Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности изменения показателей липидного и инфракрасного спектров сыворотки крови женщин репродуктивного возраста

ВАК РФ 03.01.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Особенности изменения показателей липидного и инфракрасного спектров сыворотки крови женщин репродуктивного возраста"

На правах рукописи

Костина Марина Анатольевна

ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛИПИДНОГО И ИНФРАКРАСНОГО СПЕКТРОВ СЫВОРОТКИ КРОВИ ЖЕНЩИН РЕПРОДУКТИВНОГО ВОЗРАСТА

03. 01. 04 - биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Тверь-2012.

1 7 ЯНВ

005047914

005047914

Работа выполнена на кафедре химии и биохимии ГБОУ ВПО Тверская государственная медицинская академия Минздрава России

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Зубарева Галина Мефодьевна

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Лапина Галина Петровна

доктор биологических наук, профессор Ямскова Виктория Петровна

Ведущая организация Государственное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «Российская медицинская академия последипломного образования Росздрава».

Защита диссертации состоится: «7» февраля 2013 года в 14 00 часов на заседании диссертационного совета К 212. 263. 08 в Тверском государственном университете по адресу: 170002, г. Тверь, пр. Чайковского, 70/1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверского государственного университета по адресу: 170000, г. Тверь, ул. Володарского, 44 а.

Автореферат разослан «_»_2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета: Петушков Н. М

Список сокращений

AJIT - аланинаминотрасфераза ACT - аспартатаминтрансфераза ДГ - диглицериды

ИК - излучение - инфракрасное излучение ИК-спектр - инфракрасный спектр ЛФХ - лизофосфатидилхолин ЛФЭА - лизофосфатидилэтаноламин МГ — моноглицерид

МРТ - магнито-резонансная томография

НЭЖК — неэтерифицированные жирные кислоты

ОХ - общий холестерин

СЖК - свободные жирные кислоты

СФМ - сфингомиелин

СХ - свободный холестерин

ТГ -триглицериды

ТСХ - тонкослойная хроматография

ТХУ - трихлоруксусная кислота

ФГ - фосфатидилглицерин

ФИН - фосфатидилинозиты

ФИ - фосфоинозитиды

ФЛ - фосфолипиды

ФС - фосфатидилсерин

ФХ - фосфатидилхолин

ФЭА — фосфатидилэтаноламин

XJI - холестерин

ЭХ - эфиры холестерина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

К числу одной из важнейших задач отечественного здравоохранения относится сохранение и восстановление репродуктивного здоровья женщин. Актуальность изучения вопросов биохимии при заболеваниях органов малого таза, поиск новых путей своевременной и точной диагностики определяют их важность для решения многих теоретических и практических проблем, связанных с ростом числа женских болезней, среди которых эндометриоз занимает одно из первых мест (Дамиров М.М., 2010; Ищенко А.И., 2008; Каттяк! В.Т., ЯгсшроЫсЬ I., 1993). Однако, нарушения метаболических процессов и соответствующие изменения биологической жидкости, как известно, наступают задолго до клинических проявлений.

Многочисленные исследования свидетельствуют о важной роли липидов в осуществлении функции клеток и всего организма в целом. Изменение качественного и количественного состава этих веществ является одной из причин развития ряда патологических состояний, включая злокачественную трансформацию клеток (Berrige M.J., Irvine R.F., 1989; Grammatikos S.J., et al., 1994; Zeisel S.H., 1995; Климов A.H., Никульчева Н.Г., 1999). Исследования липидного спектра сыворотки крови женщин с гиперпластическими процессами эндометрия, миомой матки выявили их значительные изменения, но полученные результаты противоречивы (Мазуровская JI.B., Макаров О.В., Марченко Л.Ф., 1992; Tang Х.М., 1994). Кроме того, отсутствуют данные о характере метаболизма липидов у больных с сочетанной доброкачественной патологией матки, таким образом, применение тонкослойной хроматографии в исследовании липидного спектра крови позволит получить ценную информацию о биохимических изменениях связанных с развитием исследуемой патологии.

Инфракрасная спектрометрия (ИКС) представляет одно из современных и перспективных направлений, основанное на регистрации особенностей параметров протекания фундаментальных биохимических процессов в организме и позволяющее оценить его функциональное состояние на уровне внутримолекулярных и межмолекулярных взаимодействий, т. е. на молекулярном уровне (Аношин А.Н., 1986).

Универсальная диагностическая аппаратно-программная система, разработанная под руководством профессора A.B. Каргаполова (патент на изобретение № 2137126 от 10.09.1999), делает возможным изучение биологической жидкости по характеру изменения коэффициентов пропускания инфракрасного излучения. Исследования характера таких изменений могут иметь важное значение для объяснения механизмов возникновения, и течения патологии, прогноза и возможности реабилитации больных, а также дифференциальной диагностики различных заболеваний. Имеются многочисленные данные о применении описанного метода в медицинской практике (Каргаполов А.В с соавт. 1999-2005; Гармонова H.A. и соавт., 2006; Калинина О.В., Раскуратов Ю.В., 2005). Изменение содержания биохимических компонентов при патологических состояниях происходит как под воздействием эндо-, так и экзогенных факторов, т.е. от применения биологически активных веществ (лекарственных препаратов). В связи с этим актуален поиск дополнительных объективных параметров, способных уточнить биохимические аспекты развития заболевания, а также позволяющих мониторировать патологический процесс в организме.

Не смотря на широкое использование тонкослойной хроматографии и инфракрасной спектрометрии в различных исследованиях, совместных данных о липидном и инфракрасном спектрах крови у женщин репродуктивного возраста с аденомиозом и его сочетанием с миомой в литературе не найдено. В связи с выше сказанным, применение данных методов позволит получить новую информацию об особенностях биохимических процессов, протекающих у данной категории обследуемых.

