Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 12
1.1 Ранняя анемия недоношенных: этиология, характеристика, механизмы формирования 12
1.2 Факторы риска развития ранней анемии недоношенных 15
1.3 Особенности эритроцитарных показателей гемограммы 16
1.4 Особенности феррокинетики 19
1.5 Инсулиноподобные белки 26
Глава 2. Материалы и методы исследования 28
Глава 3. Клиническая характеристика обследованных новорожденных 36
3.1 Данные социально-биологического анамнеза, течения беременности и родов у матерей новорожденных 36
3.2 Состояние здоровья недоношенных детей, родившихся с очень низкой и экстремально низкой массой тела в неонатальном периоде 41
3.3 Влияние курса антенатальной профилактики РДС на формирование ранней анемии новорожденных 49
Глава 4. Клиническое значение эритроцитарных и ретикулоцитарных показателей гемограммы у недоношенных детей в неонатальном периоде 54
4.1 Оценка эритроцитарных и ретикулоцитарных показателей крови у недоношенных новорожденных в динамике неонатального периода 54
4.2. Оценка эритроцитарных и ретикулоцитарных показателей крови в раннем неонатальном периоде для прогнозирования ранней анемии недоношенных 69
4.3 Оценка эритроцитарных и ретикулоцитарных показателей венозной крови в 1 месяц для установки пороговых уровней для диагностики ранней анемии недоношенных 77
Глава 5. Показатели эритропоэтина и феррокинетики у детей в зависимости от формирования ранней анемии недоношенных 84
Глава 6. Влияние инсулиноподобного фактора роста-1 и белка-3, его связывающего, на формирование и тяжесть ранней анемии недоношенных 96
Заключение 104
Выводы 123
Практические рекомендации 126
Список сокращений и условных обозначений 128
Список литературы 130
- Ранняя анемия недоношенных: этиология, характеристика, механизмы формирования
- Данные социально-биологического анамнеза, течения беременности и родов у матерей новорожденных
- Оценка эритроцитарных и ретикулоцитарных показателей крови в раннем неонатальном периоде для прогнозирования ранней анемии недоношенных
- Влияние инсулиноподобного фактора роста-1 и белка-3, его связывающего, на формирование и тяжесть ранней анемии недоношенных
Ранняя анемия недоношенных: этиология, характеристика, механизмы формирования
Выхаживание детей, родившихся с очень низкой и экстремально низкой массой тела, является крупной медико-социальной проблемой. Эти дети угрожаемы по частоте развития заболеваний, инвалидизации и смертельных исходов [1; 20; 21; 36–39; 78; 140].
Ранняя анемия недоношенных (РАН) - одно из наиболее часто встречающихся заболеваний у детей, родившихся раньше срока, проявляется в течение первых 3 месяцев жизни, но наиболее часто диагностируется в возрасте 4-6 недель. Ранняя анемия недоношенных является нормоцитарной, нормохромной, с низким уровнем ретикулоцитов и эритропоэтина [10; 31]. Для диагностики РАН принятно использовать следующие критерии: гемоглобин капиллярной крови 110 г/л, гематокрит 27%, число ретикулоцитов 20. Гемотрансфузии новорожденным проводят при концентрации гемоглобина 70 г/л и гематокрита 0,3 .
Клиническими характеристиками анемии являются: бледность кожных покровов, тахикардия, тахипноэ, систолический шум на верхушке, снижение мышечного тонуса и двигательной активности, задержка роста и плоская весовая кривая [10; 15]. РАН приводит к снижению качества жизни, что обусловлено ухудшением показателей физического и интеллектуального развития в более старшем возрасте [20; 33; 36; 56]. Известно, что у недоношенных новорожденных с анемией выше частота апноэ недоношенных, тяжелее протекают такие заболевания как бронхолегочная дисплазия, ретинопатия недоношенных, некротизирующий энтероколит [13].
