы реакций организма, поддерживающих его функциональную устойчивость в ответ на изменения условий окружающей среды [61; 141; 138]. Всякая адаптация подразумевает вовлечение в процесс биологических систем всех уровней организации. Регулирующую роль при этом выполняют нейрогуморальные механизмы, осуществляющие систему прямых и обратных связей. [93; 137; 173; 176]. Суть приспособления состоит в том, что организм так меняет интенсивность, ритм и характер протекающих в нем процессов, что основные показатели внутренней среды, несмотря на действие внешних факторов, стойко поддерживаются в рамках физиологических параметров [58; 62; 93; 131].
Под действием стрессовых факторов на организм включаются компенсаторные механизмы, направленные на временное поддержание гомеостаза и становления устойчивой адаптации [62; 93; 113; 131]. Важное значение для характера последствий стресса имеет реагирование на стрессовую ситуацию. Организм ведет поиск способа реагирования для достижения устойчивого равновесия. Если это невозможно, то фаза сопротивления адаптационного синдрома переходит в фазу истощения и в тяжелых случаях может привести организм к гибели. [55; 58; 93; 113].
Возможность достижения устойчивой адаптации зависит от резерва организма [62; 113; 120]. Несоответствие силы или длительности стресса резервным возможностям ведет к поломке адаптационных механизмов. Это достигается иногда ценой определенных повреждений, той или иной дисгармонией по сравнению с нормой. При этом формируются определенные синдромы патологических состояний или функциональных нарушений [54; 55; 86; 87; 113; 131]. При воздействии стрессовых факторов в организме возникают однотипные биохимические изменения, направленные на достижение состояния гомеостаза через адаптацию организма к изменившимся условиям [7; 8; 100; 101]. Совокупность изменений, происходящих в организме под действием стрессоров названа общим адаптационным синдромом (ОАС) [93; 137; 138]. Выраженность этих изменений зависит от интенсивности стресса, функционального состояния физиологических систем организма. Известно, что без стресса невозможна никакая активная деятельность, а полная свобода от стресса равнозначна смерти. Таким образом, состояние стресса оказывает не только отрицательное влияние, но и является полезным для организма, способствуя мобилизации функциональных систем и повышению устойчивости к отрицательным воздействиям [90; 124; 125].
Понятие ОАС появилось в 1956 г. и представляет собой изменения в организме, в котором осуществляется приспособление к изменившимся внешним условиям.
Теория Селье об общем адаптационном синдроме описывает процесс включения защитных механизмов организма, приспосабливающегося к внешней среде, выработанных в ходе эволюции. Это происходит в несколько этапов, что позволяет выделить три стадии развития общего адаптационного синдрома [90; 101; 124].
1. Этап тревоги. В организме наблюдаются изменения, характерные для первого контакта со стрессором. Сопротивляемость снижается. Основная роль при этом принадлежит адрено-кортикальной структуре. Стадия продолжается 6-48 часов и состоит из последовательно сменяющих друг друга периодов шока и противошока. Во время периода противошока происходит мобилизация основных функциональных систем организма: нервной, симпатоадреналовой и эндокринной. Однако особая роль принадлежит адренокортикотропной системе.
2. При длительном воздействии на организм повреждающего фактора наступает стадия устойчивости или адаптации. Для этой стадии характерна наибольшая сопротивляемость организма к воздействию негативных факторов. На этом этапе общий адаптационный синдром выражается в усилиях поддерживать равновесное состояние внутренней среды при изменившихся условиях. Эта стадия отвечает высокому уровню соматической резистентности. Организм становится более устойчивым как к действию раздражителя (стрессора), так и к другим патогенным факторам (перекрестная резистентность).
3. Истощение. 3-я стадия ОАС не является обязательной. Адаптация может завершиться и второй стадией, приведя к нормализации функций организма. При невозможности нормализации гомеостаза, ввиду длительного воздействия повреждающего фактора или его чрезмерной силы, несоизмеримой с адаптационными возможностями, организм вступает в стадию истощения. В результате чего может возникать угроза жизни.
Стадийность ОАС показывает, что адаптационные возможности организма не безграничны и в условиях чрезмерного стресса неизбежно наступает их истощение [7; 62; 65; 96; 99; 212].
