УДК 612.11: 611-018.5+616-003.96

МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КРОВИ КАК МЕТОД ОЦЕНКИ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА

© 1997г. Л.И. Дубенская, С.М .Баженов

Разрабатывается индивидуализированный корреляционный анализ лейкоцитарной формулы периферической крови, основанный на определении парных корреляций между основными формами лейкоцитов у индивидуума. Исследование многократно проводилось у 23 добровольцев, разделенных на группы : "практически здоровых лиц", в "дискомфортном состоянии", "болезни", "выздоровления". Параллельно в каждом исследовании определялась энтропия лейкоцитарной формулы, стадии неспецифических адаптационных реакций, информационные показатели системы параметров индивидуализированного корреляционного анализа - с целью выявления изменений в разрабатываемой системе, сопряженных с различной напряженностью и уровнем адаптационных реакций. Показано, что состоянию адаптивной нормы соответствует единственная обратная корреляция между сегментоядерными нейтрофилоцитами и лимфоцитами, выявляемая при индивидуализированном корреляционном анализе. Предполагается, что разрабатываемый анализ перспективен для оценки адаптационных процессов на уровне организма и требует дальнейшей разработки для выяснения прогностических возможностей..

На протяжении многих десятков лет определение лейкоцитарной формулы (ЛФ) сохраняет устойчивое положение одного из обязательных методов клинических и экспериментальных исследований. Особая актуальность изучения прогностических возможностей ЛФ определяется в настоящее время тем, что различные системы показателей гемограммы отражают интегральные характеристики всех гомеостатических систем организма, формирующих неспецифические адаптационные реакции (Гаркави Л.Х. и соавт., 1977, Тихончук В.С. и соавт.,1992). Примечательно, что свойство адаптации живой системы является, в сущности, мерой индивидуального здоровья (Казначеев В.П., 1980). Считается несомненно перспективным изучение общих закономерностей адаптации с позиций термодинамических подходов, теории информации - оперирующих понятиями "энтропии-негэнтропии" (Шаталов А. И. и соавт., 1994, Озолин Н.Н. и соавт., 1993, Автандилов Г.Г., 1990). Действительно, информационный анализ позволяет показать с помощью обобщенных индексов оптимальное состояние функциональной системы, эволюционно сформированное адаптационными резервами, а так же дизадаптационные, качественно новые ее состояния. С позиций теории информации представляется возможным выявлять избыточные и скрытые возможности морфофунциональных систем (Автандилов Г.Г., 1990).

Так, лейкоцитарная формула представляет собой замкнутую систему относительно определенного в норме количества составляющих ее различных форм лейкоцитов. Различные вариации процентного содержания лейкоцитов в ЛФ, не выходящие за соответствующие диапазоны нормы, сами по себе в клинической практике вряд ли оцениваются иначе, как "нормальная лейкоцитарная формула". Тем не менее, изменение количества информации, содержащейся в "нормальной" ЛФ, позволяет выявить тенденцию к заболеванию практически здорового человека (Тихончук В.С. и соавт., 1992).

Можно ожидать, что в ближайшие годы будут разработаны и другие функциональные системы, обладающие индикаторными свойствами относительно характера неспецифических адаптационных процессов, тем более, что участие в них охватывает практически все морфофункциональные системы организма на всех уровнях его организации. Наиболее практически значимыми в этом аспекте могут стать, очевидно, те функциональные системы, элементы которых не только по возможности полно характеризуют систему, но и легко доступны для динамического исследования. С этих позиций взаимосвязанные между собой системы компонентов периферической крови представляются наиболее перспективными для комплексного применения в оценке уровней и напряженности протекания адаптационных процессов в организме.

Материалы и методы

Разрабатывается индивидуализированный корреляционный анализ (ИКА) лейкоцитарной формулы периферической крови, основанный на определении у индивидуума статистически достоверных парных корреляций между различными формами лейкоцитов, составляющих "корреляционный портрет" системы ИКА. Помимо непосредственно ИКА, предусматривается подсчет обычной ЛФ на 500 клеток. ИКА многократно проводился у 23 добровольцев (сотрудники лаборатории). Выделены группы, различающиеся по субъективной самооценке своего состояния на момент исследования. I группа - считали себя практически здоровыми (15 исследований), II- испытывали дискомфортное состояние (16). В группы I и II не включались случаи с отклонением от норм показателей ЛФ. Группу III составили больные, как правило, острыми респираторными заболеваниями или лица с обострением хронической патологии. Выделены подгруппы : IIIа и IIIб с отклонением от норм каких-либо показателей ЛФ (12) и без таковых (13). Подгруппа IIIв - ИКА при длительном, осложненном течении заболеваний (6), IIIг - при выздоровлении без осложнений в течение 7-10 дней (14). В группу IV включены исследования (8), соответствующие субъективной оценке "выздоровление".

