Гемоглобин относится к включениям: Гемоглобин — одна из мишеней коронавируса COVID-19

Содержание

Гемоглобин — одна из мишеней коронавируса COVID-19

Перевод на русский язык компании Logrus Global: https://logrusglobal.ru

COVID-19: атакует 1-бета-цепь гемоглобина и захватывает порфирин, чтобы ингибировать метаболизм человеческого гема.

14 апреля 2020 г.

Скачать PDF-версию

Авторы: Вэньчжун Лю^1,2,*, Хуалань Ли²

¹ Факультет информатики и инженерии, Сычуаньский инженерно-технический университет, Цзыгун, 643002, Китай;
² Факультет медико-биологической и пищевой промышленности, Ибиньский университет, Ибинь, 644000, Китай;
^* Адрес для переписки: [email protected].

Конспект

Новая коронавирусная пневмония (COVID-19) представляет собой контагиозную острую респираторную инфекцию, вызванную новым коронавирусом. Этот вирус представляет собой РНК-вирус с позитивной полярностью цепи, имеющий высокую степень гомологии с коронавирусом летучей мыши.

В этом исследовании для сравнения биологических ролей некоторых белков нового коронавируса использовали анализ консервативных доменов, гомологическое моделирование и молекулярную стыковку. Результаты показали, что белок ORF8 и поверхностный гликопротеин могут связываться с порфирином. В то же время белки orf1ab, ORF10 и ORF3a могут координированно атаковать гем, находящийся на 1-бета-цепи гемоглобина, что приводит к отщеплению железа с образованием порфирина. В результате такой атаки количество гемоглобина, который может переносить кислород и углекислый газ, становится все меньше и меньше. Клетки легких испытывают чрезвычайно сильное отравление и воспаление из-за невозможности обеспечения интенсивного обмена углекислым газом и кислородом; в конечном итоге изображения ткани легких принимают вид матового стекла. Этот механизм также нарушает нормальный анаболический путь гема в организме человека, что, как ожидается, приводит к развитию заболевания. Согласно валидационному анализу полученных результатов, хлорохин может предотвратить атаку белков orf1ab, ORF3a и ORF10 на гем с образованием порфирина и в определенной степени ингибировать связывание ORF8 и поверхностных гликопротеинов с порфиринами, эффективно облегчая симптомы респираторного дистресса.

Поскольку способность хлорохина ингибировать структурные белки не слишком велика, терапевтический эффект для разных людей может быть различным. Фавипиравир может ингибировать связывание белка оболочки и белка ORF7a с порфирином, предотвращать проникновение вируса в клетки-хозяева и может связывать свободный порфирин. Данная работа предназначена только для научного обсуждения, правильность выводов должна быть подтверждена другими лабораториями. В связи с побочными действиями таких препаратов, как хлорохин, и возможностью аллергических реакций на них, обращайтесь к квалифицированному врачу для получения подробной информации о лечении и не принимайте препарат самостоятельно.

Ключевые слова: новый коронавирус; респираторный дистресс; вид матового стекла изображения легкого; гликопротеин E2; ОRF8; оrf1ab; хлорохин; кровь; диабетический; флуоресцентный резонансный энергоперенос; древний вирус; цитокиновый шторм.

1. Введение

Новая коронавирусная пневмония (COVID-19) — контагиозное острое респираторное инфекционное заболевание. Пациенты с коронавирусной пневмонией страдают от лихорадки с температурой выше 38 градусов с такими симптомами, как сухой кашель, усталость, одышка, затрудненное дыхание, при визуализации легких они имеют вид матового стекла

1-3. При морфологическом исследовании образцов тканей можно обнаружить большое количество слизи без явных вирусных включений. Эта пневмония была впервые обнаружена в декабре 2019 года на южнокитайском рынке морепродуктов провинции Хубэй, Китай⁴. Инфекция имеет высокую контагиозность^5,6. Сейчас количество инфицированных людей достигло десятков тысяч по всему миру, и распространение инфекции не ограничено расой и границами. Исследователи провели тесты на выделение вирусов и секвенирование нуклеиновых кислот, чтобы подтвердить, что заболевание было вызвано новым коронавирусом^7,8. Отмечено, что нуклеиновая кислота нового коронавируса представляет собой РНК с позитивной полярностью цепи⁸. Его структурные белки включают: белок-шип (S), белок оболочки (E), мембранный белок (M) и нуклеокапсидный фосфопротеин.

Транскрибируемые неструктурные белки включают: orf1ab, ORF3a, ORF6, ORF7a, ORF10 и ORF8. Новый коронавирус высоко гомологичен коронавирусу летучих мышей^9,10 и обладает значительной гомологией по отношению к вирусу SARS^11,12. Исследователи изучили функцию структурных белков и некоторых неструктурных белков нового коронавируса^13,14. Но новый коронавирус обладает целым набором потенциальных геномных характеристик, часть которых в основном является причиной вспышки в человеческой популяции^15,16. Например, CoV EIC (белок оболочки коронавируса с функцией ионного канала) участвует в модулировании высвобождения вириона и взаимодействия «CoV — хозяин»¹⁷. Шип-белки, белки ORF8 и ORF3a значительно отличаются от белков других известных SARS-подобных коронавирусов, и они могут вызывать более серьезные различия в патогенности и передаче по сравнению с известными для SARS-CoV¹⁸. Более ранние исследования показали, что новый коронавирус проникает в эпителиальные клетки с использованием шип-белка, взаимодействующего с рецепторным белком ACE2 человека на поверхности клетки, что и вызывает инфекцию у людей.

Однако структурный анализ шип-белка (S) нового коронавируса показывает, что белок S лишь слабо связывается с рецептором ACE2 по сравнению с коронавирусом SARS¹⁹. Из-за ограничений существующих экспериментальных методов специфические функции вирусных белков, таких как ORF8 и поверхностный гликопротеин, до сих пор неясны. Механизм патогенности нового коронавируса остается загадочным²⁰.

В литературе²¹ описаны показатели биохимического исследования 99 пациентов с вызванной новым коронавирусом пневмонией, и в этом отчете отражены аномалии связанных с гемоглобином показателей биохимических анализов пациентов. Согласно отчету, количество гемоглобина и нейтрофилов у большинства пациентов снизилось, а индексные значения сывороточного ферритина, скорости оседания эритроцитов, С-реактивного белка, альбумина и лактатдегидрогеназы у многих пациентов значительно возросли. Эти изменения предполагают, что содержание гемоглобина у пациента уменьшается, а гема увеличивается, и организм будет накапливать слишком много вредных ионов железа, что вызовет воспаление в организме и увеличит уровни С-реактивного белка и альбумина.

Клетки реагируют на стресс, вызванный воспалением, производя большое количество сывороточного ферритина для связывания свободных ионов железа, чтобы уменьшить повреждения. Гемоглобин состоит из четырех субъединиц, 2-α и 2-β, и каждая субъединица имеет железосодержащий гем^22,23. Гем является важным компонентом гемоглобина. Это порфирин, содержащий железо. Структура без железа называется порфирином. Когда железо находится в двухвалентном состоянии, гемоглобин может отщеплять углекислый газ и связывать атомы кислорода в альвеолярных клетках, при этом железо окисляется до трехвалентного уровня. Когда гемоглобин становится доступен другим клеткам организма через кровь, он может высвобождать атомы кислорода и присоединять углекислый газ, а железо восстанавливается до двухвалентного.

Особо эффективных лекарств и вакцин для борьбы с болезнью, вызванной новым коронавирусом, не существует

24. Однако в недавних поисках клинических методов лечения было обнаружено несколько старых препаратов, которые могут подавлять некоторые функции вируса, например, хлорохина фосфат оказывает определенное влияние на новую коронавирусную пневмонию²⁵.

Хлорохина фосфат — это противомалярийный препарат, который применяется в клинике уже более 70 лет. Эксперименты показывают, что эритроциты, инфицированные возбудителем малярии, могут накапливать большое количество хлорохина. Препарат приводит к потере фермента гемоглобина и смерти паразита из-за недостаточности аминокислот для его роста и развития. Предполагается, что терапевтический эффект хлорохина фосфата в отношении новой коронавирусной пневмонии может быть тесно связан с аномальным метаболизмом гемоглобина у человека. Между тем мы можем отметить, что хлорохин также широко используется для лечения порфирии^26,27.

Поэтому мы предположили, что присоединение вирусных белков к порфиринам вызовет ряд патологических реакций у человека, таких как снижение уровня гемоглобина. Из-за тяжелой эпидемии и существующих условий с ограниченными экспериментальными методами тестирования функций белков большое научное значение имеет анализ функции белков нового коронавируса методами биоинформатики.

В этом исследовании для анализа функций белков, связанных с вирусом, использовались методы прогнозирования консервативных доменов, гомологического моделирования и молекулярной стыковки. Это исследование показало, что белок ORF8 и поверхностный гликопротеин способны объединяться с порфирином с образованием комплекса, в то время как белки orf1ab, ORF10, ORF3a скоординировано атакуют гем на 1-бета-цепи гемоглобина и отщепляют железо с образованием порфирина. Этот механизм вируса подавляет нормальный метаболический путь гема и приводит к проявлению у людей симптомов заболевания. Основываясь на результатах вышеупомянутых исследований, с помощью технологии молекулярной стыковки мы также проверили то, каким образом хлорохина фосфат и фавипиравир могут быть полезны в клинической практике.

2. Материалы и методы

2.1. Набор данных

Следующие последовательности белка загружали из NCBI: все белки нового коронавируса Ухань, гем-связывающий белок; гемоксидаза; для анализа консервативного домена использовали белковые последовательности.

Все белки нового коронавируса Ухань также использовали для конструирования трехмерных структур путем гомологического моделирования.

В то же время следующие файлы были загружены из базы данных PDB: кристаллическая структура MERS-CoV nsp10_nsp16 комплекс—5yn5, гем, оксигемоглобин человека 6bb5; дезоксигемоглобин человека 1a3n; 0TX; Rp. Комплекс MERS-CoV nsp10_nsp16—5yn5 использовался для гомологического моделирования. Гем, 0TX и 1RP использовались для молекулярной стыковки. Два оксигемоглобин был использован для стыковки белков.

2.2. Блок-схема биоинформационного анализа

На основе опубликованных в данном исследовании биологических белковых последовательностей была проведена серия биоинформационного анализа. Этапы показаны на рисунке 1:1. Консервативные домены вирусных белков анализируются^28-30 онлайн-сервером МЕМЕ. Консервативные домены использовались для прогнозирования функциональных различий вирусных белков и белков человека. 2. Трехмерная структура вирусных белков была построена путем гомологического моделирования в средстве Swiss-model^31,32. Если длина последовательности превышала 5000 нуклеотидов, использовался инструмент гомологического моделирования Discovery-Studio 2016. 3. Использование технологии молекулярной стыковки (инструмент LibDock) Discovery-Studio 2016³³ позволило смоделировать рецептор-лигандное соединение вирусных белков с гемом человека (или порфиринами). С учетом результатов биоинформационного анализа была построена модель жизненного цикла вируса и предложена соответствующая молекулярная картина заболевания.

Рисунок 1. Блок-схема биоинформационного анализа.

Рабочий процесс основан на эволюционных принципах. Хотя биологическая последовательность, характерная для развитых форм жизни и вируса, отличается, молекулы с аналогичными структурами всегда могут играть аналогичные биологические роли. В методе гомологического моделирования используется принцип, согласно которому аналогичная первичная структура белковых последовательностей имеет аналогичную пространственную структуру. Метод молекулярной стыковки построен на гомологическом моделировании реальных трехмерных молекул.

2.3. Анализ консервативного домена

MEME Suite — это онлайн-сайт, который объединяет множество инструментов прогнозирования и описания мотивов. Алгоритм максимального ожидания (EM) является основой для идентификации мотива на сайте MEMЕ. Мотив представляет собой консервативный домен небольшой последовательности в белке. Модели, основанные на мотивах, помогают оценить надежность филогенетического анализа. После открытия онлайн-инструмента MEME интересующие белковые последовательности объединяют в текстовый файл, при этом сохраняется формат файла .fasta. Затем выбирают нужное количество мотивов и нажимают кнопку «Перейти». В конце анализа консервативные домены отображаются после нажатия на ссылку.

