Хронопатология обмена железа в развитии анемического синдрома
Федеральное
агентство по здравоохранению и социальному развитию
Волгоградский
государственный медицинский университет
Кафедра
патологической физиологии
Реферат
на тему
«Хронопатология
обмена железа в развитии анемического синдрома»
Выполнил:
студент 1
группы III курса
педиатрического
ф-та
Денисов А.Г.
Волгоград,
2010
Введение
Фундаментальным свойством
всех живых систем является биологическая ритмичность, которая обеспечивает
приспособление организма к внешней среде. Под влиянием постоянно повторяющихся
воздействий факторов внешней среды, формирующих экзогенные ритмы, в процессе
эволюции в живых системах возникли структурно-функциональные организации,
осуществляющие эндогенные ритмы. Учитывая эволюцию развития живых существ,
можно предположить, что первоначально сформировались клеточные, метаболические
биоритмы, «базовые» по своей сущности. В дальнейшем, в ходе эволюционного
развития, усложнения организмов формировались «надстроечные» биоритмы,
связанные с поэтапным включением регуляторных систем: иммунной, эндокринной,
нервной. В результате естественного отбора эндогенные биоритмы закрепились в
гене.
Благодаря биоритмам
обеспечивается внутреннее движение, развитие организма, его устойчивость к
воздействию факторов окружающей среды. Это осуществляется за счет ритмичного
чередования процессов анаболизма и катаболизма. Борьба противоположностей,
обуславливающая движение (развитие), лежит в основе адаптационных процессов,
обеспечивающих синхронизацию физиологических функций организма с разнообразными
изменениями окружающей среды. Исследование биоритмов позволяет оценивать
реактивность, функциональное состояние и адаптационные возможности организма.
Биоритмы характеризуются
широким диапазоном периодов — от миллисекунды до нескольких лет. В связи с этим
различают низко-, средне- и высокочастотные биоритмы. К низкочастотным
относятся биоритмы с периодами больше 3 суток: циркасептанные (7±3 сут.),
циркадисептанные (14±3 сут.), циркавигинтанные (21±3 сут.), циркатригинтанные
(30±5 сут.), цирканнуальные (1 год±2 месяца). В эту группу можно включить
макроритмы, обусловленные циклами солнечной активности с периодами 2 года, 3
года, 5 лет, 8 лет, 11 лет, 22 года, 35 лет. Среднечастотные ритмы — это ритмы
от 0,5 часов до 3 суток. Они делятся на ультрадианные (от 0,5ч. до 20 ч.),
циркадиан-ные (от 24 ч. до 28 ч.), инфрадианные (от 28 ч. до 3 суток). К
высокочастотным относятся биоритмы с периодами меньше 0,5 ч. (ЧСС, ЭКГ, ЭЭГ и
т. д.).
Ведущее место среди
биоритмов занимают циркадианные (лат. circa — около, dies — день) — суточный
ритм с периодом около 24 ч.
Актуальность проблемы
Дефицит железа - одна из
актуальных проблем современной медицины. Занимая первое место среди основных
заболеваний, железодефицитная анемия и другие анемические синдромы охватывают
30% населения планеты. В таких группах риска как беременные и кормящие женщины,
дети раннего возраста и подростки частота распространения железодефицитной
анемии достигает 80%. За последние 10 лет в среднем по России заболеваемость с
дефицитом железа и его латентными формами среди беременных женщин возросла в
7,3 раза и составила 39,7%, в некоторых областях - в 7,7 раза (39,4%).
Осложняя течение
гестационного периода и родов, железодефицитная анемия - часто в сочетании с
гестозами (40%) - занимает ведущее место среди факторов риска перинатальной,
неонатальной и младенческой смертности. У беременных с анемическим синдромом
каждый третий ребенок рождается в асфиксии и с дефицитом массы тела, а каждый
второй - с явлениями внутриутробного инфицирования.
При дефиците железа, еще
до возникновения анемии, развиваются клинические проявления тканевого
гипосидероза. Замедление умственного и психомоторного развития — типичное проявления
сидеропении в раннем детском возрасте. Несмотря на лечение и коррекцию
железодефицитных состояний, эти нарушения сохраняются довольно долго: в
пятилетнем возрасте дети по-прежнему имеют низкие показатели умственного и
психомоторного развития.
Исследования и
результаты
Известно, что наибольшей
чувствительностью к действию экзо- и эндогенных факторов обладает циркадианная
организация функциональной системы. Исследование пространственно-временной
организации (ПВО) функциональных систем в норме и патологии - наиболее
современное направление, открывающее перспективы для разработки критериев
донозологической диагностики различных патологических состояний.
Доказательства
циркадианной организации эритропоэза и обмена железа и обнаружение инверсии
ритма сидеремии при анемических состояниях позволили обосновать информативность
биоритмологических критериев ранней диагностики нарушения обмена железа.
В настоящее время
работами ряда учёных доказано, что многие процессы обмена веществ имеют чётко
выраженные суточные (циркадные) колебания, которые можно выявить по изменению в
суточном цикле ряда ингредиентов, содержащихся в крови. Так, например,
содержание белка в сыворотке крови может колебаться с максимумом в 20 часов и
значительным снижением к 2-м часам ночи. В сыворотке крови здоровых людей
значительно повышается днём содержание общего холестерина с последующим
снижением в ночные и ранние утренние часы.
Непостоянно в течение
суток и содержание неорганических компонентов, в частности, уровень натрия у
человека велик в 16 часов и значительно снижается к 4-м часам ночи. Сведения о
суточном ритме обмена железа в организме человека и, как отражении этого ритма,
суточном изменении (динамике) содержания железа в сыворотке крови, в литературе
практически отсутствуют или очень краткие.
Вместе с тем,
сывороточное железо – это важный клинический показатель, низкий уровень
которого (ниже 8,1 ммоль/л) свидетельствует о снижении запасов этого
микроэлемента в организме и недостаточности процессов кроветворения.
Таблица. Суточная
динамика содержания железа в сыворотке крови (n = 7, p<0,05)
Время суток, ч
|
Содержание железа, ммоль/л
|
7
|
14,9 ± 0,6
|
11
|
16,2 ± 0,5
|
15
|
11,1 ± 0,6
|
19
|
9,3 ± 0,5
|
23
|
10,8 ± 0,45
|
3
|
В исследовании циркадной
динамики содержания железа в сыворотке крови принимали участие 7 человек.
Все испытуемые – юноши 18
– 20-ти лет. Кровь брали из локтевой вены в объёме 5 мл, через каждые 4 часа в
течение суток.
Железо в сыворотке крови
определялось с использованием батофенантролина, который образует с ионами
двухвалентного железа цветной комплекс, пригодный к фотометрическому
определению.
Результаты проведённого
исследования представлены в таблице и отражены в виде диаграммы на рисунке:
Как видно из таблицы и
рисунка, содержание железа в сыворотке крови значительно изменяется в течение
суток. Амплитуда между наибольшим и наименьшим значением составила 42,5 %.
Содержание железа в
сыворотке было наибольшим в утренние часы (между 6-ю и 12-ю часами); в течение
дня (между 13-ю и 19-ю часами) происходило снижение его содержания до
минимального значения, а начиная с 19-ти часов вечера и всю ночь, уровень
железа в сыворотке крови постепенно повышался.
Такой ритм был характерен
для всех испытуемых.
Так как обмен железа
тесно связан с эритропоэзом – образованием гемоглобина и эритроцитов, то можно
предположить, что суточный ритм его обмена определяется суточными изменениями
интенсивности процессов кроветворения.
Так, например, известно,
что содержание эритроцитов в крови также значительно колеблется в течение
суток. Механизмы, регулирующие эти процессы, недостаточно изучены.
В то же время является
очевидным, что регуляция ритмов кроветворения ритмом света и темноты происходит
через эндокринные железы, которым принадлежит ведущее значение в регуляции
нормальных функций многих систем организма, в том числе и кроветворения.
Более детальное изучение
этих процессов и механизмов, их регулирующих, поможет с высокой степенью
достоверности проводить клиническое определение различных гематологических
показателей и с наибольшей эффективностью применять лекарственные препараты при
лечении железодефицитных состояний.
Возрастзависимая
характеристика красной крови у больных с анемическим синдромом (2009 г.)
MCV – средний объем эритроцита
MCH – среднее содержание Hb в эритроците
MCHC – средняя концентрация Hb в эритроците
При железодефицитной
анемии у детей максимальное количество эритроцитов определяется в 6 ч.,
минимальное — в 18 ч., наиболее высокий уровень гемоглобина, ретикулоцитов и
сывороточного железа отмечается также в 6 ч., наиболее низкий — ночью.
Установлено, что в утренние часы резко снижена биосинтетическая активность
эритроидных клеток костного мозга. В связи с этим железо плохо усваивается для
образования гемоглобина и амплитуда его содержания в крови увеличивается.
Вечером (в 21-24 ч.) концентрация сывороточного железа на 16-30% ниже, чем
утром (в 8-12 ч.). Железо лучше всего всасывается и усваивается в вечерние
часы. Железо, абсорбируемое в первую половину дня не утилизируется, а
способствует развитию побочных эффектов. Препараты железа, применяемые для
лечения железодефицитной анемии, должны назначаться только во второй половине
дня, а мясо, из которого хорошо усваивается железо — в первой.
Было также изучено, что
гормоны коры надпочечников оказывают значительное влияние на показатели
гемограммы: при повышении уровня глюкокортикоидов возникают лейкоцитоз,
нейтрофилез, моноцитоз; при увеличении концентрации минералокортикоидов —
лимфоцитоз, эозинофилия. Максимальное количество лейкоцитов в крови у здоровых детей
отмечается с 9 до 12 ч, а минимальное — в 21-22 ч. Содержание гемоглобина
наиболее высокое в интервале времени от 15 до 18ч, а наиболее низкое — 9ч.
Количество эритроцитов минимально с 15 до 18 ч, максимально в 3-6 ч. Содержание
ретикулоцитов наибольшее в 6 ч, наименьшее в 9 ч. Количество тромбоцитов
уменьшается в вечернее и ночное время, особенно с 3 до 6 ч., а максимально
увеличивается в 9-12 ч, т.е. процесс образования тромбоцитов наиболее активен в
утренние часы, а процесс их разрушения — в ночное время. Следовательно, с
помощью показателей гемограммы можно косвенно судить не только о динамике
кроветворения, но и о функции коры надпочечников, о состоянии адаптационно-компенсаторных
реакций организма.
С помощью денситометра
были изучены плотность крови и плазмы, а также гематокрит и гемоглобин у 6
здоровых подростков в возрасте 16 лет. Содержание эритроцитов, концентрация
гемоглобина и гематокрит в первой половине дня характеризуются повышением и
достигают максимума между 9 и 15 часами. Эти три параметра снижаются во второй
половине дня и достигают минимума в конце трофофазы около 3 часов ночи. А
суточные колебания лейкоцитов характеризуются обратным движением: снижение в
середине эргофазы около 9 часов утра и максимальный рост в трофофазе.
При изучении
хронопатологии обмена железа были проведены исследования суточной динамики
концентрации ферритина, сывороточного железа, МДА, популяций неэффективного,
нормального и терминального типов кинетики эритрона у здоровых детей в возрасте
7-9 лет и страдающих хроническим пиелонефритом. Было обнаружено, что в фазу
ремиссии пиелонефрита увеличена продукция высокоактивной популяции макроцитов —
потомков терминального эритропоэза, что обусловливает снижение концентрации
сывороточного железа в утренние часы и нивелирование ее циркадианного ритма
вследствие повышенной утилизации микроэлемента. В активную фазу пиелонефрита
прогрессирующее снижение содержания эритроцитов и гемоглобина коррелирует с
ростом популяции микроцитов с низкой активностью глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы
и укороченной продолжительностью жизни на фоне значительного повышения
концентрации ферритина и МДА в вечерние часы. В их основе лежит стимуляция
альтернативных типов кинетики эритрона — терминального и неэффективного.
Заключение
Анемия стала насущной
проблемой для большого числа людей по всему миру. Она поражает особенно
уязвимые слои населения – детей младшего возраста, беременных женщин, пожилых
людей и лиц, страдающих серьезными хроническими заболеваниями. Однако с этим
аномальным состоянием можно и нужно бороться. Хрономедицина ставит целью
использовать закономерности биоритмов для улучшения профилактики, диагностики и
лечения болезней человека, в том числе анемических синдромов. Исключительно
важная роль принадлежит методологии и методическим подходам, основывающимся на
представлении о живом организме и текущих в нем процессах (как в норме, так и
при патологии) в плане изменений всех функций во времени.
Список литературы
1.
Хильдебрандт Г.,
Мозер М., Лехофер М. Хронобиология и хрономедицина. Пер. с нем. М.: «Арнебия»,
2006. - 144 с
2.
Таболин В.А.,
Неудахин Е.В. Хронофармакологический принцип терапии заболеваний у детей. М.:
«МОЛГМИ», 2002
3.
Баркова З.Н.
Патофизиологическое обоснование хронодиагностики и хронотерапии дефицита
железа. //Патогенез и фармакокоррекция экстремальных и терминальных состояний.
Омск, 1995. - с. 11-14
4.
Ашихмина Е.П.,
Лебедева Биоритмы эритропоэза и обмена железа у детей с хроническим
пиелонефритом. //Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2008.- N. 9.-
с. 271-274
5.
Бреус Т.К., Чибисов
С.М. Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды. М.: «Полиграф
сервис», 2002. - 230 с
6.
Грабовская Н.И.
Циркадный ритм содержания железа в сыворотке крови. //Сборник научных работ,
Томск, 2004
7.
Новиков Д.С.
Анемический синдром — патофизиологические аспекты формирования, моделирования и
прогноза. // Автореферат. - Саратов, 2008
8.
Назаренко Е.В.
Десинхроноз обмена железа при лактации как фактор риска дефицита железа у
грудных детей. //Автореферат. - Тюмень, 2004
9.
Комаров Ф.И.,
Рапопорт С.И. Хронобиология и хрономедицина. М.: «Триада-Х», 2000. - 488 с
10.
Хетагурова Л.Г.
Хронопатология: экспериментальные и клинические аспекты. М.: «Наука-М», 2004. -
355 с
11.
Рожина И.Л.
Биоритмы эритропоэза и обмена железа у подростков. // Актуальные проблемы
патофизиологии. — С.-П., 1998. - с. 56-57
12.
http://www.chronobiology.ru