В целях сопоставления индивидуальных "корреляционных портретов" ИКА с напряженностью адаптационных реакций оценивались следующие показатели.1. ЭЛФК -"энтропия лейкоцитарной формулы" (Тихончук В. С. и соавт., 1992) - индивидуальные и средне групповые показатели. 2. Принадлежность каждого исследования и групп (по средне групповым показателям гемограммы) к стадиям неспецифических адаптационных реакций (Гаркави Л.Х. и соавт., 1977). Для проведения некоторых методов статистического анализа стадиям адаптационных реакций присваивался численный код: "тренировки"-1, активации в "зоне спокойной активации" (ЗСА) -2, активации в "зоне повышенной активации" (ЗПА) - 3, стресс-реакциям -4. При достижении реакцией верхнего уровня к численному коду прибавляли "0,9".

В каждой индивидуальной корреляционной системе ИКА определялись (по модулям коэффициентов корреляций) информационные показатели, разработанные Г. Г. Автандиловым (1990) для морфофункциональных систем: структурная энтропия (H _ИКА ), показатель относительной энтропии (h _ИКА ), коэффициент относительной организации системы (R _ИКА ). Учитывая, что между пятью формами лейкоцитов в ИКА максимально возможное количество взаимосвязей составляет 10, для 10 парных корреляций как элементов системы ИКА максимальная энтропия H_{max  ИКА} составляет 3,3 (бит).

С учетом того, что все выделенные группы представляют собой показатели различных состояний в основном одних и тех же лиц, проводился корреляционный анализ между рядом индивидуальных параметров всех проведенных исследований (75) : ЭЛФК, численным кодом неспецифических адаптационных реакций, модулем коэффициента корреляции (ИКА) сегментоядерные нейтрофилоциты-лимфоциты, количеством прочих (кроме вышеуказанной) корреляций в системе ИКА.

Цифровой материал обрабатывался с помощью пакета статпрограмм "STATGRAFICS" vers.2.6.

Результаты исследования

Показатели неспецифических адаптационных реакций позволили отнести средне групповую ЭЛФК группы I к "диапазону нормы", адаптационные реакции - к "зоне повышенной активации" (см. таблицу). Индивидуально оцененные показатели отражали неоднородность группы I : при отсутствии ЭЛФК в "диапазоне болезни", примерно 50% случаев находились в преднозологических состояниях. При отсутствии стресс-реакций, у большинства исследованных наблюдались реакции активации. Особенностью системы ИКА данной группы являлась 100-процентная выявляемость сильной (r= -0,7;-0,9) обратной корреляции между сегментоядерными нейтрофилоцитами (СЯЛ) - лимфоцитами (Лимф), основными по численности лейкоцитами нормальной ЛФ. При этом "корреляционный портрет" ИКА был представлен в основном единственной корреляцией СЯЛ-Лимф, в 5 случаях данную взаимосвязь сопровождали 1-2 других парных корреляции. Средне групповой коэффициент избыточности R_ИКА указывает на высокий структурный запас системы ИКА - 85,3%.

Средне групповая ЭЛФК лиц в "дискомфортном состоянии" (II) относилась к "диапазону обратимых реакций адаптации, преднозологических состояний". В большинстве случаев ЭЛФК находилась в "диапазоне нормы", однако преобладали адаптационные реакции в ЗПА (что совпадало с оценкой по средне групповым показателям гемограммы). В ИКА группы отмечалось снижение выявляемости корреляции СЯЛ-Лимф до 56% при существенном возрастании показателей структурной и относительной энтропии, и, соответственно, снижении структурного запаса системы. Наряду с тем, что в ряде случаев "корреляционный портрет" ИКА был аналогичен I группе, в 4 случаях отмечены корреляции между лейкоцитами при отсутствии взаимосвязи СЯЛ-Лимф, в 3 случаях достоверные корреляции в ИКА не выявлялись, что указывало на достижение системой ИКА максимальной энтропии.

