Моделирование системных взаимодействий при дефиците йода в организме

уменьшался с возрастом (от 50,25 до 28,33 - пришлое население). У девочек же объем Vx менялся с каждым возрастом. По показателям микроэлементов (Ca, J, Se) у детей некоренной национальности объем Vx варьировал с возрастом так же различным образом (без выраженного уменьшения).

Литература

1. Еськов В.М., Брагинский М.Я., Русак С.Н., Устименко А.А., Добрынин Ю.В. Программа идентификации параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в m-мерном фазовом пространстве. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006613212 РОСПАТЕНТ. Москва, 2006.

2. Скальный А.В. Физиологические аспекты применения макро- и микроэлементов в спорте [Текст]. Оренбург: ИПК ОГУ, 2005. С. 176-210.

3. Сетко А.Г. Дисбаланс микроэлементов, как критерий до-нозологической диагностики состояния здоровья детей [Текст]/ А.Г. Сетко, Н.П. Сетко // Вестник ОГУ. 2006. № 12. С. 222-224.

4. Спиричев В.Б., Шатнюк Л.Н., Позняковский ВМ. Обогащение пищевых продуктов микронутриентами: научные подходы и практические решения [Текст] // Пищевая промышленность. 2003. № 3. С. 10-16.

5. Тутельян В.А., Батурин А.К., Васильев А.В. и др. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ [Текст]. Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2004. 35 с.

SYSTEMS ANALYSIS OF FUNCTIONAL AND BIOCHEMICAL STATUS OF NON-ABORIGINAL CHILDREN LIVING IN THE NORTHERN REGION

V.M. YESKOV, G.L. GORYNIN, A.G. PRIVALOVA,

A.A. GOVORUKHINA, O.I. KHIMIKOVA

Surgut State Pedagogical University

Method and software for parameter identification of attractors of the state vector a child's body (as an example of a functional and biochemical status of children of foreign descent of the North), used as an effective indicator (marker) stress adaptation, and violations of micronutrient status. Last significantly affect the quality of life of the child population of the Khanty-Mansi Autonomous Okrug - Ugra, as confirmed by quantitative changes in the parameters of attractors. The main objective of this research - the study of functional characteristics and biochemical status of children living in the northern region.

Key words: quasiattractors, biochemical status, system analysis, children, non-aboriginal nationality.

УДК 681+[616.43+616.12]:004

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ПРИ ДЕФИЦИТЕ ЙОДА В ОРГАНИЗМЕ

Л.В. ВЕРЕМЧУК, М.В. АНТОНЮК, П.Ф. КИКУ, И.Н. СИМОНОВА*

В работе рассмотрены межсистемные взаимодействия, задействованные в развитии сердечно-сосудистой патологии в условиях йодoдефицита. Установлено, что первичными «мишенями» при йоддефиците являются тиреоидная и сердечно-сосудистая системы, нарушения в которых влияют на состояние процессов липоперокси-дации и липидтранспортной системы.

Ключевые слова: сердечно-сосудистая патология, йододефицит, липопероксидация.

Организм человека представляет совокупность множества функционирующих и взаимодействующих систем, обеспечивающих жизненные процессы. Нарушение интимных механизмов межсистемных взаимодействий способствует развитию различных заболеваний. Исследование системной структуризации физиологических процессов на ранних доклинических стадиях позволяет выявить патогенетические особенности формирования различных заболеваний [5].

Дефицит йода в организме - это латентное состояние, обусловленное негативным воздействием окружающей среды, приводящим к функциональным нарушениям в системах организма и развитию йоддефицитных заболеваний [1]. Установление ответной реакции организма в условиях йоддефицита, оценка изменения межсистемного равновесия и характера взаимосвязей является

* Владивостокский филиал Дальневосточного научного центра физиологии и патологии дыхания Сибирского отделения РАМН - НИИ медицинской климатологии и восстановительного лечения, 690105, Владивосток, ул. Русская 73г.

актуальным в изучении патогенеза йоддефицитных заболеваний. В последние годы йоддефицит широко обсуждается как фактор, влияющий на риск развития кардиоваскулярной патологии [2,6].

