Комплексная оценка морфологических изменений и физических свойств эритроцитов у активных доноров крови

УДК 615.38.002.3

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ И ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЭРИТРОЦИТОВ У АКТИВНЫХ ДОНОРОВ КРОВИ

Ю.Ю. Дерпак

Государственное предприятие «Дорожная станция переливания крови Юго-Западной железной дороги», г. Киев, Украина

Аннотация. Обследовано 62 донора в возрасте от 20 до 55 лет (33 мужчин и 29 женщин). Среди них 29 лиц (17 мужчин и 12 женщин) осуществляли дотацию впервые в жизни — они составили первую (I) группу наблюдения, и 33 донора (17 мужчин и 16 женщин) были постоянными донорами со стажем донорства более двух лет и осуществляли не менее двух донаций ежегодно — они составили вторую (II) группу наблюдения. В статье приведены результаты изучения морфологических особенностей эритроцитов у активных доноров крови и некоторых параметров, которые характеризуют физические свойства эритроцитов. Сделан вывод, что активное донорство может сопровождаться изменениями ряда морфологических и физических характеристик эритроцитов.

Ключевые слова: донорство, активные доноры, эритроциты, морфологические изменения, физические свойства.

Актуальность. В эритроцитах человека в течении их жизнедеятельности и выполнения физиологических функций происходят изменения, которые обусловлены особенностями обмена веществ, эритропоэза, в частности, свободнорадикального окисления липидов и антиоксидантной защиты в эритроцитах [1; 2; 6]. Непосредственно в системе гемопоэза под влиянием определенных факторов, в частности постоянной стимуляции красного ростка кроветворения за счет регулярных донаций у активных доноров происходят определенные функциональные и морфологические изменения в эритроцитах [2]. Известно, что регулярное донорство может сопровождаться изменениями эритро-поэза, качественными и количественными изменениями эритроцитов [1; 2]. Однако в доступной литературе мы не встретили работ, где была бы дана комплексная оценка таких изменений, что и побудило нас к проведению соотвествующих исследований.

Цель работы: на основании исследований показателей морфометрического анализа эритроцитов периферической крови и их физических свойств

установить возможные изменения эритроцитов, свойственные для категории активных доноров.

Материал и методы. Нами обследовано 62 донора в возрасте от 20 до 55 лет (33 мужчин и 29 женщин). Среди них 29 лиц (17 мужчин и 12 женщин) осуществляли донацию впервые в жизни — они составили первую (I) группу наблюдения, и 33 донора (17 мужчин и 16 женщин) были постоянными донорами со стажем донорства более двух лет и осуществляли не менее двух до-наций ежегодно — они составили вторую (II) группу наблюдения. Показатели количества эритроцитов и содержания гемоглобина в периферической крови всех обследованных были в пределах нормы. Доноры II группы наблюдения потенциально могли иметь дефицит железа. Определение содержания железа в сыворотке (СЖ) крови и показателя общей железосвязывающей способности сыворотки (ОЖСС) осуществляли батофенантро-линовой методикой. Показатель ненасыщенной железосвязывающей способности сыворотки (НЖСС) вычисляли как разницу между ОЖСС и СЖ. Коэффициент насыщения трансферрина же-

----—-

лезом (КНТЖ) определяли как соотношение содержания СЖ к ОЖСС. Содержание эритроцитар-ного железа (ЭЖ) определяли методом атомно-аб-сорбционной спектоскопии, трансферрина (ТФ) определяли по показателю ОЖСС, ферритина (ФН) — радиометрическим методом. Определение показателя распределения эритроцитов по объему клеток (РЭОК) у всех доноров крови проводили автоматическим методом на гематологическом анализаторе. Учитывали показатели: количества эритроцитов, содержания гемоглобина, гемато-крит, среднее содержание гемоглобина и его среднюю концентрацию в одном эритроците. По всем индивидуальным пробам крови на основании полученных гистограмм частоты случаев в популяциях однотипных клеток равного объема рассчитывали показатель среднего обьема эритроцитов, а также показатели, которые позвляют количественно охарактеризовать форму распределения данных клеток по объему, т. е. структуру популяции — меру неоднородности совокупности клеток, которая сама может служить критерием: стандартное отклонение ^Б), коэффициент ассиметрии (Лб), коэффициент эксцесса (Ех) эмпирических эритро-грамм. Цитофотометрические исследования эритроцитов проводили на цитофотометре МИФ-К [3].

