Гемоглобин повышенный от чего: какой должен быть у женщин и мужчин

Содержание

Интерпретация значений показателей RDW-SD и RDW-CV в диагностике анизоцитоза

Очень часто, клиенты тех лабораторий, где проводятся исследования крови на автоматических гематологических анализаторах, спрашивают о разъяснении полученных результатов всех параметров общего анализа крови. Вопрос закономерный, поскольку вместо привычных пяти показателей пациенты получают выписку, в которой приведены от 18 до 22 показателей. Менеджер по продукции компании «Диамеб Трейд» Святослав Половкович подготовил статью, которая поможет врачам и специалистам лаборатории разъяснить данный вопрос пациентам.

Кровь, ее функции и что такое «эритроциты»

Кровь — одна из важных составляющих живого организма. Она представляет собой жидкую ткань, состоящую из плазмы и форменных элементов. Под форменными элементами понимаются тромбоциты, эритроциты и лейкоциты.

Эритроциты или «красные кровяные тельца» (Red Blood Cells, RBC) — безъядерные клетки, имеющие форму вогнутого диска.

Безъядерность эритроцитов и их форма обеспечивают им наиболее оптимальные свойства в процессе газообмена и поддержании осмотической резистентности. Нормальный размер эритроцита составляет 7,5-8,3 мкм; продолжительность жизни — 90-120 дней. Эритроциты обладают антигенными свойствами, на основании которых различают четыре основных группы крови. Цитоплазма эритроцита на 96% заполнена гемоглобином. Кроме зрелых эритроцитов в периферической крови в норме можно обнаружить молодые эритроциты — ретикулоциты. Это безъядерные клетки с большим количеством РНК и рибосом, имеющих мембранные рецепторы к трансферину. В стадии ретикулоцитов может вырабатываться до 30% от общего количества гемоглобина в эритроците. Другие 70-80% гемоглобина синтезируются ранее, в передретикулоцитарных стадиях дифференцирования клетки. Ретикулоцит теряет РНК и способность производить гемоглобин, когда превращается в зрелый эритроцит. В стадии ретикулоцитов эритроцит находится в течение одного дня в костном мозге и еще один день в периферической крови.

Кровеносная система соединяет и питает все органы, поэтому очень важно следить за ее состоянием и регулярно проводить общий анализ крови. При проведении общего анализа крови следует обратить внимание на размер, цвет и форму кровяных телец. По отклонению формы и размера клеток от нормального можно судить о пойкилоцитозе и анизоцитозе.

Сигнальное сообщение гематологического анализатора «Анизоцитоз»: на какие показатели обратить внимание

Специалистам лабораторий часто приходится отвечать на вопрос по интерпретации показателей гематологического анализатора. Автоматический гематологический анализатор сам информирует о клинической картине пациента. Однако, на собраниях лаборантов самыми задаваемыми вопросами есть вопросы о том, на основании каких показателей делаются данные заключения, и вопросы интерпретации показателей гематологического анализатора. Попробуем объяснить эти аспекты на примере интерпретации значений показателей RDW-SD и RDW-CV в диагностике анизоцитоза.

Анизоцитоз крови — это превышение уровня количества клеток нестандартного размера. В зависимости от того, какие форменные элементы крови изменили свой размер, различают анизоцитоз эритроцитов и анизоцитоз тромбоцитов.

Анизоцитоз эритроцитов в общем анализе крови свидетельствует о том, что размер кровяных частиц отличается от стандартного. Нормальный размер эритроцитов составляет 7,5-8,3 мкм. Допускается присутствие в крови небольшого количества эритроцитов нестандартного размера (по сравнению с общим количеством). В среднем эта величина составляет 30%. Считается нормой, если в крови 15% клеток имеют размер, меньший по сравнению со стандартным, а 15% клеток имеют больший, чем у них, диаметр. Эритроциты с меньшим диаметром (<6,9 мкм) называются микроцитами. Большие по диаметру эритроциты делятся еще на две группы:

  • макроциты 8 мкм<d<12 мкм;
  • мегалоциты: d>12 мкм.

Если клетки крови значительно отличаются по размеру от допустимой величины, будет поставлен диагноз «Повышенный анизоцитоз эритроцитов».

Исходя из того, клетки каких размеров преобладают в крови, различают микроцитоз, смешанный тип и макроцитоз. Анизоцитоз смешанного типа занимает промежуточное место между микроцитозом и макроцитозом; этот тип характеризуется присутствием в крови как мелких так и крупных кровяных телец. Например, анизоцитоз смешанного типа с преобладанием микроцитов означает, что в крови размеры частиц неоднородны, но большинство составляют мелкие по диаметру частицы.

Для обозначения степени гетерогенности существует специальный индекс — RDW («ширина распределения красных клеток») или индекс анизоцитоза эритроцитов. То есть, RDW демонстрирует неоднородность размеров популяции эритроцитов в исследуемом образце.

Выделяют два типа показателей — RDW-CV и RDW-SD. Первый, RDW-CV, показывает процентное распределение клеток по величине. Второй, RDW-SD, — их стандартное отклонение, то есть разницу в размере между наименьшим и наибольшим эритроцитом в образце крови.

Определение индекса RDW-CV проводится гематологическим анализатором автоматически по специальной формуле, в которой учитывается средний объем эритроцитов MCV крови и среднее квадратическое отклонение от MCV. Рассчитанный таким образом показатель принято обозначать в процентах. Норма RDW-CV составляет 11-15%. RDW-CV напрямую зависит от значения среднего объема эритроцитов MCV, поэтому, если большинство из клеток в популяции будут маленькими (как при микроцитозе), показатель RDW-CV останется в пределах нормы. RDW-CV менее чувствителен к присутствию небольшой популяции микроцитов, макроцитов или ретикулоцитов, но лучше отражает общие изменения в размере эритроцитов при макроцитарной или микроцитарной анемии.

Также в результатах анализа крови можно встретить и показатель RDW-SD. Этот показатель определяется по другой методике и не зависит от среднего объема эритроцитов. Определение RDW-SD представляет собой прямое измерение ширины эритроцитарной гистограммы на уровне 20% высоты кривой; высота RBC-гистограммы принимается за 100%. Измеряется RDW-SD в фл (фемтолитрах) и отражает разницу между максимальным и минимальным объемом клеток эритроцитов в исследуемом образце. В норме RDW-SD составляет 35-60 фл.

RDW-SD является более чувствительным показателем при появлении в популяции эритроцитов небольшого количества макроцитов и микроцитов, так как измеряет нижнюю часть кривой распределения эритроцитов по объему. Также этот показатель будет быстрее меняться при ретикулоцитозе, поскольку будет наблюдаться уширение основания эритроцитарной гистограммы.

Клиническая ценность величины RDW в постановке диагноза

Интерпретация величины RDW в результатах анализов всегда проводится параллельно с оценкой среднего объема эритроцитов (MCV), так как довольно часто ширина распределения эритроцитов остается в норме при наличии однородной популяции клеток при микроцитозе или макроцитозе.

Если RDW в анализе крови повышен, у пациента можно предположить следующие патологические состояния:

  1. Железодефицитная анемия
  2. Гемолитическая анемия иммунного характера
  3. Мегалобластная анемия (при недостатке витаминов В9 и В12)
  4. Гемоглобинопатия

Повышенные значения показателя RDW также характерны для пациентов с заболеваниями печени и пациентов, перенесших переливание крови. Кроме того, индекс анизоцитоза может быть завышен ошибочно, если в исследуемом образце присутствуют холодовые агглютинины. Также стоит отметить патологии, при которых RDW не меняется. К ним относятся: бета-талассемия, малокровие при тяжелых хронических заболеваниях, серповидно-клеточная анемия, острые геморрагическия и апластическая анемия, сфероцитоз.

Важным является тот факт, что проведение исследования на автоматическом гематологическом анализаторе является более точным, поскольку показатель ширины распределения эритроцитов может вырасти еще до появления изменений со стороны эритроцитов, и значение гемоглобина, то есть увеличение индекса анизоцитоза, можно назвать ранним маркером анемии. Стоит отметить, что во время лечения железодефицитной анемии показатель RDW не только не уменьшается, но и увеличивается, при этом заметно меняется гистограмма (на кривой распределения появляются два пика). Это связано с тем, что появляются молодые клетки, отличающиеся по размеру от зрелых эритроцитов.

Если медикаментозная терапия оказывается эффективной, индекс анизоцитоза нормализуется, но он нормализуется самым последним из всех эритроцитарных индексов.

Компания «Диамеб Трейд» предлагает автоматические гематологические анализаторы европейского производителя компании DIATRON. Данные анализаторы измеряют, кроме других стандартных показателей, ширину распределения красных кровяных клеток (RDW) в двух вариантах: RDW-CV и RDW-SD, что в полной мере показывает неоднородность размеров популяции эритроцитов в исследуемом образце. Широкая линейка анализаторов DIATRON представлена ​​анализаторами различной производительности (от 30 до 80 тестов в час), с различными техническими характеристиками (модуль малого образца, функция автопрокола, автозагрузки и т. д.). Это позволяет в полной мере обеспечить потребности лабораторий различной величины и направления (ЦПМСП, семейные врачи, педиатрия, онкология и т. д.). Компания предлагает индивидуальный подход к каждому клиенту по условиям оплаты, доставки и обслуживания.

Обеспечиваем гарантийное и послегарантийное сервисное обслуживание.

О чем говорят показатели эритроцитов MCV, MCH, MCHC в анализе крови?

О чем говорят показатели эритроцитов MCV, MCH, MCHC в анализе крови?

Подробности
Просмотров: 182700

О чем говорят показатели эритроцитов в анализе крови?
Что такое показатели эритроцитов RBC, MCV, MCH, MCHC?

 

Показатели эритроцитов (RBC – Red Blood Cells, дословно – красных кровяных телец) являются отдельными компонентами клинического (общего, морфологического) анализа крови, который еще называют «полный подсчет клеток крови» или «Complete Blood Count» (CBC). Клинический анализ крови проводят для определения количества различных типов клеток, обнаруженных в крови пациента, и их физических характеристик.

Кровь состоит из эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов, которые находятся в плазме во взвешенном состоянии. Тромбоциты являются клетками, которые обеспечивают образование тромбов и защищают организм от кровопотери при повреждениях. Эритроциты (RBC) содержат в своём составе белок гемоглобин, который переносит кислород по всему телу, ко всем тканям и органам. Эритроциты имеют бледно-красный цвет благодаря гемоглобину. Формой эритроцит напоминает пончик, однако вместо отверстия посередине он имеет утоньшение. В нормальном состоянии все эритроциты в крови в основном имеют одинаковый цвет, размер и форму. Однако определенные условия могут приводить к изменениям, которые ухудшают их способность функционировать должным образом. Например, Анемия.

Анемия – это распространенное заболевание крови, которое характеризуется слишком малым количеством, деформированными или плохо функционирующими эритроцитами.

Показатели эритроцитов, определённые в лаборатории, указывают на размер, форму и физические характеристики эритроцитов. Ветеринарный врач может использовать показатели эритроцитов, чтобы диагностировать причины анемии.

Для чего нужны показатели эритроцитов MCV, MCH, MCHC в анализе крови?

Показатели эритроцитов и их количество используются для диагностики различных типов анемии. Если в результате клинического анализа крови выясняется, что у пациента слишком низкий показатель количества эритроцитов или их характеристики отличаются от нормы – можно говорить об какой-либо анемии.

Анемия — это состояние, при котором количество эритроцитов или количество гемоглобина в крови понижается ниже нормального уровня. Это ухудшает газообмен тканей по всему телу, вызывает недостаток кислорода у органов. При различных степенях анемии животное чувствует недомогание, усталость, головокружение, возникает желание передохнуть, может возникать одышка. Симптомы могут сопровождаться другими отклонениями, если организм не получает достаточное для нормального функционирования количество кислорода.

Какие причины возникновения анемии у животных?

Анемия может возникнуть, если:

  • создано слишком мало эритроцитов, что называется апластической анемией;
  • эритроциты разрушаются преждевременно, что называется гемолитической анемией;
  • происходит значительная кровопотеря, например, при кровоизлиянии

Анемия может возникнуть по массе разнообразных причин:

  • Анемия может передаваться наследственно. Это означает, что генетическое состояние передается от родителей к детям через их гены;
  • Анемия может развиться внезапно в любой период жизни пациента;
  • Анемия может быть острой, то есть она развивается в течение короткого периода времени;
  • Анемия также может быть хронической, то есть она развивается и сохраняется на протяжении, к примеру, нескольких месяцев

Возможные непосредственные причины возникновения анемии:

  • диеты, не содержащие железа, витамин B-12, фолат или фолиевая кислота;
  • хронические заболевания, такие как рак (недоброкачественные новообразования), диабет, воспалительное заболевание кишечника, заболевание почек или тиреоидит, являющееся воспалением щитовидной железы;
  • хронические инфекции, такие как вирусный иммунодефицит кошек, туберкулез или другие;
  • значительная кровопотеря или кровоизлияние;
  • болезни, поражающие костный мозг, такие как лейкемия (вирусный лейкоз кошек), лимфома или множественная миелома
  • химиотерапия;
  • отравление свинцом;
  • беременность;
  • некоторые генетические заболевания, такие как талассемия, которая является наследственной формой анемии или серповидно-клеточной анемии возникающей, когда эритроциты не могут хорошо переносить кислород, при этом они имеют серповидную форму

Железодефицитная анемия является наиболее распространенным видом анемии.

Симптомы анемии могут быть очень мягкими вначале. Например, многие пациенты даже не замечают, что они анемичны. Наиболее распространенными ранними симптомами анемии являются:

  • усталость;
  • недостаток энергии;
  • слабость;
  • бледная кожа

По мере развития болезни могут появляться новые симптомы:

  • головокружение;
  • ощущение холода или онемения в конечностях;
  • сбивчивое дыхание;
  • нерегулярное или быстрое сердцебиение;
  • боли в груди;
  • головные боли

В человеческой медицине большинство пациентов не знают, что у них анемия, до тех пор пока они не сдадут общий клинический (CBC) анализ крови и обнаружат отклонения от нормы.

CBC (Complete Blood Count) — это широкий набор параметров, который измеряет количество всех эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов в образце крови. Если у животного обнаружена анемия, показатели клинического анализа крови CBC могут помочь определить, что вызывает анемию.

Что происходит во время клинического анализа крови CBC?

Для проведения анализа на индексы RBC необходимо взять небольшое количество крови у пациента. Вашему животному не нужно каких-либо особых приготовлений к этому анализу, в отличие от биохимического анализа, где взятие пробы крови производится натощак после голодной диеты 6-8 часов.

Далее мы опишем, что происходит во время CBC:

Если кровь берется из вены, ветеринарный врач или ассистент вначале очистит участок кожи возле вены от шерсти, обработает антисептиком, наложит жгут выше места взятия пробы чтобы вена сильнее наполнилась кровью.

Опытный ветеринар осторожно вставляет иглу в вену и медленно набирает кровь из кровяного русла в шприц или пробирку. Иногда используют внутривенный катетер.

Когда необходимое количество крови отобрано, ветеринар снимает жгут, удаляет иглу и в некоторых случаях ставит компресс на место взятия крови для исключения образования гематомы.

Затем образец крови отправляется в лабораторию для анализа, где проводят анализ персонал лаборатории при помощи специального оборудования. Нужно учесть, что клинический анализ крови, если его выполняют старыми методами при помощи микроскопа, даёт лишь приблизительное представление о состоянии пациента, так как имеет бОльшую погрешность. Кроме того, вычисление концентрации гемоглобина, CBC и таких параметров как MCV, MCH, MCHC вручную вообще на практике не представляется возможным.

В лаборатории ветеринарной клиники Котофей полный подсчёт клеток крови CBC выполняется при помощи автоматического анализатора с компьютерным управлением, что обеспечивает высокую точность и стабильность результатов.

Каковы три основных показателя индексов эритроцитов?

Эритроцитарные индексы имеют три основных показателя:

  • средний объем тела (MCV), который показывает средний размер эритроцитов;
  • средний корпускулярный гемоглобин (MCH), который показывает среднее количество гемоглобина на эритроцит;
  • средняя корпускулярная концентрация гемоглобина (MCHC), которая представляет собой количество гемоглобина относительно размера концентрации клеток эритроцитарной массы, или гемоглобина на эритроцит

Нормы на показатели клинического анализа крови не только могут отличаться в зависимости от видов пациентов (кошки, собаки и т. д.), но и должны учитываться оборудованием и персоналом лаборатории при проведении анализа. Поэтому клинический анализ крови CBC у животных необходимо проводить в специализированных ветеринарных лабораториях. Именно по этой причине ветеринарные клиники, пользующиеся услугами лабораторий человеческой медицины, во многих случаях получают некорректные результаты.

Нормальные диапазоны значений могут незначительно отличаться от лаборатории к лаборатории.

Что означают результаты эритроцитарных индексов?

Индексы эритроцитов CBC могут помочь вашему врачу определить причину возникновения анемии у животного. MCV является наиболее полезным значением в показателях CBC и помогает определить тип анемии.

Если ветеринарный врач видит низкий, нормальный или высокий показатель MCV, то это поможет определить причину возникновения анемии.

Высокий уровень MCV

Если показатель MCV выше нормы, это указывает на то, что эритроциты больше, чем обычно. Это называется макроцитарной анемией.

Макроцитарная анемия может быть вызвана следующими причинами:

  • дефицит витамина В12;
  • дефицит фолата;
  • химиотерапия;
  • предлейкозным состоянием

 

Низкий уровень MCV

Показетель MCV будет ниже нормы, если эритроциты слишком малы. Это состояние называется микроцитарной анемией.

