Гематологический мониторинг в системе медицинского обеспечения специалистов военно-морского флота, подвергающихся воздействию профессиональных вредностей (клинико-экспериментальное исследование) - Автореферат

Все вышеизложенное определяет актуальность настоящего диссертационного исследования, посвященного обоснованию концепции гематологического мониторинга в системе медицинского обеспечения специалистов Военно-морского флота, работающих в контакте с профессиональными вредностями, как инструмента повышения эффективности диагностики донозологических состояний в повседневных условиях и ранней диагностики степени тяжести ОЛБ при авариях ядерных энергетических установок на кораблях ВМФ, находящихся на боевой службе. Это позволило оценить информативность каждого из показателей на протяжении 30-суточного пострадиационного периода и установить высокую значимость для биологической индикации радиационного воздействия с одновременной диагностикой степени тяжести острого лучевого синдрома вновь предложенных индексов: индекса ретикулоцитов в обязательном сочетании с показателем их содержания в крови, индекса реактивности нейтрофильных гранулоцитов и индекса реактивности системы крови. Определен перечень гематологических показателей, которые расширяют возможности патофизиологической трактовки защитно-компенсаторных изменений, происходящих в системе крови в процессе адаптации организма к воздействию экстремальных физических факторов как радиационной, так и нерадиационной природы, значительно повышают информативность анализа крови и обогащают методологическую базу донозологической диагностики. Автором осуществлено планирование научного исследования, лично выполнены все гематологические исследования в экспериментальной части работы, в полном объеме - обследование военнослужащих с исследованием состояния вегетативной нервной системы (ВНС) и специалистов, подвергавшихся воздействию постоянного магнитного поля (ПМП); гематологическое обследование 14 военнослужащих, пострадавших при радиационной аварии в 1985 г.; все исследования с определением ретикулоцитограммы, моноцитограммы, лимфоцитограммы и математическая обработка всех данных; изучение архивных историй болезни. Развернутый анализ крови, дополненный ретикулоцитограммой, моноцитограммой, вычислением индекса ретикулоцитов, индексов реактивности нейтрофильных гранулоцитов и реактивности системы крови, позволяет характеризовать динамику адаптации организма к неблагоприятным факторам окружающей среды и может быть основой гематологического мониторинга как средства повышения эффективности медицинского обеспечения специалистов Военно-морского флота.Задачу оценки информативности различных гематологических показателей при характеристике степени тяжести ОЛС мы решали в процессе 30-суточного наблюдения за 41 белой крысой, распределенных нами (в отличие от традиционных способов группировки мелких лабораторных животных по величине поглощенной дозы облучения) на группы в соответствии с клинической степенью тяжести ОЛС. Исследование феномена сегментации ядер нейтрофильных гранулоцитов путем изучения ЯФН у крыс после общего гамма-облучения в разных дозах и шумового стресса позволило установить, что спустя 2-6 сут после любого стрессового воздействия в ПК отмечается интенсификация процесса сегментации ядер нейтрофилов с увеличением числа гиперсегментированых форм клеток. В такой же степени от тяжести острого радиационного костномозгового синдрома (ОРКМС) зависит число эозинофилов, моноцитов и ретикулоцитов (рисунки 1, 2). Динамика абсолютного числа эозинофилов и моноцитов у крыс в процессе развития острого лучевого синдрома (ЛО - ложное облучение; СКФ - субклиническая форма ОЛС; ОЛС1 - острый лучевой синдром I степени тяжести; ОЛС2 - острый лучевой синдром II степени тяжести; ОЛС3 - острый лучевой синдром III степени тяжести; ОЛС4 - острый лучевой синдром IV степени тяжести). Рис.2 Динамика процентного содержания и индекса ретикулоцитов у крыс в процессе развития острого лучевого синдрома (ЛО - ложное облучение; СКФ - субклиническая форма ОЛС; ОЛС1 - острый лучевой синдром I степени тяжести; ОЛС2 - острый лучевой синдром II степени тяжести; ОЛС3 - острый лучевой синдром III степени тяжести; ОЛС4 - острый лучевой синдром IV степени тяжести).То же самое можно сказать о динамике содержания ретикулоцитов, хотя и с небольшим числом наблюдений: тенденция к снижению в конце 2-й недели после лучевой травмы при субклинической форме ОЛБ, достигавшая достоверных значений у лиц с ОЛБ I степени тяжести, и существенные изменения показателя на 3-5-е сут пострадиационного периода при более тяжелых формах поражения. У военнослужащих с ОЛБ I и II степени тяжести на 8-й и 11-й дни после облучения отмечалось некоторое усиление процесса сегментации ядер нейтрофилов, который с 13-х сут пострадиационного периода начинал тормозиться (в том числе и у пострадавших с субклинической формой ОЛБ) с отчетливым увеличением удельного веса моносегментных клеток и снижением ИРНГ. Индекс реактивности системы крови не отличался от нормы у лиц с субклинической формой ОЛБ, был отчетливо повышенным в течение 4 недель у больных с ОЛБ I степени и в течение 2-х недель - у пораженных с ОЛБ II степени тяжести. Но в то время как у пострад