Цель работы

Выявить особенности изменения липидного и инфракрасного спектров сыворотки крови женщин репродуктивного возраста под влиянием эндо- и экзогенных факторов.

Задачи исследования

1. Исследовать изменения количественного состава липидного спектра сыворотки крови женщин репродуктивного возраста под влиянием эндогенных факторов - изолированной формы внутреннего эндометриоза и его сочетания с миомой матки.

2. Провести сравнительный анализ показателей инфракрасного спектра сыворотки крови в диапазоне 3500 - 963см"1, характеризующего химические связи основных компонентов биологической жидкости, у обследуемых групп женщин.

3. Выявить значимые изменения липидов сыворотки крови при проведении консервативной терапии женщинам с внутренним эндометриозом эстроген-гестагенным препаратом (0,03 мг этинилэстрадиола и 2 мг диеногеста).

4. Изучить особенности параметров инфракрасного спектра сыворотки крови при воздействии на организм экзогенного фактора - гормонального препарата, содержащего диеногест.

5. На основании полученных результатов разработать методические подходы, основанные на совместном определении липидного и инфракрасного спектров сыворотки крови, к созданию модели дифференциальной диагностики и мониторинга за проводимой терапией.

Научная новизна исследования

В работе впервые проведено одновременное изучение изменений липидного и инфракрасного спектров сыворотки крови женщин репродуктивного возраста под влиянием экзо- и эндогенных факторов, что раскрывает возможность использования полученных данных в биохимической диагностике патологических состояний - внутреннего эндометриоза и его сочетанной формы с миомой матки.

Впервые обнаружены характерные изменения данных спектров сыворотки крови у женщин репродуктивного возраста на фоне патологических процессов и под воздействием консервативного лечения эстроген-гестагенным препаратом, содержащим диеногест.

Обнаруженные отклонения ИК-спектра сыворотки крови от контроля сопровождаются изменениями липидного компонента и возможно трансформацией различных структур водного компонента биологической жидкости от контроля.

Практическое значение

Анализ показателей липидного и инфракрасного спектров сыворотки крови и разработанные при этом критерии способствуют повышению

эффективности дифференциальной диагностики на догоспитальном этапе, возможности прогнозирования течения аденомиоза и сочетанной патологии матки, а также осуществлению контроля за эффективностью проводимого консервативного лечения.

Методика инфракрасной спектрометрии, основанная на использовании АПК «ИКАР», достаточно удобна, экономична и доступна, что дает возможность ее использования в условиях общей лечебной сети - как в амбулаториях, так и в стационарах.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Изменения липидного спектра в сыворотке крови женщин репродуктивного возраста является прогностическим фактором возникновения и течения заболеваний.

2. Высокая специфичность и чувствительность ИКС обуславливает возможность использования данного метода в мониторинге аденомиоза без и в сочетании с миомой матки. Информативными являются показатели пропускания и их дисперсии областей диапазона 3085 - 963см"1. Уровень изменения анализируемых величин зависит от воздействия экзогенного фактора - эстроген-гестагенного препарата.

3. Результаты инфракрасной спектрометрии находятся в соответствии с изменениями липидного компонента, полученными с помощью тонкослойной хроматографии. ИКС может использоваться в качестве метода контроля метаболических процессов в организме.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности:

полученные результаты соответствуют пунктам 10, 12 паспорта специальности 03. 01. 04 - «биохимия».

Апробация и внедрение результатов исследования:

Результаты диссертационной работы используются в клинической практике лечебно-профилактических учреждений гинекологического профиля г. Твери; для преподавания курса гинекологии студентам, интернам, клиническим ординаторам и врачам на кафедрах акушерства и гинекологии, химии и биохимии лечебного и фармацевтического факультетов Тверской государственной медицинской академии, что подтверждается актами внедрения.

Результаты работы и основные ее положения доложены на Всероссийских научно-практических конференциях: IX, XI Всероссийском научном форуме «Мать и дитя » Москва (2007, 2010), Первом региональном научном форуме «Мать и дитя», Казань (2007), на 35-й конференции молодых ученых и 59-й научной студенческой конференции (Смоленск, 2007), юбилейной X итоговой межрегиональной научно-

практической конференции молодых ученых и студентов с международным участием «Молодежь и медицинская наука в XXI веке» (Киров, 2007), I международной конференции «Состояние воды в биологических и модельных

системах» (Тверь, 2007), I международной конференции молодых ученых и студентов «Медико-биологические и социальные проблемы современного человека» (Тирасполь, 2007), М1жнародно1 науково\' конференцп студегтв та молодих вчених «Актуальш питания в сучаснш медициш» (Харьков, 2007), V Международном конгрессе «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине» (Санкт-Петербург, 2009), Красноярском краевом обществе врачей акушеров-гинекологов и перенатологов (Красноярск, 2011), VII Международна научна практична конференция «Найновите постижения на европейската наука - 2011 (София, 2011), на научно-практических конференциях врачей акушеров-гинекологов г. Твери (2005-2008г.г.).

Публикации по теме диссертации.

По материалам диссертации опубликовано 18 научных работ, из них 3 статьи в центральной печати. Получено два рационализаторских предложения № 2905 и 2906 от 14.04.2009.

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 114 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы (1 глава), методов исследования (2 глава), результатов исследования (3 глава), обсуждения результатов (4 глава), выводов и библиографии, включающей 236 работ, из них 156 отечественных и 80 зарубежных авторов. Диссертация содержит 10 таблиц и 14 рисунков.

ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования.