Цель исследования — моделирование взаимодействий сердечно-сосудистой, тиреоидной, липидтранспортной систем, процессов липопероксидации, микроэлементного статуса у молодых мужчин при дефиците йода в организме.

Материалы и методы исследования. Материалом исследований явились результаты клинико-лабораторного обследования 134 молодых мужчин (возраст 18-21 год). Обследование включало оценку клинико-анамнестических данных, электрокардиографию, определение уровня экскреции йода в моче, концентрации в сыворотке крови липидов, микроэлементов (8е, 7п, Бе, Си, М§), гормонов щитовидной железы (ЩЖ), показателей процессов липопероксидации. Дефицит йода в когорте обследованных юношей определялся в соответствии с критериями ВОЗ. За нормальный уровень экскреции принималось содержание йода в моче 100-200 мкг/л, легкая степень йодной недостаточности оценивалась содержанием йода 50-99 мкг/л, средняя - 20-49 мкг/л [8].

Для системного моделирования использовали базу данных, включающую 37 параметров, представленных по 5 клиникофункциональным блокам (клинико-анамнестические данные, факторы риска, показатели липидного спектра крови, микроэле-ментного статуса, состояния тиреоидной и сердечно-сосудистой систем). Данные обрабатывали с помощью многомерного статистического анализа с использованием модуля «парные и частные корреляции Пирсона» (программа <^а^^са 6.0») [3].

Для системного моделирования применялся метод построения корреляционных плеяд Терентьева [4,7]. Сущность метода заключается в графической интерпретации корреляционных связей, ограниченных пороговым значениям коэффициента корреляции (го). Преимуществом данного подхода является получение корреляционных срезов в качестве плеяд, которые позволяют выстраивать структурную модель взаимосвязей и определять механизм направленности, характера и силы межсистемных, внутрисистемных и межфакторных зависимостей. Для отбора показателей, вошедших в модель, была использована квадратная корреляционная матрица, в которой необходимым условием отбора корреляционных связей явился уровень значимости р<0,05.

Основным условием моделирования явилось установление порогового уровня (го), дифференцирующего корреляционные связи на факторные сгустки в качестве плеяд. При выборе порогового коэффициента (го) учитывалось оптимальное количество корреляционных связей и различие величины межсистемных и внутрисистемных связей. Оптимальность количества связей оценивалась согласно позиции: чем больше величина го, тем меньшее число зависимостей войдет в модель. Различие величины межсистемных и внутрисистемных связей связано с тем, что внутрисистемные взаимоотношения определяются более детерминированными корреляционными связями с высокими показателями г, а межсистемные взаимоотношения выстраиваются достаточно слабыми зависимостями. Поэтому при наличии сильных межсистемных связей можно говорить о нарушении гомеостаза в организме и развитии патологического процесса.

Исходя из того, что обследуемый контингент представляли относительно здоровые молодые люди, в определении го учитывались слабые межсистемные связи (г<0,5), отобранные по моде. Большее количество значений г имели показатель выше значения

0,3, поэтому пороговым уровнем для построения плеяд стал го>0,3.

Следующим шагом моделирования явилось построение «плеяд». Для этого все корреляционные связи были дифференцированы на самые сильные, образовавшие системные блоки, и слабые (го>о,3), сформировавшие сеть межсистемных зависимостей. После графической интерпретации полученных срезов выстроились «плеяды», где межсистемные связи четко выделили функциональные системы с сильными внутрисистемными зависимостями.

Для определения направленности и силы взаимодействия между «плеядами» рассчитывались силовые характеристики «плеяд» -мощность «плеяды» (О - число признаков, членов плеяды) и крепость «плеяды» (В — средняя абсолютная величина внутриплеяд-ных коэффициентов корреляции) [4]. Более мощная и крепкая «плеяда» имеет преимущество в межсистемных взаимоотношениях.