Микроцитарная анемия может быть вызвана следующими причинами:

  • дефицит железа, который может быть вызван плохим диетическим потреблением железа, желудочно-кишечными или другими кровотечениями;
  • талассемия;
  • отравление свинцом;
  • хронические болезни

 

Нормальный уровень MCV

Нормальный показатель MCV означает что эритроциты пациента имеют нормальный размер. Нормальный показатель MCV так же может сопровождаться анемией, например, если эритроциты нормального размера, но их слишком мало, или если другие показатели RBC имеют отклонения. Это называется нормоцитарной анемией.

Нормоцитарная анемия возникает, когда красные кровяные клетки имеют нормальный размер и содержание гемоглобина, но их количество слишком мало.

Это может быть вызвано следующими причинами:

  • внезапная и значительная потеря крови;
  • кардиологические проблемы;
  • опухоль;
  • хроничекие заболевание, например болезни почек или эндокринное расстройство;
  • апластическая анемия;
  • инфекция крови


Высокий уровень MCHC

Если у пациента высокий показатель MCHC, то это означает, что относительная концентрация гемоглобина на эритроцит высока. MCHC может быть повышен при таких заболеваниях, как:

  • наследственный сфероцитоз;
  • серповидноклеточная анемия;
  • болезнь гомозиготного гемоглобина C


Низкий уровень MCHC

Если у пациента низкий уровень MCHC, это означает, что относительная концентрация гемоглобина на эритроцит низка. Красные кровяные клетки приобретают более светлый цвет, если смотреть под микроскопом. Это называется гипохромя. Пациентов с анемией и соответствующим низким MCHC называют гипохромными.

Причины, которые могут вызвать низкий MCHC, включают те же причины, которые вызывают низкий уровень MCV, в том числе:

  • дефицит железа;
  • хронические болезни;
  • талассемия;
  • отравление свинцом

Как правило, низкий MCV и MCHC обнаруживаются вместе. Анемии, в которых как MCV, так и MCHC являются низкими, называются микроцитарной гипохромной анемией.

Заключение

Ветеринарный врач может также выполнить другие тесты для постановки диагноза. Лечение любой анемии зависит от основной причины. Например, если анемия вызвана дефицитом железа, врач может посоветовать применить добавки железа или поменять диету, содержащую больше препаратов железа. Если у пациента имеется основное заболевание, вызывающее анемию, то лечение этого заболевания часто может также уменьшить степень анемии.

Рекомендуем проконсультироваться с ветеринаром, если у Вашего животного наблюдаются  какие-либо симптомы анемии или у вас есть какие-либо опасения относительно результатов показателей CBC или RBC.

Сдать анализ крови CBC с эритроцитарными индексами RBC, MCV, MCH, MCHC в городе Днепр можно в независимой лаборатории ветеринарной клиники Котофей.

Статья написана с использованием материалов, находящихся в открытом доступе.
При написании статьи использована иностранная литература.

О чем говорит ваша кровь: как расшифровать анализ?

Общий анализ

Общий анализ крови берется из пальца и служит для того, чтобы определить есть ли у человека собственно заболевания крови и не протекает ли в организме какой-либо воспалительный процесс. Кровь помещается в специальный анализатор, который и выдает результаты. Что же будут означать буквы и цифры на бланке?

RBC . Этими буквами обозначаются эритроциты — красные кровяные тельца. В одном миллилитре крови должно содержаться от 3,8 до 5,8 миллиона эритроцитов. Если их меньше, то это признак анемии. И следовательно, врачу нужно посмотреть на следующий показатель — гемоглобин — белок, содержащийся в эритроцитах. Гемоглобин обозначается буквами HGB .

Если гемоглобин низкий (норма 110-165 г на литр крови), то речь действительно идет о железодефицитной анемии. Низкий уровень гемоглобина препятствует также свертываемости крови, что может привести к сильным кровотечениям. Если же он повышен, то это может говорить о хроническом лейкозе — доброкачественном заболевании крови. Кроме этого, гемоглобин способен еще о многом рассказать врачу, а для нас лучше всего, если он останется в пределах нормы.

НСТ. Это всего лишь тромбоциты, которые участвуют в свертываемости крови. В норме их должно быть от 350 до 500 тысяч в одном миллилитре крови. Пониженное содержание тромбоцитов говорит о повышенной кровоточивости, склонности к образованию синяков и предупреждает о других заболеваниях крови.

WBC. Так обозначаются лейкоциты — белые кровяные тельца. Их норма — 3,5-10 тысяч в одном миллилитре. Уменьшение или увеличение количества лейкоцитов — это признак воспалительных процессов, идущих в организме.

П/ядерные и С/ядерные. Общее число лейкоцитов включает в себя и молодые палочкоядерные клетки, которые потом созревают и становятся сегментоядерными. П/ядерных должно быть до 5% от общего числа зрелых лейкоцитов. Если больше — ищите воспаление.

ЛИМ. Речь о лимфоцитах, которых должно быть до 30% от общего числа лейкоцитов. Превышение нормы может говорить о туберкулезе. Большой рост числа лимфоцитов наблюдается при лимфолейкозе, но окончательные выводы должен делать врач, на основе дополнительных исследований.

ЭОЗ. Если эозонофилов, которые так обозначаются больше 5%, то значит, у человека может быть аллергия.

СОЭ. Скорость оседания эритроцитов. Норма не должна превышать 17-18 мм в час. Если эритроциты оседают со скоростью выше 20 мм в час, то это признак воспаления.

Биохимический анализ

Если общий анализ крови показал какие-то отклонения от нормы, назначается биохимический анализ крови, для которого кровь берется из вены и желательно натощак. Биохимия показывает как работает печень, почки, нарушен ли водно-солевой обмен и баланс микроэлементов (кальция, калия и т.д.).

Глюкоза. Ее норма 3,50-5,80 мм на литр крови. Повышенный уровень глюкозы свидетельствует об угрозе развития сахарного диабета или нарушении толерантности к глюкозе, что требует консультации у эндокринолога.

Мочевина или остаточный азот. Это вещества, которые остаются в крови после фильтрации жидкости через почки. Норма мочевины — 2,5-8,3 миллимоля на литр. Превышение нормы говорит о плохой выделительной работе почек и нарушении фильтрации. Мочевина задерживается и идет отравление организма, что способствует возникновению, например, такого заболевания, как подагрический артрит.

Креатинин. Этот показатель (норма 44-106 микромиллилитров на литр) также говорит о работе почек. При низком уровне креатинина можно говорить о развитии почечной недостаточности.

Холестерин. Говорит об интенсивности обмена веществ. Его норма — 2,6-6,7 миллимоля на литр. Высокий холестерин — угроза развития атеросклероза.

Трансминазы АЛТ и АСТ отвечают за работу печени. Норма АЛТ — 5,37 МЕ (международных единиц), АСТ — 5-40 МЕ. Высокое содержание трансминаз говорит о гепатитах.

Общий билирубин. В норме он не должен превышать 22,2 микромиллилитра на литр. Этот показатель растет при вирусных гепатитах А, В, С, D или при механической желтухе.

Общий белок. Определяет уровень белка в сыворотке крови. Его норма от 62 до 83 граммов на литр. Если человек плохо питается, истощен, уровень белка резко снижается. То же происходит при нарушении усвоения белка организмом.

Конечно, это лишь самые общие данные о том, что нам может рассказать наша кровь. Все-таки в анализах должен прежде всего разбираться врач. Он же и назначает дополнительные исследования, если какие-то показатели крови оказались нарушены.

У подростков зашкаливает гемоглобин | .

Но медики не уверены, что это хорошо

Мы привыкли считать, что проблемы из-за гемоглобина могут быть лишь в том случае, когда его уровень низок. Такая ситуация чревата развитием анемии со всеми вытекающими последствиями – слабость, сонливость, головокружение (вплоть до обмороков), постоянные простуды. Между тем, опасным для здоровья может быть не только снижение, но и повышение уровня гемоглобина выше нормы.

Каждый третий – «рекордсмен»
Гемоглобин – та составляющая крови, которая отвечает за снабжение всех наших органов и тканей кислородом. Казалось бы, чем гемоглобина в крови больше, тем лучше. Но на самом деле это не так. Как главный терапевт Минздрава Крыма, главврач Республиканского кардиологического диспансера Йонас Игнатонис объяснил «Газете», что в некоторых случаях слишком высокий уровень гемоглобина может говорить лишь о том, что организм таким образом приспосабливается к не самым подходящим условиям жизни. К примеру, у людей, живущих или работающих в сильно загазованных районах, где кислорода в атмосферном воздухе меньше и «добывать» его сложнее, уровень гемоглобина, как правило, повышен. Повышается уровень гемоглобина и при серьезных болезнях легких, при бронхиальной астме, при нарушении функций щитовидной железы. Но независимо от причины, следствием повышенного уровня гемоглобина становится увеличение вязкости крови. А чем гуще кровь, тем выше риск образования тромба, соответственно тем выше риск инфаркта или инсульта. Традиционно считается, что особенно опасен высокий гемоглобин в пожилом возрасте, а у молодых людей сердце и сосуды крепче, да и гемоглобин, если и отклоняется от нормы, то скорее в сторону уменьшения. Но в последние годы медики наблюдают удивительную тенденцию.

– Сейчас чуть ли не у каждого третьего-четвертого подростка уровень гемоглобина повышен до 170-178 грамм на литр (при верхней предельной норме 170 г/л для мужчин и 160 г/л для женщин). Причем, такая ситуация наблюдается не только у нас, а во всем мире. И сколько-нибудь вразумительного объяснения наука этому явлению пока не нашла. Возможно, дело в акселерации, возможно – в ухудшении экологической обстановки, изменении образа жизни, но как бы то ни было факт остается фактом. И чем такие «рекорды» могут аукнуться в будущем, пока неизвестно, – рассказал «Газете» Йонас Пилипович.

Меньше металла
Тем, у кого уровень гемоглобина высок, стоит придерживаться определенных правил питания. Прежде всего – ограничить продукты, содержащие железо. Считается, что наиболее богата железом говяжья печень. Это действительно так – содержание железа в ней выше, чем в мясе. Однако усваивается «печеночное» железо хуже, поэтому самым главным поставщиком железа все же является телятина, на втором месте – говядина и свинина. При высоком уровне гемоглобина мясное (если уж сильно хочется) лучше есть на завтрак, а не на ужин – в первой половине дня железо хуже усваивается. И не подавать к мясным блюдам овощи, богатые витамином С (например, лук или квашеную капусту) – аскорбиновая кислота способствует усвоению железа.

Также при высоком уровне гемоглобина нужно уменьшить потребление животных жиров – они повышают уровень холестерина, а с ним и риск образования бляшек в сосудах, сужение их просвета, что при густой крови особенно опасно. Стоит ограничить и употребление сахара и продуктов, его содержащих – тортов, шоколада и конфет. Хотя в сладостях и мало железа, но в кишечнике они создают благоприятную среду для всасывания его из пищи.

При повышенном уровне гемоглобина очень полезны любая рыба и морепродукты (креветки, морская капуста), поскольку в них много жирных кислот, которые делают кровь менее вязкой, и йода, укрепляющего стенки сосудов, – вместе они снижают риск образования тромба.

Гадание по ладони
При низком уровне гемоглобина (ниже 120-90 г/л), то есть при анемии, человек чувствует невероятную слабость, у него может наблюдаться одышка, боль в области сердца типа стенокардии, шум в ушах, мелькание «мушек» перед глазами. Удивительно, но сходные симптомы могут возникать и если уровень гемоглобина выше нормы. А специфическим признаком дефицита железа является извращение вкуса – у человека появляется пристрастие к неприятным запахам (бензин, ацетон), желание есть несъедобные вещества (мел, известь). Особые признаки повышенного уровня гемоглобина – покраснение кожи и белков глаз, бессонница.

Попробовать определить, выше или ниже нормы уровень гемоглобина, можно, взглянув на линии на внутренней стороне ладони (те, по которым гадают). Если они бледные, почти белые – велика вероятность анемии, если напротив, темнее общего фона – уровень гемоглобина в норме или повышен. Впрочем, окончательный и действительно точный ответ может дать только анализ крови.


Самые «железные» продукты

При повышенном гемоглобине их нужно избегать, а при пониженном – наоборот, почаще включать в меню.

1. Красное мясо – телятина, говядина, свинина.
2. Говяжья, свиная, утиная печень.
3. Яичный желток.
4.Овсяная крупа из необработанного овса (цельная овсянка).
5. Гречневая крупа, чечевица.
6. Фасоль, особенно красная.
7. Свекла.

Парадокс курильщика

Как ни странно, но у настоящего курильщика уровень гемоглобина всегда в норме. Однако этот гемоглобин не справляется со своей работой – соединяясь с моноокисью углерода, содержащейся в сигаретах, он теряет способность переносить кислород. Так что у курильщика может быть образцово-показательный уровень гемоглобина – и при этом анемия. Поэтому курящим не стоит полагаться на результаты обычного клинического анализа, а обязательно нужно проводить более серьезное комплексное обследование.

Повышенный гемоглобин и макроцитоз: забытая ассоциация становится диагностическим инструментом (клинический случай) — Журнал Permanente

Повышенный гемоглобин и макроцитоз: забытая ассоциация, которая станет диагностическим инструментом (клинический случай)

Яворковский Леонид Львович д.м.н. 1

Пермь J 2021; 25: 20.262

https://doi.org/10.7812/TPP/20.262
Электронный паб: 12.05.2021

Введение: Знаковое значение среднего корпускулярного объема (MCV) в диагностике и классификации анемий было установлено более века назад.Напротив, важность оценки MCV у пациентов с повышенным гемоглобином и гематокритом не так оценена.

Описание случая: Этот случай описывает пациента, у которого в течение длительного времени обнаружен макроцитоз (повышенный MCV), который способствовал повышению уровней гемоглобина и гематокрита, что имитирует диагноз истинной полицитемии.

Заключение: Случай демонстрирует, что игнорирование влияния MCV на уровни гемоглобина / гематокрита может привести к потенциальным ошибкам в интерпретации анализов крови и неправильному диагнозу.

ВВЕДЕНИЕ

Гемоглобин (Hb), гематокрит (Hct) и эритроциты (RBC) исторически играли важную роль в морфологической классификации и диагностике анемий. Аналогичным образом, индексы эритроцитов (RBCI), такие как средний корпускулярный Hb (MCH, пикограммы на клетку), концентрация MCH (MCHC, граммы Hb на децилитр) и, особенно, средний корпускулярный объем (MCV), который определяет размер (объем) Не менее важны эритроциты при оценке анемии. 1 В то время как MCV представляет собой, пожалуй, наиболее ценный показатель в гематологической практике, 2 его точные эффекты на уровни Hct и Hb, особенно в случаях полицитемии, долгое время недооценивались и полностью игнорировались в клинической практике.Представлен иллюстративный случай. Этот отчет соответствует руководству CARE. 3

ДЕЛО

79-летний мужчина с хронической сердечной недостаточностью, фибрилляцией предсердий, раком мочевого пузыря, поясничным спондилезом, подагрой и депрессией был направлен для оценки повышенного Hb и Hct (Таблица 1). Его уровни Hb и Hct колебались в течение двухлетнего периода от 17,4 до 18,1 г / дл (референтный диапазон 13,0-17,0 г / дл) и от 52,7% до 54,4% (референтный диапазон 39% -51%), соответственно. .RBC варьировались от 4,28 до 5,03 × 10 12 на литр (контрольный диапазон, 4,10-5,70 × 10 12 на литр). На момент оценки ширина распределения эритроцитов у пациента составляла 12,8% (референсный диапазон 12,0-16,5%), а средний корпускулярный объем (MCV) был повышен до 110 мкл (контрольный диапазон 80-100 мкл). MCH составлял 36,3 пг Hb на клетку (контрольный диапазон, 27-31 пг на клетку), а MCHC составлял 33 г Hb на децилитр (контрольный диапазон, 31-37 г Hb на децилитр). У него было нормальное количество лейкоцитов — 4.5 × 10 9 на литр (контрольный диапазон, 3,7-11,1 × 10 9 на литр), нормальная разница и количество тромбоцитов 124 × 10 9 на литр (контрольный диапазон, 140-400 × 10 9 за литр). Количество ретикулоцитов составляло 1,72% (эталонный диапазон 0,70% -2,40%), абсолютное количество 80 × 10 9 на литр (контрольный диапазон, 25-115 × 10 9 на литр). Пациент никогда не курил, имел нормальное насыщение кислородом и никаких признаков заболевания легких или апноэ во сне. Дополнительные тесты были выполнены, но не подтвердили диагноз истинной полицитемии (ПВ).Спленомегалии не было, уровень эритропоэтина в норме, ген JAK2, V617F не был мутирован. Лечение пациента включало метопролол, клоназепам, гидрокодон, венлафаксин, тразодон, аллопуринол, тамсулозин и фуросемид.