Распределение эритроцитов по плотности (РЭП) определяли при помощи фталатного метода Даноп-Мариковского [5], который заключается у фракционировании цельной крови в гематокрит-ных капиллярах в присутствии смеси диметил- и ди-бутилфталатов известной плотности. Определяли среднюю плотность эритроцитов (СПЭ), ширину РЭП — интервал плотности, в который попадали 60% эритроцитов (исключали 20% самых легких и 20% самых тяжелых клеток); а также процент клеток, которые выходили за пределы нормальных значений: легкую фракцию (ЛФ), которая состояла с ретикулоцитов и гипохромных эритроцитов (ё < 1,086 г/мл) и тяжелую фракцию (ТФ), которая

состояла с дегидратированных клеток, сферо-и микросфероцитов (d > 1,112 г/мл).

Кислотную резистентность эритроцитов определяли по методу Терскова-Гительзона в модификации Воробьева [3].

Статистическую обработку материала проводили при помощи программы Microsoft-Excel 2000. Достоверность разницы оценивали, используя коэффициент отличий Стьюдента (р < 0,05).

Результаты и их обсуждение. У обследованных I группы наблюдения показатель СЖ составлял 18,43 ± 1,80 мкмоль/л, ТФ — 2,54 ± 0,27 г/л, ФН — 69,33 ± 9,56 нг/мл. показатель ОЖСС 67,85 ± ± 3,22 мкмоль/л, НЖСС — 31,57 ± 6,41 мкмоль/л, КНТЖ — 28,70 ± 2,71% и содержание ЭЖ — 27,00 ± 0,78 мкг/г. Сравнительный анализ результатов изучения базисных показателей метаболизма железа у обследованных показал, что у доноров II группы относительно доноров I группы, содержание СЖ (р < 0,05), ФН в сыворотке (р < 0,05) и ЭЖ (р < 0,05) достоверно уменьшено. Выявленные изменения свидетельствуют о том, что регулярное донорство может сопровождаться формированием латентного дефицита железа. Мы считали целесообразным изучить у доноров II группы изменения показателей метаболизма железа в зависимости от количества донаций и длительности донорского стажа. Установлено, что у подгруппе доноров, которые имели наиболее больший донорский стаж, достоверно уменьшался уровень СЖ (р < 0,05), ФН в сыворотке (р < 0,05), ЕЖ (р < 0,01), и повышались показатели ОЖСС (р < 0,02), НЖСС (р < 0,05) и ТФ (р < 0,05). Выявленные изменения свидетельствуют о том, что длительное регулярное донорство может сопровождаться нарушением всех звеньев метаболизма железа: депонированного (ФН), транспортного (ТФ) и функционального (ЭЖ).

Приводим данные о некоторых эритроцитар-ных индексах у обследованных (табл. 1).

Таблица 1

Эритроцитарные показатели у обследованных лиц

Показатель I группа II группа

12 RBC, 10 /л 4,62 ± 0,05 3,30 ± 0,15*

MCV, фл 86,01 ± 0,47 81,21 ± 0,41*

MCP, пг 28,95 ± 0,11 27,73 ± 0,37

MCHC, г/дл 33,12 ± 0,12 34,31 ± 0,04*

RDW,% 13,21 ± 0,06 13,99 ± 0,09*

Примечание: * р < 0,05 по сравнению с контрольными показателями.

----—-

Таблица 2

Показатели цитометрии эритроцитов у обледованных

Показатель I группа II группа

Средний диаметр эритроцита, мкм3 7,22 ± 0,04 6,31 ± 0,03*

Доля микро- и шизоцитов, фл 4,81 ± 0,11 6,21 ± 0,23*

Показатель анизоцитоза, % 4,01 ± 0,12 6,76 ± 0,13*

Дискоциты, % 80,91 ± 0,47 72,11 ± 0,08*

Аномальные формы,% 19,07 ± 0,52 24,79 ± 0,11*

Примечание: * р < 0,05 по сравнению с контрольными показателями.

Как видно из приведенных данных, в периферическом звене эритрона у регулярных доноров выявлено достоверные изменения со стороны мор-фометрических показателей. Кроме, указанного, у обследованных I группы выявили достоверное (р < 0,05) увеличение показателя RDW, по сравнению с обследованными II группы.

Данные по параметрам цитометрии эритроцитов у обследованных приведены в табл. 2.

Во II группе обследованных выявлено достоверное увеличение количества трансформированных эритроцитов (стоматоциты, эхиноциты и др.), и, соответственно, уменьшение количества нормальных дискоцитов, а также достоверное уменьшение среднего диаметра эритроцитов, увеличение доли микроцитов и увеличение показателя анизо-цитоза. Кроме указанного, выявляли выраженный пойкилоцитоз, который проявлялся достоверным уменьшением доли дискоцитов, увеличением эхи-ноцитов и необратимо измененных предгемолизи-рованных форм эритроцитов.