Нами было обследовано 170 женщин, в возрасте 25 — 49 лет, из них 140 - с доброкачественной патологией матки. Они были разделены на группы. В 1-ю группу отнесены 80 больных репродуктивного возраста с внутренним эндометриозом в сочетании с миомой матки. Во 2-ю группу - 60 пациенток с «чистой» формой аденомиоза. Эта группа была ретроспективно разделена на две группы 2а и 26 - до и после 6 месяцев консервативной терапии эстроген-гестагенным препаратом, содержащим диеногест. Третью группу (контрольную) составили 30 соматически здоровых женщин.

Общее исследование осуществлялось по правилам, принятым в гинекологической клинике. Проведен клинический (клеточного состава крови - эритроциты, гемоглобин, лейкоциты, эозинофилы, моноциты, лимфоциты, СОЭ) и биохимический анализ крови (содержание общего белка сыворотки крови, фибриногена, протромбинового индекса, общего билирубина, мочевины, креатинина, холестерина, АЛТ, АСТ), анализ мочи общий, определение группы крови, резус-фактора, HBs Ag, aHCv Ab, антител к ВИЧ, реакция Вассермана.

Исследование липидного и инфракрасного спектров сыворотки крови после предварительного письменного согласия женщины проводили на базе кафедры общей и биоорганической химии Тверской государственной медицинской академии, г. Тверь.

Амбулаторное обследование всех женщин проводилось в соответствии с «-Протоколом отраслевого стандарта обследования и лечения в акушерстве, гинекологии и неонатологии= (1999), принятое в условиях женской консультации и гинекологического стационара, ультразвуковое сканирование органов малого таза, гистероскопия на базе гинекологического отделения ГУЗ Родильного дома № 1 г.Твери. На основании анализа лечебных мероприятий больные первой группы (100%) были прооперированы по медицинским показаниям.

Для аналитического разделения липидов нами применялись плоские камеры для проточной хроматографии (Каргаполов A.B. 1981). В качестве адсорбента использовались фракции частиц (32-45мк), получаемые из силикагеля JI 5/40 («Chemapol», ЧСФР), способом седиментации. Фракционирование для общих липидов проводилось в системе гептан-эфир-ацетат (12:3:1), для фосфолипидов в системе хлороформ-метанол-7Н аммиак (13:7:1). Исследуемый материал, содержащий 150-200 мкг липидов, с помощью дозатора в объеме 3-5 мкл наносили на предварительно активированную пластинку, заранее разделенную на отдельные дорожки. Количественное содержание отдельных липидных фракций определялось с использованием денситометрии.

ИК-спектрометрия сыворотки крови проведена с использованием аппаратно-программного комплекса (АПК) <-ИКАР= (сертификат № 5745 от 20.11.98г.), позволяющего регистрировать показатели пропускания ИК-излучения и их дисперсии в девяти широких диапазонах (3500-3100, 3085-2732, 2120-1880, 1831-1623, 1729-1533, 1543-1396, 1470-1330, 1170-1057, 1087-963смог) (Каргаполов A.B. и соавт., патент РФ: № 2137126, 1999г.). Кюветы, в которых проводили анализы, изготавлены из сплава хлористо-бромистого и йодисто-бромистого талия (KRS). Время исследования одного образца объемом 0,02 мл не превышало 30 секунд. Первичную обработку сигнала с АПК проводили специализированным программным обеспечением на базе операционной системы Windows ХР (MATLAB 6,5) (Watch Works Inc (лицензия № 146229)).

Для конкретной статистической обработки результатов исследований применен пакет статистических программ, адаптированный для медицинских целей SPSS for Windows 10.0.5 (SPSS Inc., США), системы компьютерной математики MATLAB и Biostat 4.03. Для этого использовали: корреляционный анализ, критерий Фишера, критерий Стьюдента, критерий Mann-Whitney. Критический уровень (р) значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение.

На первом этапе проведен анализ результатов клинического, биохимического, физико-химического исследований крови женщин репродуктивного возраста. Клинический анализ крови пациенток показал, что в группе с сочетанной патологией матки количество анемизированных женщин

составляет 75,8%, что на 55,4% превышает частоту встречаемости таких больных в группе с изолированным внутренним эндометриозом.

При биохимическом анализе крови выявлено повышение активности аминотрансфераз в обеих группах больных, причем в группе больных с внутренним эндометриозом значение аланинаминтрансферазы (AJIT) в два раза превышает таковую в группе контроля (р<0,05). Показатель аспартатаминотрансферазы (ACT) во второй группе в 1,6 раза больше, чем в третьей (р<0,05). Оценивая активность вышеуказанных ферментов в группе с сочетанной доброкачественной патологией матки, также выявлено ее повышение относительно контроля, но в меньшей степени: AJIT в 1,5 и ACT в 1,4 раза (р<0,05). Повышение содержания креатинина в крови отмечалось во второй группе больных с аденомиозом (76,7±2,6 мкмоль/л, р<0,05). Нами было также отмечено достоверное снижение билирубина в группе с сочетанной патологией матки относительно контроля (р<0,05). Однако следует отметить, что указанные изменения биохимических показателей не выходят за пределы референтных интервалов.

В ходе нашей работы были проведены лечебно-профилактические мероприятия: Всем женщинам с сочетанной патологией матки (100%) было проведено хирургическое лечение.

Во второй группе в подгруппе 26 женщинам проводилась консервативная терапия комбинированным оральным контрацептивом, содержащим 0,03 мг этинилэстрадиола и 2 мг диеногеста по 1 таблетке один раз в день по схеме контрацепции начиная с первого дня менструального цикла в течение 6 месяцев. Переносимость проводимого лечения у большинства больных была удовлетворительной, отказов от проводимой терапии не было.