Далее, согласно условию задачи (влияние недостатка йода в организме и усугубляющее действие факторов риска), проводилась классификация межсистемных корреляционных связей - на непо-

средственные зависимости, связанные с исходной позицией условия задачи, а также опосредованные, косвенные связи. В свою очередь непосредственные связи по функциональным особенностям разделились на связи первого и второго порядков, опосредованные - по отдаленности действия на третий и четвертый порядок связей. Данная классификация зависимостей позволила выявить механизм направленности развития патогенетического процесса.

Результаты и их обсуждение. Для построения плеяд в исследовании использовали квадратную корреляционную матрицу размером, определяемым количеством входящих в модель показателей (37x37). После выделения коэффициентов корреляции с уровнем значимости р<0,05 и выбором порогового значения (го>0,3) образовалось 53 корреляционные пары с 31 показателем (из 37).

Рис. Информационно-аналитическая модель системно-функциональных взаимосвязей при йоддефицитном состоянии молодых мужчин

Применчание: Факторы риска: 1 - йод в моче; 2 - наследственность ССЗ (сердечно-сосудистые заболевания); 3 - наследственность ЗОВ (заболевание обмена веществ); 4 - курение; 6 - ИМТ (избыточная масса тела).

Сердечно-сосудистая система: 5 — частота сердечных сокращений;

7 - ритм сердца; 8 - ЭКГ-изменения (суммарная характеристика ЭКГ, включающая ритм; проводимость; гипертрофию отделов сердца; процессы реполяризации; 9 - локализация электро-физиологических нарушений миокарда; 10 - интегральный показатель пульса.

Система ПОЛ-АОЗ: 11 - глутатион-пероксидаза; 12 - глутатион-редуктаза; 13 - каталаза; 14 - малоновый диальдегид (МДА); 15 - антиоксидантная активность (АОА); 16 - соотношение МДА/АОА; Липидтранспортная система: 17 - общий холестерин; 18 - холестерин липопротеиодов высокой плотности; 19 - аполипопротеин А; 20 - аполи-попротеин В; 21 - холестерин липопротеидов низкой плотности;

22 - индекс атерогенности; Тиреоидная система: 23 - трийодтиронин общий; 24 - тироксин общий; 25 - тироксин свободный; 26 - тиреотроп-ный гормон; 27 - интегральный териоидный индекс; Микроэлементы: 28 - Ее; 29 - Си; 30 - 2п; 31 - 8е.

Графическая интерпретация полученных данных позволила выстроить четыре «плеяды» (рис.), которые имели густую сеть «внутриплеядных» связей. В первую «плеяду» вошли преимущественно гормоны щитовидной железы (5 показателей) и два микроэлемента (железо и медь), участвующие в синтезе тиреоидных гормонов. Вторая «плеяда» включила показатели сердечнососудистой системы (электро-физиологические нарушения миокарда, частоту сердечных сокращений, ритма сердца, ЭКГ изменения и др.). В третью «плеяду» вошли шесть показателей, отражающих процессы липопероксидации и два микроэлемента (цинк и селен), участвующие в антиоксидантной защите. Такая структура «плеяды» позволила оценивать состояние системы как «перекисное окисление липидов-антиоксидантная защита» (ПОЛ-АОЗ). Четвертая «плеяда» характеризовала липидтранс-портную систему - в нее вошли только показатели липидного спектра сыворотки крови (рис.).

Йод, как микроэлемент, рассматривался в качестве главного фактора риска и вошел в исходную позицию построения модели. Другие микроэлементы, не имея между собой корреляционных связей, вошли в структуру других «плеяд», участвуя тем самым в реализации компенсаторных реакций функциональных систем организма. Факторы риска (наследственность, избыточная масса тела, курение) имели слабое взаимодействие и, как следствие, не сформировали «плеядную» структуру, однако влияние их оцени-

валось как сопутствующее и усугубляющее действие главного фактора - йоддефицита.

Дальнейшим этапом построения модели явилось определение направленности межсистемных («межплеядных») взаимоотношений. Для этого была рассчитана мощность (О) и крепость, (В) «плеяд», устанавливающие структурные приоритеты в модели. Различие силовых характеристик позволяет выявлять системную уязвимость структур в условиях йоддефицита.

