Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Развитие хронического воспалительного процесса в организме млекопитающих способно вызвать множество негативных изменений через ряд патофизиологических механизмов. Хроническое воспаление печени – одно из тяжелых состояний, которое способно привести организм к гибели [1]. Это обстоятельство выдвигает потребность в подробной оценке этого состояния и диктует необходимость детального раскрытия его патогенетических механизмов, что весьма значимо для углубленного понимания данного состояния [2]. Несмотря на длительные патофизиологические исследования [3], многие механизмы хронического воспаления в печени еще не ясны [4]. Сведения, подчерпнутые из доступной научной литературы, показывают, что значительное ослабление организма на фоне любой патологии связано с ухудшением реологических свойств крови [5-7], которые при многих заболеваниях на сегодняшний день выяснены неокончательно. Есть основания считать, что большое значение в ухудшении состояния организма при хроническом воспалении печени имеют негативные изменения цитоархитектоники и агрегации эритроцитов, которые не обладают видовыми и возрастными особенностями [8]. Складывается мнение, что оценка этих изменений, базирующаяся на анализе эритроцитарных структурных и функциональных параметров, открывает большие перспективы для поиска патофизиологических механизмов, вызывающих прогрессирование воспалительного процесса в печени, его осложнений и гибели организма [9]. На сегодняшний день в патофизиологии недостаточно полно отработаны все элементы патогенеза хронического воспаления печени и не до конца учитываются при данном патологическом процессе микрореологические изменения эритроцитов [10; 11]. В этой связи наука нуждается в дополнительном изучении структурных и функциональных изменений этих форменных элементов крови, серьезно влияющих на многие показатели жизнедеятельности организма. Есть основания считать, что они способны стать маркерами прогноза исхода данного патологического состояния [12]. Это ускорит разработку новых вариантов воздействия на организм, минимизирующих ухудшение капиллярного кровотока на фоне хронического воспаления печени. В этой связи изучение выраженности нарушений микрореологических свойств эритроцитов при хроническом воспалении печени представляется на сегодняшний день весьма актуальным. Цель данного исследования – выяснить особенности структурных и функциональных свойств эритроцитов у млекопитающих в условиях хронического воспаления ткани печени.

Материалы и методы. Проведенная работа выполнена в строгом соответствии с этическими принципами, установленными Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей (принятой в Страсбурге 18.03.1986 и подтвержденной в Страсбурге 15.06.2006), и одобрена локальным этическим комитетом Российского университета дружбы народов (протокол № 5 от 17.05.2016.) Работа выполнена на 19 собаках-метисах в возрасте 8-10 месяцев, имеющих массу тела 12,4±0,4 кг, с хронически текущим идиопатическим гепатитом, возникшим более 2 месяцев назад. Это состояние рассматривалось как модель нарушения гомеостаза, с помощью которого планировалось оценить изменения микрореологических свойств эритроцитов при хроническом восстановлении печени у млекопитающих. Коррекция состояния животных опытной группы проводилась с помощью общепринятых подходов [13]. Контроль представлен 18 здоровыми собаками-метисами 8-10 мес. с массой тела 12,2±0,3 кг.

В пробах крови оценивали ряд эритроцитарных параметров [14]. Определяли число эритроцитов (RBC), концентрацию гемоглобина (HGB), уровень гематокрита (НСТ), величину MCV (значение среднего объема эритроцита); показатель МСН (среднее количество гемоглобина в эритроците); величину МСНС (среднее количество гемоглобина в эритроците); уровень RDW (ширина распределения эритроцитов по объему).

Эритрограмму выполняли с помощью гематологического анализатора РСЕ-90 (ERMAINC). Величину MCV вычисляли как отношение значения гематокрита к числу эритроцитов, имеющих размерность в фемтолитрах (10^-15/л). Как известно, один фемтолитр соответствует одному кубическому микрометру (одна миллионная часть метра). С этой целью применялась формула: MCV = HCTх10/ RBC (фл).

Величина среднего содержания гемоглобина в эритроците говорила о том, сколько гемоглобина содержится в среднем в одном эритроците. Она измерялась в пикограммах. Это одна триллионная составная часть грамма и высчитывается как отношение количества гемоглобина к числу эритроцитов, соответствует понятию цветного показателя, определяясь с помощью формулы: MCH = HGBх10/RBC (пг).

Среднее количество гемоглобина в эритроцитах – величина, характеризующая насыщение эритроцита гемоглобином, которая в отличие от MCH отражает не уровень гемоглобина в нем, а «плотность» его заполнения гемоглобином. Он высчитывался как отношение уровня общего гемоглобина к значению гематокрита – объему, который приходится на эритроциты в крови. Его измеряли в граммах на один литр. Он является весьма чувствительным параметром при ухудшении синтеза гемоглобина. Расчет его велся по формуле MCHC = HGBх100/HCT (г/дл). По объему распределение эритроцитов определяли в процентах. Указывали степень отклонения объёма эритроцитов от среднего его уровня, демонстрируя отличие между наиболее мелким эритроцитом и наиболее крупным.