На следующем этапе работы проводили ТСХ сыворотки крови. В ходе обследования установлено, что количество общих липидов было повышено в группе женщин с сочетанной доброкачественной патологией матки относительно контроля на 36,3%. Отмечено повышение фракций фосфолипидов (ФЛ), лизофотидилхолина (ЛФХ), триглицеридов (ТГ), сфингомиелина (СФМ), эфиров холестерина (ЭХ), холестерина (ХЛ), диглицеридов (ДГ) на 43,3%, 46,5%, 31,7%, 75,6% 35,6%, 33,8%, 45,2%, соответственно, относительно третьей группы. Значения лизофосфотидилэтаноламинов (ЛФЭА) в 2,3 раза превышало контрольные показатели (р<0,05), при этом фосфоинозитиды (ФИ) были снижены в 1,6, фосфотидилхолин (ФХ) - в 1,3 раза.

У пациенток первой группы содержание в сыворотке общих липидов отмечалось больше, чем у женщин с монопатологией на 38,5%. Значения ЛФХ, ТГ, ЭХ, ДГ также были увеличены у пациенток первой группы на 39%, 22,9%, 49% и 9,8% соответственно. Показатели ФХ были снижены на 56,8%, а фосфоинозитиды (ФИ) - на 28,6% относительно группы женщин с аденомиозом (р<0,05). Снижение показателей ФХ в данной группе вероятнее всего обусловлено неким фактором, имеющимся при миоме матки, возможно, что сама доброкачественная опухоль нуждается в большом количестве ФХ как

в структурном компоненте клеточных мембран (Каргаполов A.B., Слюсарь H.H., 1992, 2011; Lanciotti М., 1989).

У пациенток второй группы гиперлипидемии не отмечено. Сравнительный анализ полученных результатов с группой контроля, позволил выявить увеличение у данных больных ФЛ, ФХ, СФМ, ХЛ, ДГ на 30,3%, 32,6%, 28,1%, 27,8%, 32,2%, соответственно. Содержание ЛФЭА в 2,01 раза превышало значения в третьей группе. Уровень ФИ во второй группе в 1,3 (на 26,13%) раза меньше относительно контроля (р<0,05) (рис. 1).

мг,% 800

700 600 500 400 300 + 200 -100 0

"I—S-4-i

жж

n¥i

TUT

, ГГ-Р,

□ 1-ая группа (больные с сочетанной патологией) ЕЭ 2-ая группа (с «чистой» формой аденомиоза)

□ 3-я группа (группа контроля)

Рис. 1 Среднее содержание липидов и их фракций в сыворотке крови обследуемых больных.

При сравнительном анализе показателей липидов сыворотки крови у больных с аденомиозом без и после лечения нами было выявлено достоверное уменьшение ФЛ (на 16,37%), ФХ (на 15,85%), ТГ (9,13%), СФМ (на 4,34%), а также увеличение ФИ на 20% (р<0,05) (рис. 2).

Таким образом, на фоне применяемого консервативного лечения оральным контрацептивом, содержащим 2 мг диеногеста, отмечается положительная динамика в изменении липидного спектра сыворотки крови, что в свою очередь может использоваться для анализа эффективности проводимой терапии наряду с основными методами диагностики.

мг % 600 -,

ОЛ. ФЛ, СЖК. ФХ. ФИ. ЛФХ. ТГ. мг. СФМ. ЭХ. мг. ЛФЭА. ХЛ. мг. ДГ. мг. мг. % мг. % мг, % мг, % мг. % мг. % % мг. % % мг. % % %

| □ 2-ая группа до лечения (а) СЗ 2-ая группа после лечения (6) ИЗ 3-я группа контроля |

Рис.2 Среднее содержание липидов и их фракций в сыворотке крови у больных с аденомиозом до и после лечения.

Для проведения ИКС был использован АПК «ИКАР», представляющий собой девятизональный спектроанализатор. Положение и число исследуемых диапазонов выбрано исходя из особенностей спектров поглощения фундаментальных компонентов крови и воды (Каргаполов А. В., Зубарева Г. М., 2005). Анализ показателей пропускания производился по 9 каналам, охватывающим диапазоны длин волн от 3500 до 963 см"1. Достоверность различий между группами определялась с помощью критериев Стьюдента.

При исследовании ИКС сыворотки крови обследуемых больных было установлено, что существенные изменения показателей пропускания ИК-спектра между двумя группами не были отмечены только в диапазоне 1729 -1533см"1, который характерен для связей С=0 и N-14 и деформационных Н-О-Н колебаний воды (р>0,05). В остальных исследуемых областях были зафиксированы достоверные отличия (р<0,05). При сравнении с контролем не выявлено достоверных отличий в первой группе в диапазоне 2120-1880 см"1, отражающем суммарный эффект полос поглощения малой интенсивности различных функциональных групп, и во второй группе в диапазоне 3500 - 3100 см"1 (валентные колебания О-Н групп воды) (табл. 1).

Показатели пропускания ИК-излучения сыворотки крови обследуемых групп

Область ИК-спектра (см"') 1-я группа 2-я группа 3-я группа

Показатели пропускания (%)

3500-3100 1,90262±0,0758 0,93294**±0,0352 1,2931 ±0,4059

3085 - 2732 45,48310±0,3659 50,68132±0,1964 40,9310±1,1309

2120-1880 67,87263"±0,3851 73,75059±ОД143 69,1034±1,6755

1831 -1623 43,31655±0,3277 46,87840±0,1684 64,4931±13759

1729 -1533 11,40665±0,2053 11,63299*±0,1027 16,5276±0,7341

1543-1396 39,05559±0,4085 43,36469±0,2039 27,1034±1,2179

1470-1330 41,12270±0,4077 45,74838±0,2068 32,5276±0,9055

1170-1057 41,50382±0,3722 45,49870±0,1981 34,5724±1,0431

1087-963 38,54356±0,3757 42,39762±0,1858 31,5690±1Д658

Примечание:

* - р > 0,05 - при сравнении с первой группой; ** - р > 0,05 - при сравнении с группой контроля

Таким образом, сравнительный анализ показателей пропускания ИК-излучения сыворотки крови обследуемых больных позволил считать наиболее информативными области диапазонов 3085 — 2732, 1831 — 1623, 1543 - 963 см"1, которые показали максимальные отличия между обследуемыми группами и контролем. Следует отметить, что указанные диапазоны отражают изменения основных компонентов во всех биологических жидкостях, включая липиды (1831-1623 см"1, диапазон отражает связи С=0 сложноэфирных групп, 14701330 см"1, связи С=0 ионизированных карбоксильных групп) и ФЛ (1170-963 см"1, связи Р-О-С, С-О-С, Р-ОС и Р-ОН).