Наиболее крепкой и мощной оказалась первая «плеяда» (О-

7, В-о,6), включившая гормоны щитовидной железы с микроэлементами, которая приобрела приоритетное влияние в межсистем-ных взаимоотношениях. На втором месте по силе и мощности стояли вторая и третья «плеяды», (сердечно-сосудистая система -О-5, В-о,56 и система ПОЛ-АОЗ - О-8, В-о,52). В третьей «плеяде» преобладала мощность, а во второй - крепость, но в целом они оказались практически равнозначными. На третьем месте оказалась однородная по составу «плеяда» липидтранспортной системы, по силовым характеристикам уступающая другим «плеядам», но имеющая определенное функциональное значение.

Так как модель выстраивалась согласно исходной позиции «йоддефицит - причина йодефицитных заболеваний», верхним уровнем классификации явилось «непосредственное» воздействие недостатка йода в организме (связи первого порядка). Второй порядок связей отнесли к «возмущающему», специфическому и усугубляющему действию йоддефицита. Под «реакцией» организма принималась опосредованность, косвенность взаимоотношений, выраженных связями третьего и четвертого порядков. Связи третьего порядка отражали специфическую патофизиологическую реакцию организма на воздействие йоддефицита, как первичному нарушению равновесия функционирующих систем организма в целом. Четвертый порядок межсистемных связей указывал на выраженное нарушение межсистемного равновесия и формирование стойких патологических реакций организма.

Согласно полученной модели (рис.) первичными «мишенями» явились тиреоидная и сердечно-сосудистая система (показатели - общий трийодтиронин, г=0,37; свободный тироксин, г=0,33; ритм сердца, г=о,51). Связи второго порядка свидетельствовали о влиянии на системы отягощенной наследственности по сердечно-сосудистым заболеваниям (ССЗ) и заболеваниям обмена веществ (ЗОВ). Избыточная масса тела и курение имели связи второго порядка с показателями 3 и 4 плеяды.

Связи третьего порядка характеризовали дальнейшую реакцию систем на воздействие йоддефицита и факторов риска. В первой «плеяде» от дефицита йода зависело содержание общего трийодтиронина и свободного тироксина. Третий порядок связывал только те показатели, на которые непосредственно действовал дефицит йода. Направленность действия между тиреоидной системой и системой ПОЛ-АОЗ определялась разницей в крепости первой плеяды, по мощности приоритетной явилась система ПОЛ-АОЗ, в результате чего реакция этих двух систем имела характер взаимовлияния.

Таким образом, при воздействии дефицита йода в организме тиреоидная и сердечно-сосудистая система явились первичной «мишенью», а нарушения в системе ПОЛ-АОЗ - вторичной реакцией организма. Вторичной «мишенью» за счет внутрисистемного «расшатывания» тиреоидной системы оказалась и липидтранс-портная система (связи показателей общего трийодтиронина с аполипопротеином и индексом атерогенности). Во взаимоотношениях с липидными показателями тиреоидные гормоны выступили в силовом преимуществе В 1плеяда>В4плеяда (рис.). Такой характер меж-системного взаимодействия свидетельствует о том, что недостаток йода вызывает нарушение концентрации в крови общего трийодти-ронина, способствуя изменению содержание аполипопротеина А и уровня атерогенности крови.

Аналогичные взаимоотношения прослеживается во второй и третьей «плеядах». Наиболее активно и непосредственно среагировала на йоддефицит сердечно-сосудистая система, которая в дальнейшем через связи третьего порядка влияла на показатели системы ПОЛ-АОЗ. Так как вторая «плеяда» (ССС) при достаточно высоком уровне крепости (В-о,56) уступает по мощности третьей «плеяде», то взаимоотношения по третьему порядку связей оценивались нами как взаимозависимые. Исходя из этого, ССС при йоддефиците может являться как первичной, так и вторичной «мишенью» воздействия.