В зависимости результата ОАС выделяют понятие эустресс и дистресс [65; 96; 111]. Эустресс – это стресс, при котором адаптационные возможности организма повышаются, происходит его адаптация к стрессовому фактору и ликвидация самого стресса. В ситуациях, когда требования окружающей среды являются чрезмерными и их удовлетворение не достижимо с помощью с помощью адекватных реакций, то и реализация адаптации невозможна. Длительное сохранение разрыва между потребностью и возможностями организма реализовать адаптацию приводит к срыву компенсаторных реакций, нарушению гомеостаза, состояние так называемого дистресса. Происходит разбалансировка регуляторных систем организма, что может послужить причиной развития болезни. Возможные исходы развития стресса: либо стресс, как адаптивный механизм, возвращает организм к исходному состоянию; либо организм переходит в новое состояние, восстанавливая гомеостаз; либо стресс может послужить механизмом развития болезни [17; 19; 20; 21; 80; 93; 131; 233].
Характеристика детей обследованных групп
Проведено проспективное сравнительное исследование, включающее клинико-анамнестические, лабораторные, электрофизиологические методы обследования.
У детей обеих групп было проведено исследование вегетативной нервной системы с помощью анализа вариабельности сердечного ритма по данным вариационной пульсометрии и спектрального анализа сердечного ритма, с определением исходного вегетативного тонуса и вегетативной реактивности.
У детей основной группы, помимо исследования ВНС методом ВСР проводились следующие общеклинические и специальные исследования при поступлении на стационарное лечение и при выписке:
- общий анализ крови с подсчетом лейкоцитарной формулы, подсчетом показателей РЗП при поступлении в стационар и при выписке;
- электрокардиография.
Обследование у детей контрольной группы проводилось в утренние часы, при условии, что в последний месяц у ребенка не отмечалось случаев острого респираторного заболевания.
Состояние ВНС исследовали методом вариационной пульсометрии и спектрального анализа ВСР. Данный метод дает возможность получить данные мониторинга показателей вариабельности пульсового ритма, выраженные в числовых значениях, что позволило сравнить результаты в различных группах детей. Была оценена регуляция ритма сердца со стороны ВНС и её влияние на организм в целом. Для получения показателей ВСР использовалось измерение длительностей межпульсовых интервалов артериального пульса в месте расположения датчика прибора. В этих условиях реализуется как режим мониторинга, так и анализ фрагментов фиксированной длительности (5 минут). Далее вычисляются статистические, геометрические и спектральные показатели вариабельности ритма сердца. Анализ и отображение данных проводились в режиме реального времени с сохранением массивов зарегистрированных значений длительностей NN-интервалов для отсроченного анализа [15; 75; 225].
Регистрация и обработка данных, характеризующих ВСР, проводилась аппаратным комплексом, разработанным в Самарском государственном аэрокосмическом университете имени академика С.П. Королева (ныне -«Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева»): прибор обеспечивает непрерывное определение и цифровую индикацию частоты сердечных сокращений (ЧСС), отображение фотоплетизмограммы на дисплее и ее значения. Прибор позволяет подключать программу ЭВМ для определения показателей ВСР путем анализа последовательного ряда длительности кардиоциклов (NN-интервалов) методом скользящей выборки, а также анализа стандартной по длительности (5 минут), согласно методическим рекомендациям, разработанным отечественными авторами (P.M. Баевский, Г.Г. Иванов, JI.B. Чирейкин с соавт., 2001), а также стандартам Европейского Кардиологического общества и Североамериканского общества стимуляции и электрофизиологии (1996), на основе программы «ELOGRAPH» (Л. И. Калакутский, 2006) [15; 75; 225].
Оценивался последовательный ряд 100 кардиоциклов в положении ребенка лежа и в момент воздействия нагрузки (в качестве нагрузочного теста применяли вертикальное положение). Анализ ВСР позволяет оценить функциональные резервы механизмов вегетативной регуляции. Чувствительность и реактивность ВНС, её симпатического и парасимпатического отделов при воздействии тестирующего фактора служат диагностическими и прогностическими критериями.
В результате анализа ВСР вычислялись;
Мо - мода, характеризующая гуморальный канал регуляции ритма.
АМо - амплитуда моды (процент интервалов соответствующий моде от общего числа кардиоциклов) отражает активность симпатического звена нервной регуляции ритма.
х - дельта х - вариационный размах (разница между максимальным и минимальным значениями кадиоинтервалов), отражающий выраженность парасимпатического канала вегетативной регуляции.
На основе данных показателей производится расчет индекса напряжения (ИН) по следующей формуле, предложенной Баевским Р.М.:
ИН=AMo/2ХMo.