Многие исследователи склоняются к тому, что одна из главных причин развития РАН – это неадекватно низкая продукция эритропоэтина. Эритропоэтин – гликопротеин, который относится к семейству цитокинов. Его основные функции: контроль пролиферации и дифференцировки клеток предшественников эритроидного ряда [6; 40; 96; 107]. У недоношенных детей выработка эритропоэтина происходит в печени, он менее чувствителен в гипоксии, в отличие от доношенных детей, у которых эритропоэтин образуется в почках. Известно, что почки начинают производить эритропоэтин к гестационному возрасту доношенной беременности и это время не меняется, если ребенок родился преждевременно [129]. При этом имеются сведения о чрезвычайно высоких уровнях эритропоэтина у новорожденных с РАН [85].
Многочисленные исследования подтверждают, что незрелая система гемопоэза к моменту рождения ребенка – это основной фактор развития ранней анемии недоношенных [13; 16; 31].
В онтогенезе кроветворения человека выделяют: мезобластический, гепато тимо-лиенальный и тимо-лимфатико-медуллярный этапы. Их названия характеризуют локализацию кроветворной активности [41]. Мезобластический период характеризуется кроветворением на 2–9 неделях внутриутробного развития, когда образуются эритробласты – примитивные клетки крови диаметром больше 18 мкм со значительной базофилией цитоплазм [41]. Гепато-тимо лиенальный период характеризуется образованием элементов крови, которые образуются в печени, тимусе и селезенке плода на 10–12 неделях развития, в виде безъядерных эритроцитов, содержащих фетальный гемоглобин [41]. Медуллярный период кроветворения начинается с 4–5 месяцев внутриутробного развития в тимусе, лимфатических узлах, красном костном мозге. Такой характер кроветворения сохраняется и после рождения.
Установлено, что в миелограмме плода уже к 7 месяцу внутриутробного развития количественные соотношения клеточных элементов разных кроветворных ростков соответствует норме взрослого [36]. У недоношенных детей имеются особенности смены фетального гемоглобина на гемоглобин взрослых, причем скорость этих изменений зависят от выраженности перенесенной внутриутробной гипоксии и асфиксии в родах [36]. Кроме того, имеются особенности структуры эритроцитов и их мембран у детей, родившихся раньше срока: аномальная форма эритроцитов у недоношенных новорожденных встречается в 2 раза чаще, чем у доношенных (27% против 14% соответственно), липиды мембран у эритроцитов детей с РАН содержат меньше фосфолипидов и больше холестерина, что способствует их разрушению [36].
Перепелица С.А. [30] с соавторами изучали особенности мембран эритроцитов недоношенных новорожденных. Авторами выявлено, что у недоношеных новорожденных в течение раннего неонатального периода отсутствуют дискоциты, а основной морфологической формой эритроцитов при рождении являются планоциты, при этом определяются стоматоциты и другие аномальные клетки. Это свидетельствует о сниженной устойчивости мембран эритроцитов к действию гемолиза. Последствия пренатального воздействия на мембрану эритроцитов неблагоприятных внутриутробных факторов, в виде изменения наноструктуры их мембран сохраняются в течение определенного времени и выходят за рамки раннего неонатального периода [30].
Витамин Е, активно участвующий в перекисном окислении липидов, также оказывает большое влияние на проницаемость мембран эритроцитов, дефицит этого вещества зависит от гестационого возраста. Низкие уровни витамина Е способствуют ускорению перекисного окисления фосфолипидов, что уменьшает продолжительность жизнеспособности эритроцитов [34].
Дополнительной причиной РАН считают несоизмеримые с эритропоэзом выраженные прибавки массы тела и объема циркулирующей крови у недоношенных детей после рождения [34]. Кроме того, особенности постнатального роста и развития оказывают значительное влияние на патогенез анемии у недоношенных детей, в связи с имеющимся дефицитом фолиевой кислоты, витамина В6, цинка, меди, селена, молибдена и других микроэлементов [34].
Большое значение в механизмах формирования РАН имеют инфекционные факторы, так как доказано, что грамотрицательные бактерии активно потребляет железо для своей жизнедеятельности [36].
Существуют исследования, показывающее влияние тиреоидных гормонов на концентрацию гемоглобина: так при дефиците Т3 и Т4, что характерно для недоношенных новорожденных, нарушается синтез гемоглобина, за счет нарушения выработки ферментов, участвующих в его образовании [34].