Задачу оценки информативности различных гематологических показателей при характеристике степени тяжести ОЛС мы решали в процессе 30-суточного наблюдения за 41 белой крысой, распределенных нами (в отличие от традиционных способов группировки мелких лабораторных животных по величине поглощенной дозы облучения) на группы в соответствии с клинической степенью тяжести ОЛС. Это стало возможным в результате использования нами метода количественной оценки выраженности ОЛС у крыс по балльной системе [Бойцов С.А., Легеза В.И., 2002].

Исследование феномена сегментации ядер нейтрофильных гранулоцитов путем изучения ЯФН у крыс после общего гамма-облучения в разных дозах и шумового стресса позволило установить, что спустя 2-6 сут после любого стрессового воздействия в ПК отмечается интенсификация процесса сегментации ядер нейтрофилов с увеличением числа гиперсегментированых форм клеток. При этом гиперсегментированные нейтрофилы (с числом сегментов в ядре более трех) наблюдались не только у крыс с легкими формами ОЛС, но и в крови тяжелопораженных животных до самой их гибели, несмотря на полное подавление костномозгового кроветворения. Это позволило прийти к заключению, что процесс сегментации ядер нейтрофилов, являясь защитной клеточной реакцией, не зависит от центрального кроветворения и регулируется гуморальным путем. По своей природе феномен сегментации ядер нейтрофилов сродни феномену гипертрофии, а по биологическому назначению соответствует феномену внутриклеточной репаративной регенерации [Саркисов Д.С., 1970, 1977, 1988].

На первом этапе работы мы изучали динамику содержания элементов лейкоцитарной формулы, ретикулоцитов и упомянутых интегральных показателей у белых крыс в процессе развития ОЛС. Результаты исследования показали, что не только число лейкоцитов, нейтрофилов и лимфоцитов обнаруживает характерную динамику под влиянием облучения. В такой же степени от тяжести острого радиационного костномозгового синдрома (ОРКМС) зависит число эозинофилов, моноцитов и ретикулоцитов (рисунки 1, 2).

Рис. 1. Динамика абсолютного числа эозинофилов и моноцитов у крыс в процессе развития острого лучевого синдрома (ЛО - ложное облучение; СКФ - субклиническая форма ОЛС; ОЛС1 - острый лучевой синдром I степени тяжести; ОЛС2 - острый лучевой синдром II степени тяжести; ОЛС3 - острый лучевой синдром III степени тяжести; ОЛС4 - острый лучевой синдром IV степени тяжести).

Рис.2 Динамика процентного содержания и индекса ретикулоцитов у крыс в процессе развития острого лучевого синдрома (ЛО - ложное облучение; СКФ - субклиническая форма ОЛС; ОЛС1 - острый лучевой синдром I степени тяжести; ОЛС2 - острый лучевой синдром II степени тяжести; ОЛС3 - острый лучевой синдром III степени тяжести; ОЛС4 - острый лучевой синдром IV степени тяжести).

Кроме того, в своих исследованиях мы убедились в том, что ИРНГ достаточно демонстративно отражает процесс внутриклеточной репаративной регенерации в нейтрофилах, скорость миграции ПСЯН из русла крови в ткани и интенсивность поступления МСЯН из КМ в циркуляцию (таблица 3). Так, в группе крыс, подвергнутых воздействию шума, с первых суток и до конца наблюдения отмечалось достоверное и нарастающее снижение показателя, что указывало на интенсивную регенерацию миелоидного ростка с быстрым уходом ПСЯН из русла крови в ткани или с приостановкой внутриклеточной репаративной регенерации. В группе интактных животных параметры индекса изменялись аналогичным образом, но менее существенно. Это сравнение дает основание полагать, что именно такая динамика показателя характерна для здорового организма крысы после того или иного неспецифического воздействия. После общего гамма-облучения с 6 по 10 сут пострадиационного периода отмечалось повышение ИРНГ. При субклинической форме ОЛС это повышение было незначительным (через 2 сут после облучения) и происходило только по отношению к предыдущему параметру. В последующем в этой группе сохранялась тенденция к снижению индекса до конца наблюдения (как у здоровых животных). При клинически выраженных формах ОЛС повышение индекса в период с 6 по 10 сут после лучевой травмы носило заметный характер (в 2 и более раз), будучи наиболее выраженным через 6 сут пострадиационного периода в группах животных с ОЛС II, III и IV степенями тяжести. Процесс восстановления миелопоэза у выживших животных к 20-м сут после воздействия характеризовался неуклонным снижением ИРНГ. Таким образом, ИРНГ оправдывает себя не только как количественная, но и как качественная характеристика нейтрофильного гранулоцитопоэза.

У здоровых крыс ПСЯН в крови вообще могут не определяться, что, по нашим наблюдениям, как раз указывает на отсутствие каких-либо вредных влияний на организм и необходимости включения такого приспособительного механизма, как внутриклеточная репаративная регенерация в нейтрофилах, тем более, что крысы относятся к животным с лимфоцитарным профилем крови [Попова Н.В., 1956]. В то же время подлинное отсутствие ПЯН в лейкоцитограмме свидетельствует о серьезных нарушениях в кроветворении или о блокаде КМ, препятствующей выходу нейтрофилов из него в русло крови. Но особенно показательной у крыс после облучения является динамика ИРСК. В отличие от ИРНГ уровень ИРСК начинает увеличиваться с первых часов после радиационного воздействия, достигая максимума на 3-и сут, вследствие быстрого и прогрессирующего падения числа лимфоцитов при выбросе в кровь повышенного количества нейтрофилов из кровяных депо, пока не сказывается нарастающая убыль из русла крови нейтрофильных гранулоцитов (таблица 4).

Подводя итог проведенным исследованиям, можно сделать вывод, что наиболее перспективными для характеристики степени тяжести развивающегося ОРКМС являются: содержание ретикулоцитов с определением ИРЦ, абсолютное число эозинофилов, моноцитов и лейкоцитарные индексы ИРНГ и ИРСК. Для уточнения этого предположения мы провели корреляционный анализ зависимости динамики параметров гематологических показателей от степени тяжести ОЛС. Установлено, что в первые 6 ч после острого облучения со степенью тяжести поражения заметную положительную тесноту связи имеют абсолютное число нейтрофилов и производные от него лейкоцитарные индексы ИРСК и ИРНГ. Индексы сохраняют свою диагностическую значимость до 3-х сут пострадиационного периода. Но начиная с 3-х сут, заметную и высокую тесноту связи с тяжестью ОЛС обнаруживают практически все элементы лейкоцитарной формулы, а также содержание ретикулоцитов. К 10-м сут после облучения выявлялась также заметная обратная зависимость от тяжести поражения у содержания гемоглобина.

Таблица 3 - Динамика индекса реактивности нейтрофильных гранулоцитов у крыс в зависимости от вида воздействия и тяжести поражения

Вид воздействия, и тяжесть поражения Значение показателя, M±m, усл. ед. до воздействия после воздействия, сутки

2 6 10 20 30

Ложное облучение, n=11 0,63±0,33 0,17±0,04 (-73) 0,48±0,20 (-24) 0,43±0,21 (-32) 0,16±0,04 (-75) 0,14±0,04 (-78)

ОЛС, субклиническая форма, n=5 1,25±2,44 0,43±0,17 (-66) 0,67±0,84 (-46) 1,38±1,22 ( 10) 0,33±0,24 (-74) 0,24±0,15 (-81)

ОЛС I степени тяжести, n=7 0,94±1,41 0,40±0,34 (-57) 1,65±1,70 ( 76) 1,48±1,72 ( 57) 0,13±0,06 (-86) 0,15±0,13 (-84)

ОЛС II степени тяжести, n=6 0,20±0,31 0,17±0,13 (-15) 0,88±0,25 ( 340) 0,47±0,36 ( 135) 0,11±0,08 (-45) 0,09±0,08 (-55)

ОЛС III степени тяжести, n=4 0,41±0,27 0,51±0,04 ( 24) 1,62±0,96 ( 2951) 1,23±1,08 ( 200) 0,62±0,43 ( 51) 0,37±0,47 (-10)

ОЛС IV степени тяжести, n=8 0,23±0,35 0,31±0,26 ( 35) 1,00±0,42 ( 335) 0,70 ( 204) - -

Шумовое воздействие, n=5 0,45±0,05 0,24±0,05* (-47) 0,21±0,05* (-53) 0,19±0,13 (-58) 0,0±0,05* (-91) 0,07±0,09* (-84)

Примечание: * различия с исходным параметром достоверны, p<0,05 (в скобках - отклонение от исходного параметра в процентах)

Весьма тесно с тяжестью ОЛС в интервале 24-48 ч после облучения было связано снижение абсолютного содержания эозинофилов и моноцитов, чего не наблюдается при неспецифическом стрессе. Дополнительные исследования динамики последних двух показателей в связанных выборках показали, что их числовое выражение приобретает достоверную обратную связь с тяжестью радиационного поражения, начиная с ОЛС II степени тяжести. Эти же исследования выявили, что значения ИРНГ через 24 ч после облучения достоверно выше у животных с субклинической формой и I степенью тяжести ОЛС, чем у крыс с более тяжелыми поражениями, а у последних он становится существенно повышенным в сроки 6-10 сут пострадиационного периода. Из показателей красной крови наиболее отчетливая связь с тяжестью поражения была характерна для числа ретикулоцитов, которая прослеживалась с первых суток после облучения. У животных с ОЛС II - IV степени тяжести к 10-м сут после воздействия закономерно развивалась анемия, поэтому в эти сроки выявлялась заметная обратная связь с тяжестью поражения у содержания гемоглобина.

Как нами установлено, специфическая ранняя реакция системы крови на радиационное воздействие (в пределах первых 24 ч) выявляется лишь при достаточно высокой суммарной поглощенной дозе (у крыс это 6,75 Гр).

Таблица 4 - Динамика индекса реактивности системы крови у облученных крыс в зависимости от тяжести поражения

Степень тяжести ОЛС Показатель, M±m , усл. ед.

До воздействия После воздействия, часы (сутки)

1 6 24 (1) 48 (2) 144 (6) 240 (10) 480 (20) 720 (30)

Ложное облучение, n=11 0,14±0,07 0,25±0,03 ( 79) 0,16±0,01 ( 14) 0,17±0,01 ( 21) 0,23±0,02 ( 64) 0,18±0,01 ( 29) 0,15±0,01 ( 7) 0,16±0,01 ( 14) 0,21±0,02 ( 50)

ОЛС, субклиническая форма, n=5 0,19±0,05 0,21±0,02 ( 11) 0,16±0,07 (-16) 0,57±0,27 ( 200) 0,45±0,12 ( 137) 0,29±0,06 ( 53) 0,31±0,11 ( 63) 0,29±0,07 ( 53) 0,28±0,05 ( 47)

ОЛС I степени тяжести, n=7 0,17±0,03 0,47±0,14 ( 64) 0,65±0,21 ( 282) 1,2±0,21* ( 606) 1,87±0,55* ( 1000) 0,76±0,11* ( 347) 0,87±0,21* ( 412) 0,37±0,05* ( 118) 0,34±0,08 ( 100)

ОЛС II степени тяжести, n=6 0,19±0,03 0,78±0,02* ( 311) 0,80±0,20* ( 321) 1,32±0,73 ( 595) 2,32±0,29* ( 1121) 0,42±0,08* ( 121) 0,52±0,17 ( 174) 0,39±0,08 ( 105) 0,35±0,04* ( 84)

ОЛС III степени тяжести, n=4 0,11±0,04 0,74±0,05* ( 573) 1,44±0,35* ( 1209) 3,52±0,68* ( 3100) 4,28±0,83* ( 3791) 0,46±0,06* ( 318) 1,03±0,36 ( 836) 1,16±0,46 ( 955) 0,83±0,13* ( 655)

ОЛС IV степени тяжести, n=8 0,18±0,03 1,08±0,19* ( 500) 2,28±0,44* ( 1167) 2,60±0,48* ( 1344) 7,69±1,06* ( 4172) 1,01±0,28 ( 461) 0,44 ( 144) - -

Примечание: * различия с исходным параметром достоверны, p<0,05

Но при меньших дозах облучения в течение первых суток пострадиационного периода со стороны ПК закономерно регистрируются признаки неспецифической стресс-реакции.

Кроме того установлено, что с максимальной чувствительностью на острое общее облучение в первые 10 сут реагируют параметры содержания лейкоцитов, лимфоцитов и ИРСК. Но это же обстоятельство указывает на то, что подобная тенденция может иметь диагностическое значение лишь при условии доказанности ее специфической связи со степенью тяжести лучевого поражения. Из названных трех показателей подобным свойством обладает (особенно в интервале первых 3-х сут) только уровень ИРСК. С другой стороны, повышение ИРНГ в эти же сроки позволяет с высокой степенью достоверности отграничить субклиническую форму ОЛС и синдром I степени тяжести от более тяжелых клинических форм ОРКМС: в течение первых 10 сут пострадиационного периода увеличению индекса выше нормальных значений препятствуют (начиная с ОЛС II степени тяжести) выброс в ПК из кровяных депо ПЯН с повышением утилизации ПСЯН на периферии (в тканях), а с 15-х сут после облучения у всех выживающих крыс начинается период восстановления кроветворения, во всех группах обнаруживается повышенный выход в русло крови МСЯН, что ведет к закономерному падению ИРНГ.

Другими словами, включение в анализ крови лейкоцитарных индексов повышает его информативность не столько за счет «чувствительности» показателей к облучению, сколько за счет расширения возможностей патофизиологической трактовки текущих пострадиационных процессов. Одновременное умеренное повышение ИРНГ и ИРСК в первые 10 сут после облучения позволяет с высокой точностью диагностировать легкую и легчайшую степень ОРКМС и устанавливать сам факт радиационного воздействия. Высокие параметры ИРСК при нормальном или пониженном значении ИРНГ дают основание диагностировать более тяжелые формы ОЛС (не ниже II степени тяжести).

Изучение динамики гематологических показателей после изолированного облучения головы в дозе 15 Гр показало, что при данном виде воздействия у крыс к 6-м сут пострадиационного периода формируется клиническая картина лучевого стоматита с проявлениями ОРКМС I - II степени тяжести, что подтверждает данные других исследователей [Семенов Л.Ф., Федоров Б.А., 1959; Аветисов Г.М., Африканова Л.А., Даренская Н.Г. и др., 1973].