Четвертый порядок связей характеризовал более высокую степень отдаленности воздействия дефицита йода. Именно нару-

шение гормонального статуса молодых людей в результате недостатка йода в организме вызывает нарушение равновесия в липидтранспортной и ПОЛ-АОЗ системах (связи третьего порядка), которые вырабатывают стойкие патогенетические реакции как внутри систем, так и с другими системами. И чем сильнее по величине межсистемные связи четвертого порядка, тем более активна межсистемная патогенетическая реакция организма. В данном исследовании активный и устойчивый патогенетический процесс происходит между липидтранспортной и ПОЛ-АОЗ системами (г от 0,48 до 0,51) (рис.).

Таким образом, в основе системно-функционального моделирования взаимосвязей в организме лежит выделение корреляционных плеяд, позволяющих функционально структурировать межсистемные взаимоотношения. Классификация межсистемных связей при дефиците йода в организме позволила определить направленность системно-функциональных связей. Полученные данные указывают, что при йоддефиците первичными «мишенями» являются тиреоидная и сердечно-сосудистая системы, нарушения в которых влияют на состояние процессов липоперокси-дации и липидного спектра крови, вызывая нарушение системного равновесия организма. Данный методический подход может быть использован при изучении системно-функциональных взаимосвязей и формировании патофизиологических реакций на различные экзо- и эдогенные факторы.

Литература

1. Андрюков Б.Г., Семенова В.В., Кику П.Ф. Экологогигиеническая оценка распространения йоддефицитных состояний у населения Приморья. Владивосток: Дальпресс, 2005. 304 с.

2. Антонюк М.В., Симонова И.Н., Веремчук Л.В., Андрюков Б. Г. Оценка риска кардиоваскулярных заболеваний при йоддефици-те // Бюл. физиологии и патологии дыхания. 2007. Вып. 25.С. 11-17.

3. Боровиков В. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере: Для профессионалов. 2-е изд. СПб: Питер, 2003. 688 с.

4. Ростова Н.С. Корреляционный анализ в популяционных исследованиях // Экология популяций. М., 1991. С. 69-86.

5. Системный анализ и принятие решений: Словарь - справочник / Под ред. В. Н. Волковой, В. Н. Козлова. М., 2004. 616 с.

6. Старцева А.И., Щербакова М.Ю., Погода Т.В. Факторы риска атеросклероза. // Педиатрия. 2005. №3. С. 93-95.

7. Терентьев П.В., Ростова Н.С. Практикум по биометрии. Л.: Изд-во ЛГУ, 1977. 152 с.

8. WHO. Iodine and health. A statement by the World Health Organization // Geneva, 1994. 8 р.

MODELING SYSTEM INTERACTIONS AT IODINEDEFICIENCY

L.V. VEREMCHUK, M.V. ANTONIUK, P.F. KIKU, I.N. SIMONOVA

The Vladivostok Department of the Far East Centre of Science of Physiology and Pathology of Breath

The paper considers the intersystem interactions involved in the development of cardiovascular pathology in iodine deficiency. It is established that the primary "targets" for iodine deficiency are the thyroid and cardiovascular system, violations of which affect the state of lipid peroxidation and lipid transport system.

Key words: cardiovascular pathology, iodine deficiency, lipid peroxidation.

УДК 617.735-007.281; 616-002.2; 612.017.1:57.052

ДИСБАЛАНС ЦИТОКИНОВ И ОСОБЕННОСТИ ИММУННОГО РЕАГИРОВАНИЯ В ПАТОГЕНЕЗЕ РЕГМАТОГЕННОЙ ОТСЛОЙКЕ

СЕТЧАТКИ

Е.В. СМИРНОВ, А.Н. ТРУНОВ, В.В.ЧЕРНЫХ*

Обследовано 70 пациентов с регматогенной отслойкой сетчатки. В слезной жидкостяи проводилось определение концентраций ИЛ-1В, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-10, лактоферрина, секреторного IgA, аутоантител к антигенам нативной ДНК. В результате проведенных исследований было показано, что в механизмах развития отслойки сетчатки значимую роль играет активация локального воспалительного процесса и нарушения иммунного реагирования.