Таблица 1. Хронология дела

У 79-летнего мужчины с хронической сердечной недостаточностью, фибрилляцией предсердий, раком мочевого пузыря, поясничным спондилезом, подагрой и депрессией, ничем не примечательным семейным и психосоциальным анамнезом был диагностирован долгосрочный макроцитоз и временный повышение гемоглобина и гематокрита свидетельствует о диагнозе истинная полицитемия.
Дата Резюме первичных и последующих посещений Диагностическое обследование (включая даты) Вмешательства
2000 Пациент с множественными медицинскими проблемами, у которого обнаружен пограничный макроцитоз (MCV, 100 мкл) и преходящая тромбоцитопения (136 × 10 9 на литр). Оценка макроцитоза с помощью биопсии костного мозга (19.01.01) не показала явных признаков миелодисплазии, нормальной цитогенетики и проточной цитометрии. Рекомендован полный мониторинг количества клеток крови без дальнейшего диагностического вмешательства.
2001-2015 Было отмечено постепенное увеличение MCV без изменений других параметров эритроцитов: 102 фл в 2006 г., 104 фл в 2009 г., 106 фл в 2013 г. и 110 фл в 2015 г. Несколько оценок, проведенных в течение многих лет, не смогли выяснить причину повышенного MCV (см. Текст). Параметры эритроцитов пациента наблюдались без лечения или каких-либо изменений в диете или образе жизни.
Лечение диуретиками при ХСН начато в 2015 г.
март 2016 г. — ноябрь 2017 г. Было выявлено бессимптомное повышение Hb и Hct в дополнение к макроцитозу. Тщательная оценка с помощью нескольких анализов крови и УЗИ селезенки (см. Текст) не смогла установить причину повышенного Hb и Hct. Была запрошена консультация гематолога по поводу неустановленной причины повышенного Hb / Hct.
ноя 2017 Первоначальная оценка медицинского, семейного и социального анамнеза пациента, принимаемых лекарств и медицинского осмотра гематологом не позволила выявить явную причину повышенного Hb / Hct. Был проведен всесторонний, продольный и сравнительный обзор количества эритроцитов и индексов эритроцитов. Причина повышенного Hb / Hct была идентифицирована как комбинированный эффект относительного повышения эритроцитов из-за использования диуретиков и повышенного MCV.Было рекомендовано отменить прием мочегонного средства.
2017-2019 После отмены диуретика количество эритроцитов у пациента вернулось к предыдущему исходному уровню с сопутствующей нормализацией Hb / Hct. Никаких дальнейших испытаний не рекомендовалось. Никаких дальнейших вмешательств рекомендовано не было.

CHF = застойная сердечная недостаточность; Hb = гемоглобин; Hct = гематокрит; MCV = средний корпускулярный объем; RBC = эритроцит.

Карты пациента показали, что его MCV медленно повышался на протяжении 20 лет. Следует отметить, что хотя MCV был повышен в течение всего периода наблюдения (таблица 2), увеличение общего Hb / Hct наблюдалось только за 2 года до оценки. В течение этого времени пациент получал петлевой диуретик, который после тщательного изучения вызвал увеличение его количества эритроцитов со среднего исходного уровня 4,54 × 10 12 на литр до применения диуретика до 4,79 × 10 12 на литр. во время лечения.Наблюдалась 18 месяцев. После прекращения приема диуретиков количество эритроцитов, оставаясь нормальным, снизилось до исходного уровня пациента с сопутствующей нормализацией Hb / Hct.

Таблица 2. Лабораторные показатели пациента

Лабораторные испытания Значения Диапазон значений
3,5 г до презентации (13.10.14) На момент регистрации аномального RBCI (15.09.16) На презентации (20.03.18) 1 год после предъявления (19.03.19)
RBC, × 10 12 / л 4.45 4,85 4,80 4,68 4,10–5,70
Hb, г / дл 15,9 17,8 17,4 16,6 13,0-17,0
Hct,% 46,7 53,3 52,7 50,7 39-51
MCV, фл 105 110 110 108 80-100
MCH, пг / ячейка 35.7 36,7 36,3 35,4 27-31
MCHC, г Hb / dL 34,0 33,3 33,0 32,7 31–37
Лейкоциты, × 10 9 / л 4,8 4,4 4,5 5,3 3,7-11,1
Тромбоциты, × 10 9 / л 161 137 124 141 140-400

Hb = гемоглобин; Hct = гематокрит; MCH = средний корпускулярный гемоглобин; MCHC = средняя концентрация корпускулярного гемоглобина; MCV = средний корпускулярный объем; RBCs = красные кровяные тельца; RBCI = показатели эритроцитов.

Причина увеличения MCV, хотя и не имеющая отношения к обсуждаемому вопросу, на протяжении многих лет устранялась с помощью обширных и повторяющихся диагностических процедур. За семнадцать лет до обращения пациента исследование костного мозга показало нормальный трехлинейный гемопоэз с умеренным относительным преобладанием эритроидов и очаговым умеренным повышением окрашивания ретикулином. Цитогенетические исследования были нормальными, а иммунофенотипирование в потоке не позволило выявить аномальные популяции клеток. Пациент не имел в анамнезе злоупотребления наркотиками или алкоголем, а также заболеваний почек, щитовидной железы или печени.У него был нормальный уровень тестостерона и липидный профиль [холестерин 4,73 ммоль на литр (референсный диапазон <5,17 ммоль на литр), триглицериды 1,74 ммоль на литр (референсный диапазон <5,63 ммоль на литр)] и не принимал никаких лекарств, которые, как известно, вызывают макроцитоз. Он не продемонстрировал никаких состояний, которые могут вызвать ложный макроцитоз, таких как холодовые агглютинины, моноклональные белки, гипергликемия или гиперлейкоцитоз. Диагноз пернициозной анемии неоднократно отклонялся на основании нормального уровня витамина B12 (и фолиевой кислоты) у пациента, отсутствия анемии и макроцитоза, сохраняющегося в течение 20 лет.

ОБСУЖДЕНИЕ

Причина повышенного Hb / Hct, лабораторное открытие, о котором идет речь, в данном случае была явно нетривиальной и требовала нетрадиционного подхода. Как отмечалось выше, повышение Hb / Hct у пациента происходило одновременно с макроцитозом (таблица 2). Вместе эти аномалии могут представлять собой клиническую проблему. Обычной причиной высокого уровня Hct является повышенное количество эритроцитов. 4 Поскольку это было нормальным явлением, длительное повышение MCV считалось соответствующим повышению уровня Hct у пациента.Действительно, высокий уровень Hct следует отнести к большому размеру RBC , как наглядно демонстрирует классическая формула Hct = RBC × MCV : чем выше MCV (больше размер RBC), тем выше Hct (и наоборот).

Любопытно, что этот факт, хотя и очевидный и справедливо подчеркнутый ранее, 5 полностью игнорировался и игнорировался на практике. Также важно отметить, что MCV влияет не только на Hct, но и на Hb. Фундаментальная связь между MCV и Hb была установлена ​​почти столетие назад 6 , но оставалась полностью скрытой.Эта связь была подтверждена в более позднем исследовании, в котором было показано, что MCV варьируется в строгой линейной зависимости от среднего содержания Hb и Hb в эритроцитах (MCH). 7 В результате в макроцитах содержится большее количество гемоглобина по сравнению с нормоцитами или микроцитами. Такое соответствие MCV с содержанием Hb в эритроцитах (MCH) является устойчивым благодаря практически постоянной концентрации Hb на RBC (MCHC) 7 (Таблица 2). Хотя эти результаты оказались важными для оценки анемии, ранее не было признано, что, внося свой вклад в общий уровень Hb / Hct, MCV может иметь клиническое значение в случаях повышенного Hb / Hct.

Повышение MCV было не единственным фактором, который вызвал повышение Hb / Hct в этом случае. Было установлено, что лечение петлевым диуретиком в течение 2 лет вызывало хроническое обезвоживание, приводящее к относительному повышению эритроцитов. Последнее в сочетании с повышенным MCV заставляло уровни Hb / Hct подниматься выше нормального диапазона и маскировало истинную полицитемию (PV). Стоит отметить, что, хотя классификация PV по классификации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) определяет эритроцитоз с высоким уровнем Hb / Hct, 8 этот случай подтверждает, что последний не может быть надежным суррогатным маркером абсолютного эритроцитоза. 9

Хотя этиология повышенного MCV представляет собой отдельный вопрос и является второстепенным по отношению к его влиянию на Hb / Hct, в данном случае это представляло особый интерес. Макроцитоз такой продолжительности наблюдается редко. Кроме того, его причину по-прежнему трудно определить, несмотря на обширные и повторяющиеся диагностические процедуры на протяжении многих лет. Вероятность нормального варианта или генетической предрасположенности 10,11 оказалась низкой, поскольку макроцитоз развивался с течением времени. Приобретенный миелодиспластический синдром, однако, оставался вероятной причиной макроцитоза, несмотря на его чрезвычайно длительный период времени. 10

Настоящий случай иллюстрирует общий сценарий того, как повышенный уровень MCV может способствовать высоким уровням Hb / Hct, но для его решения требуется осведомленность и клиническая проницательность. Хотя описанный модифицирующий эффект MCV может иметь небольшое клиническое значение, будучи кратковременным, в этом случае он вызвал длительную диагностическую дилемму. Такая неуловимая динамика параметров эритроцитов обычно не воспринимается как важная, но они являются обычным явлением и сильно недооцениваются. Поскольку макроцитоз часто встречается на практике и поскольку количество эритроцитов имеет тенденцию колебаться по разным причинам, их совместное влияние на Hb / Hct клинически более выражено, чем принято считать.Фактически, даже незначительные тенденции к повышению или снижению показателей MCV могут оказывать клинически значимое влияние на Hb / Hct.

Поскольку RBCI стали легко доступны с автоматическими счетчиками клеток, их точная оценка имеет первостепенное значение, особенно в подобных случаях, и требует исключения ложных показаний из-за ложного макроцитоза (SM) и / или ложного эритроцитоза. Как упоминалось ранее, потенциальные причины СМ, такие как скопление эритроцитов (холодовые агглютинины или моноклональные белки), набухание эритроцитов (разведение образца крови из-за гипергликемии), 12 и повышенная мутность крови (гиперлейкоцитоз) 13 были исключены.В большинстве случаев простой анализ мазка периферической крови может надежно идентифицировать СМ. Ложный эритроцитоз может быть вызван гемоконцентрацией из-за ожогов, рвоты, диареи или диуретиков, как в этом случае. Подробный анамнез обычно позволяет определить причину ложного эритроцитоза, что устраняет необходимость в дорогостоящих измерениях массы эритроцитов с помощью радиоизотопных исследований. Одним из ограничений этого случая является то, что макроцитоз остается не полностью объясненным даже после исключения всех возможных причин.С другой стороны, если бы не стойкий макроцитоз, давно скрытая причина повышения Hb / Hct могла быть упущена из виду.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Существенная связь между размером (объемом) эритроцитов и содержанием гемоглобина в эритроцитах, несмотря на его широкое клиническое применение, игнорировалась почти столетие. Этот случай своевременно подчеркивает тот факт, что макроциты, в силу их большего объема, показывают более высокое содержание Hb на клетку, чем нормоциты, и, как результат, вносят свой вклад в общие более высокие показания Hb / Hct.Кроме того, этот случай демонстрирует, что макроцитоз способен повышать Hb / Hct выше нормального диапазона даже при отсутствии эритроцитоза (повышенное количество эритроцитов). Поскольку описанный эффект имеет огромное значение в клинической практике, терапевты и гематологи должны помнить о MCV в каждом случае аномально высокого Hb / Hct, которое может вызвать потенциальные ошибки в интерпретации анализов крови, неправильную диагностику PV и необоснованные и дорогостоящие проработка.

Заявление о раскрытии информации

Автор (ы) не имеет конфликта интересов, о котором следует сообщать.

Финансирование

Финансирование этого исследования не предоставлялось.

Благодарности

Кэтлин Лауден, ELS, Louden Health Communications выполнила редактирование первичной копии.

Принадлежность к автору

1 Отделение онкологии, Медицинский центр Kaiser Permanente Сан-Хосе, Сан-Хосе, Калифорния

Автор, ответственный за переписку

Яворковский Леонид Львович, доктор медицинских наук ([email protected])

Авторские взносы

Леонид Яворковский, доктор медицинских наук, полностью внес вклад в это исследование, включая выявление случая и написание рукописи.

Заявление об этике

Пациент дал письменное информированное согласие на публикацию своего случая.

Сокращения

Hb, гемоглобин; Hct, гематокрит; JAK2, тирозинкиназа Janus kinase 2; MCH, средний корпускулярный гемоглобин; MCHC, средняя концентрация корпускулярного гемоглобина; MCV, средний корпускулярный объем; PV — истинная полицитемия; Эритроциты, эритроциты; RBCI, показатели эритроцитов; SM, ложный макроцитоз

Список литературы

1.Винтроб ММ. Классификация анемий на основе различий в размере и содержании гемоглобина в красных телец. (Proc Soc Exp Biol Med) 1930 Jun; 27 (9): 1071-3. DOI: https://doi.org/10.3181/00379727-27-5119

2. Дэвидсон Р.Дж., Гамильтон П.Дж. Высокий средний объем эритроцитов: частота и значение в рутинной гематологии. J Clin Pathol 1978 May; 31 (5): 493-8. DOI: https://doi.org/10.1136/jcp.31.5.493, PMID: 649776

3. Райли Д.С., Барбер М.С., Кинл Г.С. и др. Руководство CARE для отчетов о случаях: Пояснение и подробный документ.J Clin Epidemiol 2017 сентябрь; 89: 218-35. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclinepi.2017.04.026

4. Billett HH. Гемоглобин и гематокрит. В кн .: Клинические методы: история, физикальные и лабораторные обследования. Уокер Х. К., Холл В. Д., Херст Дж. В., редакторы. 3-е изд. Бостон: Баттервортс; 1990; Глава 151. PMID: 21250102.

5. Дойг К., Чжан Б. Методический подход к интерпретации параметров эритроцитов в общем анализе крови. Clin Lab Sci 2017 Июль; 30 (3): 173-85. DOI: https: // doi.org / 10.29074 / ascls.30.3.173

6. Haden RL. Клиническое значение объема и содержания гемоглобина в эритроцитах. Arch Intern Med 1932 Jun; 49 (6): 1032-57. DOI: https://doi.org/10.1001/archinte.1932.00150130155013

7. Фишер С.Л., Фишер С.П. Средний корпускулярный объем. Arch Intern Med, 1983, февраль; 143 (2): 282-3. DOI: https://doi.org/10.1001/archinte.1983.00350020108020

8. Арбер Д.А., Орази А., Хассерджян Р. и др. Пересмотр в 2016 г. классификации миелоидных новообразований и острого лейкоза Всемирной организации здравоохранения.Кровь 2016 Май; 127 (20): 2391-405. DOI: https://doi.org/10.1182/blood-2016-03-643544, PMID: 27069254

9. Johansson PL, Safai-Kutti S, Kutti J. Повышенная концентрация венозного гемоглобина не может использоваться в качестве суррогатного маркера абсолютного эритроцитоза: исследование пациентов с истинной полицитемией и явной полицитемией. Br J Haematol 2005 июн; 129 (5): 701-5. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2141.2005.05517.x, PMID: 15916693

10. Валент П., Йегер Э., Миттербауэр-Хохенданнер Г. и др.Идиопатическая дисплазия костного мозга неизвестной значимости (IDUS): определение, патогенез, наблюдение и прогноз. Am J Cancer Res 2011; 1 (4): 531-41, PMID: 21984971.

11. Сечи Л.А., Де Карли С., Катена С., Зингаро Л., Бартоли Э. Доброкачественный семейный макроцитоз. Clin Lab Haematol 1996 Mar; 18 (1): 41-3. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2257.1996.tb00736.x, PMID: 03

12. ван Дуйнховен Х.Л., Трескес М. Заметное вмешательство гипергликемии в измерения среднего (эритроцитарного) объема анализаторами Technicon H.Clin Chem, 1996, январь; 42 (1): 76-80. DOI: https://doi.org/10.1093/clinchem/42.1.76, PMID: 8565238

13. Фрэнсис Д.А., Фрэнсис Дж.Л., Роат О.С. Улучшенная оценка показателей гемоглобина и эритроцитов в образцах крови с высоким содержанием лейкоцитов. Med Lab Sci 1985 июл; 42 (3): 285-6, PMID: 4046772.

Ключевые слова: клинический случай, гемоглобин, макроцитоз, средний корпускулярный объем

Более высокий уровень гемоглобина является независимым фактором риска неблагоприятного метаболизма и более высокой смертности в течение 20-летнего периода наблюдения

Исследуемая популяция

OPERA (Проект Оулу по выяснению риска атеросклероза) — это эпидемиологическое когортное исследование, направленное на устранение факторов риска и клинические конечные точки сердечно-сосудистых заболеваний.Субъекты исследования были случайным образом отобраны между 1990 и 1993 годами как лица среднего возраста, принимающие лекарственные препараты с гипертензией, и их контрольные субъекты, соответствующие возрасту и полу, в возрасте 40–59 лет (таблица S1, рисунок S1). Участники были опрошены, обследованы и протестированы в нашей исследовательской лаборатории. Смертность и госпитальные события в общей сложности у 1045 пациентов отслеживались до 2014 года. Из 813 выживших 600 (62–83 года) прошли последующее обследование в период с 2013 по 2014 год (Рисунок S1).

Критериями включения в настоящее исследование были уровни гемоглобина в пределах финских референсных значений (117–155 г / л для женщин и 134–167 г / л для мужчин).Финские референсные значения Hb представляют собой коррелированный с возрастом референсный диапазон 2,5–97,5% Hb, определенный Финской национальной рабочей группой для базовых референтных интервалов анализа крови 26 . Критериям включения соответствовали 967 из 1045 субъектов. Из 967 субъектов наблюдения прошли 558 человек. Из 409 субъектов, не прошедших последующее наблюдение, 213. Из 213 смертей 70 были классифицированы как связанные с сердечно-сосудистыми заболеваниями. За время наблюдения был зарегистрирован 231 случай сердечно-сосудистых заболеваний со смертельным или нефатальным исходом (Рисунок S1).