При анализе показателей ИК-спектра сыворотки крови у женщин с аденомиозом после 6 месячного курса приема гормонального препарата содержащего 0,03 мг этинилэстрадиола и 2 мг диеногеста в течение 6 месяцев (26 группа) в сравнении со значениями без лечения (2а группа), нами были выявлены достоверные отличия (р<0,05) в диапазонах 3500 - 3100см"1 и 1729-1533см"1. При сравнении значений обеих групп с контролем были получены достоверные отличия во всем диапазоне исследуемого ИК-спектра за исключением интервала 3500 - 3100 см'1 в 2а группе (табл. 2).

Показатели пропускания ИК-излучения сыворотки крови

Области ИК-спектра (см1) 2а группа 26 группа 3 группа

Показатели пропускания (%)

3500-3100 0,93294±0,0352 0,79742',"±0,0332 1,2931 ±0,4059

3085-2732 50,68132"±0,1964 50,24745"±0,3056 40,9310±1,1309

2120-1880 73,75059"±0,2143 73,09979"±0,2995 69,1034±1,6755

1831 -1623 46,87840"±0,1684 46,72854"±0,2556 64,4931±1,3759

1729 -1533 11,63299 "±0,1027 12,03992* "±0,1655 16,5276±0,7341

1543-1396 43,36469"±0,2039 43,73838"±0,3378 27,1034±1,2179

1470-1330 45,74838"±0,2068 46,01891 "±0,3384 32,5276±0,9055

1170-1057 45,49870***0,1981 45,05248"±0,2989 34,5724±1,0431

1087-963 42,39762"±0,1858 42,44501"±0,2846 31,5690±1,2658

Примечание:

* - р < 0,05 при сравнении со 2а группой;

** - р < 0,05 при сравнении с группой контроля.

Таким образом, сравнительный анализ показателей пропускания исследуемых групп позволяет считать максимально информативными интервал 1729 - 1533см"1, отражающий изменения С=0, Ы-Н связей и водного компонента сыворотки крови.

На следующем этапе исследования проведен анализ дисперсий показателей пропускания ИКС сыворотки крови у обследуемых групп женщин. При сравнении двух групп больных были выявлены достоверные отличия дисперсий по всем девяти каналам (р<0,05). Сопоставляя полученные величины больных 1-ой группы и группы контроля, достоверные отличия были получены в трех диапазонах: 2120 - 1880, 1831 - 1623 см"1 (отражает связи С=0 сложноэфирных групп ФЛ, ТГ, эфиров холестерина) и 1470 - 1330 см"1.

При сравнении 2а группы больных без лечения с контрольной достоверные отличия были выявлены в диапазонах 3085 - 1623, 1543 - 1396 см"1 (отражает связи С-Н метиловых и метиленовых групп, присущих основным компонентам биологических жидкостей) и 1087 - 963 см"1 (характерный для связей Р-ОС, Р-ОН, входящих в состав ФЛ).

Таким образом, данный анализ позволяет сделать вывод о том, что область 2120 - 1623см"1, отражающая изменения как различных функциональных групп биологической жидкости так и ФЛ, ТГ, ЭХ, может быть использована в дифференциальной диагностике основных групп и контроля.

При сравнении показателей дисперсий у больных с аденомиозом без лечения и после, было установлено, что осуществляемая терапия приводит к увеличению дисперсий во всех исследуемых интервалах за исключением 3500

— 3100 см"1 (табл.3). Анализ значений дисперсий 26 группы с контролем показал достоверную разницу в диапазонах 2120 - 1623 см"1, 1470 - 1330 см"1, 1087 -963 см"1 (табл. 3). Таким образом, исходя из полученных данных, наиболее информативными являются диапазоны 2120 - 1623 см"1, 1087 — 963 см"1.

После проведенного исследования сыворотки крови методом инфракрасной спектрометрии и получения результатов нами была оценена его диагностическая значимость: чувствительность, специфичность, точность (97,3%), ложноотрицательный ответ (ошибка первого рода) (1,6%) и ложноположительный ответ (ошибка второго рода) (6,3%) (Юнкеров В. И., Григорьев С. Г., 2002). Чувствительность используемого в работе метода оказалась достаточно высокой: процент выявленных больных с действительной гинекологической патологией составил 98,4%. Специфичность составила 93,8%.

Таблица 3

Дисперсии показателей пропускания инфракрасного излучения сыворотки крови у женщин с изолированной формой эндометриоза до и после лечения

Области ИК-спектра (см1) 2а группа 26 группа 3 группа

Дисперсии показателей пропускания

3500-3100 1,513485±0,0689 1,25810"±0,0651 1,6514±1,2851

3085 - 2732 8,450166'±0,3849 11,56848"±0,5990 12,8172±3,5801

2120-1880 9,222479*±0,4200 11,33694* "±0,5870 28,1332±5,3041

1831 -1623 7,249046'±0,3302 9,67694'"±0,5010 18,9707±4,3555

1729 -1533 4,419609±0,2013 6,26490'"±0,3244 5,4014±2,3241

1543 -1396 8,773353'±0,3996 12,78912"±0,6622 14,8646±3,8555

1470-1330 8,899577±0,4053 12,81190*"±0,6634 8,2164±2,8664

1170-1057 8,524642±0,3883 11,31513"*±0,5859 10,9042±3,3022

1087-963 7,997322"±0,3642 10,77369* "±0,5578 16,0579±4,0072

Примечание:

* - р < 0,05 при сравнении с контрольной группой; ** - р < 0,05 при сравнении со 2а группой

Таким образом, исходя из сказанного, очевидно, что использование как ИК-спектрометрии, так и хроматографии позволило выявить характеристические особенности изменения липидного спектра, а также ИК-спектра сыворотки крови, при этом ИК-спектрометрия является малозатратным методом, что позволяет его использовать в контроле процесса лечения.

Выводы

1. Выявлено достоверное увеличение концентрации общих липидов, ЛФХ, ТГ, ЭХ (р<0,05) и уменьшение количества ФИ и ФХ (р<0,05) свидетельствующее о выраженных нарушениях липидного обмена, что может являться фактором развития сочетанной патологии - внутреннего эндометриоза с миомой матки.

2. Развитие патологии изменяет показатели пропускания ИК-спектра сыворотки крови женщин, а также величины их колебания, которые выражены дисперсией. Наиболее информативными являются диапазоны показателей пропускания характерные для связей основных компонентов биологических жидкостей 3085 — 2732, 1831 - 1623, 1543 — 963см"1 и дисперсия области 2120 -1623см"1, что может быть использовано для дифференциальной диагностики внутреннего эндометриоза и его сочетания с миомой матки.

3. Влияние консервативной терапии эстроген-гестагенным препаратом, содержащим 0,03 мг этинилэстрадиола и 2 мг диеногеста, обеспечивает восстановление липидного спектра до величин характерных для здоровых женщин, а также ведет к снижению количества ФЛ на 16,37%, и увеличению концентрации ФИ на 20%.

4. Проведение терапии находит отражение в ИК-спектре сыворотки крови и характеризуется достоверными изменениями показателей пропускания и их дисперсий относительно больных соответственно в диапазоне колебания С=0, Ы-Н связей, деформационных Н-О-Н связей (1729 - 1533см _1), и областей 2120 - 1623см"1, 1087 - 963см"1, отражающих изменения связей ФХ, СФМ, ТГ, ФЛ, что может быть использовано для контроля процесса лечения.

5. Разработаны методические подходы к созданию модели дифференциальной диагностики и мониторинга проводимой терапии основанные на совместном определении липидного и инфракрасного спектров сыворотки крови.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Костина М. А., Раскуратов Ю. В., Зубарева Г. М. Показатели инфракрасного и липидного спектров сыворотки крови в дифференциальной диагностике доброкачественной патологии тела матки. // Сибирский медицинский журнал. - № 2, Т. 85. - Иркутск. - 2009. - С. 3132.

2. Костина М. А., Раскуратов Ю. В., Зубарева Г. М. Использование метода инфракрасной спектрометрии с целью контроля эффективности гормональной терапии внутреннего эндометриоза (аденомиоза). // Журнал акушерства и женских болезней. - Т. ЬУШ, вып. 4. - 2010. - С. 35-40.

3. Костина М. А., Раскуратов Ю. В., Зубарева Г. М. Использование метода инфракрасной спектрометрии в гинекологической практике. // Российский медицинский журнал. - № 3. — 2010. — С. 34-36.

4. Костина М. А., Раскуратов Ю. В., Зубарева Г. М. Использование метода инфракрасной спектрометрии в диагностике генитального эндометриоза у женщин репродуктивного возраста. // Материалы I международной научной конференции молодых ученых и студентов. - 2007. — Тирасполь. — С. 158-160.

5. Костина М. А., Раскуратов Ю. В., Зубарева Г. М. Новые подходы к диагностике внутреннего эндометриоза у женщин репродуктивного возраста. // Состояние воды в биологических и модельных системах. Материалы I международной конференции Тверь, 20-21 декабря 2007 г. - С. 91-95.

6. Костина М. А., Раскуратов Ю. В., Зубарева Г. М. Метод инфракрасной спектрометрии в диагностике внутреннего эндометриоза у женщин репродуктивного возраста. // Вятский мед. вестник (специальный выпуск).-2007,- Киров.-№1,- С. 28.

7. Костина М. А., Раскуратов Ю. В., Зубарева Г. М. Метод инфракрасной спектрометрии в диагностике сочетанной патологии матки у женщин репродуктивного возраста. // Тезисы докладов 35-й конференции молодых ученых и 59-й научной студенческой конференции (Часть - 1). - 2007. -Смоленск. - С. 62-63.

8. Костина М. А., Зубарева Г. М. Возможности использования метода инфракрасной спектрометрии в диагностике генитального эндометриоза у женщин репродуктивного возраста. // Лечебно-диагностические, морфо-функциональные и гуманитарные аспекты медицины. Ежегодный сборник научно практических работ. — Тверь. — 2007. - С. 255-256.

9. Костина М. А., Зубарева Г. М. Новый взгляд на диагностику и прогнозирование течения миомы матки у женщин репродуктивного возраста. // Материалы первого регионального научного форума «Мать и дитя». - 2007. - Казань. - С. 270-271.

Ю.Костина М. А., Раскуратов Ю. В., Зубарева Г. М. Особенности липидного спектра сыворотки крови у больных с аденомиозом и сочетанной патологией (эндометриоз тела матки и миома). // Материалы IX Всероссийского научного форума «Мать и дитя». — 2007. - Москва. - С. 429.

П.Костина М. А., Раскуратов Ю. В., Зубарева Г. М. Новый подход к контролю за терапией внутреннего эндометриоза. // Материалы V Международного конгресса «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине». -29.06.2009 - 03.07.2009. - - Санкт-Петербург. - С. 228.

12.Костина М. А., Раскуратов Ю. В., Зубарева Г. М. Применение показателей инфракрасного и липидного спектров сыворотки крови в дифференциальной диагностике доброкачественной патологии тела матки. // Врач-аспирант. Научно-практический журнал. - 2009. - Вып. 5 (32). - С. 361-364.

13.Костина М. А., Раскуратов Ю. В., Зубарева Г. М. Липидный спектр плазмы крови у больных с сочетанной патологией матки (аденомиоз и миома) и монопатологией (аденомиоз). // Актуальные вопросы теоретической и

прикладной медицины. Ежегодный сборник научно-практических работ. -2009. - Тверь. - С. 281-282.

14.Костина М. А., Дамиров М. М., Зубарева Г. М. Возможность применения метода инфракрасной спектрометрии для контроля эффективности гормональной терапии аденомиоза. // Материалы XI Всероссийского научного форума «Мать и дитя». - 2010. - Москва. - С. 409 - 410.

15. Костина М. А., Дамиров М. М., Зубарева Г. М. Возможность применения показателей липидного и инфракрасного спектров сыворотки крови для контроля эффективности гормональной терапии аденомиоза. // Вестник перинатологии, акушерства и гинекологии. - Красноярск, 2011. - Вып. 17. — С. 224 - 229.

16.Рационализаторское предложение: «Использование анализа липидных фракций с помощью тонкослойной хроматографии для осуществления контроля за гормональной терапией внутреннего эндометриоза» № 2906 от 14.04.2009.

17. Рационализаторское предложение: «Использование инфракрасной спектрометрии в диагностике доброкачественной патологией матки» № 2905 от 14.04.2009.

18.М. А. Костина, Г. М. Зубарева Можливост1 шфрачервоно! спектроскопи сыроватки кров! в д1агиостиш гиперпластичних процес1в эндометр1ю. // Матер1али першого М1жнородного Конгрессу з репродуктивно! медицини (Москва, 08-12 червня 2006 р.). - Жшочий лжар. - № 6. - 2006. - стор. 34.

19. М. А. Костина, Ю. В. Раскуратов Инфракрасная спектрометрия в диагностике сочетанной патологии матки у женщин репродуктивного возраста. // Тези М1жпародно1 науково'1 конференцп студсгтв та молодих вчених «Актуалып питания в сучаснш медицин!». - Харкав, 2007. - С. 8.

20.Зубарева Г. М., Костина М. А. Возможности применения методов инфракрасной спектрометрии и тонкослойной хроматографии сыворотки крови в дифференциальной диагностике доброкачественной патологии тела матки. // Материали за VII международна научна практична конференция «Найновите постижения на европейската наука - 2011». - София, 2011.-С. 12-17.

Подписано в печать 27.12.12. Формат 60 х 90/16. Усл. печ. л. 1. Гарнитура Times New Roman. Бумага офсетная. Тираж 100 экз. Заказ №761.

Отпечатано в ИП Ушаков A.B. 170037, г. Тверь, Свободный пер., 7 Тел.: (4822) 33-11-09, 33-11-10

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Костина, Марина Анатольевна

Список сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Особенности метаболизма липидов биологических систем.

1.2. Физико-химические методы исследования крови.

1.2.1. Хроматографические методы в исследовании липидов.

1.2.2. Изменения инфракрасного спектра крови в норме и при развитии патологических состояний.

1.3. Водный компонент биологических жидкостей как участник метаболических процессов.

Глава 2. Методы исследования.

2.1 Клинические и биохимические методы исследования крови.

2.2 Анализ липидных фракций с помощью проточной горизонтальной тонкослойной хроматографии (ТСХ).

2.3 Метод определения показателей пропускания инфракрасных спектров сыворотки крови и их дисперсий.

2.4 Статистическая обработка результатов исследования.

Глава 3. Результаты исследования.

3.1 Анализ клинических и биохимических показателей крови женщин репродуктивного возраста.

3.2. Особенности липидного спектра сыворотки крови.

3.3. Результаты анализа изменений показателей инфракрасного спектра сыворотки крови под влиянием эндо- и экзогенных факторов.

Глава 4. Обсуждение результатов.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Особенности изменения показателей липидного и инфракрасного спектров сыворотки крови женщин репродуктивного возраста"

К числу одной из важнейших задач отечественного здравоохранения относится сохранение и восстановление репродуктивного здоровья женщин. В последнее время актуальность этой проблемы приобретает особую значимость в связи с ростом не только воспалительных заболеваний органов малого таза, но и с увеличением частоты наиболее распространенных гормонально-зависимых заболеваний таких как миома матки и внутренний эндометриоз (аденомиоз) [1, 19, 47, 48, 67].

Выраженные клинические симптомы у больных значительно нарушают качество жизни, работоспособность, что, несомненно, имеет социально-экономическое значение [230]. Немаловажным является и онкологический аспект указанных заболеваний [21].

Актуальность изучения биохимических процессов при заболеваниях органов малого таза, поиск новых путей своевременной и точной диагностики определяют их важность для решения многих теоретических и практических проблем связанных с ростом числа женских болезней, среди которых эндометриоз занимает одно из первых мест [48, 67]. Однако, нарушения метаболических процессов и соответствующие изменения биологической жидкости, как известно, наступают задолго до клинических проявлений.