Увеличение количества эхиноцитов всегда сопровождается повышением вязкости крови. Ригидные формы эритроцитов через их неплотное прилегание к стенке сосудов, не могут полноценно принимать участие в газообмене, что может благоприятствовать возникновению гипоксическим процессов в тканях. Движение измененных клеток в общем объеме капиллярного кровотока замедляется, что может создавать благоприятный фон для образования микротромбов. В эритроцитарной формуле в II группе обследованных на фоне уменьшения показателя среднего размера диаметра эритроцитов и увеличения показателя анизоцитоза за счет повышения доли микроцитов, наблюдали достоверное уменьшение (р < 0,01) доли дискоцитов, увеличение доли эхиноцитов и необратимо измененных предгемолизированных форм эритроцитов, что может, очевидно, сказываться и на продолжительности жизни эритроцитов.

В первичных доноров показатель содержания гемоглобина в эритроцитах периферической крови, определенный по методу интерферонометрии в пикограммах (пг) колебался от 20 до 50 пг и более, причем, у женщин показатель количества эритроцитов с уровнем гемоглобина 20—29 пг составлял 22,2%, 30—39 пг — 61,1%, 40—50 пг — 11,1%, более 50 пг — 5,6% от общего количества эритроцитов, у мужчин, соответственно 23,8%, 61,9%, 9,5% и 4,8%. У активных доноров крови выявляли аналогичное распределение эритроцитов по содержанию гемоглобина.

Практическое значение может иметь подсчет ретикулоцитарной формулы. У активных доноров нами выявлено достоверное увеличение количества ретикулоцитов у периферической крови, по сравнению с контрольной группой ф < 0,05). Кроме того, в мазках крови выявляли ретикулоци-ты 0, I и II групп, что свидетельствовало о наличии левого сдвига ретикулоцитарного ряда. По Гейль-мейеру (1938), в зависимости от степени зрелости выделяют V групп ретикулоцитов: 0 группа — яд-росодержащие нормобласты с плотной шарообразной ретикулярной сеткой вокруг пикнотического ядра; I группа — молодые эритроциты, которые не содержат ядра и имеют плотную шарообразную ретикулярную сетку в центре клетки; II группа — эритроциты с умеренно плотной шарообразной ретикулярной сеткой, которая распространена по всей цитоплазме; III группа — эритроциты с ниткоподобными остатками ретикулярной сетки, которые локализуются в разных участках цитоплазмы; IV группа — эритроциты с отдельными нитками или зернами ретикулофиламентозной субстанции в отдельных участках цитоплазмы. Аналогичное стадирование степени созревания ретику-лоцитов предложено И. А. Кассирским и Г. А. Алексеевым (1955). У взрослого человека в периферической крови содержится от 2—5 до 10—15 ретику-

----—-

лоцитов на 1000 эритроцитов, причем, в норме встречаются только ретикулоциты III и IV групп в соотношеннии 1/3 ретикулоцитов III и 2/3 ретику-лоцитов IV группы. При усиленной регенерации эритроидного ростка костного мозга количество ретикулоцитов увеличивается. Кроме того, появля-

ются ретикулоциты 0, I и II групп, что мы и наблюдали в нашем исследовании.

Данные о параметрах РЭОК и расчетных величинах в контрольной группе и у активных доноров крови приведены в табл.3.

Таблица 3

Показатель РЭОК и расчетные коэффициенты у доноров крови

Показатель Группы обследованных Достоверность

Первичные доноры

РЭОК, фл 79,81 ± 0,81 70,28 ± 1,93 р < 0,05

SD, фл 22,31 ± 0,31 21,02 ± 0,54 р > 0,05

As 1,09 ± 0,03 1,07 ± 0,02 р > 0,05

Ex 1,22 ± 0,05 1,33 ± 0,03 р > 0,05

Нами установлено, что ошибки средних значений для популяций эритроцитов колебались в пределах 0,4—4,1% базовых величин и в большинстве случаев не превышали 1—2%. Согласно критериев принятых в биологии и медицине, достигнутая при исследовании точность определений является достаточно высокой. Полученные данные целиком надежные, их можно с уверенностью использовать в практической работе как ориентиры для сравнений. Проведя сопоставление принципиально новых параметров корпускулярного объема эритроцитов у активных доноров, по сравнению с аналогичными показателями у первичных доноров, можна отметить, что у первичных доноров средние значения показателя РЭОК были достоверно меньшими (р < 0,05), а показатели 8Б, Лб статистически достоверно не отличались (р > 0,05). Показатель РЭОК у активных доноров, в отличие от аналогичных показателей у первичных доноров, был достоверно выше у мужчин (р < 0,05).