Исследуемая популяция сначала была разделена на четыре квартиля по полу в соответствии с исходными уровнями гемоглобина (рисунок S1). Затем соответствующие квартили гемоглобина, зависящие от пола, были объединены, чтобы сформировать четыре квартиля гемоглобина (1–4 квартили, где 1 — самый низкий, а 4 — самый высокий), каждый из которых состоял из соответствующих зависящих от пола квартилей гемоглобина для обоих полов (Рисунок S1) .

Исследование было проведено в соответствии с принципами Хельсинкской декларации и одобрено этическим комитетом медицинского факультета Университета Оулу.Письменное информированное согласие было получено от каждого участника.

Клинические измерения

Бремя курения в течение всей жизни было определено как количество выкуриваемых сигарет в год (1 пачка в год = 20 выкуриваемых сигарет в день в течение 1 года) и было получено из анкеты. Потребление алкоголя было получено из анкеты по количеству стандартных напитков в неделю, которое было преобразовано в г / неделю. Физическая активность оценивалась с помощью стандартизированного опросника о состоянии здоровья, охватывающего физическую активность, с использованием метода, описанного Grimby 27 .Физическая активность определялась как отсутствие физической активности, легкая, умеренная или тяжелая физическая активность. Пользователи лекарств от липидов и артериального давления определялись на основании историй болезни пациентов. На основании анамнеза заболевания легких классифицировались как астма, хроническая обструктивная болезнь легких или любое другое заболевание легких.

Измерения артериального давления (артериального давления) проводились с помощью автоматического осциллометрического регистратора артериального давления (Dinamap, Critikon Ltd., Ascot, UK) в соответствии с рекомендациями Американского общества гипертонии 28 .ПД в состоянии покоя измеряли три раза с интервалами в 1 минуту на правой руке после того, как субъект сидел не менее 5 минут. Использовали среднее значение второго и третьего измерения п.н. Амбулаторные измерения артериального давления (АД) получали с помощью полностью автоматического неинвазивного осциллометрического прибора SpaceLabs (SpaceLabs Inc., Редмонд, Вашингтон). Измерения проводились каждые 15 минут с 04:00 до 12:00 и каждые 20 минут с 12:00 до 04:00. Точность и воспроизводимость показаний АД, полученных с помощью этого устройства, ранее были согласованы Британским обществом по гипертонии и Ассоциацией США по развитию медицинского оборудования 29 .Сходство (разница <5 мм рт. Ст.) Между четырьмя измерениями АД SpaceLabs и четырьмя аускультативными измерениями с использованием Y-образного соединителя требовалось для обеспечения правильного позиционирования манжеты. Испытуемым было предложено расслабить руки во время измерения. Значения систолического АД ≤ 70 мм рт. Ст. Или ≥ 250 мм рт. Ст., Значения диастолического АД ≤ 40 мм рт. Ст. Или ≥ 150 мм рт. Ст. И частота сердечных сокращений ≤ 40 или ≥ 150 уд / мин автоматически исключались из анализа. На основании этих критериев менее 3% измерений п.н. были исключены как артефакты 30 .

Индекс массы тела (ИМТ) рассчитывался как вес (кг), разделенный на квадрат роста (м 2 ). Рост измеряли с точностью до сантиметра (см) без обуви, используя ростометр и скользящий горизонтальный головной убор, который регулировали так, чтобы он опирался на макушку. Вес измеряли с точностью до 0,1 кг, когда субъект носил только легкое нижнее белье без обуви, с использованием персональных весов SECA, калибруемых ежегодно и используемых для независимого медицинского взвешивания и измерения. Окружность талии и бедер измеряли с помощью рулетки с точностью до нуля.1 см и соотношение талии и бедер были рассчитаны на основе этих значений. Все измерения проводились одними и теми же специально обученными медсестрами.

Определение ожирения печени было основано на контрасте печени и почек, измеренном с помощью УЗИ одним обученным радиологом (Маркку Пяйвансало) с большим опытом проведения ультразвуковых исследований брюшной полости. Ультразвуковые исследования проводили с использованием ультразвуковой системы Toshiba SSA 270 (Toshiba Corp., Токио, Япония) с частотой сканирования 5 МГц.Вся процедура сканирования была записана на видео с помощью кассетного видеомагнитофона Super-VHS (Panasonic Corp., Осака, Япония), а видеозаписи были проанализированы позже. Степень тяжести стеатоза печени была основана на яркости печени при ультразвуковом сканировании и была разделена на три группы от 0 до 2 (0 = нормальная яркость, указывающая на нежирную печень, 1 = средняя яркость, умеренное содержание липидов и 2 = отчетливо яркий, высокое содержание липидов и жирная печень). Здесь мы сравнили субъектов с нормальной яркостью печени (группа 0) с пациентами с ожирением печени (= объединенные группы 1 и 2) 31 .Рукопись не содержит информации или изображений, которые могли бы привести к идентификации участника исследования.

Лабораторные анализы

Образцы крови были проанализированы в NordLab Oulu (прежнее название Университетская больница Оулу, лаборатория), испытательной лаборатории (T113), аккредитованной Финской службой аккредитации (FINAS) (EN ISO 15189). Уровни гемоглобина в крови определяли методом лаурилсульфата натрия (SLS), а лейкоциты крови — методом флуоресцентной проточной цитометрии (FFC).

Фракцию липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП) отделяли от плазмы ультрацентрифугированием при 10500 × g в течение 18 часов.Концентрацию холестерина липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) в плазме крови измеряли путем смешивания 0,5 мл фракции, не содержащей ЛПОНП, с 25 мл 2,8% (вес / объем) гепарина и 25 мл 2 М хлорида марганца и измерения концентрации холестерина в надосадочной жидкости. после центрифугирования при 1000 × g и 4 ° C в течение 30 мин. Концентрацию холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) рассчитывали путем вычитания концентрации холестерина в ЛПВП из концентрации холестерина во фракции, не содержащей ЛПОНП.

Концентрации глюкозы натощак измеряли с помощью метода дегидрогеназы глюкозы (Diagnostica, Merck, Дармштадт, Германия), а уровни инсулина в сыворотке крови с помощью иммуноферментного анализа с двумя участками (AIA-PACK IRI, Tosoh Corp., Токио, Япония). HOMA-IR рассчитывали по уравнению (инсулин натощак (мЕ / мл) x глюкоза натощак (ммоль / л) / 22,5). Пероральный тест на толерантность к глюкозе (OGTT) выполняли утром после 12-часового голодания сразу после взятия крови натощак. Нормальная толерантность к глюкозе, нарушение глюкозы натощак (IFG), нарушение толерантности к глюкозе (IGT) и СД2 определялись в соответствии с критериями Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 32 . Значения площади под кривой (AUC) для глюкозы и инсулина определялись как интегрированные временные точки от 0 до 2 часов в OGTT.

Высокочувствительный C-реактивный белок (hsCRP) анализировали с использованием коммерчески доступных наборов для твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA) (Diagnostic Systems Laboratories, Webster, TX), как описано перед 33 .

Концентрацию лептина в плазме натощак оценивали с помощью коммерческого радиоиммуноанализа на двойные антитела (RIA) (Human Leptin RIA Kit; Linco Research, Inc., Сент-Чарльз, Миссури). Концентрации адипонектина в плазме измеряли с помощью ELISA, разработанного в нашей лаборатории, подробно описанного ранее 34 .На исходном уровне концентрацию общего грелина в плазме определяли с помощью коммерческого набора для РИА (Phoenix Pharmaceuticals, Белмонт, Калифорния, США), а при последующем наблюдении — с помощью коммерческого набора для ELISA (EZGRT-89 K Human Ghrelin ELISA, Merck / MilliporeSigma, Burlington, США). Миссури, США). Было установлено, что корреляция между этими двумя методами определения общей концентрации грелина очень сильная 35 .

Уровни аланинаминотрансферазы (АЛТ) измеряли рекомендованным методом в соответствии с Европейским комитетом по клиническим лабораторным стандартам, как описано ранее. 36 .

Классификация исходов

Информация о причинах смерти и событиях, приведших к госпитализации, была получена из Регистра причин смерти Финляндии и Регистра выписки из больниц. Диагнозы были классифицированы в соответствии с Международной классификацией болезней (МКБ), восьмой редакцией (МКБ-8) или девятой редакцией (МКБ-9) до 1994 года и десятой редакцией (МКБ-10) после этого. Ишемическая болезнь сердца (ИБС) определялась как диагнозы I20, I21, I22 [МКБ-10] и 410, 4110 [МКБ-8/9], аортокоронарное шунтирование или коронарная ангиопластика — как I20 – I25, I46, R96, R98 [ МКБ-10] и 410–414, 798 (не 7980A) [МКБ-8/9] как причины смерти.Сердечно-сосудистые заболевания были определены как ИБС или инсульт, который включал I61, I63 (не I636), I64 [ICD-10] и 431, 4330A, 4331A, 4339A, 4340A, 4341A, 4349A, 436 [ICD-9] или 431 (за исключением 43101, 43191), 433, 434, 436 [ICD-8] согласно критериям FINRISK 37 .

Статистические методы

Непрерывные переменные были представлены в виде средних значений, а категориальные — в виде процентов. Коэффициент корреляции Пирсона был определен между Hb и метаболическими переменными, чтобы линейно оценить их связь на исходном уровне и в последующем.Различия между квартилями Hb (основная независимая переменная) и антропометрическими и метаболическими переменными (исход) на исходном уровне и в последующем были рассчитаны с использованием общей линейной модели (GLM). Чтобы внести поправку на возможные мешающие факторы, курение, потребление алкоголя и ИМТ были включены в качестве объясняющих переменных для сравнений квартилей Hb. Статистическая значимость между квартилями Hb на исходном уровне и в последующем, а также для развития нарушения метаболизма глюкозы была проверена с использованием дисперсионного анализа для непрерывных переменных и критерия хи-квадрат для категориальных переменных.Для определения статистической значимости употребления алкоголя и курения использовался тест Краскала-Уоллиса. Для анализа нарушения метаболизма глюкозы возраст и пол были дополнительно включены в качестве ковариант. Значение p ≤ 0,05 считалось статистически значимым. p Значения <0,0001 не были указаны как точные значения.

Риск ожирения печени в соответствии с исходными уровнями гемоглобина оценивался с помощью модели многомерной логистической регрессии. Модель включала следующие ковариаты: возраст, пол, ИМТ, физическая активность, потребление алкоголя, курение, холестерин ЛПНП, холестерин ЛПВП и липидные препараты.

Вероятность выживания общей и связанной с сердечно-сосудистыми заболеваниями смертности и событий сердечно-сосудистых заболеваний оценивалась с использованием кривых выживаемости Каплана – Мейера для квартилей Hb и квартилей Hb, зависящих от пола. Статистическая значимость кривых выживаемости Каплана-Мейера рассчитывалась с использованием критерия лог-ранга. Модель пропорциональных рисков Кокса использовалась для оценки связи между уровнями гемоглобина и сердечно-сосудистыми событиями, смертностью, связанной с сердечно-сосудистыми заболеваниями, и общей смертностью, соответственно. Модели регрессии включали квартили гемоглобина, возраст, пол, курение, потребление алкоголя, ИМТ, систолическое и диастолическое АД, лечение АД, холестерин ЛПНП и ЛПВП и липидные препараты.Физическая активность не была включена в анализ смертности из-за большого отклонения и полного разделения в регрессионной модели. Расчет человеко-лет для событий на 100 человеко-лет был использован для дальнейшей обработки данных о смертности и сердечно-сосудистых событиях.

Статистический анализ был рассчитан с использованием IBM SPSS statistics версии 25.0 (IBM Corp, Армонк, Нью-Йорк).

Диагностика или исключение истинной полицитемии у пациентов с эритроцитозом — гематология и онкология

H&O Как определяется эритроцитоз?

JP Эритроцитоз — это присутствие слишком большого количества красных кровяных телец.Для диагностики эритроцитоза в образце крови используется несколько различных параметров: количество эритроцитов, гематокрит и концентрация гемоглобина. Поскольку производство эритроцитов определяется количеством кислорода, доставленного в ткани, имеет смысл использовать в первую очередь наиболее физиологически значимый параметр, то есть концентрацию гемоглобина. Концентрация гемоглобина в большинстве регионов США колеблется от 12 до 16 г / дл у здоровых женщин европейского происхождения и от 14 до 18 г / дл у здоровых мужчин европейского происхождения.У здоровых афроамериканцев этот диапазон немного ниже, отчасти из-за высокой распространенности признака а-талассемии в этой популяции, которая приближается к 30%.

H&O Как определяется полицитемия?

JP Полицитемия — общий термин, обозначающий присутствие слишком большого количества клеток крови. Эритроцитов намного больше, чем лейкоцитов и тромбоцитов, поэтому этот термин фактически является синонимом эритроцитоз . Пока не было достигнуто консенсуса относительно использования, и в каждом случае используется термин «эритроцитоз », «» или «полицитемия », «», как это было первоначально описано, то есть истинная полицитемия, эритроцитоз после трансплантации почки, чувашская полицитемия и т. Д.

Полицитемия может быть классифицирована как первичная, при которой предшественники эритроида являются гиперпролиферативными по своей природе, или как полицитемия in vitro, при которой предшественники могут расти без эритропоэтина или при концентрации эритропоэтина ниже нормы.

Первичные полицитемии включают истинную полицитемию , которая является хроническим лейкозоподобным состоянием, и первичную семейную и врожденную полицитемию , которая возникает из-за мутации в зародышевой линии рецептора эритропоэтина, повышающего функциональность.Истинная полицитемия приобретается, тогда как первичная семейная и врожденная полицитемия передается по наследству.

Напротив, вторичный эритроцитоз или полицитемия вызывается циркулирующими факторами, стимулирующими эритропоэз, обычно эритропоэтином. Вторичный эритроцитоз может быть результатом курения, болезней сердца или легких, большой высоты или дополнительного тестостерона. Альтернативно, это может быть унаследовано, вызвано мутациями в генах чувствительного к гипоксии пути или вариантами гемоглобина с высоким сродством гемоглобина к кислороду.При ложной полицитемии масса эритроцитов в организме нормальная, но уровень в плазме снижен. Сопутствующие этому высокая концентрация гемоглобина и гематокрита создают ложное впечатление, что присутствует слишком много эритроцитов. Такая ситуация обычно возникает, когда человек обезвоживается и объем плазмы уменьшается. Одной из форм ложной полицитемии является синдром Гайсбека, который встречается в основном у мужчин с ожирением. Существует множество теорий относительно причин синдрома Гайсбека, но окончательно они не установлены.

H&O Как гематологи определяют наличие эритроцитоза у конкретного пациента?

JP Измерения, которые мы обычно используем для определения наличия полицитемии, ограничены тем фактом, что мы берем только небольшой образец крови. Из этого единственного образца мы можем измерить следующее: (1) относительные пропорции кровяных телец (в основном эритроцитов) и плазмы, то есть гематокрит; (2) концентрация гемоглобина в крови; и (3) количество красных кровяных телец.Однако мы не можем узнать из этих измерений, сколько эритроцитов находится в организме в целом. Методика измерения количества эритроцитов в организме, которая обычно использовалась ранее в моей карьере, включала взятие образца крови и добавление радиоактивного маркера к эритроцитам и отдельного маркера в плазму (меченый альбумин), таким образом маркируя оба этих компонентов крови. После манипуляций in vitro образец крови вводили обратно в тело пациента. По степени разбавления двух маркеров мы могли рассчитать массу эритроцитов и объем плазмы на килограмм веса тела, что позволило нам различать истинную полицитемию и ложную полицитемию.Процедура также позволила нам выявить скрытую полицитемию, при которой присутствует повышенная масса эритроцитов, но она разбавляется в крови за счет сопутствующего увеличения плазмы. Этот метод дал более точную информацию, чем доступные в настоящее время тесты, но, к сожалению, он больше не широко доступен в Соединенных Штатах.

Когда я вижу пациента с повышенным гемоглобином, моим следующим шагом является сбор медицинского и семейного анамнеза. Чтобы дифференцировать приобретенную и врожденную полицитемию, а также спорадическую и семейную полицитемию, требуется трудоемкая оценка.Ситуация усложняется тем, что истинная полицитемия всегда приобретается в результате соматической мутации, но хорошо задокументированные группы случаев истинной полицитемии в семьях действительно существуют. В некоторых случаях у пациента с истинной полицитемией могут быть некоторые родственники с таким же заболеванием и другие родственники с родственными, но разными миелопролиферативными заболеваниями, такими как эссенциальная тромбоцитемия или первичный миелофиброз, но все условия являются приобретенными, а не врожденными. Это открытие предполагает существование еще не определенной семейной генетической предрасположенности к соматическим мутациям, которые приводят к развитию этих расстройств.

H&O Каковы симптомы эритроцитоза?

JP Симптомы сильно различаются в зависимости от причины. Эритроцитоз может не вызывать никаких симптомов или быть очень симптоматичным и вредным для здоровья. Симптомы истинной полицитемии могут присутствовать или отсутствовать. Когда они возникают, они довольно специфичны и включают аквагенный зуд, эритромелалгию, симптомы артериальных или венозных тромбозов и подагру. Кроме того, риск трансформации в миелофиброз у пациентов с истинной полицитемией составляет примерно 15%; в таких случаях они проявляются утомляемостью, болями в костях, потоотделением и симптомами спленомегалии, такими как раннее насыщение и / или боль в селезенке.Риск трансформации в острый лейкоз ниже, от 3% до 5%, и в этом случае симптомы такие же, как и при любом остром лейкозе.