Подгруппы больных (III) характеризовались средне групповыми показателями ЭЛФК в "диапазоне преднозологии" (кроме подгруппы IIIб), причем наиболее высокая ЭЛФК отмечалась в подгруппе больных (IIIа) с отличными от нормы показателями ЛФ: в данной подгруппе индивидуальные показатели ЭЛФК в "диапазоне нормы" не отмечались. В группе III наблюдались различные по напряженности адаптационные реакции (см. таблицу), по средне групповым показателям гемограммы - ЗСА в подгруппах III а,б,г и ЗПА - в подгруппе длительно болевших (IIIв).При сохранении в ИКА выявляемости корреляции СЯЛ-Лимф на уровне 50-62%, наибольшая гетероморфность системы ИКА отмечена в подгруппах длительно болевших (IIIв) и больных с отклонением от норм показателей ЛФ (IIIа). Следует отметить, что, несмотря на достоверное снижение по сравнению с I группой структурного запаса в ИКА подгрупп IIIа и IIIв, данный показатель указывает на достаточно высокий резерв для наращивания энтропии (72,4-55,8%) систем ИКА данных подгрупп. В индивидуальных "корреляционных портретах" ИКА группы III в целом не отмечено достоверных взаимосвязей - в двух случаях, единственная взаимосвязь СЯЛ-Лимф - в 5, прочие корреляции при отсутствии "СЯЛ-Лимф" - в 9, различные взаимосвязи при наличии корреляции СЯЛ-Лимф - в 7 случаях.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПО ГРУППАМ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АДАПТАЦИОННЫХ

РЕАКЦИЙ И ХАРАКТЕРИСТИК ИКА

В группе лиц, оценивших свое состояние как "выздоровление" (IV), наблюдались обратимые реакции адаптации к воздействиям, о чем свидетельствовал средне групповой показатель ЭЛФК (см. Таблицу). Индивидуальных значений ЭЛФК в "диапазоне болезни" не отмечено. Практически во всех случаях адаптационные реакции относились к "зоне повышенной активации". При этом выявляемость корреляции СЯЛ-Лимф в ИКА восстанавливалась до 90%, показатели структурной и относительной энтропии несколько снижались по сравнению I группой, соответственно структурный запас системы ИКА незначительно увеличивался.

Обсуждение

Проведенное исследование динамики изменений ИКА в группах I-IV с различной напряженностью и уровнем неспецифических адаптационных реакций позволяет предположить, что разрабатываемая система ИКА является перспективной для неспецифической оценки уровней адаптационных процессов. Наиболее высокая выявляемость (90-100%) сильной достоверной корреляции СЯЛ-Лимф в ИКА групп I и IV с одновременным преобладанием единственной данной взаимосвязи в системе ИКА позволяет считать корреляцию СЯЛ-Лимф индивидуальным "корреляционным портретом" системы ИКА в состоянии адаптивной нормы. Такому состоянию системы соответствует наиболее высокий структурный запас. Наличие индивидуальных ИКА в состоянии адаптивной нормы практически во всех четырех группах, включая больных, при различных стадиях адаптационных реакций, позволяет предположить, что "корреляционный портрет адаптивной нормы" ИКА при патологических состояниях служит показателем наибольшей сбалансированности и полноценности ответа гомеостатических систем на повреждающее воздействие.

Как следует из результатов корреляционного анализа (см. схему) с возрастанием энтропии лейкоцитарной формулы и переходом адаптационных реакций на более высокие стадии (от "тренировки" до "стресс-реакции") взаимосвязано снижение силы основной взаимосвязи - СЯЛ-Лимф с увеличением количества корреляций в системе ИКА. Действительно, в состоянии болезни (III группа) происходило нарастание гетероморфности системы ИКА при значительном снижении выявляемости корреляции СЯЛ-Лимф.

Отметим, что сформированные в разные подгруппы преимущественно одни и те же исследования (III группы) могут отражать различный характер реагирования гомеостатических систем на повреждающее воздействие.

Так, нормальная лейкоцитарная формула у больных (IIIб) позволяет предполагать, что на момент исследования для ликвидации повреждения гомеостатическим системам было достаточно использовать наличный состав эффекторных звеньев, без привлечения резервов, по крайней мере, кроветворного аппарата. С другой стороны, полноценность ответа защитных систем на повреждающее воздействие может отражать выздоровление в обычные сроки без осложнений (IIIг подгруппа). Действительно, в группе больных (III) именно подгруппы (б) и (г) (ЗСА) характеризовались наименьшей гетероморфностью систем ИКА и наибольшим структурным запасом в них.