Большую роль в формировании РАН играют «ятрогенные причины». По мнению многих авторов, потери крови при медицинских манипуляциях также являются причиной развития анемии недоношенных [12; 139]. Частые, хотя и небольшие по объему заборы крови для лабораторных исследований без восполнения ОЦК за первую неделю жизни у новорожденного недоношенного ребенка приводят к потере около 38,9 мл крови, что составляет большой процент относительно общего объема крови (80 мл/кг массы) [108].
Данные социально-биологического анамнеза, течения беременности и родов у матерей новорожденных
Возраст матерей обследлованных новорожденных составил 30 [27; 35] лет. В законном браке состояло 84 (65,1%) женщины. Высшее образование имели 48 (37,2%) женщин, среднее образование – 81 (62,8%). Вредные привычки (употребление алкоголя и курение) отрицали все женщины.
У большинства матерей наблюдаемых детей выявлен отягощенный акушерско-гинекологический анамнез (таблица 2). Значимо чаще в I группе были зарегистрированы самопроизвольные прерывания беременности – 34 случая (38,8%), в сравнении с частотой самопроизвольных прерываний беременности у женщин II группы 10 (11,5%), р = 0,01, OR – 4,731, 95-ый% ДИ 1,322–16,99.
Изучение состояния здоровья матерей показало, что женщины из обеих групп имели различную экстрагенитальную патологию. Наиболее частыми видами сопутствующей патологии в группах были хронический гастрит, хронический пиелонефрит, миопия. Достоверных различий между группами не получено (таблица 3).
При настоящей беременности в обеих группах наиболее часто были зарегистрированы такие состояния, как плацентарная недостаточность, преэклампсия, кольпит. По большинству состояний, осложнявших течение настоящей беременности, достоверных различий получено не было. Значимые различия были получены в частоте истмико-цервикальной недостаточности при настоящей беременности, которые достоверно чаще были диагностированы в I группе в 6 (6,7%) случаев, в то время как во II группе данной патологии не зарегистрировано (р = 0,000) (таблица 4).
Основным методом родоразрешения в обеих группах была операция кесарева сечения. Показаниями к оперативному родоразрешению были: дистресс плода, декомпенсированная плацентарная недостаточность, тяжелая преэклампсия, начавшаяся родовая деятельность при противопоказаниях к самостоятельным родам у женщины. Частота самостоятельных родов в I группе была значимо больше, чем во II (8 (23%) и 2 (2,2%), соответственно), р = 0,004 (таблица 5). Риск формирования РАН у детей от самостоятельных родов был достоверно ниже (OR – 0,08, 95-ый% ДИ 0,01–0,41), чем от оперативных родов, что может быть объяснено отсутствием интраоперационной кровопотери у матери.
Следовательно, матери большинства новорожденных, вошедших в обследование, имели отягощенный акушерско-гинекологический анамнез, различную экстрагенитальную патологию, патологическое течение настоящей беременности. Однако, в группе детей, развивших РАН, значимо чаще (в 3 раза) в анамнезе регистрировались самопроизвольные прерывания беременности. Беременность матерей у детей со сформировавшейся анемией значимо чаще была отягощена истмико-цервикальной недостаточностью, что может быть связано с присоединением внутриутробной инфекции у плода.
Большинство детей в обеих группах были рождены путем операции кесарева сечения, однако, частота самостоятельных родов в группе детей без РАН была значительно выше, чем в группе с РАН, что можно объяснить отсутствием интраоперационой кровопотери у матери в этой группе пациентов [19].
Оценка эритроцитарных и ретикулоцитарных показателей крови в раннем неонатальном периоде для прогнозирования ранней анемии недоношенных
Частота ранней анемии недоношенных, по результатам нашего исследования, составила 77,3%, диагноз устанавливался на основании клинической картины и снижении гемоглобина в клиническом анализе крови менее 110 г/л и количества эритроцитов менее 4,0 х1012/л.