Другой набор симптомов наблюдается у пациентов с повышенным количеством эритроцитов из-за лежащей в основе феохромоцитомы, мозжечковой или офтальмологической гемангиобластомы или рака почек; у этих пациентов наблюдаются опухолеспецифические симптомы, отличные от симптомов эритроцитоза. Резекция опухоли может решить эту проблему.

Симптомы других полицитемий / эритроцитозов неспецифичны, у большинства пациентов с повышенным количеством эритроцитов симптомы отсутствуют.Редкие пациенты могут иметь такие симптомы, как усталость и головные боли в результате повышенной вязкости; эти симптомы должны исчезнуть с помощью флеботомии.

Сгустки крови являются основным осложнением у пациентов с истинной полицитемией, а сгустки крови еще чаще встречаются у пациентов с чувашской полицитемией. Распространенная догма гласит, что высокий гематокрит является причиной загустения крови и образования тромбов, но я скептически отношусь к тому, что это основная причина. Нет никаких доказательств того, что высокий гематокрит вреден и является прямой причиной тромбоза; кроме того, многие состояния, которые приводят к очень высокому гематокриту, не связаны с тромбозами.К ним относятся комплекс Эйзенменгера, эритроцитоз, вызванный тестостероном, и эритроцитоз, возникающий в результате высокого сродства гемоглобина к кислороду. Сейчас все больше данных указывает на то, что другие факторы истинной полицитемии и чувашской полицитемии способствуют образованию тромбов. Лучшим параметром отдельных клеток крови, который коррелирует с тромбозом при истинной полицитемии, является количество лейкоцитов.

H&O Как гематологи определяют причину эритроцитоза у конкретного пациента?

JP Первый шаг — определить, как долго пациент страдает этим заболеванием.Возникновение эритроцитов в детстве? Если это так, скорее всего, это врожденное заболевание. Конечно, часто невозможно определить, как долго сохраняется повышение, потому что может случиться так, что уровень гемоглобина пациента проверяется впервые в зрелом возрасте.

Следующий шаг — обратиться к семейному анамнезу. Если эритроцитоз поражает только одного из родителей пациента и примерно половину братьев и сестер пациента, заболевание, скорее всего, передается по доминантному наследству. Если ни один из родителей не затронут, но у пациента есть несколько братьев и сестер, и примерно половина братьев и сестер страдают, состояние, вероятно, является аутосомно-рецессивным.Эта информация помогает сузить диагноз.

В случае приобретенного эритроцитоза я сначала внимательно изучаю легочную функцию. Присутствует ли заболевание легких? Пациент курит? Мы измеряем газы артериальной крови и количество кислорода, связанного с гемоглобином. Мы также измеряем карбоксигемоглобин, потому что даже некурящие могут иметь повышенный уровень окиси углерода, если у них есть гараж, загрязненный выхлопными газами автомобилей, или оборудование, загрязненное угарным газом.Другой формой гемоглобина является метгемоглобин, в котором железо находится в трехвалентном состоянии, а не в нормальном двухвалентном состоянии; метгемоглобин не доставляет кислород к тканям. Метгемоглобинемия может быть как врожденной, так и приобретенной. И карбоксигемоглобин, и метгемоглобин настолько прочно связывают кислород, что бесполезны в качестве переносчиков кислорода. Все эти условия либо подтверждаются, либо исключаются анализом газов артериальной крови. Однако истинная полицитемия может развиться даже у курильщика с легочной гипоксией и карбоксигемоглобинемией.Если врач сомневается, наличие мутации JAK2 подтверждает диагноз сосуществующей истинной полицитемии.

Если я могу исключить артериальную гипоксию, повышенный уровень монооксида углерода и метгемоглобинемию, я измеряю уровень эритропоэтина. Обычно он низкий при истинной полицитемии и еще ниже при первичной семейной и врожденной полицитемии. Если уровень эритропоэтина высок или не соответствует норме при высокой концентрации гемоглобина, у пациента может быть опухоль, вырабатывающая эритропоэтин, или нарушение, при котором кровоснабжение ткани почек недостаточное и ткань начинает вырабатывать эритропоэтин.

Если у субъекта есть наследственное заболевание, возможно, что пациент родился с аномальным гемоглобином, который слишком сильно связывает кислород, или, что еще реже, с низким уровнем 2,3-дифосфоглицерата (DPG) в эритроцитах в результате врожденного нарушения синтеза 2,3-ДПГ. Поскольку из гемоглобина в ткани выделяется меньше кислорода, организм компенсирует недостаток кислорода за счет увеличения эритропоэза до тех пор, пока в ткани не будет доставлено достаточное количество кислорода. Флеботомия у этих пациентов контрпродуктивна, неизбежно вызывает дефицит железа и еще больше повышает уровень эритропоэтина.Тест на выявление врожденных форм эритроцитоза — измерение кривой диссоциации гемоглобина и кислорода. Если эта кривая смещена влево (низкий P 50 ), у пациента имеется мутант гемоглобина с высоким сродством к кислороду; если он смещен вправо (высокий P 50 ), у пациента имеется мутант гемоглобина с низким сродством к кислороду, и концентрация гемоглобина может быть снижена. Если прибор для измерения кривой диссоциации гемоглобина и кислорода недоступен, можно оценить сродство гемоглобина к кислороду путем измерения парциального давления кислорода, насыщения гемоглобина кислородом и pH газов венозной крови, а не газов артериальной крови.

Другими причинами врожденного эритроцитоза с повышенным или несоответствующим нормальным уровнем эритропоэтина являются наследственные нарушения восприятия гипоксии, при которых мутация индуцируемого гипоксией пути, регулирующего выработку эритропоэтина, вызывает в организме увеличение выработки эритроцитов. Факторы, индуцируемые гипоксией (HIF; две наиболее изученные изоформы — HIF-1 и HIF-2) являются основными факторами транскрипции, которые регулируют несколько генов, включая ген эритропоэтина. Пациенты с повышенным уровнем HIF вырабатывают слишком много эритропоэтина, что приводит к выработке слишком большого количества эритроцитов.Увеличение HIF может быть вызвано мутациями в результате потери функции негативных регуляторов HIF. Результатом является чувашская полицитемия, вызванная изменением в гене фон Хиппель-Линдау ( VHL ) или мутацией пролилгидроксилазы. Другие мутации связаны с усилением функции HIF-2a, основного регулятора выработки эритропоэтина.

H&O Теперь, когда у нас есть возможность измерять уровни эритропоэтина и тестировать на мутации JAK2 , врачам все еще нужно измерять объем эритроцитов и плазмы?

JP Я согласен с тем, что наличие теста на мутацию JAK2 позволяет быстро и точно диагностировать истинную полицитемию у большинства пациентов.Однако, как обсуждалось ранее, случайные случаи ложной полицитемии или скрытой полицитемии не могут быть диагностированы с помощью обычного подсчета клеток крови. Измерение объема эритроцитов и плазмы недоступно в большинстве медицинских центров США из-за того, что я считаю чрезмерным беспокойством по поводу радиоактивности. Испытание действительно требует использования радиоактивного хрома, но количество излучения очень мало — сравнимо с естественной радиоактивностью, которой подвергается человек во время длительного полета на самолете.

К счастью, быстрее и проще проверить мутации JAK2 , когда у пациентов повышенный уровень эритроцитов. Практически все пациенты с истинной полицитемией — примерно 99% — имеют эту соматическую мутацию, которая увеличивает выработку эритроцитов, а иногда также тромбоцитов и нейтрофилов.

H&O Известны ли какие-либо причины вторичной полицитемии, кроме большой высоты, курения, болезней сердца, болезней легких и тестостерона?

JP Раньше мы думали, что причиной было апноэ во сне, что имеет смысл, потому что тот, кто перестает дышать ночью, будет производить больше эритропоэтина — по крайней мере, теоретически.Однако данные не подтверждают эту ассоциацию. У некоторых пациентов после трансплантации почки развивается полицитемия, известная как посттрансплантационный эритроцитоз . У пациентов может развиться повышенный уровень кобальта и марганца или опухоли, выделяющие эритропоэтин. Некоторые пациенты тайно принимают допинг эритропоэтином.

H&O Лечите ли вы симптомы тяжелой недостаточности железа у пациентов с полицитемией после флеботомии?

JP Да, безусловно.У нас есть много доказательств того, что игнорирование дефицита железа — плохое лекарство. Гемоглобину требуется железо, как и мышцам, мозгу и всем другим тканям. Кроме того, железо необходимо для деградации HIF (железо является кофактором основных негативных регуляторов HIF, т.е. пролилгидроксилазы), и поэтому дефицит железа дополнительно увеличивает выработку эритропоэтина и эритропоэз. Если кого-то, у кого легочная гипертензия и слишком много эритроцитов в условиях высокогорья (хроническая горная болезнь), лечат флеботомией, мы создали дефицит железа и усугубили легочную гипертензию.Я считаю, что всегда использовать флеботомию для лечения всех форм полицитемии неправильно и даже вредно. Это может улучшить результаты лабораторных анализов, например уровень гемоглобина, что заставляет нас, врачей, чувствовать себя лучше, но плохо для пациентов. Если у пациента после флеботомии развивается симптоматический дефицит железа, мы можем решить это с помощью короткого курса перорального приема добавок железа, и у пациента обычно сразу же уменьшается утомляемость и улучшается качество жизни.Обычно я предпочитаю нормализовать количество клеток крови при истинной полицитемии с помощью гидроксимочевины или другого лечения. В настоящее время доступны 2 других варианта: пегилированный интерферон и ингибитор JAK2 руксолитиниб (Jakafi, Incyte). Не существует доказанной терапии врожденных нарушений чувствительности к гипоксии или высокого сродства гемоглобина к кислороду.

H&O Не могли бы вы объяснить механизмы чувашской полицитемии и чему нас научили эритропоэз?

JP Этот синдром был впервые описан среди людей азиатского происхождения, проживающих в европейской части России, в Чувашской Автономной Советской Социалистической Республике; однако он присутствует во всем мире, а еще одна эндемичная область — на итальянском острове Искья.Чувашская полицитемия вызывается мутацией зародышевой линии в гене VHL , который наследуется по аутосомно-рецессивному типу от обоих родителей. Это нарушение восприятия гипоксии, первое из описанных, является результатом мутации потери функции в негативном регуляторе HIF, гене VHL . HIF состоит из 2 субъединиц; либо HIF-1a, либо HIF-2a объединяется с HIF-b с образованием димера HIF-1 или HIF-2. Функционируют только интактные димеры HIF. В присутствии кислорода субъединицы HIF-a подвергаются пролилгидроксилированию под действием пролилгидроксилазы; Чтобы функционировать, этому ферменту необходимо присутствие железа, и он ингибируется кобальтом и марганцем.Гидроксилирование пролина в субъединицах HIF-a изменяет конфигурацию этих белков, которые затем связываются с белком фон Хиппеля-Линдау, что приводит к их убиквитинированию и быстрой протеасомной деградации. Таким образом, люди с чувашской полицитемией имеют врожденный дефект, приводящий к высокому уровню HIF и, следовательно, к выработке чрезмерного количества эритропоэтина.

Интересно, что другие мутации VHL вызывают синдром предрасположенности к опухоли, тогда как чувашская мутация VHL вызывает врожденную полицитемию, но не опухоли.Эта мутация не только приводит к очень высокому уровню HIF и увеличению эритропоэтина (вторичный эритроцитоз), но также вызывает гиперчувствительность предшественников эритроидов к эритропоэтину, что является признаком первичной полицитемии. Заболеваемость и смертность от чувашской полицитемии в основном связаны с учащением случаев тромбозов, которые не купируются и даже увеличиваются с помощью флеботомии; однако причина заключается не в высоком гематокрите, а в слишком большом количестве HIF, который нарушает регуляцию генов тромботического пути (протеин S, тканевой фактор, тромбоспондин 1 и, вероятно, другие).

По крайней мере, два других заболевания, помимо чувашской полицитемии, являются врожденными нарушениями восприятия гипоксии, вызванными мутацией HIF-2a (кодируемой геном EPAS1 ). Те же молекулярные и патофизиологические дефекты, связанные с унаследованной мутацией EGLN1 (кодирующей пролилгидроксилазу 2), также могут быть получены в результате отравления кобальтом и марганцем, а также дефицита железа. Эти условия блокируют активность пролилгидроксилазы и увеличивают HIF.

Раскрытие информации

Доктор Прчал не должен заявлять о конфликтах.

Предлагаемые чтения

Ang SO, Чен Х., Хирота К. и др. Нарушение кислородного гомеостаза лежит в основе врожденной чувашской полицитемии. Нат Генет . 2002; 32 (4): 614-621.

Арбер Д.А., Орази А., Хассерджян Р. и др. Пересмотр в 2016 г. классификации миелоидных новообразований и острого лейкоза Всемирной организации здравоохранения. Кровь. 2016; 127: 2391-2405.

Perrotta S, Nobili B, Ferraro M и др. Зависимая полицитемия фон Хиппеля-Линдау является эндемической на острове Искья: выявление нового кластера. Кровь . 2006; 107 (2): 514-519.

Пилли В.С., Датта А., Африн С., Каталано Д., Сабо Г., Маджумдер Р. Гипоксия подавляет экспрессию белка S. Кровь . 2018; 132 (4): 452-455.

Prchal JT, Prchal JF. Истинная полицитемия. Глава 84. В: Kaushansky K, Lichtman MA, Prchal JT, et al, eds. Гематология Вильямса . 9 изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw Hill Medical; 2015: 1291-1306.

Prchal JT. Первичный и вторичный эритроцитоз. Глава 57. В: Kaushansky K, Lichtman MA, Prchal JT, et al, eds. Гематология Вильямса . 9 изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw Hill Medical; 2015.

Ривз Б.Н., Сонг Дж., Ким С.Дж. и др. Повышенная регуляция тканевого фактора может способствовать тромбозу PV и ET. Документ представлен на: 60-м ежегодном собрании Американского общества гематологов; 1-4 декабря 2018 г .; Сан-Диего, Калифорния. Аннотация 2513.

Сергеева А, Мясникова Г, Шах Б.Н. и др. Проспективное исследование тромбоза и экспрессии тромбоспондина-1 при чувашской полицитемии. Гематология .2017; 102 (5): e166-e169.

Общий анализ крови: Национальные инструкции

Кого следует тестировать

Недавно прибывшие беженцы всех возрастов и национальностей.

Обнаружены потенциальные заболевания

A. Анемия

Анемия часто встречается у беженцев всех возрастов и национальностей. Распространенность анемии в отдельных группах вновь прибывшего населения колебалась от 19% среди африканских беженцев, переселяющихся в Австралию, до 37% среди беженцев из Юго-Восточной Азии, переселяющихся в Соединенные Штаты. 2 3 Анемия выявлена ​​у 12% из 1247 детей-беженцев

в Массачусетсе, с показателем 29% среди детей в возрасте до 2 лет. 4 Кроме того, исследование, проведенное в штате Мэн, показало, что 20% из 127 детей-беженцев страдали анемией на момент медицинского осмотра вновь прибывших. 5

Анемия может быть результатом широкого спектра болезненных процессов. Общие причины анемии среди беженцев включают дефицит железа, наследственные гематологические аномалии (например, талассемии, гемоглобинопатии, ферментные дефекты) и инфекционные заболевания (например, талассемии, гемоглобинопатии).г., малярия, кишечные паразитозы). Конечная причина часто бывает многофакторной; 6 Следовательно, врачу необходимо учитывать несколько состояний при обнаружении анемии. Полная оценка анемии у беженцев выходит за рамки этого документа, но общие причины и первоначальное тестирование обсуждаются ниже и суммированы в таблице 2.

Железодефицитная анемия (ЖДА)

ЖДА, вероятно, самая частая причина анемии у иммигрантов, обычно проявляется как микроцитарная анемия (таблица 2).Чаще всего страдают дети и женщины; 7 Однако риску подвергаются беженцы обоих полов и всех возрастных групп. Хотя ЖДА часто бывает многофакторной, она в первую очередь вызвана дефицитом железа в рационе. Хроническая кровопотеря, которая часто усугубляет дефицит железа, обычно вызывается инфекцией кишечными паразитами, особенно анкилостомозом. Инфекция Helicobacter pylori может привести к желудочно-кишечной кровопотере из-за образования язвы. Если дефицит железа не является длительным или тяжелым, явная анемия может не возникнуть, но могут быть отмечены изменения морфологии эритроцитов, включая микроцитоз (низкий средний объем корпускулярных клеток) и увеличение ширины распределения эритроцитов (RDW).В удобной выборке недавно прибывших беженцев из Западной, Центральной и Восточной Африки в Австралию у 20% был уровень ферритина, который указывал на дефицит железа. 2 Исследования в Соединенных Штатах также показали высокую распространенность дефицита железа у беженцев из Юго-Восточной Азии. 8

Дефицит железа, вероятно, увеличивает всасывание свинца в кишечнике. 9 Для решения проблемы высокой распространенности дефицита железа у детей-беженцев и снижения у них вероятности развития повышенного уровня свинца после прибытия в США, CDC рекомендует, чтобы все дети в возрасте от 6 месяцев до 16 лет прошли тест на уровень свинца, а все дети в возрасте От 6 до 59 месяцев после прибытия принимайте детские поливитамины (более подробную информацию см. В разделе «Ведущие»).