2.4. Гомологическое моделирование

SWISS-MODEL — это полностью автоматический сервер гомологического моделирования структуры белка, доступ к которому можно получить через веб-сервер. Первый шаг — войти на сервер SWISS-MODEL, ввести последовательность и нажать Search Template («Поиск шаблона»), чтобы выполнить простой поиск шаблона. После завершения поиска можно выбрать шаблон для моделирования. Поиск шаблонов выполняется нажатием кнопки Build Model, и модель шаблона выбирается автоматически. Как видно, было найдено несколько шаблонов, а затем построено множество моделей. Здесь выбирается только модель. Модель в формате PDB загружается и визуализируется в VMD. SWISS-MODEL моделирует только белковые модели, соответствующие последовательностям менее 5000 нуклеотидных оснований. Для моделирования белка, соответствующего последовательности более 5000 нуклеотидов, можно использовать инструмент гомологического моделирования Discovery-Studio.

Перед использованием Discovery-Studio для гомологического моделирования неизвестного белка (такого, как orf1ab) файл структуры pdb матричного белка, такого как MERS-CoVnsp10_nsp16 комплекс 5yn5, должен быть загружен из базы данных PDB. Затем для сопоставления гомологичных последовательностей белков 5yn5 и orf1ab был применен инструмент сопоставления последовательностей Discovery-Studio. Затем был построен файл пространственной структуры orf1ab на основе матричного белка 5yn5.

2.5. Технология молекулярной стыковки

Молекулярная стыковка — это процесс нахождения наилучшего соответствия между двумя или более молекулами посредством определения геометрического и энергетического соответствия. Этапы использования молекулярной стыковки LibDock с Discovery-Studio следующие:

1. Подготовка модели лиганда. Откройте файл лиганда, например, гема, и нажмите кнопку Prepare Ligands («Подготовка лигандов») в подменю Dock Ligands («Док-лиганды») меню Receptor-Ligand Interactions («Взаимодействие рецептор-лиганд»), чтобы создать модель лиганда гема для стыковки. Сначала удалите FE (атом железа) из гема, а затем нажмите кнопку Prepare Ligands («Подготовка лигандов»), после чего будет сгенерирована модель лиганда порфирина. При открытии 0 XT снова нажмите кнопку Prepare Ligands («Подготовка лигандов»), чтобы получить модель хлорохинового лиганда.

2. Подготовьте модель белкового рецептора. Откройте файл pdb белка (сгенерированный с помощью гомологического моделирования) и нажмите Prepare protein («Подготовка белка») в подменю Dock Ligands («Док-лиганды») меню Receptor-Ligand Interactions («Взаимодействие рецептора с лигандом»), чтобы создать модель рецептора белка для стыковки.

3. Установите параметры стыковки для ее достижения. Выберите модель генерируемого белкового рецептора. В подменю Define and Edit Binding Site («Определение и редактирование сайта связывания») в меню Receptor-Ligand Interactions («Взаимодействие рецептора с лигандом») нажмите кнопку From receptor Cavities («Из полостей рецептора»). На диаграмме модели рецептора белка появляется красная сфера. После щелчка правой кнопкой мыши по красному шару можно изменить его радиус. Затем в меню Receptor-Ligand Interactions («Взаимодействие рецептора с лигандом») выберите Dock Ligands (LibDock) («Док-лиганды LibDock») в подменю Dock Ligands («Док-лиганды»). Во всплывающем окне выберите лиганд в качестве вновь созданной модели лиганда (ALL) и выберите рецептор в качестве вновь созданной модели рецептора (ALL), а для сфер сайтов задайте только что установленные координаты сфер. Наконец, нажмите RUN («Выполнить»), чтобы начать стыковку.

4. Рассчитайте энергию связывания и выберите положение с наибольшей энергией связывания. После завершения стыковки будет отображено множество местоположений лиганда. Откройте окно стыковки и нажмите кнопку Caculate Binding Energies («Рассчитать энергии связывания») в подменю Dock Ligands («Док-лиганды») меню Receptor-Ligand Interactions («Взаимодействие рецептора с лигандом»). Во всплывающем окне выберите рецептор в качестве значения по умолчанию, лиганд в качестве стыкуемой модели (ALL), а затем запустите вычисление энергии связывания. Наконец, сравните энергию связывания и выберите положение с наибольшей энергией связывания. Чем выше стабильность комплекса, тем больше энергия связывания.

5. Экспортируйте вид совместного сечения. Для вида в состоянии стыковки после установки стиля отображения области связывания нажмите кнопку Show 2D Map («Показать 2D-карту») в подменю View Interaction («Просмотр взаимодействия») меню Receptor-Ligand Interaction («Взаимодействие между рецептором и лигандом»), чтобы открыть вид участка связывания. Это представление может быть сохранено в виде файла изображения.

2.6. Технология стыковки белков

ZDOCK от Discovery-Studio — это еще один инструмент молекулярной стыковки для изучения взаимодействий белков. Мы использовали его для изучения атаки гемоглобина вирусными неструктурными белками. Ниже приведено описание стыковки orf1ab и гемоглобина, при изучении стыковки с другими неструктурными белками вируса применяли аналогичные методы стыковки. После открытия PBD-файлов человеческого оксигемоглобина 6bb5 и белка orf1ab нажмите кнопку Dock proteins (ZDOCK) в меню Dock and Analyze Protein Comlexes («Стыковка и анализ белковых комплексов»). Во всплывающем интерфейсе выберите человеческий оксигемоглобин 6bb5 в качестве рецептора, а orf1a в качестве лиганда, а затем нажмите кнопку Run («Выполнить»). После того как компьютер закончит вычисления, нажмите на интерфейс proteinpose («положение белка») и выберите положение и кластер с самым высоким баллом ZDOCK. Так можно получить положение белка orf1ab на человеческом оксигемоглобине 6bb5. Дезоксигемоглобин человека 1a3n имеет сходную схему стыковки с белком orf1ab.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1. Вирусные структурные белки, связывающие порфирин

У человека гемоглобин может разлагаться на глобин и гем. Гем состоит из порфирина и иона железа, при этом ион железа находится в середине порфирина. Гем нерастворим в воде и может быть объединен с гем-связывающими белками с образованием комплекса и транспортироваться в печень. Порфирин разлагается до билирубина и выводится через желчный проток, а железо, содержащееся в молекуле, может повторно использоваться организмом. Если вирусные белки могут связываться с порфирином гема, они должны обладать связывающей способностью, аналогичной гем-связывающему белку человека, то есть вирусные белки и гем-связывающие белки должны иметь аналогичные консервативные домены. Для изучения связывания структурных белков вируса и порфирина в настоящей работе были применены следующие методы биоинформатики.

Сначала на онлайн-сервере MEME был выполнен поиск консервативных доменов в каждом структурном белке вируса и человеческом гем-связывающем белке (ID:NP_057071.2 гем-связывающий белок 1, ID: EAW47917.1 гем-связывающий белок 2). На рисунке 2 показано, что три вирусных белка (поверхностный гликопротеин, белок оболочки и нуклеокапсидный фосфопротеин) и белки связывания гема имеют консервативные домены, но мембранный гликопротеин не имеет консервативных доменов, p-значения малы, различия статистически значимы. Домены в трех вирусных белках различны, что позволяет предположить некоторое различие способностей структурных белков связывать порфирин. Мембранный гликопротеин не может связываться с порфирином.

Рисунок 2. Консервативные домены в структурных белках и гем-связывающих белках человека. A. Консервативные домены поверхностного гликопротеина. B. Консервативные домены белка оболочки. C. Консервативные домены мембранного гликопротеина. D. Консервативные домены нуклеокапсидного фосфопротеина.

Затем онлайн-сервер Swiss-model смоделировал поверхностные гликопротеины для получения трехмерной структуры, и были выбраны два вида файлов на основе шаблонов Spike и E2. 3D-структурный файл гема был загружен из базы данных PDB.

В конце концов Discovery-Studio реализовала молекулярную стыковку поверхностных гликопротеинов и порфирина. Сначала не удалось стыковать белок-шип с гемом (и порфирином). Гликопротеин Е2 (рисунок 3.A) получен из матриц 1zva.1.A. Стыковка гликопротеина Е2 и гема также была безуспешной. Когда удалили ион железа и гем стал порфирином, удалось выполнить множество видов стыковки между гликопротеином E2 и порфирином. После вычисления энергии связывания за результат была принята позиция стыковки с самой высокой энергией связывания (7 530 186 265,80 ккал/моль). Результат стыковки показан на рисунке 4.A-1, где представлена молекулярная модель связывания гликопротеина E2 с порфирином.

На рисунке 4.A-2 представлен двухмерный вид участка связывания, в котором 18 аминокислот гликопротеина Е2 взаимодействуют с порфирином.

При анализе белка оболочки использовались те же методы. Шаблон 5×29.1. A был выбран в качестве шаблона 3D-структуры белка оболочки (рисунок 3.B). Discovery-Studio обнаружила несколько видов стыковки белка оболочки и порфирина, где было выбрано положение стыковки с самой высокой энергией связывания (219 317,76 ккал/моль). На рисунке 4.B-1 показан результат стыковки, представляющий собой молекулярную модель связывания белка оболочки с порфирином. Рисунок 4.В-2 представляет двухмерный вид участка связывания, в котором 18 аминокислот белка оболочки взаимодействуют с порфирином.

Те же методы использовались для анализа нуклеокапсидного фосфопротеина. В качестве шаблона фосфопротеина нуклеокапсида использовали 1ssk.1.А (рисунок 3.С). Discovery-Studio позволила выявить вариант стыковки между нуклеокапсидным фосфопротеином и порфирином с самой высокой энергией связывания (15 532 506,53 ккал/моль). На рисунке 4.С-1 показан результат стыковки, представляющий собой молекулярную модель связывания нуклеокапсидного фосфопротеина с порфирином. На рисунке 4.C-2 представлен двухмерный вид связывающего участка, где 22 аминокислоты нуклеокапсидного фосфопротеина связаны с порфирином. Мембранный белок получен из шаблонов 1zva.1.A. Состыковать мембранный белок с гемом (и порфирином) не удалось. Полученные результаты свидетельствуют, что поверхностный гликопротеин, белок оболочки и нуклеокапсидный фосфопротеин могут связываться с порфирином с образованием комплекса.

Было обнаружено, что энергия связывания белка оболочки была самой низкой, энергия связывания гликопротеина Е2 была самой высокой, а энергия связывания нуклеокапсидного фосфопротеина была средней. Это означает, что связывание гликопротеина Е2 с порфирином является наиболее стабильным, связывание нуклеокапсидного фосфопротеина с порфирином является неустойчивым, а связывание белка оболочки с порфирином является наиболее неустойчивым.

После этого был проведен следующий анализ, чтобы выяснить, атакуют ли структурные белки гем с отщеплением атома железа и образованием порфиринов. Гем имеет оксидазу, называемую гемоксидазой, которая окисляет гем и отщепляет ион железа. Если структурные белки могут атаковать гем и отщеплять ионы железа, они должны иметь такой же консервативный домен, как гемоксидаза. Онлайн-сервер MEME был использован для поиска консервативных доменов структурных белков и белков гемоксидазы (NP_002124.1: гемоксигеназы-1; BAA04789.1: гемоксигеназы-2; AAB22110.2: гемоксигеназы-2). В результате консервативных доменов структурных белков обнаружено не было (рисунок 5). Объединяя этот результат с результатом предыдущего анализа, можно предположить, что структурные белки могут объединяться только с порфирином. Можно сделать вывод, что структурные белки не атакуют гем, вызывая диссоциацию атома железа с образованием порфирина.

Рисунок 3. Трехмерные структурные схемы новых белков коронавируса, полученные с помощью гомологического моделирования. A. Гликопротеин E2 поверхностного гликопротеина. B. Белок оболочки. C. Нуклеокапсидный фосфопротеин. D. Белок orf1ab. E. Белок ORF8. F. Белок ORF7a.

Рисунок 4. Результаты молекулярной стыковки структурных белков вируса и порфирина (красная структура). A. Результаты молекулярной стыковки гликопротеина E2 и порфирина. B. Результаты молекулярной стыковки белка оболочки и порфирина. C. Результаты молекулярной стыковки нуклеокапсидного фосфопротеина и порфирина. 1. Структурные белки вируса. 2. Вид участков связывания.