Наблюдение вели в течение 15 суток. Ни одно животное в ходе исследования не погибло. Статистическую обработку данных провели при помощи программы MedCalc для Windows, применив t-критерий Стьюдента.

Результаты и обсуждение. Знакомство с научной литературой показало, что патофизиологическим особенностям развития хронического воспаления в печени в плане реологических свойств крови всегда уделялось недостаточно внимания. Это очень неоправданно, т.к. иммунные процессы неизбежно отражаются на мембранах наиболее многочисленной популяции клеток крови – эритроцитах. Было выявлено, что количество эритроцитов на момент первого обследования составило 4,8±0,45х10¹²/л, на 3-и сутки оказалось на уровне 4,8±0,18х10¹²/л. На 7-е сутки после начала наблюдения показатель RBС продолжал повышаться, достигнув значения – 4,9±0,19 х10¹²/л. На 11-е сутки число эритроцитов дополнительно возросло, а к 15-м достигло уровня 5,3±0,38х10¹²/л (таблица). Найденное исходное снижение числа эритроцитов объяснялось не только торможением гемопоэза, но и усилением их потребления в результате гиперагрегации и разрушения. Изменения структуры и обмена веществ эритроцитов ведут к ухудшению их структуры и раннему разрушению. В исходном состоянии концентрация гемоглобина равнялась 10,8±0,54 г/дл, к 7-м суткам было отмечено повышение его уровня до 11,7±0,36 г/дл, а к 15-м суткам 13,6±0,26 г/дл.

Динамика морфофункционального состояния эритроцитов собак на фоне хронического воспаления в печени

Примечание: отличие показателей опытной группы от контроля * - р<0,05; ** - р<0,01.

Оценка величины гематокрита показала ее динамику. В ходе первого осмотра он достиг 41,6±0,36, на 3-и сутки – 41,8±0,50%, на 7-е сутки – 42,3±0,68%. С 11-х суток (42,3±0,71%) наступало повышение этого показателя, который к 15-м суткам составлял 44,53±0,29%. Найденные изменения стоит связывать с усилением токсических влияний за счет развития воспаления в печени, накопления в крови протеолитических ферментов и эндотоксинов [8; 13]. Важным для состояния организма считается оценка его гематологических показателей. Наличие патологии сказывается на числе эритроцитов и уровне гемоглобина в крови, снижая гематокритную величину и удельный вес крови [14].

Проведенная оценка среднего объёма эритроцита выявила, что на 3-и сутки наблюдения произошло уменьшение его объема до 78,2±0,46 фл. К 7-м суткам объем его снизился до 76,8±0,37 фл, после чего постепенно снижался, достигнув к концу наблюдения 70,8±0,39 фл. Уровень среднего количества гемоглобина в эритроците на 3-и сутки наблюдения не отличался от контроля. В дальнейшем содержание гемоглобина колебалось незначительно (таблица). Концентрация гемоглобина возрастала в течение всего периода наблюдений, и максимум ее был отмечен к концу наблюдения 30,1±0,35 г/дл. Оценка RDW выявила плавное повышение показателя на 3-и сутки наблюдения до 9,9±0,12%, к 7-м суткам данный показатель возрос до 10,4±0,24%, на 11-е - до 10,9±0,30%, а к 15-м суткам достиг 11,8±0,26%. Ясно, что гипоксия, сопровождающая тяжелое токсическое воздействие на ткани организма, приводит к повреждению эритроцитов, что создает условия для их гиперагрегации, ухудшения микроциркуляции, развития микротромбозов и углубления гипоксии [2; 9]. Установлено, что скорость оседания эритроцитов на 3-и сутки составила 14,8±0,22 мм/ч, к 7-м СОЭ снизилась до 13,2±0,28 мм/ч, на 11-е сутки оказалась на уровне 10,6±0,32 мм/ч и к концу наблюдения достигла 8,3±0,27 мм/ч.

Большой научный интерес представляет оценка динамических изменений поверхностных характеристик мембраны эритроцитов на фоне хронического воспаления в печени. Сейчас многие исследователи признают серьезную роль изменений цитоархитектоники эритроцитов в ходе межклеточных взаимодействий, считающихся основой агрегации [15]. При этом решение данного вопроса тормозилось методическими трудностями по изучению формы эритроцитов в ходе их агрегации [11].

