Metgemoglobin: perspektivy ispol'zovaniya pokazatelya v klinicheskoy laboratornoy diagnostike
- Authors: Safonov AA1, Boev KV1, Vasilenko DV1, Alabovskiy VV1, Padiev MI1, Keswani KA1
-
Affiliations:
- Issue: Vol 8, No 2 (2019)
- Pages: 632-634
- Section: Articles
- URL: https://new.vestnik-surgery.com/index.php/2415-7805/article/view/5790
Cite item
Full Text
Abstract
Обоснование: Описанные в литературе случаи увеличения концентрации метгемоглобина (MetHb) в крови касаются либо токсического воздействия на организм химических реагентов, либо лекарственных препаратов или наследственно детерминированных факторов. В частности, хорошо описаны проявления наследственных энзимопенических метгемоглобинемий, метгемоглобинемии группы М.Отсутствуют данные, касающиеся увеличения MetHb у лиц с клинически выявленными патологическими состояниями. Цель: Выяснить возможность использования MetHb как биохимического показателя в клинической лабораторной диагностике. Методы: Использовалась кровь работников вредного производства и больных с различными патологиями. Определялись концентрации глюкозы, гемоглобина, метгемоглобина, карбоксигемоглобина, холестерина, маркерных ферментов, антиоксидантная активность сыворотки крови. Исследование проводилось с ноября 2012 г. по ноябрь 2017 г. Результаты: Обследовано всего 587 человек. Выяснено, что у работников вредного производства и больных лиц наблюдается метгемоглобинемия. Однако при ХОБЛ уровень MetHb не повышался. Заключение: Уровень MetHb коррелирует с лабораторно выявляемыми патологическими состояниями. Все состояния, сопровождающиеся превышением уровня референтного интервала изученных показателей сопровождались метгемоглобинемией. Таким образом, метгемоглобин может быть использован как показатель в клинической лабораторной диагностике.
Keywords
Full Text
ОБОСНОВАНИЕ Метгемоглобин (MetHb) представляет собой патологическую форму гемоглобина (Hb). Окисление Hb в MetHb - физиологический процесс. У среднестатистического индивидуума концентрация MetHb составляет не более 1,0% от уровня концентрации общего гемоглобина [1]. Увеличение концентрации MetHb в эритроцитах до 2,0% считается результатом физиологической адаптации организма к факторам внешней и внутренней среды. Состояние организма, при котором концентрация MetHb превышает 2,0%, называется метгемоглобинемией. Метгемоглобинемия может способствовать развитию гемической гипоксии [2]. Последняя представляет собой фактор, сопутствующий развитию патологических состояний. В литературе описаны случаи метгемоглобинемий с концентрацией MetHb 20% и более. Приведенные случаи касаются пострадавших в техногенных катастрофах и пациентов, у которых повышенное образование MetHb генетически детерминировано [3, 4]. В литературе отсутствуют данные, позволяющие выявить взаимосвязь между уровнем MetHb и показателями, используемыми в клинической лабораторной диагностике как маркерные. ЦЕЛЬ Целью исследования было выяснение возможности использования определения концентрации MetHb как биохимического показателя в клинической лабораторной диагностике. МЕТОДЫ Дизайн исследования В качестве биоматериала была использована цельная кровь: 1) условно здоровых мужчин в возрасте 20-60 лет - работников предприятий с рискованными условиями труда (n=96); 2) женщин - работниц вредного производства (n=114); 3) контингента с риском развития холестериноза (n=126); 4) первичнообследованных пациентов (n=70) при существенном превышении уровня референтного интервала маркерных показателей; 5) пациентов с диагностированной сердечно-сосудистой патологией (n=135); 6) больных ХОБЛ - женщин (n=46). Всего была исследована кровь в количестве 587 образцов. Критерии соответствия В качестве критериев соответствия использовались верхние границы нормы известных биохимических показателей: глюкоза сыворотки крови более 6,2 ммоль/л, общий холестерин не выше 5,2 и др. Кроме того, из некоторых групп исключались курящие пациенты. Условия проведения Поиск участников исследования проводился только в негосударственных ЛПУ (ООО Медицинский центр «ДиАл-мед»). Продолжительность исследования Исследования проводились в период: ноябрь 2012 - ноябрь 2017 гг. Продолжительность периода исследования заранее не планировалась. В сферу научных интересов пациенты либо с рискованными условиями труда, либо с превышающими значениями интервала первичных контрольных точек (глюкоза, холестерин, АлАТ, АсАТ и др.) Описание медицинского вмешательства У пациентов брали анализ крови и просили заполнить анкеты (на предмет табакокурения). Основной исход исследования Показателем, без которого цель исследования не может быть достигнута является MetHb. Данный показатель должен исследоваться наряду с маркерными биохимическими тестами. Кроме того, в финансовом отношении метод определения не является высокозатратным. Дополнительные исходы исследования В качестве дополнительных показателей, характеризующих исход исследования использовались: 1) уровень общего холестерина; 2) уровень карбоксигемоглобина; 3) уровень общей антиоксидантной активности (АОА) сыворотки крови. Анализ в подгруппах В качестве подгрупп анализировались пациенты со специфической патологией (ХОБЛ - женщины) или работники предприятий с рискованными условиями труда (мужчины и женщины). Методы регистрации исходов Концентрацию общего Hb определяли на гематологическом анализаторе SWELABalfa (Швеция). Концентрация MetHb и карбоксигемоглобина (COHb) определялась в соответствии с методическими рекомендациями Минздрава СССР (1980 г.). Определение концентрации маркерных показателей производилось в соответствии с инструкциями к наборам реагентов на полуавтоматическом анализаторе ClimaMC-15 (Испания). Для оценки АОА сыворотки крови использовали метод аутоокисления адреналина [5]. Статистический анализ Принципы расчета размера выборки: размер выборки предварительно не рассчитывался. Методы статистического анализа данных:а)пакет анализа MicrosoftOfficeExcel 365 (разработчикMicrosoft, США); б) маркерные биохимические показатели имеют формат измерения ммоль/л; активность ферментов выражалась в международных единицах активности (МЕ); концентрация общего гемоглобина измерялась в г/л; концентрация COHb и MetHb выражалась в процентах от уровня общего гемоглобина; АОА сыворотки крови выражалась в процентах от возможных 100%. в) при статистическом анализе учитывались величины M±m, критерий Стьюдента, коэффициент корреляции. РЕЗУЛЬТАТЫ Объекты (участники) исследования Исследования анализов крови работников предприятий с рискованными условиями труда показали, что в 21% случаев уровень MetHb превышал физиологическую норму 1% и составлял у мужчин в среднем 3,0±0,1%, p< 0,015. У женщин процент превышения нормы показателя составил 48% от общего числа обследованных. Была выявлена обратная связь (r = - 0,68) между концентрацией MetHb и общего Hb. При обследовании группы лиц с повышенным содержанием общего холестерина (6,0±0,6 ммоль/л) выяснено, что концентрация MetHb превышала верхнюю границу физиологической нормы 2,0% и составляла 2,7±0,4%, p< 0,011. Определение концентрации MetHb у лиц с выявленными методами клинической лабораторной диагностики патологическими состояниями показало, что при превышении значений маркерных показателей: глюкозы выше 6,2 ммоль/л; общего холестерина выше 5,2 ммоль/л; мочевины более 8,3 ммоль/л; активности АлАТ, АсАТ выше 32 МЕ; щелочной фосфатазы выше 120 МЕ содержание MetHb в крови превышало 1% и составляло 2,3±0,1% p< 0,051. При анализе данных, полученных при клинико-лабораторном обследовании больных с сердечно-сосудистой патологией (не курящие) выяснено, что у 60% пациентов уровень MetHb был выше нормы (2,5±0,3%, p< 0,014). Концентрация MetHb существенно коррелирует (r= - 0,76) со скоростью аутоокисления адреналина в присутствии сыворотки обследованных больных. При обследовании контингента с сердечно-сосудистой патологией, у которого уровень общего холестерина составил в среднем 6,8±0,8 ммоль/л, концентрация MetHb составила 2,6±0,4%. Это было ассоциировано с увеличением скорости аутоокисления адреналина (r= - 0,84). При обследовании больных ХОБЛ (некурящие женщины) установлено, что концентрация MetHb в их крови была в пределах физиологической нормы - 1,2±0,4%. При этом концентрация COHb в среднем составила 11,5±1,4%, при норме до 6,0%. Основные результаты исследования Приведенные данные исследований с соответствующей статистической обработкой показывают, что все вышеперечисленные патологические состояния, кроме ХОБЛ, ассоциированы с метгемоглобинемией. Дополнительные результаты исследования Показано, что женщины более подвержены факторам воздействия внешней среды, чем мужчины. Возможно, это связано с более низким по сравнению с мужчинами уровнем общего Hb (130 г/л против 150 г/л). У больных ХОБЛ более важным показателем является