Рисунок 5. Консервативные домены структурных белков и белков гемоксигеназы человека. A. Консервативные домены поверхностного гликопротеина. B. Консервативные домены белка оболочки. C. Консервативные домены мембраны. D. Консервативные домены нуклеокапсидного фосфопротеина.

3.2. Неструктурные белки вируса, связывающие порфирин

Рисунок 6. Консервативные домены в неструктурных белках и гем-связывающих белках человека. A. Консервативные домены orf1ab. B. Консервативные домены ORF3a. C. Консервативные домены ORF6. D. Консервативные домены ORF7a. E. Консервативные домены ORF8. F. Консервативные домены ORF10.

Гомологическое моделирование и технология молекулярной стыковки были применены для изучения способности белка orf1ab связывать гем. Поскольку Swiss-model не может моделировать 3D-структуру белковой последовательности orf1ab из-за ограничения на длину кодирующей последовательности (не более 5000 нуклеотидов), для гомологического моделирования использовалась программа Discovery-Studio. Кристаллическая структура комплекса MERS-CoV nsp10_nsp16 5yn5 и гема была загружена из базы данных PDB. В этом исследовании кристаллическая структура комплекса MERS-CoV nsp10_nsp16 5yn5 была взята в качестве матрицы для создания гомологичной структуры белка orf1ab. В качестве 3D-структуры белка orf1ab была выбрана гомологичная структура по умолчанию (рисунок 3.D). Затем в программе Discovery-Studio была проведена молекулярная стыковка белка orf1ab и порфирина. Белок orf1ab и гем не удалось состыковать, но после удаления ионов железа и превращения гема в порфирин радиус действия увеличился и несколько типов стыковки удалось довести до конца. Путем вычисления энергии связывания была выбрана модель стыковки с наибольшей энергией связывания (561 571,10 ккал/моль). Результат стыковки показан на рисунке 7.A-1, где представлена молекулярная модель связывания белка orf1ab с порфирином. Связывающая часть белка orf1ab действует как зажим. Именно этот зажим захватывает порфирин без иона железа. На рисунке 7.A-2 показан двухмерный вид участка связывания. Видно, что 18 аминокислот белка orf1ab связаны с порфирином.

Для изучения свойств связывания белка ORF8 с гемом использовались те же этапы анализа, что и для структурного белкового метода. Файл структуры был создан на основе шаблона ORF7 (рисунок 3. E). Было обнаружено несколько видов стыковки белка ORF8 и порфирина, из которых выбрано стыковочное положение, имеющее наибольшую энергию связывания (12 804 859,25 ккал/моль). Результат стыковки (рисунок 7.В-1) представляет собой молекулярную модель связывания белка ORF8 с порфирином. Рисунок 7.В-2 представляет собой двухмерный вид участка связывания, где 18 аминокислот ORF8 связаны с порфирином.

Для анализа белка ORF7a использовались те же методы, что и при анализе белка ORF8. Шаблон ORF7a — 1yo4.1.A (рис. 3.F). Белок ORF7a и порфирин имели наивысшую энергию связывания (37 123,79 ккал/моль). На рисунке 7.С-1 показана молекулярная модель связи ORF7a с порфирином. Пятнадцать аминокислот ORF7a связаны с порфирином (рис. 7.C-2). Связывающая часть белка ORF7a также действует как зажим.

Swiss-модель не может предоставить шаблон для ORF10. ORF6a и ORF3a получены из шаблонов 3h08.1.A и 2m6n.1.A соответственно, но состыковать ORF6a (ORF3a) с гемом и порфирином не удалось.

Рисунок 7. Результаты молекулярной стыковки неструктурных белков вируса и порфирина (красный). A. Результаты молекулярной стыковки белка orf1ab и порфирина. B. Результаты молекулярной стыковки для белка ORF8 и порфирина. C. Результаты молекулярной стыковки белка ORF7a и порфирина. 1. Неструктурные белки вируса. 2. Вид участков связывания.

Наконец, был проведен следующий анализ, чтобы выяснить, могли ли неструктурные белки атаковать гем и отщеплять атом железа с образованием порфиринов. Здесь для анализа консервативных доменов неструктурных белков и белков гемоксидазы использовался тот же метод, что и для предыдущего структурного белка — онлайн-сервер MEME (NP_002124.1: гемоксигеназа-1; BAA04789.1: гемоксигеназа-2; AAB22110.2: гемоксигеназа-2). Как показано на рисунке 8, ORF10, orf1ab и ORF3a имеют консервативные домены. Учитывая результаты предыдущего анализа, можно сказать, что неструктурные белки ORF10, orf1ab и ORF3a могут атаковать гем и отщеплять атом железа с образованием порфирина. Однако р-значение для orf1ab и ORF3a больше, чем 0,1 %. Поэтому ORF10 может быть основным белком, атакующим гем, тогда как orf1ab и ORF3a захватывают гем или порфирин.

Результаты показали, что orf1ab, ORF7a и ORF8 могут связываться с порфирином, в то время как ORF10, ORF3a и ORF6 не могут связываться с гемом (и порфирином). ORF10, ORF1ab и ORF3a также обладают способностью атаковать гем с образованием порфирина. Энергии связывания orf1ab, ORF7a, ORF8 и порфирина сравнивали между собой. Было обнаружено, что энергия связывания ORF7a была самой низкой, энергия связывания ORF8 была самой высокой, а энергия связывания orf1ab была средней. Это означает, что связывание ORF8 с порфирином является наиболее стабильным, связывание orf1ab с порфирином является неустойчивым, а связывание ORF7a с порфирином является наиболее неустойчивым. Последовательности ORF10 и ORF6 короткие, поэтому они должны быть короткими сигнальными пептидами. Следовательно, механизм, с помощью которого неструктурные белки атакуют гем, может быть такой: ORF10, ORF1ab и ORF3a атакуют гем и образуют порфирин; ORF6 и ORF7a отправляют порфирин в ORF8; и ORF8 и порфирин образуют стабильный комплекс.

Рисунок 8. Консервативные домены неструктурных белков и белков гемоксигеназы человека. A. Консервативные домены orf1ab. B. Консервативные домены ORF3a. C. Консервативные домены ORF6. D. Консервативные домены ORF7a. E. Консервативные домены ORF8. F. Консервативные домены ORF10.

3.3. Вирусный неструктурный белок атакует гем на бета-цепи гемоглобина

Порфирины в организме человека — это в основном железосодержащие порфирины, то есть гем. Большая часть молекул гема не свободна, а связана в составе гемоглобина. Для выживания вирусов им требуется большое количество порфиринов. Поэтому новый коронавирус нацелен на гемоглобин, атакует гем и охотится на порфирины. Результаты предыдущего анализа показали, что ORF1ab, ORF3a и ORF10 имеют домены, сходные с гемоксигеназой, но только ORF1ab может связываться с порфирином. Чтобы изучить атакующее поведение белков orf1ab, ORF3a и ORF10, мы использовали технологию молекулярной стыковки ZDOCK. Технология молекулярной стыковки ZDOCK позволяет анализировать взаимодействия белков и находить приблизительные положения этих трех белков на гемоглобине.

Сначала мы загрузили гемоксигеназу 2 (5UC8) из PDB и использовали ее в качестве шаблона, а затем использовали инструмент гомологического моделирования Discovery-Studio для создания трехмерной структуры ORF10 (рисунок 9). Поскольку гемоглобин имеет две формы: окисленную и восстановленную, в приведенном ниже анализе выполнена молекулярная стыковка белков в этих двух случаях, а в качестве результата принята позиция с наивысшей оценкой ZDOCK.

Рисунок 9. Моделирование гомологии ORF10.

На дезоксигемоглобине orf1ab располагается в нижне-среднем участке 1-альфа- и 2-альфа-цепи вблизи 2-альфа-цепи (рисунок 10.A). ORF3a располагается в нижне-среднем участке 1-альфа и 2-альфа-цепи вблизи 2-альфа цепи (рисунок 10.B). ORF10 располагается в нижне-средней части 1-бета- и 2-бета-цепи вблизи 1-бета-цепи (рисунок 10. C). Предполагается следующий механизм: orf1ab атакует 2-альфа-цепь, вызывая изменения конформации белка глобина. Связывание ORF3A с цепью 2-альфа приводит к атаке ею цепи 1-бета, открывающей гем. ORF10 быстро присоединяется к 1-бета-цепи и непосредственно воздействует на гем 1-бета-цепи. Когда атом железа отщепляется, гем превращается в порфирин, и orf1ab получает возможность захватить порфирин. Белок orf1ab играет критически важную роль на протяжении всей атаки.

Рисунок 10. Вирусный неструктурный белок атакует гемоглобин. A. orf1ab атакует дезоксигемоглобин. B. ORF3a атакует дезоксигемоглобин. C. ORF10 атакует дезоксигемоглобин. D. orf1ab атакует окисленный гемоглобин. E. ORF10 атакует окисленный гемоглобин. F. ORF3a атакует окисленный гемоглобин.

На окисленном гемоглобине orf1ab располагается в нижне-средней части альфа- и бета-цепи вблизи альфа-цепи (рисунок 10.A). ORF10 располагается в нижней части бета-цепи, ближе к внешней (рисунок 10. B). ORF3a располагается в нижне-средней части альфа- и бета-цепи и приближен к бета-цепи (рисунок 10.C). Возможный механизм состоит в том, что orf1ab связывается с альфа-цепью и атакует бета-цепь, вызывая конфигурационные изменения в альфа- и бета-цепях; ORF3 атакует бета-цепь и обнажает гем. ORF10 быстро прикрепляется к бета-цепи и непосредственно влияет на атомы железа в геме бета-цепи. Гем после отщепления железа превращается в порфирин, и orf1ab получает возможность захватить порфирин. Белок orf1ab играет ключевую роль на протяжении всей атаки.

Атака вирусных белков на оксигемоглобин приводит к прогрессирующему уменьшению количества гемоглобина, который может переносить кислород. Влияние вирусных белков на дезоксигемоглобин будет еще сильнее уменьшать количество гемоглобина, доступного для переноса диоксида углерода и глюкозы крови. Люди с диабетом могут иметь нестабильный уровень глюкозы крови. Состояние пациента дополнительно ухудшается от отравления диоксидом углерода. Клетки легких испытывают чрезвычайно сильное воспаление из-за невозможности обеспечения интенсивного обмена углекислым газом и кислородом; в конечном итоге изображения ткани легких принимают вид матового стекла. Состояние пациентов с респираторными расстройствами ухудшится.

3.4. Валидация воздействия хлорохина фосфата

Химические компоненты хлорохина фосфата конкурируют с порфирином и связываются с вирусным белком, тем самым ингибируя атаку вирусного белка на гем или связывание с порфирином. Для проверки влияния хлорохина фосфата на молекулярный механизм действия вируса была принята технология молекулярной стыковки. Структурный файл 0TX (хлорохин) был загружен из базы данных PDB. Затем была использована технология молекулярной стыковки Discovery-Studio 2016 для тестирования эффектов вирусных белков и хлорохина.

Рисунок 11.A-1 представляет собой схему связывания хлорохина с поверхностным гликопротеином вируса. На рисунке 11.A-2 показана область связывания вирусного поверхностного гликопротеина. В связывании участвуют 13 аминокислот. Энергия связывания хлорохина с гликопротеином Е2 вируса составляет 3 325 322 829,64 ккал/моль, что составляет около половины энергии связывания гликопротеина Е2 и порфирина. Согласно результатам рис. 4.А-2, дальнейший анализ показал, что некоторые аминокислоты (например, VAL A:952, ALA A:956, ALA B:956, ASN A:955 и др.) гликопротеина Е2 могут связываться не только с хлорохин-фосфатом, но и с порфиринами. Другими словами, хлорохин имеет одну треть шансов ингибировать вирусный гликопротеин E2 и уменьшить симптомы у пациента.

Вид связывания хлорохина и белка оболочки показан на рисунке 11.В-1. Энергия связывания хлорохина и белка оболочки 7852,58 ккал/моль, что эквивалентно лишь 4 % энергии связывания белка оболочки и порфирина. Участок связывания показан на рисунке 11.B-2. На рисунках 4.В-2 и 11.В-2 представлены некоторые аминокислоты (такие, как LEV E:28, PHE: D:20, VAL E:25) белка оболочки, которые связываются не только с хлорохин-фосфатом, но и с порфирином.