Унаследованные анемии

Унаследованные гематологические нарушения распространены среди многих групп беженцев, и их следует учитывать у любого беженца, у которого анемия обнаружена при обследовании, даже если существуют другие потенциальные причины (например, дефицит железа, особенно если его не исправить с помощью терапии). Эти расстройства включают талассемии, гемоглобинопатии, дефекты ферментов и дефекты клеточных мембран. Эти состояния наиболее распространены в регионах, эндемичных по малярии, поскольку они могут обеспечить некоторую защиту от этой инфекции.Большинство этих состояний являются аутосомно-рецессивными (за исключением дефицита глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, который является Х-сцепленным заболеванием). Таким образом, важно как выявить беженцев с симптомами, гомозиготных по аномальному гену, так и выявить гетерозиготных носителей, поскольку их потомство может пострадать от болезни (Таблица 2).

Талассемии — это группа заболеваний, характеризующихся снижением продукции альфа- или бета-цепей глобина в красных кровяных тельцах (эритроцитах).Во всем мире большинство людей, больных талассемией, родились в странах Восточной Азии, на Филиппинах, в Индонезии, Индии, Пакистане и на Ближнем Востоке или произошли от них. 9 10 Сообщается о большом росте распространенности всех форм талассемии в Северной Америке, в основном в результате иммиграции из азиатских и ближневосточных групп в последние десятилетия. 10 В Калифорнии уровень гемоглобиновой H-болезни (или α-талассемии) у новорожденных высок в нескольких популяциях азиатских иммигрантов: 1/2 500 у китайцев и вьетнамцев, 1/1400 у филиппинцев, 1/800 в Камбодже и 1 / 160 у лаосских новорожденных. 10

Четыре состояния составляют α-талассемии, определяемые количеством унаследованных делеций четырех генов альфа-глобина. 10 Если наследуется только один удаленный ген, человек является скрытым носителем. Признак альфа-талассемии возникает, когда наследуются два удаленных гена ([a_ / a_] или [aa / __). У больных нет симптомов, но обычно наблюдается микроцитарная анемия легкой степени. Это состояние важно идентифицировать, поскольку показатели эритроцитов напоминают ЖДА; однако введение железа при альфа-талассемии может быть вредным для пациента.Когда три удаленных гена альфа-глобина наследуются, результатом является альфа-талассемия (болезнь гемоглобина H). У больных есть микроцитарная гипохромная анемия при рождении, и они могут иметь апластический или гемолитический кризы на протяжении всей жизни в результате вирусных инфекций. Болезнь гемоглобина H может проявляться осложнениями в виде образования камней в желчном пузыре или результатами физикального обследования в виде спленомегалии или нарушения роста. 8 Примерно половина людей с болезнью гемоглобина H унаследовала два удаленных гена альфа-глобина в сочетании с неделеционной мутацией, называемой «константной пружинной мутацией».У этих людей может быть более тяжелое клиническое течение, чем у людей с классической болезнью гемоглобина H с тремя делециями. 8 Если плод наследует четыре удаленных гена альфа-глобина, возникает гемоглобин Барта. Обычно эти плоды не выживают. 8

Люди, унаследовавшие один удаленный ген бета-глобина, имеют малую бета-талассемию (признак). Эти люди страдают микроцитарной анемией легкой степени, но не имеют симптомов, связанных с этим заболеванием. Люди, унаследовавшие два удаленных гена бета-глобина, страдают большой β-талассемией.Обычно симптомы проявляются к 8-10 месяцам жизни, после прекращения выработки гемоглобина плода. Эти пациенты страдают тяжелой анемией и утомляемостью. У них могут быть лобные выступы черепа, другие костные изменения, увеличение печени и селезенки в результате экстрамедуллярного кроветворения. У больных может быть желтуха, и они подвергаются повышенному риску образования камней в желчном пузыре. Это состояние обычно требует частых переливаний крови и хелатирования железа. 8

Гемоглобинопатии — это состояния, характеризующиеся образованием аномальных цепей глобина.Возможно, наиболее широко известным из этих состояний является серповидно-клеточная анемия, связанная с заменой глутаминовой кислоты валином в шестом положении аминокислоты бета-цепи. Во всем мире 80% людей, страдающих серповидно-клеточной анемией, живут в Центральной Африке или происходят из них. Состояние также поражает людей из Центральной и Южной Америки, Аравийского полуострова, Ближнего Востока, Индии и восточного Средиземноморья. 11

Признак гемоглобина E, вызванный заменой лизина глутаминовой кислотой в положении 26 бета-цепи, представляет собой еще одну гемоглобинопатию, которая часто встречается у определенных групп беженцев, особенно из Юго-Восточной Азии.Как гетерозиготы, так и гомозиготы протекают бессимптомно, но имеют гипохромный микроцитоз и легкую анемию. 12 Однако у людей, которые являются носителями как гена гемоглобина E, так и делеции гена бета-талассемии, может развиться тяжелая анемия. Распространенность гемоглобина E очень высока в регионах Юго-Восточной Азии — почти 60% в регионах Таиланда, Лаоса и Камбоджи. 10 В Калифорнии 25% новорожденных в Камбодже и чуть более 10% новорожденных из Таиланда и Лаоса являются носителями гемоглобина E. 10 Гемоглобин E также встречается у многих людей из Индонезии, Бангладеш, северо-востока Индии, Шри-Ланки и некоторых стран Ближнего Востока. 8 12 Как и при талассемии, показатели эритроцитов гемоглобина Е аналогичны показателям ЖДА; однако, если у пациента нет дефицита железа, введение железа не улучшит его состояние и может быть вредным.

Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (G6PD) — это фермент, присутствующий в эритроцитах. Дефицит G6PD является наиболее распространенной наследственной недостаточностью ферментов, от которой страдают более 400 миллионов человек во всем мире.При определенных обстоятельствах это может вызвать острую гемолитическую анемию. Географическое распространение этого состояния совпадает с распространением перечисленных выше талассемий, но это состояние особенно распространено в Юго-Восточной Азии. 11 Ферментативная функция G6PD помогает рециркулировать глутатион внутри эритроцитов. Глутатион важен для предотвращения окислительного повреждения эритроцитов, которое может возникнуть при взаимодействии гемоглобина с окислителями. Эритроциты становятся жесткими, что приводит к их гемолитическому разрушению в селезенке и других ретикулоэндотелиальных органах.Также может возникнуть внутрисосудистый гемолиз. Поскольку ген, кодирующий G6PD, расположен на X-хромосоме, мужчины обычно страдают более серьезно, чем женщины. У большинства людей с дефицитом G6PD симптомы отсутствуют до тех пор, пока они не начнут принимать окислительные препараты. Примеры, вызывающие особую озабоченность у беженцев, включают сульфас, примахин от малярии и дапсон, который обычно используется от проказы и в качестве профилактического средства у ВИЧ-инфицированных. Лабораторные данные во время острого гемолитического события включают нормоцитарную анемию, повышенное количество ретикулоцитов, нормальные ферменты печени и повышенный непрямой билирубин.Анализ мочи может быть гем-положительным без эритроцитов при микроскопическом исследовании. 8

Чтобы предотвратить острый гемолитический эпизод, любой беженец из зоны повышенного риска должен быть проверен на активность G6PD перед назначением окислительных препаратов. Кроме того, медицинский осмотр новоприбывших должен включать исторические вопросы для выявления прошлых эпизодов гемолиза, включая длительную или необычно тяжелую неонатальную желтуху, рецидивирующие эпизоды анемии, гемоглобинурию, желтуху или камни в желчном пузыре.Если пациент прибыл из района с высокой распространенностью, положительный анамнез любого из этих состояний требует тестирования на дефицит G6PD перед использованием каких-либо окислителей. 8

Как диагностируется гемолитическая анемия?

Ваш врач диагностирует гемолитическую анемию на основании вашего медицинского и семейного анамнеза, медицинского осмотра и результатов анализов.

Привлеченные специалисты

Врачи первичного звена, например семейный врач или педиатр, могут помочь диагностировать и лечить гемолитическую анемию.Ваш лечащий врач также может направить вас к гематологу. Это врач, специализирующийся на диагностике и лечении заболеваний и расстройств крови.

Также могут быть задействованы врачи и клиники, специализирующиеся на лечении наследственных заболеваний крови, таких как серповидноклеточная анемия и талассемия.

Если ваша гемолитическая анемия передается по наследству, вы можете проконсультироваться с генетическим консультантом. Консультант может помочь вам понять ваш риск рождения ребенка с этим заболеванием. Он или она также может объяснить доступные вам варианты.

Медицинские и семейные истории

Чтобы выяснить причину и степень тяжести гемолитической анемии, ваш врач может задать подробные вопросы о ваших симптомах, личной истории болезни и истории болезни вашей семьи.

Он или она может спросить:

  • У вас или у кого-либо из членов вашей семьи были проблемы с анемией
  • У вас недавно были какие-либо заболевания или заболевания
  • Какие лекарства вы принимаете, а какие
  • Вы подверглись воздействию определенных химикатов или веществ
  • У вас есть искусственный сердечный клапан или другое медицинское устройство, которое может повредить ваши эритроциты

Физический осмотр

Ваш врач проведет медицинский осмотр, чтобы проверить наличие признаков гемолитической анемии.Он или она попытается выяснить, насколько серьезно это состояние и что его вызывает.

Экзамен может включать:

  • Проверка на желтуху (желтоватый цвет кожи или белков глаз)
  • Прислушиваться к своему сердцу на предмет учащенного или нерегулярного сердцебиения
  • Прослушивание учащенного или неравномерного дыхания
  • Пощупывание живота, чтобы проверить размер селезенки
  • Проведение тазового и ректального исследования для выявления внутреннего кровотечения

Диагностические тесты и процедуры

Многие тесты используются для диагностики гемолитической анемии.Эти тесты могут помочь подтвердить диагноз, найти причину и выяснить, насколько серьезным является состояние.

Общий анализ крови

Часто первым тестом, используемым для диагностики анемии, является общий анализ крови (ОАК). Общий анализ крови измеряет многие части вашей крови.

Этот тест проверяет уровень гемоглобина и гематокрита (hee-MAT-oh-crit). Гемоглобин — это богатый железом белок в красных кровяных тельцах, который переносит кислород в организм. Гематокрит — это показатель того, сколько красных кровяных телец занимают в вашей крови.Низкий уровень гемоглобина или гематокрита — признак анемии.

Нормальный диапазон этих уровней может варьироваться в зависимости от расовых и этнических групп населения. Ваш врач может объяснить вам результаты ваших анализов.

CBC также проверяет количество эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов в вашей крови. Аномальные результаты могут быть признаком гемолитической анемии, другого заболевания крови, инфекции или другого состояния.

Наконец, общий анализ крови смотрит на средний корпускулярный (кор-ПУС-кюляр) объем (MCV).MCV — это мера среднего размера ваших эритроцитов. Результаты могут указывать на причину вашей анемии.

Другие анализы крови

Если результаты клинического анализа крови подтверждают, что у вас анемия, вам могут потребоваться другие анализы крови, чтобы выяснить, какой у вас тип анемии и насколько она серьезна.

Подсчет ретикулоцитов. Подсчет ретикулоцитов (re-TIK-u-lo-site) измеряет количество молодых эритроцитов в крови. Тест показывает, вырабатывает ли ваш костный мозг эритроциты с правильной скоростью.

Люди, страдающие гемолитической анемией, обычно имеют высокое количество ретикулоцитов, потому что их костный мозг усердно работает, чтобы заменить разрушенные эритроциты.

Мазок периферической крови. Для этого теста ваш врач посмотрит на ваши эритроциты через микроскоп. Некоторые виды гемолитической анемии изменяют нормальную форму эритроцитов.

Тест Кумбса. Этот тест может показать, вырабатывает ли ваше тело антитела (белки) для разрушения эритроцитов.

Гаптоглобин, билирубин и функциональные пробы печени. Когда красные кровяные тельца разрушаются, они выделяют гемоглобин в кровоток. Гемоглобин соединяется с химическим веществом, называемым гаптоглобином. Низкий уровень гаптоглобина в кровотоке — признак гемолитической анемии.

Гемоглобин расщепляется на соединение, называемое билирубином. Высокий уровень билирубина в кровотоке может быть признаком гемолитической анемии. Высокий уровень этого соединения также наблюдается при некоторых заболеваниях печени и желчного пузыря.Таким образом, вам могут потребоваться функциональные тесты печени, чтобы выяснить, что вызывает высокий уровень билирубина.

Электрофорез гемоглобина. Этот тест исследует различные типы гемоглобина в вашей крови. Это может помочь диагностировать тип анемии, который у вас есть.

Обследование на пароксизмальную ночную гемоглобинурию (ПНГ). При ПНГ в красных кровяных тельцах отсутствуют определенные белки. Тест на ПНГ может обнаружить эритроциты, в которых отсутствуют эти белки.

Тест на осмотическую хрупкость. Этот тест ищет более хрупкие эритроциты, чем обычно. Эти клетки могут быть признаком наследственного сфероцитоза (наследственный тип гемолитической анемии).

Тестирование на дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (G6PD) . При дефиците G6PD в красных кровяных тельцах отсутствует важный фермент, называемый G6PD. Тест на дефицит G6PD ищет этот фермент в образце крови.

Анализ мочи

Анализ мочи будет определять наличие свободного гемоглобина (белка, переносящего кислород в кровь) и железа.

Тесты костного мозга

Тесты костного мозга показывают, здоров ли ваш костный мозг и производит ли оно достаточное количество клеток крови. Два теста костного мозга — это аспирация (as-pi-RA-shun) и биопсия.

Для аспирации костного мозга ваш врач удаляет небольшое количество жидкости костного мозга через иглу. Образец исследуют под микроскопом, чтобы проверить наличие дефектных клеток.

Биопсия костного мозга может быть сделана одновременно с аспирацией или после нее. Для этого теста ваш врач удаляет небольшое количество ткани костного мозга через иглу.Ткань исследуется, чтобы проверить количество и тип клеток в костном мозге.

Вам могут не понадобиться анализы костного мозга, если анализы крови показывают причину гемолитической анемии.

Тесты на другие причины анемии

Поскольку у анемии много причин, вы можете сдать анализы на такие условия, как:

  • Почечная недостаточность
  • Отравление свинцом
  • Недостаточность витаминов или железа

Тестирование новорожденных на серповидноклеточную анемию и дефицит G6PD

Все штаты требуют проверки на серповидно-клеточную анемию в рамках своих программ скрининга новорожденных.Некоторые государства также требуют проверки на дефицит G6PD. Эти унаследованные типы гемолитической анемии можно обнаружить с помощью обычных анализов крови.

Как можно раньше диагностировать эти состояния, чтобы дети могли получить надлежащее лечение.

Источник: Национальный институт сердца, легких и крови, Национальные институты здравоохранения.

Советы по низкому количеству эритроцитов

Анемия — это уменьшение количества красных кровяных телец (эритроцитов).Поскольку химиотерапия разрушает клетки, которые быстро растут, часто поражаются эритроциты. Пациенты, получающие комбинацию лучевой терапии и химиотерапии, подвержены большему риску анемии. Важной частью эритроцитов является гемоглобин — часть, которая переносит кислород по всему телу. Поэтому, когда у вас низкий гемоглобин, уровень кислорода снижается, и вашему организму приходится работать больше, чтобы компенсировать это. В конечном итоге ваше тело будет проявлять признаки сильной усталости.

Нормальный уровень гемоглобина у женщин обычно находится в пределах 11.От 8 до 15,5 г / дл; для мужчин нормальный уровень составляет от 13,5 до 17,5 г / дл. Во время химиотерапии / лучевой терапии ваш уровень гемоглобина может упасть ниже этих нормальных уровней, поэтому ваш уровень гемоглобина будет периодически проверяться на протяжении всего курса лечения. Каждый раз, когда уровень гемоглобина падает ниже 12,0 г / дл, считается, что вы страдаете анемией.

Признаки и симптомы анемии включают:

  • слабость или утомляемость
  • головокружение
  • головная боль
  • одышка или затрудненное дыхание
  • Боль или сердцебиение в груди
  • Раздражительность
  • ощущение тяжести в верхней части ног
  • звон в ушах
  • ощущение холода

Что я могу сделать, чтобы предотвратить анемию?

Поскольку красные кровяные тельца разрушаются как побочный эффект химиотерапии / лучевой терапии, вы ничего не можете сделать для предотвращения анемии.Анемия обычно вызывает у вас слабость и усталость; поэтому очень важно, чтобы при анемии вы старались не допускать сильной усталости своего тела. В противном случае вы можете заболеть. Конкретные действия, которые необходимо предпринять, включают:

Отдыхайте как можно больше для экономии энергии.

  • Высыпайтесь.
  • Избегайте длительной или напряженной деятельности.
  • Двигайтесь сами. Отдыхайте во время занятий, от которых вы чувствуете усталость. При необходимости вздремните в течение дня.
  • Расставьте приоритеты в своей деятельности, чтобы у вас было достаточно энергии для важных занятий или занятий, которые вам больше всего нравятся.
  • Попросите друзей и семью помочь вам приготовить еду или сделать работу по дому, когда вы устали.

Будьте осторожны, чтобы не получить травму, если почувствуете головокружение.

  • Меняйте положение медленно, особенно при переходе из положения лежа в положение стоя.
  • Встав с постели, посидите несколько минут на краю кровати, прежде чем встать.

Соблюдайте сбалансированную диету.