Напротив, отклонения от норм показателей ЛФ могут указывать на недостаточную эффективность ответа имевшихся в наличии эффекторных звеньев, что привело к привлечению дополнительных резервов - перераспределению количественного состава лейкоцитов периферической крови за пределы нормы лейкоцитарной формулы (IIIа, ЗСА). Длительное, осложненное течение заболеваний может указывать как на значительную биологическую силу (и/или длительность воздействия) раздражителей, так и на неполноценность защитных механизмов, ликвидирующих повреждение. В обоих случаях требуется привлечение значительных резервов гомеостатических систем. Подгруппа IIIв (ЗПА), в соответствии с вышесказанным, характеризовалась наибольшей гетероморфоностью систем ИКА.

Таким образом, возрастание энтропии в системе ИКА (со снижением в ней структурного запаса) может быть биологически оправдано активацией и привлечением дополнительных, резервных защитных механизмов либо в пределах адаптивных норм, либо гораздо шире. Исходя из вышеизложенного, мы предполагаем, что "корреляционный портрет" ИКА, состоящий из нескольких (начиная с одной) прочих взаимосвязей при наличии основной - между СЯЛ и Лимф отражает активацию резервных возможностей в пределах адаптивных норм (или устойчивой компенсации) гомеостатических систем, отсутствие основной корреляции СЯЛ-Лимф при наличии прочих взаимосвязей - "корреляционным портретом" ИКА, соответствующим активации защитных механизмов за пределами адаптивных норм (за пределами устойчивой компенсации).

Наличие единичных случаев, когда в ИКА не отмечалось достоверных взаимосвязей, позволяет предполагать такое состояние системы ИКА достаточно кратковременным. В данном случае "распад" системы, очевидно, вследствие достижения ею максимальной энтропии, может означать переход в новые качественные состояния. Нельзя исключить, что "корреляционный портрет" ИКА, состоящий из ряда взаимосвязей, кроме основной (СЯЛ-Лимф), отражает качественно новые состояния гомеостатических систем, возникающие после перехода через состояние срыва компенсаторных резервов системы ИКА.

Заключение

Известно, что перегруппировка элементов в функциональных системах является одним из путей их качественных изменений, и рекомбинационные преобразования - важный механизм адаптивных реакций организма (Саркисов Д. С., 1994).

Обсуждаемая система корреляций между основными формами лейкоцитов ЛФ, представленная в ИКА, может, предположительно, отражать особенности протекания адаптационных реакций организма. Изменения напряженности адаптационно-компенсаторных процессов отражаются в виде рекомбинационных перестроек системы корреляций ИКА. Вероятно, изменения в системе ИКА могут быть отнесены к варианту "появления нового качества вследствие рекомбинации функционально активных и неактивных элементов при одном о том же их количестве" (цит. Д. С. Саркисов, 1994).

Наряду с тем, что проведенное нами исследование выявило определенные особенности ИКА, взаимосвязанные с уровнем и напряженностью неспецифических адаптационных реакций, остаются неясными механизмы возникновения рекомбинационных изменений в системе ИКА. Динамичное исследование ИКА при различных патологических состояниях может во многом способствовать расширению представлений о нарушениях системы гомеостаза и вследствие этого быть прогностически важным.

ЛИТЕРАТУРА

1. Автандилов Г. Г. Медицинская морфометрия. - М.:Медицина, 1990. - 384с.

2. Гаркави Л. Х., Квакина Е. Б., Уколова М. А. Адаптационные реакции и резистентность организма. - Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского ун-та, - 1977. - 119с.

3. Казначеев В. П. Современные аспекты адаптации. - Новоси- бирск: Наука, - 1980. - 192с.

4. Озолин Н. Н., Конькова А. Ф., Абрамова Т.Ф. Оптимизация адаптации - условие эффективной тренировки //Теория и практика физической культуры. - 1993. - N8. - С.34-39.

5. Саркисов Д.С. Рекомбинационные преобразования как один из механизмов многообразия в явлениях природы //Рекомбинационные преобразования как один из механизмов качественных изменений в живых системах. (Материалы методологически-филосовского семинара) /Под ред. Г.Х. Шингарова. -М.: Изд-во "Медицина и милосердие", - 1994. -С.2-37.

6. Тихончук В. С., Умаков И. Б., Карпов В. Н., Зуев В.Г. Возможности использования новых интегральных показателей периферической крови человека. //Военно-медицинский журнал. - 1992. - №3. -С.27-31.

7. Шаталов А.И., Мызников И.Л., Перетечиков В.В. Информационная модель адаптационного процесса у моряков в условиях Кольского Заполярья . // Военно-медицинский журнал. - 1994. - №11. - С.52-56.

Центральная научно-исследовательская лаборатория

Смоленская государственная медицинская академия

Поступила в редакцию 20.01.97.