Рисунок 11.С-1 представляет собой схему связывания хлорохина с фосфопротеином нуклеокапсида. Энергия связывания хлорохина с нуклеокапсидным фосфопротеином составляет 198 815,22 ккал/моль, что эквивалентно лишь 1,4 % энергии связывания нуклеокапсидного фосфопротеина и порфирина. ALA A:50 и т. д. нуклеокапсида фосфопротеина участвуют в связывании (рисунок 12.C-2). Рисунки 4.C-2 и 11.C-2 свидетельствуют о том, что аминокислоты нуклеокапсидного фосфопротеина могут связывать порфирин, но не могут связывать хлорохин. Стыковка мембранного белка с хлорохином не произошла.

Рисунок 11. Результаты молекулярной стыковки структурных белков вируса и хлорохина (красный). A. Результаты молекулярной стыковки гликопротеина E2 и порфирина. B. Результаты молекулярной стыковки белка оболочки и порфирина. C. Результаты молекулярной стыковки нуклеокапсидного фосфопротеина и порфирина. 1. Структурные белки вируса. 2. Вид участков связывания.

Принципиальная схема связывания хлорохина с белком orf1ab показана на рисунке 12.A-1. Участок связывания белка orf1ab представлен на рисунке 12.A-2. Энергия связывания хлорохина и белка orf1ab составляет 4 584 302,64 ккал/моль, что в 8 раз больше энергии связывания между orf1ab и порфирином. Согласно результатам на рисунке 7.A-2, было показано, что некоторые аминокислоты, такие как MET 7045, PHE 7043, LYS 6836 белка orf1ab, могут быть связаны не только с фосфатом хлорохина, но и с порфирином.

Принципиальная схема связывания хлорохина с белком ORF8 показана на рисунке 12.B-1. На рисунке 12.B-2 показан участок связывания ORF8. Энергия связывания хлорохина с белком ORF8 составляет 4 707 657,39 ккал/моль, что эквивалентно лишь 37 % энергии связывания белка ORF8 с порфирином. Согласно результату, показанному на рисунке 7.B-2, аминокислоты, такие как ILE A: 74, ASP A:75, LYS A: 53 ORF8, могут связываться не только с фосфатом хлорохина, но и с порфирином.

Принципиальная схема связывания хлорохина с белком ORF7a показана на рисунке 12.C-1. На рисунке 12.C-2 представлен вид участка связывания. Энергия связывания хлорохина с белком ORF7a составляет 497 154,45 ккал/моль, что в 13 раз превышает энергию связи белка ORF7a с порфирином. Согласно результатам, показанным на рисунке 7. C-2, аминокислоты, такие как GLN A:94, ARG A:78 и LEU A:96 белка ORF7 могут связываться не только с фосфатом хлорохина, но и с порфирином.

Стыковка белков ORF3a, ORF6 и ORF10 с хлорохином не удалась.

Эти результаты показали, что хлорохин может в определенной степени ингибировать связывание E2 и ORF8 с порфирином с образованием комплекса. Кроме того, хлорохин может предотвратить атаку orf1ab, ORF3a и ORF10 на гем с образованием порфирина.

Рисунок 12. Результаты молекулярной стыковки вирусных неструктурных белков и хлорохина (красная структура). A. Результаты молекулярной стыковки белка orf1ab и хлорохина. B. Результаты молекулярной стыковки белка ORF8 и хлорохина. C. Результаты молекулярной стыковки белка ORF7a и хлорохина. 1. Неструктурные белки вируса. 2. Вид участков связывания.

3.5. Валидация эффекта фавипиравира

Таблица 1. Эффект фавипиравира

Белок вируса	Порфирин (ккал/моль)	Фавипиравир (ккал/моль)	Имеет идентичные остатки	Мишень	Отношение связывания с мишенью (фавипиравир/ порфирин)
Гликопротеин E2	7,530,186,265.80	—	—	—	—
Белок оболочки	219,317. 76	597,814,480.55	Да	Да	2,725.79
Нуклеокапсид	15,532,506.53	—	—	—	—
orf1ab	561,571.10	1,052,489.88	Да	Да	1.87
ORF8	12,804,859.25	348,589.80	Да	—	—
ORF7a	37,123.79	17,034,560.60	Да	Да	458.86

4. Обсуждение

4.1. Новый коронавирус произошел от древнего вируса

Для самых примитивных форм жизни, коими являются вирусы, не так-то просто увидеть их роль в связывании порфирина. Соединения порфирина широко распространены в фотосинтезирующих и нефотосинтезирующих организмах и связаны с критическими физиологическими процессами, такими как катализ, перенос кислорода и энергии. Порфирин также является древним соединением, широко распространенным на Земле. Порфирин впервые обнаружен в сырой нефти и асфальтовой породе в 1934 году. Порфирин обладает уникальными фотоэлектронными свойствами, отличной термостабильностью и имеет широкие перспективы применения в химии материалов, медицине, биохимии и аналитической химии. Его характеристики отлично подходят для применений, связанных с двухфотонным поглощением, флуоресценцией, передачей энергии и других. Перенос энергии флуоресцентного резонанса (FRET) — это безызлучательный процесс, при котором донор в возбужденном состоянии передает энергию реципиенту в основном состоянии посредством дипольного эффекта дальнего действия. FRET-характеристики порфирина могут быть основой способа выживания, на который опирался исходный вирус.

Существует множество теорий о происхождении вирусов, одна из которых называется теорией совместной эволюции, в которой вирусы могут эволюционировать из комплексов белка и нуклеиновой кислоты. Различные методы не объясняют, как вирус выжил независимо от не существовавших в начале жизни клеток, поэтому происхождение вирусов остается загадкой. В этой статье предполагается, что вирус может связываться с порфирином, что может объяснить проблему выживания оригинального вируса. Поскольку порфирин обладает характеристикой передачи энергии флуоресцентного резонанса, вирусы, которые связываются с порфиринами, могут получить энергию с помощью этого светоиндуцированного метода. Вирус, получивший энергию, может использовать ее для минимального перемещения, для выхода из состояния гибернации или перехода в него из активного состояния. Согласно результатам нашего исследования, новый коронавирус был формой жизни, зависящей от порфирина. Поэтому мы можем предположить, что новый коронавирус происходит от древнего вируса, который мог развиваться у летучих мышей на протяжении бесчисленных поколений.

4.2. Более высокая проницаемость порфиринов сквозь клеточные мембраны обуславливает большую инфекционность

Быстрая эволюция нового коронавируса также сопровождается некоторыми парадоксальными особенностями. Нынешняя теория предполагает, что новый коронавирус связывается с рецептором ACE2 человека через белок-шип. Он попадает в клетки человека по механизму фагоцитоза. Модели инфекционных заболеваний показали, что новая коронавирусная пневмония очень контагиозна. Следовательно, способность связывания белка-шипа и белка ACE2 человека должна быть большой, но в литературе имеются сообщения о том, что эта способность связывания является слабой. Что вызывает высокую инфекционность нового коронавируса? Мы считаем, что в дополнение к методу инвазии через взаимодействие шип-ACE2 вирус должен обладать оригинальным механизмом инвазии.

Медицинские работники обнаружили новый коронавирус в моче, слюне, кале и крови. Жизнеспособный вирус также может обнаруживаться в биологических жидкостях. В таких средах порфирин является доминирующим веществом. Порфириновые соединения относятся к классу азотсодержащих полимеров, и существующие исследования показали, что они обладают выраженной способностью обнаруживать клеточные мембраны и проникать сквозь них. В начале жизни молекулы вирусов с порфиринами непосредственно перемещались в исходную мембранную структуру за счет проницаемости порфирина. Это исследование показало, что гликопротеин E2 и белок оболочки нового коронавируса могут хорошо связываться с порфиринами. Поэтому коронавирус в связи с порфирином может также напрямую проникать через клеточную мембрану человека, что делает процесс инфицирования надежным. Наш валидационный анализ показал, что фавипиравир может предотвратить связывание только белка оболочки и порфирина. В то же время хлорохин может предотвращать связывание гликопротеина Е2 с порфирином лишь в определенной степени. Следовательно, инфекционность новой коронавирусной пневмонии не предотвращается этими препаратами полностью, так как связывание гликопротеина E2 и порфирина ингибируется не полностью.

4.3. Сложность индивидуального иммунитета

В некоторых теориях предполагается, что иммунный ответ возникает в организме после того, как у пациента разовьется заболевание. У некоторых пациентов после выздоровления вырабатываются иммунные антитела. Согласно нашему исследованию, гликопротеин E2, белок оболочки, нуклеокапсидный фосфопротеин, orf1ab, ORF7a и ORF8 вируса могут связываться с порфирином. Но из текущего исследования неясно, какие иммунные антитела возникали против вирусных белков.

Кроме того, некоторые пациенты могут погибнуть в результате цитокинового шторма. По сравнению с пациентами с атипичной пневмонией, анатомические характеристики умерших отличаются. Комплекс вирусных белков и порфирина может быть малорастворимым. Избыток слизи в тканях умерших пациентов был причиной избытка муцинового белка. Муцин может превратить слабо соединенные клетки в плотно соединенные и увеличить смазку между ними. Можно предположить, что действующее соединение приводит к уменьшению связи между клетками, в результате чего клетки начинают нуждаться в муцине для укрепления связи между собой в пределах тканей и для обеспечения смазывающего эффекта. Кроме того, когда пациент вступает в тяжелый инфекционный период, вирусные структурные белки, в основном, используются для сборки вирусов. Поэтому мы не можем обнаружить заметных вирусных включений в клетках тканей при аутопсии умерших пациентов.

4.4. Иммунные клетки заражаются и секретируют антитела и вирусные белки

Иммунные клетки, такие как плазматические клетки, также известны как эффекторные В-клетки. Плазматические клетки в основном наблюдаются в соединительной ткани слизистой оболочки как в пищеварительном тракте, так и в дыхательных путях. Это клетки, секретирующие антитела. Плазматические клетки выполняют функцию синтеза и хранения антител, а именно иммуноглобулинов, и участвуют в гуморальных иммунных ответах. В зависимости от источника выработки антител выделяют естественные антитела, такие как антитела анти-А и анти-В в системе групп крови ABO. По способности к участию в процессе агглютинации в ходе антигенной реакции антитела делят на полные антитела IgM и неполные антитела IgG. Обнаружение IgM и IgG в крови помогает определить, является ли организм человека инфицированным вирусом. В крови пациентов с подозрением на новую коронавирусную пневмонию содержится большое количество IgM. При лечении количество IgM у пациента снижается, а количество IgG повышается, указывая на то, что его организм вырабатывает резистентность и иммунитет. Имеются сообщения о том, что плазматические клетки также имеют рецептор ACE2, то есть для них существует путь инфекции шип-ACE2. Учитывая сообщения о том, что селезенка, костный мозг и лимфатические узлы тяжелых пациентов также сильно повреждены, мы предполагаем, что плазматические клетки также тесно связаны с инфекцией и выздоровлением пациентов с коронавирусом.

Плазматические клетки могут секретировать различные антитела, что также объясняет высвобождение вирусных белков в организме. Вирусные белки orf1ab, ORF3a и ORF10 синтезировались в клетках и атаковали гемоглобин и гем вне клеток. Вирусные белки могли покидать клетки через механизмы секреции белков. К числу секретируемых белков в основном относятся пищеварительные ферменты, антитела и некоторые гормоны. Исходя из вышеизложенной точки зрения, что инфицирование было связано с плазматическими клетками, мы полагали, что вирусные белки секретировались главным образом изнутри клетки наружу по механизму секреции антител. Один из возможных путей заключается в том, что после инфицирования плазматической клетки в ней запускаются процессы вирусной транскрипции и трансляции, а затем из клетки секретируются вирусные белки, такие как orf1ab, ORF3a и ORF10. Однако неясно, секретируются ли вирусные белки за пределы клетки путем связывания с антителами группы крови.

Мы планировали смоделировать этот механизм, но объем вычислений оказался слишком велик. После того, как мы ввели «антитела крови» в поисковую строку базы данных PDB, веб-страница показала почти 160 000 записей и почти 47 000 записей, связанных с человеком. Кроме того, моделирование молекулярной стыковки антител и белков, таких как orf1ab, представляет собой стыковку белков, процесс расчета которой является очень сложным. Поэтому мы не можем смоделировать этот механизм. Мы предлагаем другим лабораториям использовать суперкомпьютеры для моделирования этого механизма.

4.5. Вирусный белок атакует гемоглобин, высвобожденный за счет иммунного гемолиза эритроцитов

Эритроциты в основном содержат гемоглобин. Во время гемолиза гемоглобин выходит из клеток и растворяется в плазме. В этот момент способность гемоглобина переносить кислород теряется. Гемолиз происходит из-за разрыва мембран эритроцитов и растворения матрикса. Либо может происходить расширение пор мембраны эритроцита до степени, позволяющей гемоглобину покидать клетку, оставляя за собой двояковогнутую дискообразную клеточную мембрану — «гематоцит». Иммунный гемолиз — это специфический гемолиз, вызванный реакцией «антиген-антитело». Неспецифический гемолиз вызывается физическими, химическими или биологическими факторами. После гемолиза эритроцитов вирусные белки могут атаковать гемоглобин. Учитывая, что некоторые исследователи подсчитали, что люди с кровью типа O хуже заражаются COVID-19, мы предполагаем, что иммунный гемолиз может быть основным методом обеспечения атаки гемоглобина вирусными белками. Вирусные белки атакуют гемоглобин после заражения. Из-за ограниченных возможностей вычислительных инструментов мы не можем смоделировать, атакуют ли вирусные белки гемоглобин снаружи или внутри эритроцитов.

4.6. Более высокий уровень гемоглобина вызывает более высокую болезненность

Показано, что терапевтический эффект хлорохина фосфата в отношении новой коронавирусной пневмонии может быть тесно связан с аномальным метаболизмом гемоглобина у человека. Количество гемоглобина является основным биохимическим показателем крови, и его содержание различается в зависимости от пола. В норме у мужчин его уровень значимо выше, чем у женщин, что также может быть причиной того, почему мужчины заражаются новой коронавирусной пневмонией чаще, чем женщины. Кроме того, большинство пациентов с новой коронавирусной пневмонией составляют людей среднего и старшего возраста. Многие из этих пациентов имеют сопутствующие заболевания, такие как сахарный диабет. Пациенты с диабетом имеют более высокий уровень гликированного гемоглобина. Гликированный гемоглобин представляет собой дезоксигемоглобин. Гликированный гемоглобин представляет собой комбинацию гемоглобина и глюкозы крови, что является еще одной причиной высокого уровня инфицирования среди пожилых людей.

Это исследование подтвердило, что белки orf1ab, ORF3a и ORF10 могут скоординированно атаковать гем на бета-цепи гемоглобина. Атаке подвергаются как оксигенированный, так и дезоксигенированный гемоглобин. Во время атаки позиции orf1ab, ORF3 и ORF10 немного отличаются. Было показано, что, чем выше содержание гемоглобина, тем выше риск заболевания. Однако нет уверенности в том, что частота заболеваний, вызванных аномальным гемоглобином (структурным), относительно невелика. Гемоглобин пациентов и выздоравливающих должен быть объектом дальнейших исследований и лечения.

4.7. Ингибирование анаболического пути гема и развитие заболевания

В данной статье рассматривалось непосредственное вмешательство вируса в сборку гемоглобина человека. Основной причиной был слишком низкий уровень нормального гема. Гем участвует в критических биологических процессах, таких как регуляция экспрессии генов и трансляции белка. Порфирин является важным материалом для синтеза гема. Поскольку существующие данные показывают, что в организме оказывается слишком много свободного железа, это должно быть следствием того, что вирус-продуцирующая молекула конкурирует с железом за порфирин. Ингибирование анаболического пути гема и возникновение симптомов у человека.

Неясно, является ли пространственная молекулярная структура гема и порфирина у пациентов с порфирией такой же, как и у здоровых людей. При наличии аномальной структуры неясно, может ли такой порфирин связываться с вирусным белком с образованием комплекса, и может ли вирусный белок атаковать подобный гем. Эти вопросы должны быть рассмотрены в клинических и экспериментальных исследованиях.

5. Выводы

С момента возникновения эпидемии использование методов биоинформатики имеет большое научное значение для анализа ролей белков нового коронавируса (таких, как ORF8 и поверхностные гликопротеины). В этом исследовании методы прогнозирования доменов применялись для поиска консервативных доменов. Структуру белковых молекул, таких как ORF8 и поверхностных гликопротеинов, получали с помощью методов гомологического моделирования. Технология молекулярной стыковки использовалась для анализа взаимодействия связывающей части вирусных белков с гемом и порфирином. Результаты исследования показывают, что ORF8 и поверхностные гликопротеины могут объединяться с порфирином с образованием комплекса. В то же время белки orf1ab, ORF10 и ORF3a могут координированно атаковать гем, находящийся на 1-бета-цепи гемоглобина, что приводит к отщеплению железа с образованием порфирина. В результате такой атаки количество гемоглобина, который может переносить кислород и углекислый газ, уменьшается. Клетки легких испытывают чрезвычайно сильное воспаление из-за невозможности обеспечения интенсивного обмена углекислым газом и кислородом; в конечном итоге изображения ткани легких принимают вид матового стекла. Состояние пациентов с респираторными расстройствами ухудшится. Пациенты с диабетом и пожилые люди имеют более высокий уровень гликированного гемоглобина. Уровень гликированного гемоглобина снижается в результате вирусной атаки, что делает уровень глюкозы в крови пациентов нестабильным. Поскольку порфириновые комплексы вируса, продуцируемого в организме человека, ингибировали анаболический путь гема, они вызывали широкий спектр инфекций и заболеваний.

С учетом этих выводов дальнейший анализ показал, что хлорохин может предотвратить атаку orf1ab, ORF3a и ORF10 на гем с образованием порфирина и в определенной степени ингибировать связывание ORF8 и поверхностных гликопротеинов с порфиринами, эффективно облегчая симптомы респираторного дистресса. Поскольку способность хлорохина ингибировать структурные белки не слишком велика, терапевтический эффект для разных людей может быть различным. Фавипиравир может ингибировать связывание белка оболочки и белка ORF7a с порфирином, предотвращать проникновение вируса в клетки-хозяева и может связывать свободный порфирин. В связи с побочными действиями таких препаратов, как хлорохин, и возможностью аллергических реакций на них обращайтесь к квалифицированному врачу для получения подробной информации о лечении и не принимайте препарат самостоятельно.

На основании компьютерного моделирования и дискуссионного анализа этого исследования мы выдвинули предположение об основном механизме патогенности этого вируса. Вирус может сначала инфицировать клетки с рецепторами ACE2, включая иммунные клетки. Иммунные клетки производят антитела и вирусные белки. Антитела действуют на эритроциты, вызывая иммунный гемолиз. Гемоглобин высвобождается и подвергается атаке. Вирус захватывает порфирин и ингибирует метаболизм гема. Поэтому мы считаем, что поражение организма человека вирусом носит системный характер, а не ограничивается дыхательной системой.

Данная работа предназначена только для научного обсуждения, правильность выводов должна быть подтверждена другими лабораториями. Мы с нетерпением ожидаем сообщений от лабораторий, которые смогут доказать, является ли эта теория неправильной или правильной из следующих экспериментов: 1) используйте рентгеноструктурный анализ для определения структуры гемоглобина у тяжелобольных пациентов, чтобы выяснить, есть ли какие-либо отклонения; 2) в эксперименте с вирусами должны быть показаны следующие этапы: вирусные белки могут связывать порфирин; вирусные белки могут атаковать гем; вирусные белки могут атаковать гемоглобин в крови.

Заявления/h5>

Согласие этического комитета и согласие на участие

Согласие на публикацию

Доступность данных и материалов

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование

Эта работа финансировалась за счет гранта Фонда естественных наук для проекта по внедрению талантов Сычуанского университета науки и техники (номер награды 2018RCL20, грантополучатель WZL).

Вклад авторов

Финансирование получил WZL. Дизайн, анализ, написание: WZL. Курирование данных, проверка рукописи: HLL. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Благодарности

Об авторах

¹ Факультет информатики и инженерии, Сычуаньский инженерно-технический университет, Цзыгун, 643002, Китай;
² Факультет медико-биологических наук и технологии пищевых продуктов, Ибиньский университет, Ибинь, 644000, Китай.

Список литературы

Дяо, K., Хань, P., Пан, T., Ли, И. и Ян, Ц. Характерные особенности визуализации HRCT в репрезентативных случаях завозной инфекции новой коронавирусной пневмонии 2019 г. (Diao, K., Han, P., Pang, T., Li, Y. & Yang, Z. HRCT Imaging Features in Representative Imported Cases of 2019 Novel Coronavirus Pneumonia). Precision Clinical Medicine (2020).
Чан, Д. и др., Эпидемиологические и клинические характеристики новой коронавирусной инфекции на примере 13 пациентов за пределами Уханя. Китай (Chang, D. et al. Epidemiologic and clinical characteristics of novel coronavirus infections involving 13 patients outside Wuhan, China). JAMA (2020).
Хуан С. и др. Клинические характеристики пациентов, инфицированных новым коронавирусом 2019 в Ухане, Китай (Huang, C. et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China). The Lancet (2020).
Ли, С., Цай, Цз., Ван, С. и Ли, Ю. Возможность крупномасштабного переноса инфекции 2019 nCov от человека к человеку в первом поколении (Li, X., Zai, J., Wang, X. & Li, Y. Potential of large ‘first generation’human‐to‐human transmission of2019‐nCoV). Journal of Medical Virology (2020).
Ван, Д. и др., Клинические характеристики 138 госпитализированных пациентов с вирусной пневмонией, вызванной новым коронавирусом 2019, Ухань, Китай (Wang, D. et al. Clinical characteristics of 138 hospitalized patients with 2019 novel coronavirus–infected pneumonia in Wuhan, China). Jama (2020).
Ли, Ц. и др. Ранняя динамика передачи пневмонии, вызванной новой коронавирусной инфекцией, в Ухане, Китай (Li, Q. et al. Early transmission dynamics in Wuhan, China, of novel coronavirus–infected pneumonia). New England Journal of Medicine (2020).
Чжу, Н. и др. Новый коронавирус, выделенный у пациентов с пневмонией в Китае в 2019 г. (Zhu, N. et al. A novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019). New England Journal of Medicine (2020).
Ву, Ф. и др. Новый коронавирус, ассоциируемый с респираторными заболеваниями людей в Китае (Wu, F. et al. A novel coronavirus associated with human respiratory disease in China). Nature, 1-8 (2020).
Лу, Х., Страттон, С. У. и Тан, И. В. Вспышка пневмонии неизвестной этиологии в Ухане, Китай: загадка и чудо (Lu, H., Stratton, C. W. & Tang, Y. W. Outbreak of Pneumonia of Unknown Etiology in Wuhan China: the Mystery and the Miracle). Journal of Medical Virology.
Чу, Н. и др. Исследовательская группа по новому китайскому коронавирусу. Новый коронавирус, выделенный у пациентов с пневмонией в Китае (Zhu, N. et al. China Novel Coronavirus Investigating and Research Team. A novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019). N Engl J Med (2020).
Лу, Р. и др. Геномная характеристика и эпидемиология нового коронавируса 2019: заключения по поводу происхождения вируса и связывания его с рецепторами (Lu, R. et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding). The Lancet (2020).
Ван, М. и др. Прецизионно-медицинский подход в отношении лечения коронавирусной уханьской пневмонии (Wang, M. et al. A precision medicine approach to managing Wuhan Coronavirus pneumonia). Precision Clinical Medicine (2020).
Шехер, С. Р., Пекош, А. в сборнике «Молекулярная биология коронавируса SARS» (Schaecher, S. R. & Pekosz, A. in Molecular Biology of the SARS-Coronavirus) 153-166 (Springer, 2010).
МакБрайд, Р. и Филдинг, Б. Ч. Роль вспомогательных белков вируса тяжелого острого респираторного синдрома (ТОРС) в патогенезе вируса (McBride, R. & Fielding, B. C. The role of severe acute respiratory syndrome (SARS)-coronavirus accessory proteins in virus pathogenesis). Viruses 4, 2902-2923 (2012).
Ву, А. и др. Состав и дивергенция генома нового коронавируса (2019-nCoV) родом из Китая (Wu, A. et al. Genome Composition and Divergence of the Novel Coronavirus (2019-nCoV) Originating in China). Cell Host & Microbe (2020).
Параскевис, Д. и др. Полногеномный эволюционный анализ нового коронавируса (2019-nCoV) позволяет отклонить гипотезу о его появлении в результате недавнего события рекомбинации (Paraskevis, D. et al. Full-genome evolutionary analysis of the novel corona virus (2019-nCoV) rejects the hypothesis of emergence as a result of a recent recombination event). Infection, Genetics and Evolution, 104212 (2020).
Ли, С. и др. Регуляция отклика на стресс со стороны эндоплазматического ретикулума активностью ионных каналов, образуемых белком оболочки коронавируса, вызывающего инфекционный бронхит, модуляцией выброса вирионов, влиянием на апоптоз, репликативную способность и патогенез (Li, S. et al. Regulation of the ER Stress Response by the Ion Channel Activity of the Infectious Bronchitis Coronavirus Envelope Protein Modulates Virion Release, Apoptosis, and Pathogenesis). Frontiers in Microbiology 10, 3022 (2020).
То, К.-К. В. и др. Постоянное выявление нового коронавируса 2019 в слюне (To, K. K.-W. et al. Consistent detection of 2019 novel coronavirus in saliva). Clinical Infectious Diseases (2020).
Дон, Н. и др. Анализ моделей генома и белковой структуры отображает происхождение и патогенность вируса 2019-nCoV, нового коронавируса, вызвавшего вспышку пневмонии в Ухане, Китай (Dong, N. Et al Genomic and protein structure modelling analysis depicts the origin and pathogenicity of 2019-nCoV, a novel coronavirus which caused a pneumonia outbreak in Wuhan, China). F1000Research 9, 121 (2020).
Роте, К. и др. Передача инфекции 2019-nCoV при контакте с бессимптомным носителем в Германии (Rothe, C. et al. Transmission of 2019-nCoV infection from an asymptomatic contact in Germany). New England Journal of Medicine (2020).
Чен, Н. и др., Эпидемиологические и клинические характеристики 99 случаев пневмонии, вызванной новым коронавирусом 2019 года в Ухане, Китай: дескриптивное исследование (Chen, N. et al. Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study). The Lancet (2020).
Дас, Р. и Шарма, П., в сборнике «Клиническая молекулярная медицина» (Das, R. & Sharma, P. in Clinical Molecular Medicine) 327-339 (Elsevier, 2020).
Казазян-мл., Х. Х. и Вудхэд, А. П. Синтез гемоглобина А в развивающемся плоде (Kazazian Jr, H. H. & Woodhead, A. P. Hemoglobin A synthesis in the developing fetus). New England Journal of Medicine 289, 58-62 (1973).
Лю, Дж. и др. Общие и отличающиеся аспекты патологии и патогенеза новых патогенных для человека коронавирусных инфекций SARS‐CoV, MERS‐CoV и 2019‐nCoV. (Liu, J. et al. Overlapping and discrete aspects of the pathology and pathogenesis of the emerging human pathogenic coronaviruses SARS‐CoV, MERS‐CoV, and 2019‐nCoV). Journal of Medical Virology (2020).
Ван, М. и др. Ремдесивир и хлорохин эффективно ингибируют недавно появившийся коронавирус (2019-n-CoV) in vitro (Wang, M. et al. Remdesivir and chloroquine effectively inhibit the recently emerged novel coronavirus (2019-nCoV) in vitro). Cell Research, 1-3 (2020).
Бернардо-Сейсдедос, Г., Джил, Д., Блуэн, Ж-М., Ришар, Э. и Милле, О. Заболевания белкового гомеостаза (Bernardo-Seisdedos, G., Gil, D., Blouin, J.-M., Richard, E. & Millet, O. in Protein Homeostasis Diseases) 389-413 (Elsevier, 2020).
Ламеда, И. Л. и Кох, Т. Р в сборнике «Заболевания печени» (Lameda, I. L. P. & Koch, T. R. in Liver Diseases) 107-116 (Springer, 2020).
Бэйли, Т. Л., Джонсон, Дж., Грант, К. Э., Нобл, У. С. Программа МЕМЕ SUITE (Bailey, T. L., Johnson, J., Grant, C. E. & Noble, W. S. The MEME suite). Nucleic acids research 43, W39-W49 (2015).
Бэйли, Т. Л. и др. ПРОГРАММА МЕМЕ SUITE: средство поиска известных мотивов и открытия новых (Bailey, T. L. et al. MEME SUITE: tools for motif discovery and searching). Nucleic acids research 37, W202-W208 (2009).
Бэйли, Т. Л., Уильямс, Н., Мислех, С. и Ли, У. У. МЕМЕ: обнаружение и анализ мотивов с последовательностях ДНК и белков (Bailey, T. L., Williams, N., Misleh, C. & Li, W. W. MEME: discovering and analyzing DNA and protein sequence motifs). Nucleic acids research 34, W369-W373 (2006).
Шведе, Т., Копп, Й., Гуэ, Н. и Петиш, М. SWISS-MODEL: автоматизированный сервер гомологического моделирования белков (Schwede, T., Kopp, J., Guex, N. & Peitsch, M. C. SWISS-MODEL: an automated protein homology-modeling server). Nucleic acids research 31, 3381-3385 (2003).
Бьязини, М. и др. SWISS-MODEL: моделирование третичной и четвертичной структуры белков и использованием эволюционной информации (Biasini, M. et al. SWISS-MODEL: modelling protein tertiary and quaternary structure using evolutionary information). Nucleic acids research 42, W252-W258 (2014).
Studio, D. Discovery Studio. Accelrys [2.1] (2008).

Тельца Гейнца

Исследование, направленное на определение эритроцитов с включениями – тельцами Гейнца, являющимися признаком токсического поражения крови и внутрисосудистого гемолиза.

Синонимы русские

Тельца Гейнца; тельца Гейнца-Эрлиха; патологические включения в эритроцитах.

Синонимы английские

Heinz-Ehrlich bodies; pathological inclusions in erythrocytes.

Метод исследования

Микроскопия.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Исключить из рациона алкоголь в течение 24 часов до исследования.
Детям в возрасте до 1 года не принимать пищу в течение 30-40 минут до исследования.
Не принимать пищу в течение 2-3 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение в течение 30 минут до исследования.
Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

В норме при микроскопии окрашенных мазков периферической крови эритроциты не содержат включений и являются бесструктурными. Тельца Гейнца (Гейнца-Эрлиха) относятся к патологическим включениям и могут быть обнаружены при некоторых патологических состояниях.

Тельца Гейнца образуются в результате окисления и инактивации тиоловых групп глобина с последующей денатурацией молекулы гемоглобина. Также они могут выявляться у лиц при наследственном дефиците ферментов глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и глутатионредуктазы. Данные тельца представляют собой округлые включения, размером 1-2 мкм, расположенные в цитоплазме эритроцитов по периферии клеток. Они могут быть представлены как единично, так и множественно, очень редко могут быть обнаружены внеклеточно. В норме у здоровых лиц могут быть обнаружены единичные тельца в эритроцитах, иногда они выявляются у новорождённых и у лиц после спленэктомии.

Основными веществами, под воздействием которых в эритроцитах появляются тельца Гейнца, являются окислители гемоглобина. К ним относятся токсичные вещества: анилин и его производные, нитробензол, нитрофенол, фенилгидразин, пиридин, бертолетова соль, тринитротолуол. Они могут попадать в организм человека при контакте с кожей, слизистыми оболочками, при вдыхании паров отравляющих веществ и их соединений. Это актуально для занятых на химическом, химико-фармацевтическом производстве, в специализированных лабораториях. Некоторые лекарственные препараты (нитроглицерин, сульфаниламидные препараты) также могут приводить к образованию включений в эритроцитах. Тельца Гейнца выявляются у пациентов при анемиях, связанных с дефицитом ферментов глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, глутатионредуктазы, при гемолитических анемиях, метгемоглобинемии, некоторых формах талассемий, лучевой болезни.

Наряду с клинической картиной и данными лабораторных исследований обнаружение телец Гейнца является признаком токсического поражения крови и возникающего внутрисосудистого гемолиза. Отмечается анемический синдром, проявляющийся слабостью, утомляемостью, одышкой, учащением частоты сердечных сокращений. При тяжелом течении могут отмечаться головная боль, повышение температуры тела, рвота, иногда диарея. Признаками гемолитического синдрома являются иктеричность кожи и видимых слизистых оболочек, спленомегалия, поражение почек вплоть до развития тяжелой почечной недостаточности.

Для чего используется исследование?

Для определения содержания и количества эритроцитов, содержащих тельца Гейнца, в мазке крови при микроскопическом исследовании. 4.
Причины повышения:
- Интоксикация веществами: анилином, нитробензолом, нитрофенолом, фенилгидразином, пиридином, бертолетовой солью, тринитротолуолом и др.;
- Интоксикация при применении некоторых лекарственных препаратов: нитроглицерин, сульфаниламиды и др.;
- Дефицит ферментов: глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, глутатионредуктазы и др.;
- Гемолитические анемии;
- Метгемоглобинемии;
- Лучевая болезнь;
- Состояние после спленэктомии.
Причины понижения:
В норме тельца Гейнца не обнаруживаются.
Что может влиять на результат?
- Возраст;
- Занятость на вредных производствах;
- Наличие сопутствующих заболеваний;
- Применение лекарственных препаратов.
Также рекомендуется
[02-014] Общий анализ крови (без лейкоцитарной формулы и СОЭ)
[02-029] Клинический анализ крови: общий анализ, лейкоцитарная формула, СОЭ (с микроскопией мазка крови при выявлении патологических изменений)
[02-041] Клинический анализ крови с микроскопией лейкоцитарной формулы
[40-023] Лабораторная диагностика анемий
[06-037] Билирубин прямой
[30-002] Билирубин непрямой
[06-036] Билирубин общий
Кто назначает исследование?
Гематолог, терапевт, врач общей практики, токсиколог, профпатолог.
Литература
1. Долгов В.В., Меньшиков В.В. Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство. – Т. I. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 928 с.
2. Камышников В.С. и др. Методы клинических лабораторных исследований / под ред. В.С. Камышникова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: МеУДпресс-информ, 2009. – 752 с.: ил.
3. Fauci, Braunwald, Kasper, Hauser, Longo, Jameson, Loscalzo Harrison’s principles of internal medicine, 17th edition, 2009.
4. Isaac I, Mainasara A, Erhabor O, Omojuyigbe S, Dallatu M, Bilbis L, Adias T.Glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency among children attending the Emergency Paediatric Unit of Usmanu Danfodiyo University Teaching Hospital, Sokoto, Nigeria / Int J Gen Med. 2013 Jul 9;6:557-62.
Правила назначения переливания эритроцитов: новые доказательства
С.Р. Мадзаев¹, Е.А. Шестаков¹, М.Е. Оспанова¹, Е.Б. Жибурт¹, А.В. Караваев²
¹Национальный медико-хирургический центр имени Н. И. Пирогова, г. Москва;
²Тульская областная станция переливания крови, г. Тула

Трансфузиология №1, 2013

Резюме
Американская ассоциация банков крови разработала Правила назначения переливания эритроцитов. Для этого изучили профильные публикации с 1950 по 2011 год по основным базам данных. В систематический обзор включили рандомизированные контролируемые испытания. AABB рекомендует придерживаться ограничительной стратегии трансфузий. У взрослых и детей – пациентов отделения интенсивной терапии трансфузии должны быть предусмотрены при концентрации гемоглобина 70 г/л или менее. У хирургических пациентов в послеоперационном периоде трансфузии должны быть предусмотрены при концентрации гемоглобина 80 г/л или менее, либо при симптомах (боль в груди, ортостатическая гипотензия или тахикардия, не отвечающая на восстановление жидкости, или застойная сердечная недостаточность).
Ключевые слова: переливание крови, доказательная медицина, эритроциты, правила.
Введение
Американская ассоциация банков крови (American Association of Blood Banks, ААВВ) разработала Правила назначения переливания эритроцитов [1].
Предпринятые действия
Изучили профильные публикации с 1950 по 2011 год по основным базам данных. В систематический обзор включили рандомизированные контролируемые испытания, в которых группы реципиентов крови были четко разделены на основе ясного показания (триггер, «спусковой крючок» или целевого уровня (порог), описанного как уровень гемоглобина или гематокрита, которые должны быть определены до переливания эритроцитов. Группа сравнения должна была получать переливания аллогенных или аутологичных эритроцитов при более высоких уровнях гемоглобина и гематокрита, чем группа вмешательства. Кроме того, в контрольной группе переливания могли назначаться в соответствии с действующей практикой, при которой целевой уровень мог быть определен не точно, но включены либеральные и ограничительные стратегии переливания крови. Включили в испытания хирургических и терапевтических больных с участием взрослых и детей. Побочные эффекты трансфузий не рассматривали. Также не рассматривали описательные исследования оценки влияния переливания крови. Для каждого испытания вычислили относительный риск (ОР) для аллогенной трансфузии в группе вмешательства по сравнению с группой контроля и соответствующие 95% до- верительные интервалы с помощью модели случайных эффектов.
Состав разработчиков
Для разработки правил была создана группа из 20 экспертов. 12 – настоящие или бывшие члены комитета ААВВ по клинической трансфузионной медицине. Еще 6 – рекомендованы уважаемыми профессиональными организациями. 15 врачей – патологи или гематологи, имеющие субспециализацию эксперта в трансфузионной медицине. Другие участники группы – анестезиолог, кардиолог, педиатр, травматолог и терапевт, являющийся специалистом по систематическим обзорам и методологии GRADE (Grading of Recommendations Assessment, Development, and Evaluation, Классификация рекомендаций по оцениванию, развитию и определению качества).
Уровни доказательности
Использовали 4 градации качества доказательств: «Высокая» – указывает на значительную уверенность в оценке эффекта. Истинный эффект, вероятно, находится недалеко от предполагаемого эффекта, а дальнейшие исследования вряд ли изменят оценку влияния вмешательства на здоровье. «Умеренная» – указывает на уверенность, что оценка близка к истине. Дальнейшие исследования, вероятно, окажут существенное влияние на уверенность в оценке и могут изменить оценку влияния вмешательства на здоровье. «Низкая» – указывает на ограниченность уверенности в эффекте. Истинный эффект может существенно отличаться от предполагаемого, и дальнейшие исследования, вероятно, окажут существенное влияние науверенность в оценке эффекта и, вероятно, изменить оценку. «Очень низкая» – указывает на малую уверенность в оценке эффекта. Любая оценка эффекта весьма неопределенна. Сила рекомендации (за или против вмешательства) оценивается как «сильная» (указывающая на суждение, что большинство хорошо информированных людей сделают тот же выбор: «Мы рекомендуем. ..»), «слабая» (указывающая на суждение, что большинство хорошо информированных людей сделают такой же выбор, но значительное меньшинство такое выбор не сделает: «Мы предлагаем…»), или «неопределенная» (указывающая на суждение, что коллектив экспертов не сделал конкретных рекомендаций за или против вмешательства: «Мы не можем рекомендовать…»). Группа экспертов была проинструктирована, что в принятии рекомендации должны играть роль 4 фактора: качество доказательств, неопределенность в отношении баланса между желаемыми (польза) и нежелательными (вред) последствиями, неопределенность или изменчивость ценностей и предпочтений, а также практические установки или неопределенность – представляет ли вмешательство разумное использо- вание ресурсов (затраты). Система градаций рассматривает 4 основных фактора в определении силы рекомендации: — качество доказательств; — баланс между желаемыми (польза) и нежелательными (вред) результатами; — использование ресурсов; — предпочтения и ценности пациента. Хотя настоятельные рекомендации за или против медицинского вмешательства обычно отражают высокое качество доказательств, градация позволяет настоятельной рекомендации быть сделанной, даже если качество доказательств невысоко, но другие факторы поддерживают такую рекомендацию.
Клинические рекомендации
Вопрос 1
При какой концентрации гемоглобина должно быть принято решение о переливании эритроцитов госпитализированным гемодинамически стабильным пациентам?
Рекомендации
AABB рекомендует придерживаться ограничительной стратегии трансфузий. У взрослых и детей – пациентов отделения интенсивной терапии трансфузии должны быть предусмо- трены при концентрации гемоглобина 70 г/л или менее. У хирургических пациентов в послеоперационном периоде трансфузии должны быть предусмотрены при концентрации гемоглобина 80 г/л или менее, либо при симптомах (боль в груди, ортостатическая гипотензия или тахикардия, не отвечающая на восстановление жидкости, или застойная сердечная недостаточность). Качество доказательств: высокая; сила рекомендации: сильная.
Резюме доказательств
Выявили 19 исследований (n= 264 пациента), соответствующих критериям включения. В группе ограничительной тактики переливание эритроцитов получило на 39% пациентов меньше, чем в группе либеральной тактики. В рестриктивной группе среднее количество перелитых эритроцитов было меньше на 1,19 дозы, а средняя концентрация гемоглобина до трансфузии – меньше на 14,8 г/л. Значимых отличий в 30-дневной летальности, способности к самостоятельной ходьбе, продолжительности стационарного лечения и других исходах в двух сравниваемых группах – не выявлено. Рекомендация о 70 г/л у пациентов взрослого или детского отделений реанимации базируется на исследованиях TRICC (Transfusion Requirements In Critical Care) и TRIPICU (Transfusion Strategies for Patients in Pediatric Intensive Care Units), в которых 70 г/л был целевой уровень гемоглобина в ограничительной группе. Рекомендация о 80 г/л или симптомах основана на результатах исследования FOCUS (Transfusion Trigger Trial for Functional Outcomes in Cardiovascular Patients Undergoing Surgical Hip Fracture Repair), ограничительная стратегия в котором допускала переливание при гемоглобине ниже 80 г/л или вышеупомянутой симптоматике. Группа экспертов уверена, что данная рекомендация вероятно подходит для всех хирургических и терапевтических пациентов, за исключением группы с острым коронарным синдромом. Рестриктивная тактика трансфузий также рекомендована для пациентов, получающих зарезервированные аутологичные эритроциты. Рекомендация о достаточном уровне гемоглобина в 70 г/л не относится к пациентам, находящимся вне реанимации, поскольку эта ситуацияне изучалась. Также эта рекомендация не относится к дооперационным трансфузиям, поскольку это решение должно также учитывать ожидаемую потерю крови при хирургической операции.
Вопрос 2
При какой концентрации гемоглобина нужно предусмотреть решение о трансфузии у госпитализированных гемодинамически стабильных пациентов с имеющимся сердечно-сосудистым заболеванием?
Рекомендации
AABB рекомендует придерживаться ограничительной стратегии трансфузий. Трансфузии должны быть предусмотрены при концентрации гемоглобина 80 г/л или менее, либо при наличии симптомов (боль в груди, ортостатическая гипотензия или тахикардия, не отвечающие на восстановление жидкости, или застойная сердечная недостаточность).
Вопрос 3
При какой концентрации гемоглобина нужно предусмотреть решение о трансфузии у госпитализированных гемодинамически стабильных пациентов с острым коронарным синдромом?
Рекомендации
AABB не может дать рекомендацию «за» или «против» либерального или ограничительного порога трансфузии. Для определения оптимального порога трансфузии необходимы дальнейшее исследование. Качество доказательств: очень низкая; сила рекомендации: неопределенная.
Резюме доказательств
Систематический обзор не выявил каких-либо клинических исследований, оценивающих порог трансфузий у пациентов с острым коронарным синдромом.
Вопрос 4
Нужно ли скорее руководствоваться симптомами, нежели концентрацией гемоглобина при назначении трансфузии у госпитализированных гемодинамически стабильных пациентов?
Рекомендации
AABB полагает, что решения о трансфузии должны приниматься с учетом и симптомов и концентрации гемоглобина. Качество доказательств: низкая; сила рекомендации: слабая.
Резюме доказательств
Только в исследовании фокус FOCUS в принятие решения о трансфузии были включены симптомы. Но решение о трансфузии для группы пациентов с концентрацией гемоглоби- на менее 80 г/л могло быть принято и без учета симптомов. В оптимальном исследовании врач должен принимать решение, ориентируясь только на симптомы и не зная концентрации гемоглобина. Кроме того, отсутствует согласованность значимости симптомов для назначения трансфузии.
Дискуссия
Если ограничительная стратегия трансфузий распространится широко и заместит либеральную, то воздействие донорских эритроцитов на пациентов сократиться на 40% [2–10]. Клиницисты ежедневно принимают решения о трансфузиях в условиях неполных доказательств.Необходимы новые клинические исследования, включающие другие группы частых реципиентов трансфузий: пациенты с острым коронарным синдромом, пожилые пациенты, восстанавливающиеся после стационарного лечения, пациенты с желудочно-кишечными кровоточениями, трансфузиозависимые пациенты, пациенты с коагулопатиями или геморрагическим шоком, пациенты с черепно-мозговой травмой. Также необходимы исследования нового порога трансфузий, например 60 г/л.
Вакуум-градиентная терапия (вакуумный массаж) Medical On Group Новосибирск
Существует немало незаслуженно забытых, порою намеренно «похороненных» фармацевтическими компаниями, методик терапевтического воздействия на организм.
Историческая справка
Август Бир — хирург, который в 1905 году заметил, что если при переломе кости появлялась естественная гематома, то скорость заживления ускорялась. Перелом кости, не сопровождающийся образованием гематомы срастался дольше. После этого наблюдения он начал создавать искусственно гематому в области перелома (введением крови самого пациента).
В СССР и в Германии аутогемотерапия активно применялась и всегда приводила к положительным результатам.
Доказательная база
В доказательной медицине вакуумный массаж неоднократно проверялся, в основном в концепции аутогемотерапии. Так, в 2006 г. P.Staubach и соавторы провели двойное слепое плацебо-контролируемое исследование по использованию аутогемотерапии у пациентов с хронической крапивницей которое показало, что использование данного метода может быть эффективным у пациентов с положительным результатом кожного теста аутологичной сывороткой (ASST).
Далее, в 2008 г. A.Bajaj и A.Saraswat провели повторное исследование на пациентах, страдающих хронической крапивницей. Обе группы пациентов положительно ответили на проводимую терапию, о неблагоприятных эффектах терапии не сообщалось.
В 2011 г. E.Kocaturk, S.Aktas провели двойное слепое плацебо-контролируемое исследование по использованию ASST у пациентов с хронической крапивницей эффективность лечения аутологичной сывороткой и плазмой была практически равна таковой в группе плацебо.
На кафедре клинической аллергологии ГБОУ ДПО РМАПО Минздрава России в 2013 г. было проведено открытое рандомизированное клиническое исследование: применение терапии аутосывороткой у пациентов с хронической крапивницей, которое подтвердило регресс симптоматики и снижение уровня маркеров воспаления.
В институте иммунологии аутогемотерапию изучали и активно применяли в комплексной терапии таких тяжелых аутоиммунных заболеваний как ревматоидный артрит Ходанова Раиса Никитична и Сеславина Лия Сергеевна . Трудами этих ученых, благодаря методике иммунокоррекции на основе аутовакцинации клетками аутокрови -тысячи людей излечились от аллергических, аутоиммунных, сердечно-сосудистых, ревматоидных, хронических, инфекционных заболеваний.
Помимо описанных выше, проводились и другие исследования, которые также показали положительные результаты. Так в ряде исследований было показано что применение инъекций тромбоцитарной аутоплазмы в лечении воспалительных заболеваний слизистой оболочки полости рта позволяет ускорить заживляемость тканей при эрозивно-язвенных процессах, снизить частоту рецидивов, стабилизировать воспалительный процесс, ускорить процессы регенерации и репарации тканей. Также это способ лечения рожи, предусматривающий комбинированное введение линкомицина и гемолизата аутокрови, что сократило более чем в 3 раза число больных с рецидивами рожистого воспаления и купировало аллергические реакции на линкомицин.