  • Ешьте продукты с высоким содержанием железа, включая зеленые листовые овощи, печень и приготовленное красное мясо.
  • Пейте много жидкости.
  • Избегайте кофеина и обильных приемов пищи в конце дня, если у вас проблемы со сном по ночам.
  • Принимайте добавки железа только в том случае, если вам об этом сказал онколог или практикующая медсестра / фельдшер.

Когда мне позвонить своему врачу?

Немедленно позвоните своему врачу, если у вас есть одно или несколько из следующего:

  • головокружение
  • одышка или затрудненное дыхание
  • чрезмерная слабость или утомляемость
  • учащенное сердцебиение или боль в груди

Как лечится анемия?

В зависимости от причины и тяжести анемии существует несколько способов лечения анемии.Ваш врач может посоветовать вам ежедневно принимать безрецептурные препараты железа или назначить переливание крови.

Ваш врач может также назначить инъекции «фактора роста» (Аранесп или Прокрит). Эти вещества действуют, стимулируя выработку организмом эритропоэтина. Важный фактор роста, используемый у онкологических больных, стимулирует рост красных кровяных телец. Увеличивая выработку эритроцитов вашим организмом, этот фактор роста может снизить риск развития анемии, а также уменьшить количество переливаний крови, которые могут потребоваться во время лечения.

Развитое увеличение сродства гемоглобина к кислороду и эффект Бора совпал с водной специализацией пингвинов

Значимость

У ныряющих птиц, таких как пингвины, физиологические соображения предполагают, что повышенное сродство гемоглобина (Hb) -O 2 может улучшить легочный O 2 и увеличивают глубину погружения. Мы объединили экспериментальные тесты цельной крови и нативных Hbs пингвинов с экспериментами по инженерии белков на реконструированных предковых Hbs.Эксперименты, связанные с воскрешением предковых белков, позволили нам проверить эволюционные изменения функции Hb в стволовой линии пингвинов после расхождения с их ближайшими неживыми родственниками. Мы демонстрируем, что пингвины развили повышенное сродство Hb-O 2 в сочетании со значительно усиленным эффектом Бора (т. Е. Снижение сродства Hb-O 2 при низком pH), что должно максимизировать легочную экстракцию O 2 без ущерба для O 2 доставка в системные капилляры.

Abstract

Возможности нырять у дышащих воздухом позвоночных диктуются бортовыми магазинами O 2 , предполагая, что физиологическая специализация ныряющих птиц, таких как пингвины, могла включать адаптивные изменения в конвективном переносе O 2 . Была выдвинута гипотеза, что повышенное сродство к гемоглобину (Hb) -O 2 улучшает извлечение легочного O 2 и увеличивает способность нырять с задержкой дыхания. Чтобы изучить эволюционные изменения функции гемоглобина, связанные с водной специализацией пингвинов, мы объединили сравнительные измерения цельной крови и очищенного нативного гемоглобина с экспериментами по белковой инженерии, основанными на сайт-направленном мутагенезе.Мы реконструировали и воскресили предкового Hb, представляющего общего предка пингвинов и более древнего предка, общего для пингвинов и их ближайших неживых родственников (отряд Procellariiformes, который включает альбатросов, буревестников, буревестников и буревестников). Эти два предка ограничивают филогенетический интервал, в котором могли бы развиться специфические для пингвинов изменения функции гемоглобина. Эксперименты показали, что пингвины развили производное увеличение сродства Hb-O 2 и значительно усилили эффект Бора (т.е., пониженное сродство Hb-O 2 при низком pH). Хотя повышенное сродство Hb-O 2 снижает градиент диффузии O 2 из системных капилляров в метаболизирующие клетки, это может быть компенсировано сопутствующим усилением эффекта Бора, тем самым способствуя разгрузке O 2 в подкисленных тканях. Мы предполагаем, что эволюционировавшее увеличение сродства Hb-O 2 в сочетании с усиленным эффектом Бора максимизирует как извлечение O 2 из легких, так и выгрузку O 2 из крови, что позволяет пингвинам полностью использовать свой бортовой O . 2 хранит и максимально увеличивает время кормления под водой.

У дышащих воздухом позвоночных возможности нырять определяются бортовыми запасами O 2 и эффективностью использования O 2 в метаболизме тканей (1). У полностью водных таксонов отбор на продление погружения с задержкой дыхания и время кормления под водой, возможно, способствовал адаптивным изменениям во многих компонентах пути транспорта O 2 , включая свойства оксигенации гемоглобина (Hb). Hb позвоночных — это тетрамерный белок, который отвечает за циркуляторный транспорт O 2 , загрузку O 2 в легочные капилляры и выгрузку O 2 в системный кровоток через четвертичные структурные сдвиги между высокоаффинными (преимущественно оксигенированными) расслабленными ( R) состояние и низкоаффинное (преимущественно деоксигенированное) напряженное (T) состояние (2).Хотя этот механизм респираторного транспорта газов сохраняется у всех Hbs позвоночных, аминокислотные вариации в составляющих субъединицах α- и β-типа могут изменять внутреннее сродство O 2 и реакцию на изменения температуры, pH эритроцитов и эритроцитов. концентрации аллостерических кофакторов (негемовых лигандов, которые модулируют сродство Hb-O 2 за счет преимущественного связывания и стабилизации дезокси-Т-конформации) (3, 4).

Хотя количество Hb обычно повышено в крови ныряющих птиц и млекопитающих по сравнению с их наземными родственниками, нет единого мнения о том, способствовали ли эволюционные изменения сродства Hb-O 2 повышению способности нырять (1).Была выдвинута гипотеза, что повышенное сродство Hb-O 2 может улучшить извлечение легочного O 2 у ныряющих млекопитающих, тем самым увеличивая способность нырять (5), но для оценки доказательств адаптивной тенденции необходимы дополнительные сравнительные данные (6, 7 ). Экспериментальные измерения цельной крови показывают, что императорский пингвин ( Aptenodytes forsteri ) может иметь более высокое сродство к крови-O 2 по сравнению с неживыми водоплавающими птицами, открытие, которое укрепило мнение о том, что это свойство характеризует пингвинов как группу ( 8⇓ – 10).Однако сродство к крови-O 2 является очень пластичным признаком, на который влияют изменения в метаболизме эритроцитов и кислотно-щелочном балансе, поэтому измерения очищенного гемоглобина в стандартных условиях анализа необходимы для оценки наблюдаемых межвидовых различий в крови-O. 2 сродство связано с генетически обусловленными изменениями свойств оксигенации Hb. Более того, даже если видовые различия в аффинности Hb-O 2 имеют генетическую основу, сравнительные данные по существующим таксонам не показывают, связаны ли наблюдаемые различия с производным увеличением числа пингвинов, производным сокращением их недивущих родственников или комбинацией этих факторов. меняется в обоих направлениях.

Для исследования эволюционирующих изменений функции гемоглобина, связанных с водной специализацией пингвинов, мы объединили экспериментальные измерения цельной крови и очищенного природного гемоглобина с эволюционным анализом вариации последовательности глобина. Чтобы охарактеризовать механистическую основу эволюционных изменений функции гемоглобина в стволовой линии пингвинов, мы провели эксперименты по белковой инженерии на реконструированном и воскрешенном предковом гемоглобине, представляющем общего предка пингвинов и более древнего предка, общего для пингвинов и их ближайших неживых родственников (порядок Procellariiformes, в который входят альбатросы, буревестники, буревестники и буревестники) (рис.1). Эти два предка ограничивают филогенетический интервал, в котором могли бы развиться специфические для пингвинов изменения функции гемоглобина.

Рис. 1.

Диаграмма филогении, показывающая родство между Sphenisciformes (пингвины), Procellariiformes и Pelecaniformes. Hbs предков были реконструированы для двух указанных узлов: AncSphen и AncPro (суперотряд, содержащий Sphenisciformes и Procellariiformes). Время расхождения адаптировано из Claramunt и Cracraft (56).

Результаты и обсуждение

O

2 -Связывающие свойства цельной крови пингвинов и очищенного гемоглобина.

Используя образцы крови нескольких особей шести видов пингвинов, мы измерили парциальное давление O 2 (PO 2 ) при 50% насыщении (P 50 ) для цельной крови и очищенного Hb в отсутствие ( обнаженный) и присутствие аллостерических кофакторов (+ KCl + IHP [инозитол гексафосфат]) (рис. 2). P 50 в цельной крови были одинаковыми для всех пингвинов, в среднем 33,3 ± 1,1 торр (рис.2 и SI Приложение , таблица S1), что согласуется с ранее опубликованными данными для пингвинов императора, Адели, антарктических пингвинов и папуасских пингвинов (8 , 9, 11).Точно так же измеренные аффинности O 2 к очищенному Hb показали очень небольшие различия между видами как в присутствии, так и в отсутствие аллостерических кофакторов (рис. 2 и SI Приложение , таблица S1). Пингвины экспрессируют одну изоформу Hb в постнатальном периоде жизни (HbA), в отличие от большинства других видов птиц, которые экспрессируют одну главную и одну второстепенную изоформу (HbA и HbD соответственно) (12, 13). Отсутствие вариации сродства Hb-O 2 у пингвинов согласуется с низким уровнем вариабельности аминокислот в α- и β-цепях ( SI Приложение , рис.S1). Эксперименты показали, что гемоглобин пингвинов демонстрирует удивительно большой сдвиг в величине эффекта Бора (т. Е. Снижение сродства Hb-O 2 в ответ на снижение pH) при добавлении аллостерических кофакторов ( SI Приложение , Таблица S1) . Средний эффект Бора пингвинов Hbs более чем удваивается при добавлении аллостерических кофакторов, с -0,21 ± 0,03 до -0,53 ± 0,04 ( SI Приложение , Таблица S1).

Рис. 2. Значения

P 50 для цельной крови пингвинов и очищенного гемоглобина при 37 ° C, в отсутствие (выделено) и в присутствии 100 мМ KCl и 0.2 мМ IHP (+ KCl + IHP). Чем выше P 50 , тем ниже сродство Hb-O 2 . Значения P 50 для цельной крови представлены как среднее ± стандартная ошибка ( n = 3). Значения очищенного Hb P 50 получены из графиков зависимости logP 50 от pH, на которых линейная регрессия соответствовала оценке P 50 при точно pH 7,40 (± SE оценки регрессии).

Наши экспериментальные результаты показывают, что пингвины обычно имеют более высокое сродство Hb-O 2 , чем другие птицы (12, 14⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓ – 22), что согласуется с предыдущими предположениями, основанными на измерениях цельной крови (8, 9, 23⇓ – 25).Цельная кровь O 2 сродство шести исследованных видов пингвинов (от 30,4 до 38,1 торр при 37 ° C, pH 7,40) было неизменно выше, чем у представителя семейства Procellariiformes, южного гигантского буревестника ( Macronectes giganteus ; 42,5 торр при 38 ° C, pH 7,40) (9). Точно так же многие виды высокогорных птиц конвергентно эволюционировали с повышенным сродством Hb-O 2 (17, 18, 21), что, по-видимому, является адаптивным, поскольку помогает защитить артериальное насыщение O 2 , несмотря на снижение PO 2 из вдыхаемый воздух (26⇓ – 28).Разница в значениях P 50 в крови между пингвинами и южным гигантским буревестником, как правило, намного больше по величине, чем различия в Hb P 50 между близкородственными видами низко- и высокогорных птиц (14⇓⇓⇓ – 18, 20⇓ – 22). Как и в случае других ныряющих позвоночных (29), эффект Бора Hb пингвина также значительно превышает типичные для птиц значения.

Воскрешение белков предков.

В принципе, наблюдаемое различие в сродстве Hb-O 2 между пингвинами и их ближайшими неживыми родственниками можно объяснить производным увеличением сродства Hb-O 2 в линии пингвинов (обычно предполагаемый адаптивный сценарий), производное сокращение стволовой линии Procellariiformes (неживой сестринской группы) или комбинация изменений в обоих направлениях.Чтобы проверить эти альтернативные гипотезы, мы реконструировали Hbs общего предка пингвинов (AncSphen) и более древнего общего предка Procellariimorphae (надотряд, включающий Sphenisciformes [пингвины] и Procellariiformes; AncPro) (рис. 1 и SI Приложение , стр. Рис. S2 – S4). Затем мы рекомбинантно экспрессировали и очищали предковый гемоглобин для проведения функциональных тестов in vitro. Измерения кривых равновесия O 2 показали, что AncSphen Hb имеет значительно более высокое сродство к O 2 , чем AncPro Hb (рис.3), что указывает на то, что пингвины развили производное увеличение сродства Hb-O 2 . В присутствии аллостерических кофакторов P 50 AncSphen намного ниже (то есть сродство O 2 выше) по сравнению с AncPro (11,8 против 20,2 торр). Подобно эволюционировавшему увеличению сродства Hb-O 2 у высокогорных птиц (18, 20⇓ – 22, 30), повышенное сродство к O 2 пингвиновому Hb скорее связано с увеличением внутреннего сродства, чем с сниженная чувствительность к аллостерическим кофакторам, поскольку разница в аффинности Hb-O 2 между AncSphen и AncPro сохраняется в присутствии и отсутствии Cl и IHP (рис.3).

Рис. 3.

Структурные ( A C ) и физиологические ( D и E ) эффекты аминокислотных замен в реконструированных белках Hb предка пингвинов (AncSphen) и последних общих предков пингвинов. совместно с Procellariiformes (AncPro). ( A ) Молекулярная модель тетрамера AncSphen Hb с черным прямоугольником, показывающим области, выделенные в B и C . ( B ) Молекулярная модель AncSphen Hb, демонстрирующая межсубъединичные стабилизирующие Н-связи (розовый) между β119Ser и как α111Ile, так и β120Lys.( C ) Молекулярная модель AncPro Hb, показывающая, что замена β119Ser на Thr удаляет межсубъединичные стабилизирующие Н-связи. ( D ) Hb-O 2 сродство (как измерено с помощью P 50 ) AncSphen, AncPro и двух мутантных rHbs со специфичными для пингвинов аминокислотными заменами, введенными на фоне AncPro: AncProβ119Ser и AncPro + 4. См. В тексте объяснение выбора сайтов-кандидатов для экспериментов по мутагенезу. Измерения проводились на растворах Hb (0.1 мМ Hb в 0,1 М Hepes / 0,5 мМ ЭДТА) при 37 ° C в отсутствие (снятый) и в присутствии + KCl + IHP. Значения P 50 получены из графиков зависимости logP 50 от pH, на которых линейная регрессия соответствовала оценке P 50 при точно pH 7,40 (± SE оценки регрессии). ( E ) Коэффициенты Бора (Δlog P 50 / ΔpH) были оценены из графиков зависимости logP 50 от pH, на которых эффект Бора представлен наклоном линейной регрессии (± SE оценки наклона) .

В дополнение к производному увеличению сродства Hb-O 2 , сравнения между AncSphen и AncPro также показали, что Hb пингвинов развил повышенную чувствительность к pH (эффект Бора). В условиях снятия изоляции эффекты Бора AncSphen и AncPro (-0,30 ± 0,09 и -0,27 ± 0,1, соответственно) были очень похожи друг на друга и аналогичны значениям, измеренным для нативного гемоглобина пингвинов в тех же условиях (Рис. 3 E и SI Приложение , Таблица S1).Однако в присутствии аллостерических кофакторов эффект Бора AncSphen увеличился более чем в два раза (аналогично эффекту нативного Hb пингвинов), тогда как эффект AncPro показал незначительные изменения (рис. 3 E ), демонстрируя, что пингвины эволюционировали. усиление эффекта Бора, связанного с кофактором, после расхождения с их неживыми родственниками. Ожидается, что повышенное сродство Hb-O 2 уменьшит градиент диффузии O 2 из системных капилляров в клетки метаболизирующих тканей, а усиленный эффект Бора может компенсировать это за счет снижения сродства Hb-O 2 при низкий pH, что способствует разгрузке O 2 в закисленных тканях.Подобное усиление эффекта Бора недавно было зарегистрировано в Hb высокогорных тибетских псовых (31). Таким образом, гемоглобин пингвинов развил увеличение сродства к O 2 и усиленный эффект Бора в сочетании с другими физиологическими и морфологическими специализациями для более полного водного существования.

Тесты положительного отбора.

Учитывая, что совместное увеличение аффинности O 2 и эффект Бора пингвинового Hb представляют собой производные состояния характера, мы провели анализ молекулярной эволюции, чтобы проверить доказательства положительного отбора в генах α- и β-глобина.В частности, мы проверили ускоренную скорость замены аминокислот в стволовой линии пингвинов (ветвь, соединяющая AncPro с AncSphen) с помощью теста сайтов ветвлений. Этот тест не выявил доказательств ускоренной скорости замены аминокислот в стволовой линии пингвинов ( SI Приложение , Таблица S2), а тест клады не выявил значительных различий в скорости замены между различными линиями пингвинов ( SI Приложение ). , Таблица S3). Таким образом, если повышенное сродство пингвинов к Hb-O 2 представляет собой адаптацию, которая возникла в результате положительного отбора, природа причинных изменений не привела к обнаруживаемой статистической сигнатуре в генах глобина α- и β-типа.

Молекулярное моделирование.