Ключевые слова: регматогенная отслойка сетчатки, воспаление, цитокины

* Учреждение Российской академии медицинских наук Научный центр клинической и экспериментальной медицины Сибирского отделения РАМН, 630117, Новосибирск, ул. академика Тимакова, 2

Не вызывает сомнения, что среди причин возникновения сла-бовидения, слепоты и инвалидизации лиц трудоспособного возраста одно из значимых мест занимает отслойка сетчатки. По данным многочисленных исследований, частота регматогенной отслойки сетчатки составляет 10 случаев на 100 000 населения в год (при отсутствии у пациентов офтальмологических операций или травм в анамнезе), а к факторам риска её развития относят хирургическое лечение катаракты, миопия высокой степени, травмы глаза, хориоретинальные дистрофии. Ежегодные показатели инвалидизации пациентов с отслойкой сетчатки составляют 2-9% [2,4,11].

При своевременно начатом хирургическом лечении с использованием высокотехнологичных микроинвазивных методов у этой группы пациентов удается достичь анатомического прилегания сетчатки в 90-95% случаев. Однако необходимо отметить, что у 30% пролеченных пациентов острота зрения остается 0,4 или ниже, а реабилитационный период клинически характеризуется длительностью и активностью воспалительных и пролиферативных процессов, что может лежать в основе рецидива отслойки сетчатки и являться одним из механизмов её развития [1,9].

В проведенных за последнее годы исследованиях, посвященных изучению патогенеза отслойки сетчатки, была показана роль нарушения баланса физических и метаболических факторов, определяющих плотное прилегание нейросенсорной сетчатки к подлежащему пигментному эпителию. Так же дискутируется значимость наследственных, гемодинамических, механических и метаболических факторов в механизмах развития патологического процесса [6,7,11].

В последние годы внимание ученых было направлено на изучение роли воспалительного процесса и нарушений иммунного реагирования в патогенезе отслойки сетчатки, проводились исследования, посвященные изучению значимости дисбаланса медиаторов межклеточных взаимоотношений - цитокинов, в механизмах развития патологического процесса [1,5,8].

Однако, представленные в них данные остаются дискуссионными и требуют дальнейшего углубленного изучения, что и определило цель настоящего исследования.

Цель исследования — изучить особенности местного воспалительного процесса и иммунного реагирования у пациентов с регматогенной отслойкой сетчатки.

Материалы и методы исследования. В соответствии с целью исследования на базе Новосибирского филиала ФГУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова Росмедтехноло-гии» был обследовано 70 пациентов с регматогенной отслойкой сетчатки С-2 - С-3 стадии в возрасте от 45 до 60 лет. Среди них количество женщин составило - 44, а мужчин - 26.

Диагнозы обследованным пациентам были верифицированы заведующим отделением Е.В. Смирновым. У всех пациентов было получено информированное согласие на использование данных обследования в научных целях и согласие этического комитета на проведение исследования. Всем пациентам проводилось стандартное для диагностики этого патологического процесса офтальмологическое обследование, включающее визометрию, тонометрию, периметрию, биомикроскопию, офтальмоскопию, ультразвуковое исследование глаза, когерентную томографию.

В качестве нормативных значений определяемых в настоящем исследовании показателей слезной жидкости были использованы данные, полученные в Новосибирском филиале ФГУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. академика С. Н. Федорова Росмедтех-нологии» при обследовании 20 «практически здоровых» доноров, у которых не было выявлено офтальмологической патологии и которые за 3 месяца до обследования не переносили острых воспалительных заболеваний бактериальной и вирусной этиологии.

Известно, что в последние годы при оценке функционального состояния различных органов и систем в норме и при развитии патологического процесса уделяется большое значение исследованию различных биологических жидкостей (моча, слюна и др.), которые в большей степени, чем тестирование, выполненное в сыворотке крови, отражают развитие патологического процесса на местном уровне. Применительно к органу зрения наиболее доступным биологическим объектом для исследований является слезная жидкость.

Определение концентраций интерлейкинов - 1р, ИЛ-4, ИЛ-

6, ИЛ-10 в слезной жидкости выполнялось на коммерческих тест-системах ООО «Цитокин» С-Петербург по инструкции производителя. Результаты выражались в пг/мл.

Определение концентраций лактоферрина и б^А в слезной жидкости выполнялось на коммерческих тест-системах произ-