COHb. Нежелательные явления После взятия крови из вены нежелательных явлений отмечено не было. ОБСУЖДЕНИЕ Как следует из представленных данных, метгемоглобинемия сопровождает наиболее распространенные патологические состояния. Определение концентрации MetHb может быть полезно при оценке прогноза развития воздействия патогенетических факторов и контроле процесса терапии. Недостатком использования показателя является низкая доступность для широкого применения, так как отсутствуют автоматизированные методы его определения. Резюме основного результата исследования Результаты исследования показали, что при различных патологических состояниях в крови повышается концентрация MetHb. В наблюдаемых нами случаях метгемоглобинемия была связана со снижением АОА сыворотки крови (до 55,6±4,6%) от возможных 100%. Обсуждение основного результата исследования Любой патологический процесс сопровождается повышенной генерацией свободных радикалов. Увеличение MetHb в эритроцитах может свидетельствовать как об усилении генерации активных форм кислорода внутри клетки, так и об ингибировании метгемоглобинредуктазы эндогенными токсинами при развитии патологии. Взаимосвязь между концентрацией MetHb и АОА сыворотки крови может отражать зависимость между свободно-радикальными процессами вне- и внутри клетки. Ограничения исследования Ограничения отсутствуют. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Увеличение концентрации MetHb в эритроцитах у работников предприятий с рискованными условиями труда, у лиц с выявленными биохимическими маркерами патологиями свидетельствует о падении активности системы регенерации MetHb в Hb (метгемоглобинредуктазы). Деятельность последней целиком зависит от метаболизма эритроцитов - анаэробного гликолиза и пентозомонофосфатного пути. Остается не до конца ясным причина падения активности системы восстановления MetHb. Либо в условиях вредного производства и при патологиях ингибируются ферменты углеводного обмена эритроцитов, либо ингибируется сама метгемоглобинредуктаза. Кроме того, причиной явления могут стать активные формы кислорода, усиленно генерируемые в клетке. Косвенно это подтверждается увеличением числа свободных радикалов в сыворотке крови - падение АОА. Так как метгемоглобинемия сопровождает различные патологические состояния, то можно предположить, что MetHb отражает не вид патологии, а является универсальным показателем, сопровождающим патологический процесс. Увеличение концентрации MetHb при угрозе холестериноза, сахарном диабете, заболеваниях печени, сердца и сосудов предполагает, что по данному показателю можно оценить тяжесть патологического процесса. Кроме того, можно вести контроль за лечением. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ Источник финансирования. Финансовая поддержка оказана ООО Медицинский центр «ДиАл-Мед). Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи. Благодарности. Авторы выражают благодарность генеральному директору ООО Медицинский центр «ДиАл-Мед» Маслову Алексею Ивановичу за предоставленные образцы крови больных.×
References
- Данилова Л.А. - Анализы крови и мочи. - С.Пб.: Медкнига. 2001. - 123 с. [Danilova L. A. - Blood and urine tests. - SPb: Medical Book. 2001. - 123 p.].
- Фролов В.А., Билибин Д.П., Дроздова Г.А., Демуров Е.А. Общая патологическая физиология. - М.: Высшее образование и наука. 2012. - 554 с. [Frolov V. A., Bilibin D. P., Drozdova G. A., Demurov E. A. General pathological physiology. - M.: Higher education and science. 2012. - 554 p.].
- Казанец Е.Г. Метгемоглобинемии // Детская больница. - 2009. - № 1. - С. 38-42.[Kazanets E. G. Methemoglobinemia / / Children's hospital. - 2009. - № 1. - P. 38-42.].
- E. Kuiper-Prins, G.E. Kerkhof, C.G.M. Reijnen, P.J. van Dijken A 12-Day-Old Boy with Methemoglobinemia After Circumcision with Local Anesthesia (Lidocaine/Prilocaine) // Drug. Saf. Case Rep. - 2016. - 3: 12. doi: 10.1007/s40800-016-0033-9
- Рябинина Е.И., Зотова Е.Е., Ветрова Е.Н. и др. Новый подход ы оценке антиоксидантной активности растительного сырья при исследовании процесса аутоокисления адреналина // Химия растительного сырья. - 2011. - № 3. - С. 117-121.[Ryabinina E. I., Zotova E. E., Vetrova E. N. New approaches to the evaluation of antioxidant activity of plant raw materials in the study of the process of auto-oxidation of adrenaline // Chemistry of plant raw materials. - 2011. - № 3. - P. 117-121.].