Мы использовали молекулярное моделирование, чтобы определить, какие конкретные аминокислотные замены могут быть ответственны за повышенное сродство Hb-O 2 AncSphen по сравнению с AncPro. Из 17 аминокислотных замен, которые различают AncSphen и AncPro, наш анализ выявил четыре замены, которые потенциально могут изменять свойства связывания O 2 . Замена Thrβ119Ser в ветви, ведущей к AncSphen, влияет на стабилизацию R-состояния (оксигенированного) Hb.В частности, гидроксильная группа β119Ser в спирали G ориентирована по направлению к границе раздела субъединиц, образуя водородную связь с β120Lys, которая обеспечивает межсубъединичный контакт с α111Ile (рис. 3 A и B ). Эта связь между β119Ser и α111Ile стабилизирует конформацию R-состояния за счет ограничения межсубъединичных движений, что, по прогнозам, увеличивает сродство Hb-O 2 за счет увеличения свободной энергии связанного с оксигенацией аллостерического перехода R → T в четвертичной структуре.Кроме того, наша модель идентифицировала три другие аминокислотные замены — αA138S, βA51S и βI55L — которые создают межсубъединичные контакты и дополнительно стабилизируют конформацию R-состояния.

Тестирование причинных замен.

Чтобы проверить основанные на модели прогнозы о конкретных заменах, которые ответственны за повышенную аффинность O 2 пингвина Hb, мы использовали сайт-направленный мутагенез для введения комбинаций мутаций в четырех сайтах-кандидатах на фоне AncPro.Сначала мы протестировали эффект одной мутации, в результате чего β119Thr был заменен на Ser (AncProβT119S). Затем мы проверили чистый эффект мутаций на всех четырех сайтах на фоне AncPro (AncPro + 4: αA138S, βA51S, βI55L и βT119S). Эксперименты по белковой инженерии показали, что βT119S оказывает незначительное индивидуальное влияние на сродство Hb-O 2 при введении на фоне AncPro, но вызывает заметное усиление эффекта Бора (рис. 3 D и E ).Комбинация четырех мутаций приводила к умеренному увеличению сродства Hb-O 2 и более выраженному усилению эффекта Бора, но они не полностью воспроизводили наблюдаемые различия между AncPro и AncSphen в любом из этих свойств (рис. 3). . Эти данные предполагают, что эволюционирующие функциональные изменения Hb пингвина должны быть связаны с чистым эффектом множественных аминокислотных замен в структурно различных сайтах.

Адаптивное значение повышенного Hb-O

2 Сродство.

Ключом к увеличению времени погружения водных позвоночных является увеличение пропускной способности O 2 при сохранении метаболических требований O 2 на минимально возможном уровне во время погружения с задержкой дыхания. Погружение в воду вызывает интенсивную брадикардию и периферическую вазоконстрикцию, которая сохраняет конечные запасы O 2 для тканей, непереносимых к гипоксии (т. Е. Центральной нервной системы и сердца) (32–35). O 2 запасов обычно увеличивается у ныряющих позвоночных за счет увеличения объема крови, увеличения концентрации гемоглобина в крови, увеличения концентрации миоглобина в скелетных мышцах, увеличения мышечной массы и, иногда, увеличения объема легких у ныряльщиков (1).Поскольку глубоко ныряющие китообразные и ластоногие выдыхают перед погружением, на их легкие приходится менее 10% от общего количества O 2 запасов (1, 36). Это уменьшение объема легких при нырянии уменьшает количество газообразных N 2 и O 2 , что предположительно ограничивает декомпрессионную болезнь. И наоборот, поскольку пингвины вдыхают в начале погружения, объем их ныряющих легких составляет гораздо больший процент от общих запасов O 2 (19% для императорских пингвинов и 45% для пингвинов Адели) (1, 37).Действительно, у ныряющих императорских пингвинов извлечение O 2 из легочных запасов происходит непрерывно во время погружения (38, 39). Повышенное сродство Hb-O 2 (например, обнаруженное у пингвинов) может максимизировать извлечение O 2 из легочных запасов, поскольку большее насыщение крови O 2 может быть достигнуто при любом заданном парабронхиальном значении PO 2 . Однако, хотя повышенное сродство Hb-O 2 может обеспечить более полный перенос O 2 из легких в кровь, оно может ингибировать последующий перенос O 2 из крови в ткани.Несмотря на это, императорские пингвины почти полностью истощают свои кровеносные сосуды во время длительных погружений, так как их венозный PO 2 в конце погружения может составлять от 1 до 6 торр (38). Усиленный эффект Бора гемоглобина пингвина должен улучшить транспорт O 2 к рабочим (кислым) тканям, обеспечивая более полную разгрузку O 2 крови. Мы предполагаем, что эта модификация работает в тандеме с повышенным сродством Hb-O 2 , чтобы максимизировать как извлечение O 2 из легких, так и выгрузку O 2 из крови, что позволяет пингвинам полностью использовать свои встроенные запасы O 2 и максимально увеличить время кормления под водой.

Материалы и методы

Сбор крови.

Мы собрали кровь у 18 отдельных пингвинов, представляющих шесть видов: A. forsteri , Aptenodytes patagonicus , Pygoscelis adeliae , Pygoscelis papua , Pygoscelis antarcticus и mag903 особей на вид). Все птицы были взяты во время плановых проверок здоровья в SeaWorld of California. Кровь собирали путем венепункции яремной вены с использованием набора для забора крови BD Vacutainer Safety-Lok с 21 G × 3/4 дюйма (0.8 × 19 мм), прикрепленную к пробирке для забора крови с гепарином (BD). Подвыборка цельной крови (200 мкл) была отложена для кривых кислородного равновесия (см. Ниже), а оставшаяся кровь центрифугировалась при 5000 × g в течение 15 мин. Плазма, лейкоцитарная пленка и фракции гематокрита из центрифугированных образцов были немедленно помещены в отдельные пробирки и быстро заморожены при -80 ° C для будущих анализов.

Секвенирование генов пингвинов глобина.

Секвенирование гена глобина проводили, как описано ранее (40).Вкратце, РНК экстрагировали из ~ 100 мкл мгновенно замороженных эритроцитов с помощью набора Qiagen RNeasy Universal Plus Mini Kit. кДНК синтезировали из свежеприготовленной РНК с использованием обратной транскриптазы SuperScript IV (Invitrogen). Ген-специфические праймеры, используемые для амплификации транскриптов глобина α- и β-типа, были сконструированы из 5′- и 3′-фланкирующих областей всех общедоступных генов глобина пингвинов. Реакции ПЦР проводили с использованием 1 мл матрицы кДНК в пробирках объемом 0,2 мл, содержащих 25 мкл реакционной смеси (0.5 мкл каждого dNTP [2,5 мМ], 2,5 мкл 10-кратного реакционного буфера [Invitrogen], 0,75 мкл 50 мМ MgCl 2 , 1,25 мкл каждого праймера [10 пмоль / мкл], 1 мкл полимеразы Taq [Invitrogen] и 16,75 мкл ddH 2 O), используя градиентный термоциклер Eppendorf Mastercycler. После 5-минутного периода денатурации при 94 ° C желаемые продукты были амплифицированы с использованием профиля циклов 94 ° C в течение 30 секунд, от 53 до 65 ° C в течение 30 секунд и 72 ° C в течение 45 секунд в течение 30 циклов, после чего последним 5-минутным периодом удлинения при 72 ° C.Амплифицированные продукты обрабатывали на 1,5% -ном агарозном геле, после чего полосы нужного размера вырезали и очищали с использованием колонок для восстановления ДНК Zymoclean Gel (Zymo Research). Очищенные из геля продукты ПЦР лигировали в векторы pCR4-TOPO с использованием набора для клонирования TOPO TA, а затем трансформировали в химически компетентный One Shot TOP10 Escherichia coli (Thermo Fisher Scientific). От трех до шести трансформированных колоний культивировали в 5 мл среды LB, после чего плазмиды очищали с помощью набора GeneJET Plasmid Midiprep Kit (Thermo Fisher Scientific).Очищенные плазмиды секвенировали с помощью Eurofins Genomics.

Анализ последовательностей.

Геномные последовательности, содержащие полные кластеры генов α- и β-глобина для императорского пингвина ( A. forsteri ), пингвина Адели ( P. adeliae ), северного глупыша ( Fulmarus glacialis ), полосатого шторма буревестник ( Hydrobates castro ), южный гигантский буревестник ( M. giganteus ), нелетающий баклан ( Nannopterum harrisi ), хохлатый ибис ( Nipponia nippon ) и маленькая цапля ( Egretta Garzetta ) .Кластеры генов α- и β-глобина от оставшихся 19 существующих видов пингвинов были получены из GigaDB (41). Кодирующие последовательности генов α- и β-глобина, выделенные из этих геномных последовательностей, были объединены с вновь созданными последовательностями кДНК, упомянутыми выше ( SI Приложение , рис. S2). Последовательности выравнивали с помощью MUSCLE (42), а затем использовали для оценки филогенетических деревьев, как описано ранее (40). Вкратце, наиболее подходящая модель замены кодонов и начальный поиск по дереву были оценены с использованием IQ-TREE с параметрами -st CODON, -m TESTNEW, -allnni и -bnni (43, 44).Затем исходные деревья были подвергнуты повторной загрузке 1000 мкл trafast (45). Деревья консенсуса начальной загрузки ( SI, приложение , рис. S3) использовали для оценки предковых последовательностей глобина с использованием IQ-TREE с опцией -asr ( SI, приложение , рис. S2 и S4).

Выборочные анализы.

Мы протестировали селекцию в эволюции α- и β-глобиновых генов пингвинов в рамках модели максимального правдоподобия с моделями на основе кодонов, реализованными в программе codeml из PAML v4.9 сюиты (46), используя описанные выше филогенетические деревья. Мы использовали модели сайта ветвления и клады для изучения вариаций ω, отношения скорости несинонимичных замен на несинонимичный сайт, dN, к скорости синонимичных замен на синонимичный сайт, dS. Мы использовали модель участка ответвления A (47, 48) для проверки положительного отбора в ответвлении, соединяющем AncPro с AncSphen (стволовая линия пингвинов) ( SI Приложение , таблица S2), и использовали модель клады C (49) для тест для отбора в кладу пингвинов с использованием M2a_rel от Weadick и Chang (50) в качестве нулевой модели ( SI Приложение , Таблица S3).

Молекулярное моделирование.

Структурное моделирование было выполнено на сервере SWISS MODEL (51) с использованием гемоглобина серого гуся в окси-форме (код PDB ID 1FAW). AncPro Hb и AncSphen Hb имели значения QMEAN –0,61 и –0,65 соответственно. Среднеквадратичное расстояние (RMSD) основной цепи между значениями шаблона и модели <0,09 Å считалось пригодным для использования (52). Структурный анализ и подготовка графики были выполнены с использованием системы молекулярной графики PyMOL, версия 2.3.2 (Schrödinger).Листинг водородных связей был выполнен с использованием скрипта PyMOL list_hb.py (Роберт Л. Кэмпбелл, биомедицинские и молекулярные науки, Королевский университет). Энергия связи интерфейса рассчитывалась сервером ePISA (53).

Конструирование векторов экспрессии Hb.

Реконструированные предковые глобины были синтезированы с помощью GeneArt Gene Synthesis (Thermo Fisher Scientific) после оптимизации нуклеотидных последовательностей в соответствии с предпочтениями кодонов E. coli . Кассету синтезированного гена глобина клонировали в пользовательскую векторную систему pGM вместе с геном метионинаминопептидазы (MAP), как описано ранее (54).Мы разработали замену Thrβ119Ser путем амплификации цельной плазмиды с использованием мутагенных праймеров и ДНК-полимеразы Phusion High-Fidelity (New England BioLabs), фосфорилирования полинуклеотидкиназой T4 (New England BioLabs) и циркуляризации с помощью набора NEB Quick Ligation Kit (New England BioLabs) . Все этапы сайт-направленного мутагенеза выполнялись с использованием протокола, рекомендованного производителем. Каждая плазмида была проверена секвенированием ДНК компанией Eurofins Genomics.

Экспрессия и очистка рекомбинантного гемоглобина.

Экспрессию рекомбинантного Hb проводили в штамме E. coli JM109 (DE3), как описано ранее (15, 54, 55). Лизаты бактериальных клеток загружали в анионообменную колонку HiTrap SP HP (GE Healthcare), а затем уравновешивали 50 мМ Hepes / 0,5 мМ EDTA (pH 7,0) и элюировали линейным градиентом от 0 до 0,25 М NaCl. Затем Hb-содержащие фракции загружали в катионообменную колонку HiTrap Q HP (GE Healthcare), уравновешенную 20 мМ трис-HCl / 0,5 мМ ЭДТА (pH 8,6), и элюировали с линейным градиентом pH от 0 до 0.25 М NaCl. Фракции элюированного гемоглобина концентрировали с использованием центробежных фильтров Amicon Ultra-4 (EMD Millipore).

Подготовка проб для O

2 Кривые равновесия.

Свежую цельную кровь разводили 1:15 собственной плазмой каждого человека, и сразу после отбора пробы измеряли кривые равновесия O 2 . Для получения очищенного гемолизата 100 мкл центрифугированных эритроцитов добавляли к 5-кратному объему 0,01 M Hepes / 0,5 мМ буфера EDTA (pH 7,4) с последующей 30-минутной инкубацией на льду для лизирования красных кровяных телец.NaCl добавляли до конечной концентрации 0,2 М, и образцы центрифугировали при 20000 × g в течение 10 минут для удаления остатков клеток. Супернатанты гемолизата и очищенный рекомбинантный Hb обессоливали аналогичным образом, пропуская через обессоливающую колонку PD-10 (GE Healthcare), уравновешенную 25 мл 0,01 М Hepes / 0,5 мМ EDTA (pH 7,4). Элюаты концентрировали с использованием центробежных фильтров Amicon Ultra-4 (EMD Millipore). Из этих концентрированных образцов растворы Hb (0,1 мМ Hb в 0,1 М Hepes / 0.05 M EDTA-буфер) были приготовлены в отсутствие (очищенный) и в присутствии 0,1 M KCl и 0,2 мМ инозитол гексафосфата (+ KCl + IHP). Обработка очищенным и + KCl + IHP была приготовлена ​​при трех различных значениях pH (всего шесть обработок на образец Hb). Рабочие растворы доводили с помощью NaOH до pH, максимально близкого к 7,2, 7,4 или 7,6, а затем точно измеряли pH с помощью pH-метра Orion Star A211 и комбинированного pH-микроэлектрода Orion PerpHecT ROSS (Thermo Fisher Scientific).

Измерение O

2 -Связующие свойства.

O 2 кривых равновесия измеряли с использованием системы связывания кислорода крови (BOBS; Loligo Systems) при 37 ° C. PH образцов цельной крови устанавливали путем измерения кривых в присутствии 45 торр CO 2 , тогда как pH растворов Hb устанавливали с помощью буфера Hepes (см. Выше). Каждый образец цельной крови и раствор Hb последовательно уравновешивали множеством напряжений кислорода (PO 2 ), в то время как поглощение образца непрерывно контролировали при 430 нм (пик дезокси) и 421 нм (точка изобестической окси / дезокси).Каждый этап уравновешивания считался завершенным, когда оптическая плотность при 430 нм стабилизировалась (от 2 до 4 минут). В последующих анализах использовались только значения PO 2 , дающие от 30 до 70% насыщения Hb O 2 . Графики Хилл (log [относительное насыщение / [1 — частичное насыщение]] по сравнению с logPO 2 ) были построены на основе этих измерений. К этим графикам была подобрана линейная регрессия, которая использовалась для определения PO 2 при половинном насыщении (P 50 ) и коэффициента кооперативности (n 50 ), где пересечение x и наклон регрессии линии представляют собой P 50 и n 50 соответственно.Значения для образцов цельной крови ( n = 3) представлены как среднее ± стандартная ошибка. Для растворов Hb линейная регрессия соответствовала графикам logP 50 в зависимости от pH, и полученное уравнение использовалось для оценки значений P 50 при pH 7,40 (± SE оценки регрессии). Мы не проводили прямых сравнений между нативным Hb и рекомбинантным Hb, потому что рекомбинантный Hb часто показывает несколько более низкие значения P 50 из-за повышенной скорости автоокисления. Таким образом, все выводы основаны на сравнении образцов нативного гемоглобина у современных видов или на сравнении образцов рекомбинантного гемоглобина, представляющих реконструированных предков

Доступность данных

Все данные исследования включены в основной текст и SI Приложение .

Благодарности

Мы благодарим тренеров и ветеринарный персонал SeaWorld of California за их помощь в этом проекте, Дженнифер Рего за сбор образцов крови и доктора Джуди Сент-Леджер за материально-техническую поддержку. Мы также благодарим С. Мохаммади, Н. Гутьеррес-Пинто, Дж. Хайта, М. Кобиэла, А. Дхаванджевара, М. Кульбабу, М. Годри и А. Кихада-Родригеса за полезные комментарии к рукописи. Это исследование было поддержано финансированием NIH (HL087216, J.F.S и F32HL136202, M.S.T.), NSF (OIA-1736249, J.F.S .; IOS-1927675, J.F.S .; и 1927616, M.S.T.) и технический вклад SeaWorld Parks & Entertainment (2020-19).

Сноски

  • Автор: A.V.S. и J.F.S. спланированное исследование; A.V.S., M.S.T., F.G.H., T.L.S. и H.M. проведенное исследование; M.S.T. и J.F.S. внесены новые реагенты / аналитические инструменты; A.V.S., M.S.T., F.G.H., H.M. и J.F.S. проанализированные данные; и А.В.С. и J.F.S. написал газету.

  • Авторы заявляют об отсутствии конкурирующей заинтересованности.

  • Эта статья представляет собой прямую публикацию PNAS.

  • Эта статья содержит вспомогательную информацию в Интернете по адресу https://www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.2023936118/-/DCSupplemental.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *