новые диагностические возможности в гепатологии

ДИЭЛЕКТРОФОРЕЗ ЭРИТРОЦИТОВ – НОВЫЕ
ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ В ГЕПАТОЛОГИИ
(ПИЛОТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИ ВИРУСНЫХ ГЕПАТИТАХ)
М.В. Кручинина, С.А. Курилович, М.В. Паруликова,
*Т.С. Бакиров, *В.М. Генералов, *А.В. Пак, *И.Л. Звольский
НИИ Терапии СО РАМН, Новосибирск,
* НИИ Аэробиологии ГНЦ ВБ "Вектор", Кольцово Новосибирской обл.
Целью настоящего пилотного исследования явилось изучение электрических
и вязкоупругих характеристик эритроцитов у больных с хроническими
вирусными гепатитами (ХВГВ и ХВГС), в том числе в сочетании с
алкогольным поражением печени (АПП). Использовали метод диэлектрофореза
эритроцитов (ДЭ) в неоднородном переменном электрическом поле.
Обследовано 108 мужчин (от 33 до 64 лет): 75 - с патологией печени и 33
здоровых. Обнаружено, что эритроциты больных с патологией печени при
частоте 1 МГц деформировались существенно меньше по сравнению с
контролем, а при 0.5 МГц клетки практически не деформировались и
лизировались под действием электрического поля, притяжение эритроцитов к
электродам
было
замедленным.
Доля
клеток
с
положительным
диэлектрофорезом при частоте 0,05 МГц была достоверно ниже при ХВГВ по
сравнению с ХВГС (p<0,05). Поляризуемость при частоте 1 МГц оказалась
выше у больных с ВГС (p<0,028). Электропроводность мембран эритроцитов у
больных с ВГВ была достоверно ниже чем при ВГС (p<0,02), при смешанной
этиологии болезни
(p<0,049) и при АПП (p<0,007). Относительная
поляризуемость при ХВГВ оказалась ниже, чем при АПП (p<0,05). Средний
радиус эритроцитов был выше при АПП по сравнению с ХВГВ и ХВГС
(p<0,049). Таким образом, ДЭ открывает новые возможности в изучении
вирусных гепатитов и сочетанной патологии.
1 МГц
Видеокамера
Микроскоп
Измерительная
ячейка
Компьютер
Осциллограф
R
Генератор
Блок схема устройства для измерения
электрических характеристик клетки.
100 кГц
Пример поведения эритроцитов в НПЭП (контрольная группа)
Внешний вид устройства для измерения
электрических характеристик клетки.
Between electrodes the measuring chamber is located. The design of a
measuring device is given on fig. 2.
Таблица 1. Электрические характеристики эритроцитов у больных с
патологией печени и лиц контрольной группы.
1 МГц
1 МГц
Гепатит
Группа
Патология
печени
Контрольная
группа
p*
Доля
клеток,
+ ДЭФ
0.5 МГц
Доля
клеток,
+ ДЭФ
1 МГц
Доля
клеток,
- ДЭФ
0.5 МГц
Доля
клеток,
- ДЭФ
1 МГц
0.274
+ 0.0307
Поляризуемость
клеток,
1 МГц,
3
м
3.99E-15
+ 8.72E-16
Средний
радиус Er
по всем
частотам,
м
3.74E-06
+ 6.77E-08
0.704
+ 0.0378
0.725
+ 0.0306
0.296
+ 0.0372
0.7811
+ 0.0184
0.784
+ 0.0169
0.19
+ 0.0185
0.216
+ 0.0168
7.97E-15
+ 1.34E-15
3.69E-06
+ 2.83E-07
0.062
0.052
0.062
0.052
0.039
0.001
Цирроз печени
Пример поведения эритроцитов в НПЭП
Fig. 2 The design of the measuring device
* отличия в сравнении с контрольной группой.
Зависимость среднего радиуса эритроцитов от
разовой дозы алкоголя
y = 2E-09x + 3E-06
Зависимость обобщенной жесткости эритроцитов
от разовой дозы алкоголя
Зависимость электропроводности мембраны
эритроцитов от разовой дозы потребляемого
алкоголя
Средний радиус эритроцитов [м]
1,40E-04
y = 1E-07x + 3E-05
R2 = 0,2089
1,00E-04
1,20E-04
обобщенная жесткость
эритроцитов [Н/м]
Электропроводность
мембраны эритроцита
[1/[Ом*м]
1,40E-04
1,20E-04
8,00E-05
6,00E-05
4,00E-05
1,00E-04
8,00E-05
6,00E-05
4,00E-05
2,00E-05
2,00E-05
0,00E+00
0
100
200
300
Разовая доза потребляемого спирта [мл]
5,00E-06
4,50E-06
4,00E-06
3,50E-06
3,00E-06
2,50E-06
2,00E-06
0,00E+00
0
R2 = 0,1438
y = 4E-07x + 2E-05
R2 = 0,3022
50
400
100
150
200
0
250
Разовая доза алкоголя [мл спирта]
100
200
300
400
Разовая доза алкоголя [мл спирта]
Группы обследованных
ВЫВОДЫ
1. Обнаружены достоверные различия в электрических и вязкоупругих
показателях эритроцитов у лиц контрольной группы и у больных с
патологией печени.
2. Выявлены достоверные различия в электрических и вязкоупругих
показателях эритроцитов у больных с различными стадиями
заболевания и различной этиологией процессов в печени.
Вязкоупругие характеристики эритроцитов при патологии печени различного генеза.
3. Получены корреляции электрических характеристик эритроцитов с
показателями красной крови, биохимическими показателями и
данными по стилю потребления алкоголя.
4. Полученные данные позволяют углубить знания о патогенетических
сдвигах, происходящих на мембранном уровне под действием
вирусной инфекции и этанола, в связи с чем появляется возможность
использовать метод диэлектрофореза для диагностики и прогноза
заболеваний печени.
Группы участников
Жесткость [Н/м]
Индекс агломерации
[б/р]
Вязкость [Па  с]
Амплитуда деформации
[м]
1 группа. Поражение печени HBV
4.7 10-6 + 8.4·10-7
5.5 10-1 + 3.4 10-2
7.0 10-1 + 1.8 10-1
1.5 10-6 + 3.8 10-7
2 группа. Поражение печени HCV
4.0 10-6 + 7.1 10-7
5.4 10-1 + 2.3 10-2
7.1 10-1 + 1.2 10-1
1.3·10-6 + 1.4 10-7
3 группа. Поражение печени смешанного генеза
9.7 10-6 + 1.5 10-6
*^
6.9 10-1 + 4.4 10-2
9.7 10-1 + 1.8 10-1
8. 5 10-7 + 1.6 10-7
*^
4 группа. Поражение печени алкогольного
генеза
1.8 10-5 + 6.9 10-6
**^^
7.3 10-1 + 3.3· 10-2
10.5· 10-1 + 1.7 10-1
*^
6.9· 10-7 + 1.0 10-7
*^^^
Примечания:
* - достоверность (P) отличия от 1-й группы (* - P<0.05, ** - P<0.005, *** - P<0.0001);
^ - достоверность (P) отличия от 2-й группы (^ - P<0.05, ^^ - P<0.002, ^^^ - P<0.0001);
Группа
Кол.
Er
Hb
ЦП
АСТ
АЛТ
Эл. проводност
ь
мембран
ы
0.86
(0.01
4)
n=12
0.96
(0.00
1)
n=12
0.86
(0.01
4)
n=11
0.93
(0.00
2)
n=12
0.93
(0.00
3)
n=12
Относит
.
поляризуемост
ь
0.836
(0.01
9)
n=12
0.964
(0.00
1)
n=12
0.857
(0.01
4)
n=11
0.917
(0.00
4)
n=12
0.908
(0.00
5)
n=12
н
н
-0.92
(0.00
4)
n=12
Средний
радиус
н
Жесткос
ть
клеток
-0.36
(0.02
2)
n=12
н
н
н
н
н
н
н
ОБр
н
н
НБр
Тимо
л
ОБ
ГГТ
П
Fe
ТГ
ЩФ
н
0.73
(0.05
2)
n=11
0.79
(0.03
6)
n=10
-0.86
(0.01
4)
n=12
0.99
(0.00
1)
n=8
-0.71
(0.06
1)
n=10
-0.79
(0.034
)
n=9
н
н
0.75
(0.05
)
n=11
0.77
(0.03
)
n=10
0.857
(0.01
4)
n=12
0.988
(0.00
2)
n=8
-0.72
(0.05
8)
n=10
-0.78
(0.037
)
n=9
-0.85
(0.01
3)
n=12
-0.85
(0.01
6)
n=12
ПБр
н
н
н
н
н
н
0.63
(0.03
7)
n=11
н
н
ОХС
ХС
ЛПВП
н
0.26
(0.05)
n=10
н
0.27
(0.042)
n=10
н
н
н
н
н
н
0.35
(0.01
8)
n=11
н
0.16
(0.021)
n=10
н
Корреляции между вязкоупругими, электрическими характеристиками
эритроцитов и биохимическими
показателями, данными общего анализа крови для участников с циррозами
печени.
Примечание. В круглых скобках указан показатель достоверности данного коэффициента
корреляции,
н – корреляция статистически незначима, n – количество пациентов.
Кол.Er - концентрация эритроцитов. ЦП - цветовой показатель, Hb – уровень
гемоглобина, АСТ, АЛТ - аминотрансфераз, ЩФ – активность щелочной фосфатазы,
ГГТП - активность гаммаглутамилтранспептидазы, ОБр, ПБр, НБр - концентрации
общего, прямого и непрямого билирубина, ОБ - общего белка, Fe - сывороточного
железа, ТГ - триглицеридов, ТП - тимоловой пробы, ОХС - уровней общего
холестерина, ХС ЛПВП - концентрация холестерина липопротеидов высокой плотности.