ИН – индекс напряжения регуляторных систем, информирует о напряжении компенсаторных ресурсов организма, уровне функционирования центрального контура регуляции ритма сердца, характеризует активность симпатической регуляции. В норме ИН колеблется в пределах от 80-150 у.е. Его чрезвычайная чувствительность к усилению симпатических влияний приводит к увеличению даже при небольшой нагрузке в 1,5-2 раза; при постоянном напряжении регуляторных систем ИН находится в пределах 400-600 у.е., при срыве адаптации его значения могут достигать 1000-1500 у.е. [83; 225].
При оценке активности симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, а также гуморального канала регуляции мы использовали показатели ВСР у здоровых детей в возрасте от 1 года до 15 лет (таблица 5), полученные Е.Л. Соболевой с соавторами (1984).
При оценке исходного вегетативного тонуса, согласно классификации Ляликовой В.Б. (1983г.) ИН менее 30 УЕ (условные единицы) рассматривался как ваготония, от 31 до 90 у.е. – как эутония, от 91 до 120 у.е. интерпретировался как симпатикотония, выше 120 у.е. – как гиперсимпатикотония.
Вегетативная реактивность (ВР) отражает способность ВНС быстро реагировать на внешние и внутренние раздражители, и, в связи с этим, в основном, характеризует функциональное состояние центрального контура регуляции. Для характеристики вегетативной реактивности используется оценка ВСР с вычислением ИН в горизонтальном (ИН1) и вертикальном (ИН2) положениях. По отношению ИН2/ИН1 определяется вид ВР: гиперсимпатикотоническая, нормальная, асимпатикотоническая (согласно классификации Осокиной Г.Г. разработанной в 1985 году). Значения, характеризующие виды ВР, представлены в таблице 6.
Характеристика адаптационно-компенсаторных возможностей организма детей с синдромом тонзиллита по параметрам сердечнососудистой системы. Роль вегетативных изменений в формировании дезадаптации сердечно-сосудистой системы
Нами было проведено электрокардиографическое исследование детям 2 группы при поступлении и при выписке.
Сравнительная характеристика сохраняющихся при выписке изменений показателей ЭКГ при разных нозологических формах острого инфекционного процесса, протекающего с синдромом тонзиллита, представлены в таблице 12.
Анализируя таблицу сопряженностей сохраняющихся изменений на ЭКГ при разных нозологических формах острого инфекционного процесса, протекающего с синдромом тонзиллита, мы отметили, что достоверно чаще они встречались у детей с острым стрептококковым тонзиллитом: реполяризационные изменения, свидетельствующие о нарушениях восстановительной функции миокарда желудочков; аритмии в виде желудочковых экстрасистол; незначительная элевация ST, наблюдавшаяся при тахикардии.
Сердечно-сосудистая система весьма чувствительна к малейшим изменениям гомеостаза и деятельности высших вегетативных центров. Этой системе принадлежит роль индикатора адаптационно-приспособительных реакций организма. Учитывая тесную связь между ВНС и ССС, мы оценили корреляцию между измененными показателями ЭКГ и показателями ВСР (таблица 14).
Анализ корреляционных взаимодействий выявил следующие, наиболее тесные связи между показателями ВСР и изменениями, возникающими на ЭКГ у детей с острым инфекционным процессом, протекающим с синдромом тонзиллита: pNN50 %, характеризующий активность парасимпатического звена регуляции, находился в обратной связи с сохраняющейся тахикардией после лихорадочного периода r -0,450 ; р 0,001. Связь ЧСС с реполяризационными изменениями r 0,307 ; р 0,017.
Корреляционные связи между изменениями на ЭКГ и VLF были представлены по-разному: при увеличении VLF, свидетельствующем о гиперадаптивном состоянии, отмечалось уменьшение частоты ЭКГ изменений; при энергодефицитном состоянии (снижение VLF) частота этих изменений повышалась. При нарушении внутрипредсердной проводимости уровень значимости и коэффициент корреляции составили -0,320 и 0,009 соответственно.
ИН, характеризующий степень напряжения регуляторных систем, находился в прямой корреляционной связи с изменениями на ЭКГ. Именно его повышение говорит о дезадаптации и разбалансированности между центральной и автономной регуляцией. Так, сохраняющаяся тахикардия после лихорадочного периода коррелировала с ИН (r 0,264 ; р 0,008).
Комплексная характеристика адаптационных возможностей у детей с синдромом тонзиллита при острых инфекционных заболеваниях в разные периоды их течения. Способы прогнозирования недостаточности адаптивно-компенсаторных механизмов
Для комплексного исследования взаимосвязей различных данных: анамнестических, лабораторных и функциональных с развитием дезадаптации по оценке адаптационных реакций ВНС, ССС, НАРО применялось математическое моделирование. Чтобы выявить факторы риска, которые наиболее сильно и статистически значимо влияли на реакции адаптации использовали множественную логистическую регрессию. Применяли пошаговые алгоритмы её построения для различных комбинаций наборов предикторов.
В настоящее время этот подход является широко распространённым в медико-биологических исследованиях по двум причинам:
– с одной стороны, позволяет рассчитать вероятность неблагоприятного исхода для конкретного больного по выведенному уравнению регрессии;
– а с другой стороны, экспоненциальные коэффициенты регрессии имеют удобную содержательную интерпретацию - отношения шансов. То есть данная модель, в отличие от ряда других методов классификации, позволяет наглядно оценить вклад различных факторов риска в изучаемый исход.
По результатам моделирования логистической регрессией в таблицах представлены коэффициенты регрессии (b), экспоненциальные коэффициенты, или отношения шансов и их доверительные интервалы (ОШ и 95% ДИ), а также достигнутый уровень значимости данного предиктора. Отношение шансов показывает, как изменяются шансы моделируемого события (odds в англоязычной литературе — р/(1-р), где р вероятность исхода) с увеличением фактора риска не единицу. При этом значения ОШ больше единицы характеризуют повышение риска с увеличением уровня предиктора и наоборот значения ниже единицы характеризуют данный признак, как снижающий вероятность дезадаптации.
В ряде случаев в модели были включены факторы риска в номинальной шкале. В таких ситуациях выбиралась одна категория признака в качестве референса, с которой сравнивались все другие градации. Значение каждой из градаций при таком подходе кодируется как 1, а коэффициенты для каждой категорий различные. При референсной категории коэффициент в таких случаях равен нулю. Это отражает тот факт, что референс не оказывает никакого влияния на адаптацию.
Для оценки прогностических возможностей полученных моделей строили и анализировали ROC-кривые. ROC-кривые (англ. Receiver operating characteristic curve), или характеристические кривые позволяют выбрать точки разделения, или пороговую вероятность, с наиболее приемлемыми показателями чувствительности и специфичности. Чувствительность и специфичность, в свою очередь, рассчитывали в соответствие с рекомендациями Г.П. Котельникова и А. С. Шпигеля [84].
Чувствительностью называется доля наблюдений с положительным значением теста (для модели - с вероятностью больше cutoff) среди больных (в нашем случае — с дезадптацией).
Специфичностью называется доля пациентов с отрицательным значением теста (с вероятностью ниже пороговой) среди здоровых.
Одной из мер качества классификации является площадь под графиком ROC-кривой, или AUC — Areaunder curve. Значение AUC при правильно построенной кривой варьирует от 0,5 при случайном угадывании до 1 при идеальной классификации. Чем ближе проходит ROC-кривая к левому верхнему углу, тем выше предсказательная способность модели или отдельного признака и тем больше значение AUC.
Прогноз реактивно-защитного потенциала.
С применением описанной методики была рассчитана прогностическая ценность данных в прогнозе реактивно-защитного потенциала. Данные разработанной модели представлены в таблице 24.
Для использования этих достоверных факторов предлагается следующее их условное обозначение:
Частота случаев респираторных заболеваний в год 1 - 2 раза - 1 3 - 4 раза - 2 5 - 6 раз - 3 8 и более - 4
Инфекционные заболевания, на фоне которых формировался синдром тонзиллита:
Микст-инфекция - 1
Бактериальная инфекция - 2
Вирусная инфекция -3
Далее использовалась модель логистической регрессии, которая позволила сделать вывод, что с увеличением частоты респираторных заболеваний в течение года и изменением этиологического фактора повышается риск дезадаптации по РЗП (меньший риск при микст-инфекции, больший – при бактериальной и наибольший - при вирусной).
Значения РЗП, определенные моделью, представлены в таблице 25.
Прогноз асимпатикотонической вегетативной реактивности.
При определении прогностической ценности вегетативной реактивности из показателей ВСР наибольшую чувствительность и специфичность имели общая мощность спектра (ТР), квадратный корень из суммы разностей последовательного ряда кадиоинтервалов (RMSSD); из анамнестических данных – угроза прерывания беременности (Таблица 26).