Для определения прогностических параметров развития РАН у обследованных новорожденных выполнен анализ эритроцитарных и ретикулоцитарных показателей в венозной крови на 3–5 сутки жизни. Результаты представлены в таблице 16.
Особенностями гемограммы красного ростка кроветворения в раннем неонатальном периоде в группе детей, развившей РАН, являются: показатели уровня гемоглобина, эритроцитов и гемоглобинизации эритроцитов, которые были достоверно ниже, а анизоцитоз достоверно выше, чем у детей без данной патологии. Показатель ширины распределения концентрации гемоглобина в эритроцитах у детей с ранней анемией был достоверно выше, чем у детей без таковой, что указывает на повышение анизохромии эритроцитов. Полученные результаты сниженных показателей CHCM характеризуют сниженные функциональные резервы кроветворения у этой группы детей, несмотря на нормохромию по расчетному показателю MCHC.
Анализ с применением ROC-кривых показал, что прогностическими критериями РАН являются уровни HGB 15,4 г/дл, RBC 4,0x1012/л, RDW более 17,6 %, HDW в эритроцитах 3,4 г/дл при обследовании новорожденных на 3–5 сутки жизни. Высокую диагностическую чувствительность имеет снижение СНСМ ниже 33,1 г/дл (таблица 17, рисунок 13).
При наблюдении за детьми установлено, что 61,7% детей с РАН имели тяжелые проявления этого заболевания, что потребовало переливания ребенку препаратов крови. Показания для переливания крови у данной категории новорожденных определялись в соответствии с федеральными клиническими рекомендациями «Анемии новорожденных, диагностика, профилактика и лечение» (2014), а также «Неонатология: национальное руководство» (2019) [14; 28].
Проведен анализ эритроцитарных и ретикулоцитарных показателей крови детей в возрасте 3–5 дней жизни в зависимости от развития у них в неонатальном периоде тяжелой степени РАН (таблица 18).
У детей с РАН тяжелой степени, в отличие от детей с умеренной и легкой анемией, в раннем неонатальном периоде помимо снижения показателей общего и клеточного гемоглобина, причинами которых могут быть кровоизлияния, гемолиз неонатальных эритроцитов, потеря крови при проведении лабораторных исследований, выявлено отсутствие изменений относительных и абсолютных уровней ретикулоцитов.
Гематологический анализатор предоставляет, как рассчитанный показатель средней концентрации гемоглобина в эритроците (MCHC) (после лизиса эритроцитов и спектрофотометрического измерения гемоглобина), так и непосредственно измеренный CHC (показатель средней концентрации гемоглобина в эритроците), который основан на способности гемоглобина рассеивать лазерный свет, когда неповрежденные эритроциты проходят через лазерный луч. По результатам нашего исследования, показатель CHC был достоверно ниже у детей в возрасте 3–5 дней с РАН тяжелой степени. Сellular HGB – внутриклеточный HGB, измеренный цитометрически, является результатом, который измеряется на основе рассеяния света интактных эритроцитов. В возрасте 3–5 дней у детей с развившейся тяжелой РАН этот показатель был достоверно снижен.
Сравнительный анализ гемограммы красного ростка кроветворения у детей с тяжелой анемией и без таковой показал результат омоложения ретикулоцитарного ростка и напряженный эритропоэз в первые дни жизни у детей, у которых впоследствии развилась тяжелая анемия. Так, число незрелых ретикулоцитов Н популяции в раннем неонатальном периоде был достоверно выше у детей, впоследствии развивших тяжелую анемию. По-видимому, чрезмерное напряжение эритропоэза у этих детей в первые дни жизни реализуется в развитии тяжелой анемии в дальнейшем.
Мы оценили прогностические критерии формирования РАН тяжелой степени. Результаты представлены в таблице 19 и рисунке 14.
Анализ с применением ROC – кривых показал, что прогностическими критериями РАН тяжелой степени с наибольшей специфичностью в раннем неонатальном периоде являются уровни: HGB 14,4 г/дл, СНСМ (концентрация гемоглобина в эритроците) 32,5 г/дл, RBC (количество эритроцитов) 3,95х1012/л. Высокую диагностическую специфичность имеет снижение Cellular HGB менее 12,9 г/дл.
Влияние инсулиноподобного фактора роста-1 и белка-3, его связывающего, на формирование и тяжесть ранней анемии недоношенных
Инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1) – один из наиболее изученных инсулиноподобных белков, его структура и функции похожи на структуру и функцию инсулина [48]. Среди всех белков, связывающих инсулиноподобные белки, наиболее изучен белок-3, связывающий инсулиноподобный фактор роста (IGFBP-3) [84]. К его функциям относят: транспорт инсулиноподобного фактора роста, предотвращение его быстрого распада и регуляция его связи с рецепторами на мембране клеток. К IGF-1 независимой функции относят: ангиогенез [84].
Проведенное нами исследование показало, что содержание IGF-1 и IGFBP-3 у обследованных новорожденных на 3-5 сутки жизни было равно соответственно 25,0 нг/мл [23,0; 29,3] и 0,639 мкг/мл [0,506; 0,812].
Корреляционный анализ выявил положительную связь между массой тела при рождении, сроком гестации и IGFBP-3, r = 0,24, p = 0,01 и r = 0,24, p = 0,01 соответственно. Также выявлены корреляционные связи между IGFBP-3 и показателями эритроцитарного и ретикулоцитарного звена в венозной крови на 3– 5 сутки жизни. Достоверные результаты представлены в таблице 25.
Исследование показало, что чем больше IGFBP-3, тем меньше объем эритроцитов и, наоборот, чем меньше циркуляция в крови IGFBP-3, тем меньше концентрация гемоглобина в эритроците и клеточного гемоглобина (Cellular HGB). Отрицательная корреляционная связь с показателями незрелых ретикулоцитов свидетельствует об омоложении ретикулоцитов и напряженном эритропоэзе при снижении уровней IGFBP-3.
Изучение показателей инсулиноподобного фактора роста-1 и белка-3, связывающего инсулиноподобный фактор роста 1, у новорожденных на 3–5 сутки жизни в зависимости от формирования РАН показало, что в группе детей без анемии содержание IGF-1 в раннем неонатальном периоде было достоверно выше (28,3 нг/мл [25,0;31,5]), р = 0,04, чем в группе детей, развивших РАН (24,4 нг/мл [22,6; 27,7]. Та же тенденция отмечена и по IGFBP-3: более высокие показатели IGFBP-3 были в группе детей без анемии (0,796 мкг/мл [0,676; 0,920]), р = 0,0001, по сравнению с группой детей с РАН (0,558мкг/мл [0,500; 0,696]) [18], (рисунок 16 и 17).
Следовательно, уровень IGF-1 и IGFBP-3 имеют значение в формировании РАН. Доказано, что у рецептора к IGFBP-3 (IGFBP-3R) трансмембранный домен содержит семикратное повторение аминокислоты лейцина (трансмембранная лейциновая молния), которое аналогично к рецепторам эритропоэтина [44; 135]. По-видимому, при определенных условиях IGFBP-3 может связываться не только со своим рецептором, но и с рецептором эритропоэтина, что приводит к его блокировке и невозможности его связывании с эритропоэтином. IGF-1 регулирует гемопоэз за счет его специфического связывания с рецепторами на эритроидных клетках [79]. Происходит стимуляция пролиферации и дифференцировки поздней стадии примитивных или ранних эритроидных клеток-предшественников. При снижении IGF-1, что было выявлено в нашем исследовании, возникает риск формирования ранней анемии недоношенных.
Выявлена достоверная корреляционная связь между IGFBP-3 и СHCMr, r = 0,28, p = 0,02, RDW, r = -0,28, p = 0,02 в венозной крови в месяц, и IGF-1 и относительным содержанием ретикулоцитов в месяц, r = 0,31, p = 0,01. На основании полученных данных прослежена взаимосвязь между содержанием IGFBP-3 и IGF-1 в первые дни жизни и формированием РАН (таблица 26). Рассчитаны пороговые уровни IGF-1 и IGFBP-3 для формирования ранней анемии недоношенных. Установлено, что при содержании IGFBP-3 на 3–5 сутки жизни 0,766 мкг/мл и при IGF-1 25,9 нг/мл прогнозируется РАН (рисунок 18). Получен патент № 2699657 «Способ прогнозирования развития ранней анемии недоношенных».
С целью установления дополнительных предикторов ранней анемии недоношенных проведена обработка данных с использованием дискриминантного анализа. С учетом массы тела и длины тела при рождении, гестационного возраста и содержания в крови IGFBP-3 и IGF-1 в первые дни жизни установлен прогноз развития ранней анемии недоношенных.
Получен прогностический индекс D, вычисляемый по формуле:
D = 12,93314 - А1 0,00191 - А2 0,11452 - А3 0,02092 + А4 0,086812 -А5 9,57287, где
А1 – масса тела при рождении, г;
А2 – длина тела при рождении, см;
А3 – срок гестации в акушерских неделях;
А4– содержание инсулиноподобного фактора роста - 1 нг/мл;
А5 – содержание белка-3, связывающего инсулиноподобный фактор роста, мкг/мл.
12,93314 – CONSTANT, При прогностическом индексе D 0 прогнозируют раннюю анемию недоношенных, а при D 0 предполагают ее отсутствие к концу первого месяца жизни. Получен патент №2719657 «Способ прогнозирования развития ранней анемии недоношенных».
Изучено содержание IGFBP-3 и IGF-1в крови новорожденных в раннем неонатальном периоде в зависимости от тяжести ранней анемии недоношенных. У недоношенных детей с РАН тяжелой степени, потребовавшей переливания препаратов крови, показатель IGF-1 в раннем неонатальном периоде составил 24,75 нг/мл [21,0; 28,1], у детей с РАН средней и легкой степени - 25,0 нг/мл [24,0; 29,4], р 0,05. Получены значимые различия в показателе IGFBP-3 на 3–5 сутки жизни у недоношенных, развивших впоследствие РАН тяжелой степени: показатель составил 0,567 мкг/мл [0,500; 0,766], а без тяжелой анемии соответственно 0,680 мкг/мл [0,553; 0,858], р = 0,02. Результаты представлены на рисунках 19, 20 и в таблице 27).
Для построения прогностической модели развития РАН тяжелой степени и уточнения прогноза данной патологии проведена дальнейшая обработка полученных данных с помощью дискриминантного анализа с учетом массы тела при рождении и показателя IGFBP-3. Получен прогностический индекс D вычисляемый по формуле:
D = 7,497 – А1 1,6573 - А2 0,0056, где:
А1 – содержание белка-3, связывающего инсулиноподобный фактор роста, мкг/мл;
А2 – масса тела новорожденного, г;
7,497 – CONSTANT, При D 0 – прогнозируют раннюю анемию недоношенных тяжелой степени, требующую проведения гемотрансфузии в первый месяц жизни, а при D 0, судят об отсутствии ранней анемии недоношенных тяжелой степени, требующей проведения гемотрансфузии, в первый месяц жизни.
Получен патент №2719656 «Способ прогнозирования развития ранней анемии недоношенных тяжелой степени, требующей проведения гемотрансфузии».
Таким образом, инсулиноподобный фактор роста 1 и белок-3 , связывающий инсулиноподобный фактор роста, играют значимую роль в формировании ранней анемии недоношенных у детей. В ранее проведенных исследованиях установлено, что инсулиноподобный фактор роста-1 непосредственно стимулирует синтез предшественников эритроцитов. Наши исследования показали, что сниженная циркуляция белка-3, связывающего инсулиноподобный фактор роста, возможно, связана с соединением IGFBP-3 с рецептором эритропоэтина, препятствуя связыванию эритропоэтина с его рецепторами, что обьясняет повышение уровней ЭПО в крови детей с анемией. Также, находясь в свободном состоянии в крови, стимулирует инсулиноподобный фактор роста 1, что опосредованно влияет на производство эритроцитов [84]. Следовательно, результаты нашего исследования свидетельствуют, что чем больше количество в крови новорожденного ребенка IGF 1 и больше IGFBP 3, тем риск развития анемии меньше [18].