Морфология эритроцитов на фоне хронического восстановления печени имела особенности. Количество нормоцитов при первом осмотре было 56,8±0,45%, к 3-м суткам наблюдения составило 57,3±0,33%, в дальнейшем данный показатель четко нарастал и к последнему осмотру составил 66,8±0,35%. Количество микроцитов в исходе составляло 18,2±0,29%. В процессе наблюдений этот показатель снизился и на 15-е сутки составил 14,7±0,42% (таблица). Количество макроцитов в крови животных также снижалось, достигая к концу наблюдения 18,5±0,33% при значении при первом осмотре 25,0±0,37%. Сходной была динамика количества эхиноцитов, которая проявилась понижением их уровня к 11-м суткам до 9,9±0,16%, а к концу наблюдений до уровня 8,6±0,23%. Количество измененных форм эритроцитов, наличие которых можно объяснить агрегацией спектрина, вызванной избытком кальция и нарушением конфигурации и площади эритроцитарной мембраны [9; 11], также снижалось, достигая к концу наблюдения минимальных значений.

Развитие изменений морфологии эритроцитов имеет большое диагностическое значение и способно нести дополнительные сведения вместе с их числом, цветовым показателем и содержанием гемоглобина. В норме основное количество эритроцитов являются двояковогнутыми дисками, которые имеют большую пластичность и способны быстро деформироваться и восстанавливать свою обычную форму после продвижения через капилляры. Для реализации своих функций (в т.ч. дыхательной, пластической, транспортной, буферной) они должны четко обеспечивать свой собственный метаболизм, иметь сохранность функционального статуса и структур в условиях постоянного риска аутоиммунного или осмотического повреждения. Противостоять этому они могут благодаря состоянию их цитолеммы, обеспечивающей обмен кислорода и углекислого газа, уровень гидратации и электролитный статус, связывание на поверхности антител и антигенов. При этом эритроциты в своей массе достаточно дефектны по причине потери функций, принадлежащих ядру и обычным органеллам. Отсутствие ядер понижает уровень клеточной регенерации, степень их устойчивости к изменениям в показателях экстрацеллюлярной среды и к влиянию многих внешних факторов. Ухудшение энергетических, осмотических, иммунологических, онкотических и реологических параметров внутренней среды живого организма ведет к увеличению требований ко всем клеткам, которое для «функционально неполноценных» клеток оказывается чрезмерным, что ведет к нарушениям формы клеток.

Изменения микрореологических свойств эритроцитов часто возникают в ходе развития катаболических процессов в организме на фоне даже стихающего воспаления, когда характерна интенсификация процессов, направленных на катаболизм. Признано, что изменение морфологии эритроцитов наступает в условиях низкого рН, а также в присутствии белков острой фазы. Динамика показателей реологии крови углубляет дисфункцию микроциркуляции, усиливая риск ишемических поражений внутренних органов. При этом на поверхности эритроцитов могут адсорбироваться различные продукты метаболизма и ряд иммунных комплексов. Это позволяет считать эритроциты неспецифическими клетками, принимающими участие в иммунных процессах [14]. Большое количество «монетных столбиков», обнаруженное на момент первичного приема, в дальнейшем постепенно снижалось до минимального уровня. Данный процесс по сути является агрегацией эритроцитов, которая крайне негативно влияет на микроциркуляцию. Процесс истинной аутоагглютинации эквивалентен положительной реакции Кумбса и является сигналом развития повреждения эритроцитов. И аутоагглютинация, и наличие «монетных столбиков» видимы в микроскоп. Формирование «монетных столбиков» – это соединение эритроцитов в цепочки, похожие по форме на монетные. В норме у собак в крови содержится ничтожное число «монетных столбиков» [9].

Проведенный анализ доступной литературы показал, что исходы многих патологических процессов во многом связаны с динамикой гематологических показателей, в т.ч. со степенью изменений микрореологических свойств эритроцитов [15], которые нуждаются во всесторонней оценке и в понимании их роли в патогенезе хронического воспаления печени. При этом в исследовании данного состояния неоправданно мало внимания уделяется эритробластическому ростку костного мозга и его функциональному состоянию. Эта патология даже после курса лечения способна давать осложнения, способствуя развитию патологических процессов в последующем. Это доказывает потребность в скрупулезном изучении при хроническом воспалительном процессе в печени показателей крови. По их изменению можно вести контроль над процессом выздоровления и риском возникновения осложнений с оценкой общего прогноза.

Заключение. Хроническое воспаление печени сопровождается выраженными негативными сдвигами в состоянии эритроцитов. При этом состоянии эритроциты испытывают значительную деформацию, в крови понижается число дискоцитов, появляются эхиноциты и шизоциты, отмечается много монетных столбиков. Это говорит о наличии сложной реакции эритрона на наличие хронического воспаления в печеночной ткани в форме увеличения разнородности популяции эритроцитов. Повышается количество эритроцитов, имеющих тельца Жолли. Пойкилоцитоз сохраняется у этих животных длительно, что указывает на стойкое затруднение микроциркуляции в течение долгого времени.