В процессе возникновения патологии принимают участие липиды, имеющиеся в тканях и жидкостях организма. При различных патологических состояниях, связанных с развитием реакций воспаления, происходит выброс в кровь и межклеточное пространство большого числа липидов и других веществ, что может приводить к изменению состояния клеток [83, 90, 117, 130, 151, 165, 227]. Это обеспечивает возможность использования биохимических параметров с диагностическими целями. Особый интерес представляет рассмотрение изменения содержания биохимических компонентов, в частности липидов при различных заболеваниях, с помощью тонкослойной хроматографии. Однако клинико-инструментальные методы, определяя органический и неорганический состав крови, проводят диагностику болезней, при этом исключается факт одновременного изменения нескольких анализируемых показателей, а также структурных трансформаций водного компонента биологической жидкости.

Инфракрасная спектрометрия (ИКС) представляет одно из современных и перспективных направлений, позволяющих оценить функциональное состояние организма на уровне внутримолекулярных и межмолекулярных взаимодействий, т. е. на молекулярном уровне [8]. В диагностике и прогнозировании течения ряда заболеваний доказана значительная роль структурной организации водного компонента биологических жидкостей организма, в том числе и сыворотки крови, зависящей от характера взаимодействия присутствующих в ней веществ [3, 4, 5]. Имеются многочисленные данные о применении описанного метода в медицинской практике [36, 69, 71, 74, 79].

В отличие от классического метода инфракрасной спектрометрии, который предполагает, предварительное исключение из исследуемого объекта водной составляющей нами исследовалась биологическая жидкость, содержащая воду - сыворотка крови. Вода обладает уникальными физико-химическими свойствами и определяет такие факторы, как гидратация полярных групп и наличие гидрофобных эффектов, а также возможность образования молекулами воды водородных связей внутри макромолекул и в биомембранах. Это является важным условием для участия воды и организованных ею структур в регуляции биологических процессов [3, 75].

Доказано, что состояние воды имеет существенное значение для функционирования биологических структур, и ее изменения, происходящие под влиянием локальных возмущений, могут стать ключом к пониманию ряда биологических закономерностей ввиду особой роли, которую играет вода в живом организме [3].

Универсальная диагностическая аппаратно-программная система, разработанная под руководством профессора А. В. Каргаполова (патент на изобретение № 2137126 от 10.09.1999), делает возможным изучение водного компонента биологической жидкости по характеру изменения коэффициентов пропускания инфракрасного излучения [111]. Исследования характера таких изменений могут иметь важное значение для объяснения механизмов возникновения, развития, течения патологии, прогноза и возможности реабилитации больных, а также дифференциальной диагностики различных заболеваний. Изменение содержания биохимических компонентов при патологических состояниях происходит как под воздействием эндо- так и экзогенных факторов, т.е. биологически активных веществ (лекарственных препаратов), что определяет возможность своевременно выявить и адекватно отреагировать на развитие болезни, влиять на исход восстановления. С этим связан поиск дополнительных объективных параметров, способных уточнить этиологию системного ответа, а также мониторировать патологический процесс в организме.

Несмотря на широкое использование тонкослойной хроматографии и инфракрасной спектрометрии в различных исследованиях [36, 37, 69, 103, 109, 125, 140], данных о совместном изучении липидного и инфракрасного спектров крови у женщин репродуктивного возраста с аденомиозом и его сочетанием с миомой в литературе, не найдено. В связи с выше сказанным, применение данных методов позволит получить новую информацию об особенностях биохимических процессов, протекающих у данной категории обследуемых.

Цель работы

Выявить особенности изменения липидного и инфракрасного спектров сыворотки крови женщин репродуктивного возраста под влиянием эндо- и экзогенных факторов.

Задачи исследования

1. Исследовать изменения количественного состава липидного спектра сыворотки крови женщин репродуктивного возраста под влиянием эндогенных факторов - изолированной формы внутреннего эндометриоза и сочетания внутреннего эндометриоза с миомой матки.

2. Провести сравнительный анализ показателей инфракрасного спектра сыворотки крови в диапазоне 3500 - 963см"1, характеризующего химические связи основных компонентов биологической жидкости, у обследуемых групп женщин.

3. Выявить значимые изменения липидов сыворотки крови при проведении консервативной терапии женщинам с внутренним эндометриозом эстроген-гестагенным препаратом (0,03 мг этинилэстрадиола и 2 мг диеногеста).

4. Изучить особенности параметров инфракрасного спектра сыворотки крови при воздействии на организм экзогенного фактора - гормонального препарата, содержащего диеногест.

5. На основании полученных результатов разработать методические подходы, основанные на совместном определении липидного и инфракрасного спектров сыворотки крови, к созданию модели дифференциальной диагностики и мониторинга за проводимой терапией.

Научная новизна исследования

В работе впервые проведено одновременное изучение изменений липидного и инфракрасного спектров сыворотки крови женщин репродуктивного возраста под влиянием экзо- и эндогенных факторов, что раскрывает возможность использования полученных данных в биохимической диагностике патологических состояний - внутреннего эндометриоза и его сочетания с миомой матки.

Впервые обнаружены характерные изменения данных спектров сыворотки крови у женщин репродуктивного возраста на фоне патологических процессов и под воздействием консервативного лечения эстроген-гестагенным препаратом, содержащим диеногест.

Обнаруженные отклонения ИК-спектра сыворотки крови от контроля сопровождаются изменениями липидного компонента сыворотки крови и возможно трансформацией различных структур водного компонента биологической жидкости.

Практическое значение

Анализ показателей липидного и инфракрасного спектров сыворотки крови и разработанные при этом методические подходы способствуют повышению эффективности дифференциальной диагностики на догоспитальном этапе, возможности прогнозирования течения аденомиоза и сочетанной патологии матки, а также для осуществления контроля за эффективностью проводимого консервативного лечения.

Методика инфракрасной спектрометрии основанная на АПК «ИКАР» достаточно удобна, экономична и доступна, что дает возможность ее использования в условиях общей лечебной сети - как в амбулаториях, так и в стационарах.