По нашему мнению, уменьшение показателя РЭОК у активных доноров крови можно объяснить началом формирования латентного дефицита железа. Подтверждением нашего предположения является факт достоверно более низких значений показателя РЭОК в подгруппе активных доноров-женщин (р < 0,05). Его снижение предположительно можно объяснить более низкими показателями содержания железа в организме женщин в репродуктивном периоде.

Информативность метода определения РЭОК, его экономичность, скорость и простота исполнения позволят внедрить его в учреждениях службы

крови для скрининговых исследований и использовать в комплексе с другими показателями для оценки степени нарушений в системе эритрона в организме активных доноров крови.

Изменения показателя РЭОК у активных доноров крови могуть быть непрямым доказательством компенсаторно-приспособительных сдвигов процессов эритропоэза в условиях постоянного стимулирования регулярными донациями, а также свидетельством начала формирования латентного дефицита железа и возможных скрытых изменений биохимических нарушений в эритроцитах периферического звена эритрона данной категории доноров.

В норме отличия между эритроцитами зависят от длительности их жизни. Наиболее легкими являются молодые эритроциты (ретикулоциты) — их плотность составляет около 1,086 г/мл. При созревании ретикулоцитов происходят сложные процессы перестройки цитолеммы, изменения внутриклеточной структуры и экзоцитоза. Из ретикуло-цитов формируются дискоциты, которые являются более плотными. Последние в течении своей жизнедеяльности приобретают ряд изменений, прежде всего, теряют площадь поверхности, дегидратируются и превращаются в старые эритроциты, которые в дальнейшем элиминируются из кровообращения.

Плотность эритроцитов определяется концентрацией в них гемоглобина. В норме эритроциты распределяются по плотности по закону Гауса в интервале плотности (ф от 1,086 до 1,112 г/мл. При патологии распределение эритроцитов по плотнос-

----—

[и (РЭП) изменяется. Исследование изменений РЭП позволяет расширить информацию о свойствах эритроцитов при обеспечении компенсаторно-приспособительных процессов и патологии, имеет диагностическое значение для выяснения причин таких изменений.

Выявленные нами изменения в периферическом звене эритрона у активных доноров крови не могли, по нашему мнению, не отобразится и на показателе РЭП. Даные о параметрах РЭП в контрольной группе и у активных доноров крови приводим в табл. 4.

Таблица 4

Показатели распределения эритроцитов по плотности у доноров

Показатель Группы обследованых Достоверность отличий

Контрольная

РЭП, г/мл 0,006 ± 0,001 0,008 ± 0,003 р < 0,05

dср, г/мл 1,099 ± 0,001 1,088 ± 0,004 р > 0,05

ЛФ, % 0,61 ± 0,29 28,01 ± 12,31 р < 0,05

ТФ, % 0,32 ± 0,19 0,01 ± 0,001 р < 0,05

Нами установлено, что РЭП у регулярных доноров крови уменьшено, по сравнению с группой первичных доноров (р < 0,05). Причиной уменьшения показателя плотности эритроцитов у активных доноров крови, на наш взгляд, являются изменения показателя концентрации гемоглобина в эритроците (МСНС). Как видно из результатов исследования, у активных доноров достоверно увеличивалось количество легких фракций эритроцитов и уменьшалось тяжелых (р < 0,05). В групе активных доноров коэффициент корреляции между показателем средней плотности эритроцитов ^ср) и изменениями показателя МСНС ссоставлял г = = 0,81 (р < 0,001).

Параметры эритроцитограмм доноров I и II групп находились в пределах нормальных значений, но при их сравнении у доноров II группы установлено, что в подгруппе доноров из низкими значениями ферритина в сыворотке крови выявляли достоверные сдвиги фрагментов кислотной эритроцитограммы влево, что свидетельствовало о появлении определенного количества нестойких эритроцитов — Е < 1'30", и вправо — что свидетельствовало о появлении стойких и высокостойких эритроцитов Е > 7'30". Расширение эритроци-тограммы влево (с нормально расположенными максимумом и конечними фрагментами) может быть обусловлено увеличением количества неполноценных в функциональном плане эритроцитов, а вправо — о наличии молодых форм эритроцитов и косвено свидетельствует о регенераторном состоянии костного мозга вследствие его постоянного стимулирования при регулярных донациях. На-

личие эритроцитов с низкой и высокой кислотной резистентностью является непрямым свидетельством изменений их функционального состояния.

Выводы

1. Можно сделать предварительный вывод о том, что при регулярном донорстве наблюдаются достоверные изменения морфометрических характеристик эритроцитов, что проявляется уменьшением доли дискоцитов, увеличением части эхи-ноцитов и необратимо измененных предгемолизи-рованных форм эритроцитов.

2. У активных доноров имеет место усиления регенеративной функции красного ростка кроветворения, что проявляется повышением уровня ретикулоцитов и сдвигом ретикулоцитарной формулы влево.

3. Выявленные нами изменения в эритроци-тарном звене периферической крови, с одной стороны, являются отображением возрастных особенностей гемопоэза и, в частности, эритропоэза в условиях его постоянного стимулирования и развития латентного дефицита железа, с другой — свидетельством начальных патофизиологических нарушений у активных доноров.

ЛИТЕРАТУРА

1. Структурно-клинические особенности доноров, отведенных от донации в связи с низкими показателями гемоглобина в крови / Гаврилов А.О., Сейдинов Ш.М., Мамырханова А.Н. и др. // Вестник службы крови России. 2010. № 3. С. 18—21.

2. Дерпак Ю.Ю. Показник проникливосп мембран еритроципв як один iз критерпв змш еритропоезу у регулярних донорш кровi // Укр.. журн. екстремально1 медицини ш. Г.О. Можаева. 2010. Т. 11, № 3. С. 93—95.

3. Исследование крови в клинической практике / под ред. Г. И. Козинца, В. А. Макарова. М.: Триада-Х, 1997.

4. Сергиенко Л. И. Клиническое значение параметров ретикулоцитов // Гематология. Трансфузиология. Восточная Европа. 2015. № 2 (02). С. 142—148.

5. Danon D., Marikovasky Y. Determination of density distribution of red cell population // J. Lab. Clin. Med. 1964. Vol. 64. P. 668—673.

6. Gorlin J. Blood donor deferrals: biting the hand that feeds us // Transfusion. 2008. Vol. 48, № 12. P. 2484— 2486.

COMPREHENSIVE ASSESSMENT OF MORPHOLOGICAL CHANGES AND THE PHYSICAL PROPERTIES OF RED BLOOD CELLS IN THE ACTIVE BLOOD DONORS

Yu. Yu. Derpak

Road station of blood transfusion of the South-Western rail way department Kyiv, Ukraine

Annotation. A total examined 62 donors aged 20 to 55 years (33 men and 29 women). Among them, 29 persons (17 men and 12 women) performed donations for the first time — they made the first (I) group observation, and 33 donors (17 men and 16 women) were regular donors with the experience of donation for more than two years and gives, at least, two donations per year — they made up the second (II) monitoring group. The results of the study of the morphological features of erythrocytes in blood of active donors and some of the parameters that characterize the physical properties of erythrocytes. It is concluded that the active donation can be accompanied by changes in a number of morphological and physical characteristics of red blood cells

Key words: donation, active donors, erythrocytes, morphological changes physical properties.

REFERENCES

1. Havrilov А.О., Seydinov Sh., Mamyrchanova A.N. i dr. Strukturno-klinicheskye osobennosty donorov, otve-dennyx ot donachyy v svyasy s nyskymy pokasatelyamy hemoglobyna v krovy. Vesnik slyshby krovy Rossyy, 2010, no. 3, pp. 18—21.

2. Derpak Yu.Yu. Pokasnyk pronyklyvosti membrane erytfochytiv yak odyn is kryteriyv smin erytropoesu u rehu-lyarnych donoriv krovi. Ukr. Shurnal ekstremalnoy medy-chyny im. H.O. Moshaeva, 2010, vol. 11, no. 3, pp. 93—95.

3. Yssledovanye krovy v klynycheskoy praktike. Ed. H.I. Kosina, V.A. Makarova. Moscow, Triada-X, 1997.

4. Serdyenko L.I. Klinicheskoe znachenye parame-trov retikulocytov. Hematologiya. Transfuziologiya. Vos-tochnaya Evropa, 2015, no. 2 (02), pp. 142—148.

5. Danon D., Marikovasky Y. Determination of density distribution of red cell population. J. Lab. Clin. Med, 1964, vol. 64, pp. 668—673.

6. Gorlin J. Blood donor deferrals: biting the hand that feeds us. Transfusion, 2008, vol. 48, no. 12, pp. 2484— 2486.