Вакуум-градиентная терапия (вакуумный массаж) – лечебная процедура не имеющая срока давности. Если сравнивать вакуумную терапию с традиционными формами лечения, то в первом случае полученные лечебные эффекты реализуются за счет включения механизмов саморегуляции и регенерации.
Инновационность методики заключается в том, что она позволяет на более высоком уровне устранять проблемы со здоровьем, привлекая аппаратную технику, а также комбинировать данный вид лечения с мягкой мануальной терапией и ударно-волновой терапией.
Механизм воздействия вакуумного массажа заключается в физическом свойстве жидкостей перемещаться из области более низкого давления к области более высокого. Вызывая искусственно разницу (градиент) давления- получаем перемещение крови и лимфы. Чем выраженнее мы растягиваем мышцы и кожу, тем больше крови и лимфы привлекается к выбранному участку. Глубина воздействия также имеет значение, в связи с этим используются также банки крупного диаметра.
Во время такого массажа и после него банки оставляют на теле синяки (экстравазаты), красно-сине-фиолетовые “разводы” — хорошо ли это?
Механизм образования синяка
Для понимания лечебного действия синяка необходимо обратиться к понятию аутогемотерапии, описанной в начале XX века, которая активно использовалась во время Первой и Второй Мировых войн.
Механизм аутогемотерапии
Берется кровь из вены пациента и в это же время вводится ему подкожно. Такая процедура называется “подкалывать кровь”.
Дальнейшее действие синяка на организм: появление крови подкожно в месте введения воспринимается организмом так, как травма сопровождающаяся кровотечением. А любая рана с кровотечением активизирует целый каскад восстановительных реакций.
Это – естественная автоматическая реакция защиты и регенерации заложенная в каждый человеческий организм. Так запрограммировано самой природой. Мы лишь запускаем эту реакцию.
Кровь и лимфа – собственная. Настоящей раны с кровотечением – нет. При этом механизм восстановления включается автоматически.
Конечным результатом наших мероприятий является мощная регенерация мягких тканей затронутых зоной воздействия – в том числе и рефлекторное воздействие на внутренние органы – порой, и довольно часто, такое воздействие оказывает лечебный эффект превосходящий эффект многих фармакологических лекарственных средств и лишено побочных эффектов.
В чем отличие вакуумного синяка от травматического?
Различие только в механизме попадания крови с лимфой в межклеточное пространство. Травматический синяк вызывает нарушение целостности стенки сосудов.
Вакуум же при своем возникновении выжимает кровь из капилляров сквозь их тонкие стенки, в результате чего последняя оказывается в межклеточном пространстве (не возникает никакого “разрыва капилляров”). Даже при сильном вакуумном воздействии стенки сосудов остаются сохранными.
В результате мы имеем еще один оздоровительный эффект. Все дело в том, что в правильно функционирующем, здоровом состоянии капилляры обладают высокой эластичностью. Эластичность капилляров теряется по многим причинам: гиподинамия, курение, алкоголь, недостаток витаминов и минералов, недостаток сна, дегидратация –недостаточное поступление жидкости в организм, лишний вес и еще множество эндогенных факторов (нейро-гормональные, метаболические).
Эритроциты (красные кровяные тельца-переносчики кислорода) крупнее просвета капилляра, и продвигаться по капиллярам они могут только изменив свою дискообразную форму.
Если эритроциты меняют свою плотность и перестают быть эластичными, тогда они начинают застревать в капиллярах, способствуя застойному процессу. Это уже не эритроциты, а пойкилоциты (т.е. эритроциты неправильной формы). Существует немало причин появления таких эритроцитов.
Для того, чтобы разобраться в этом, необходимо подробнее остановиться на природе эритроцита и других кровяных телец.
Первоначально эритроцит имеет ядро, как и любая клетка. Постепенно это ядро уменьшается и уплотняется, при этом в протоплазме эритроцита появляется белок-гемоглобин. С этого момента все развитие эритроцита подчинено одной задаче – накоплению гемоглобина, который связывает и переносит кислород. Через 20 дней после образования эритроцита ядро, размельченное на мелкие части, выводится из клетки. 120 дней после этого он циркулирует в крови, занимаясь доставкой кислорода к тканям организма.
С 60 дня пребывания эритроцита в кровеносном русле внутри него стремительно снижается активность ферментов (гексокиназы и др), что вызывает сперва старение и в конечном итоге гибель клетки. Чтобы поддерживать нормальное количество эритроцитов необходим баланс между образованием (эритропоэзом) и гибелью (гемолизом) эритроцитов. Примерно 10% старых эритроцитов разрушается внутрисосудисто, вероятнее всего под действием механических факторов. Остальная часть этих клеток разрушается селезенкой. Органом, который с точки зрения античных врачей влияет на эмоциональное состояние человека. Поэтому появился термин ипохондрия — «в подреберье» в переводе с греческого.
Такой врач древности как Гален полагал, что селезенка является источником «черной желчи» или «меланхе». Лишних органов в организме человека нет, несмотря на это, селезенка не является жизненно необходимым органом т.е. человек может выжить при ее отсутствии. Селезенка в кровеносной системе подобна «губке-фильтру», которая утилизирует «старые» эритроциты, регулирует количество тромбоцитов — это ее фильтрационная функция. Иммунная функция селезенки заключается в выработке лимфоцитов и уничтожении токсинов. Также селезенка служит депо клеток крови. Например, клеточный биолог Маттиас Нарендорф (Matthias Nahrendorf) из Гарварда выяснил, что после инфаркта миокарда моноциты удаляют погибшие мышечные клетки-запуская процесс заживления рубцов и рост новых кровеносных сосудов.
Таким образом моноциты, как и другие клетки крови, зарождающиеся в костном мозге, позже -в ответ на определенные химические сигналы -мигрируют в селезенку. Оказавшись в селезенке, они сидят затаившись, пока не услышат «призывный клич» такой как, появление ангиотензина в крови (химический сигнал, свидетельствующий о травме). В ответ на этот сигнал -моноциты мгновенно перемещаются в травмированный очаг. Этот механизм объясняет запуск процесса заживления и ангиогенеза посредством вакуумного массажа.
Интересный факт
У среднестатистического человека массой в 70 кг. за 70 лет жизни образуется 460 кг. эритроцитов. Каждое кровяное тело нужно снабдить гемоглобином и железом. Для того, чтобы произвести полтонны эритроцитов, требуется примерно 500 граммов железа.
Организм человека очень бережлив и не выбрасывает из организма останки «погибших» эритроцитов, а утилизирует гемоглобин, разлагая его на составные части – гем и глобин. Разрушением старых эритроцитов занимается ретикулоэндотелиальная система, к которой относятся печень и селезенка.
Накоплен экспериментальный материал, доказывающий взаимосвязь между эритропоэзом и разрушением эритроцитов, что в свою очередь объясняет механизм стимуляции эритропоэза продуктами распада старых эритроцитов (а именно компонентами их стромы – фосфолипидами и сиаломукоидами). Предположительно эритропоэтический эффект продуктов распада эритроцитов запускают фагоцитирующие макрофаги. Из описанного выше следует еще одно действие вакуумного массажа — стимуляция гемопоэза.
Вернемся к пойкилоцитам. При вакуумном воздействии пойкилоциты и зрелые эритроциты со сниженной эластичностью) вытягиваются из капилляров в межклеточное пространство, в результате чего образуется картина, напоминающая процедуру аутогемотерапии — «подкожный синяк». Конечным результатом- является выраженное повышение местного иммунитета и локальное усиление регенерации.
Когда заполненных капилляров много и выражен застой крови, после вакуумного массажа проявляются синяки разных оттенков. Разница в оттенках синяков обусловлена характером и количеством материала, выдавливаемого из капилляров.
Какое лечебное действие оказывает вакуумный массаж?
1. Физиологическое адаптогенное действие, обусловленное выбросом биологически активных веществ в системный кровоток (изолированная от организма кровь, попавшая подкожно при массаже испытывает действие неблагоприятных факторов, в момент действия которых и образуются биологически активные вещества -кинины, простогландины, гистамин и др, увеличивающие адаптационно-резервные возможности организма). Другими словами, вакуумный массаж способен увеличить работоспособность организма и повысить его сопротивляемость факторам среды, в том числе –усилить регенерационные способности организма.
2. Релаксирующее (расслабляющее) — снимает напряжение с поверхностных и глубоких мышц, являясь массажем, которым можно снимать обострение при корешковом защемлении при межпозвоночных грыжах и протрузиях (цервикалгиях, торакалгиях-межреберных невралгиях, люмбалгиях).
3. Обезболивающее действие т.к. боль часто обусловлена застоем крови и лимфы, а вакуумный массаж этот застой устраняет. Дополнительно, в ответ на вакуумное воздействие в организме выделяются эндогенные вещества морфиноподобного действия.
4. Экстравазат (синяк) является очаговым скоплением гемосидерина (а затем и продуктов его превращения-пигментов вердоглобина, биливердина, билирубина). Пигменты эти при своем повышении вызывают активацию ферментных систем транспорта железа (в том числе и трансферрина), усиливают работу тканевых макрофагов, улучшают процессы окислительного фосфорилирования, оказывают антиоксидантное воздействие, улучшают детоксикационную функцию печени и почек.
5. Детоксикационное и антигопоксическое. Вакуумное воздействие усиливает движение крови и лимфы, а следовательно, улучшает насыщение тканей кислородом и питательными веществами и выводит токсины из тканей; улучшает работу потовых и сальных желез. Ускоряет выделение всех компонентов экстракта этих желез (солей, мочевины, ацетона, жирных кислот) которые являются для организма эндотоксинами. Выведение их при вакуумном массаже сопоставимо с эффектом бани.
6. Косметологическое действие: активирует фибробласты, стимулируя тем самым выработку коллагена и эластина в коже, и ускоряет процесс расщепления жиров.
7. Имеет иммуномодулирующее влияние через активацию провоспалительных и противовоспалительных цитокинов. Более физиологичного иммуномодулятора для человека трудно представить.
Показания к проведению вакуумного массажа:
- Грыжи-протрузии межпозвоночных дисков и вызванные ими болевые и чувствительные синдромы.
- Дегенеративные заболевания суставов – остеоартроз (гонартроз, коксартроз).
- Головные боли миофасциального генеза (все боли — кроме мигренозной и пучковой головной боли).
- Нарушения статики позвоночника (сколиоз, нестабильность, сглаженность лордоза, усиление кифоза).
- Головокружения (обусловленные синдромом позвоночной артерии).
- Миозиты (застуженные мышцы).
- Нейропатия лицевого нерва (паралич Белла).
- Артериальная гипертензия (стимулирует выработку эндогенного монооксида азота, что снижает уровень АД, нормализует работу эндотелия (внутренней оболочки сосуда).
- Заболевания ЖКТ (язвенная болезнь желудка, синдром разраженного кишечника, сахарный диабет 2 типа, хронический бескаменный холецистит и панкреатит вне обострения).
- Выраженные боли внизу живота во время критических дней (альгодисменорея), ПМС.
- Заболевания органов дыхания.
- Отеки лица и тела, двойной подбородок.
- Акне, угревая сыпь, дряблость, сухость кожи, наличие шелушений.
- Уплотнение соединительной ткани (рубцы) в том числе, после беременности, целлюлит.
Противопоказания:
- Онкологические заболевания (злокачественные новообразования).
- Тяжелые расстройства гемостаза.
- Наличие нестабильной бляшки в сосудистой системе.
- Кожные воспалительные заболевания (в стадии обострения).
- При лечении стероидами.
- В первой половине беременности, так как иммунная система и без того на пике активности и дополнительная стимуляция может нанести вред.
- При повышенной температуре.
- При выраженной анемии — кровотечениях и естественных кровопотерях непосредственно в дни месячных.
- Выраженная или неконтролируемая артериальная гипо- и гипертензия.
- В небольшом проценте случаев 0,05-0,1% может провоцировать образование антител к эритроцитам, в связи с чем противопоказана при заболеваниях с иммунной гиперактивностью – таких как системная красная волчанка.
Требование к проведению процедуры:
- Процедура не проводится натощак (необходимо покушать за 1-2 часа до начала).
- Не проводится в дни цикла.
- Не проводится в состоянии истощения и переутомления — бессонная ночь, интенсивная физическая нагрузка, выраженное нервное возбуждение (когда сорваны резервы адаптации).
Интоксикация амино – и нитросоединениями бензола
Амино- и нитросоединения бензола и его гомологов используются в различных отраслях промышленности
При производстве красителей: анилин, аминобензол; парафенилендиамин, урсол; тоуилендиамин; бета-нафтиламин; нитробензол, динитробензол; нитротолуол, динитротолуол; динитрофенол, тринитрофенол
При производстве взрывчатых веществ: анилин, аминобензол; нитролбензол, нитрохлорбензол; тринитротолуол; динитрофенол, тринитрофенол
В резиновой промышленности: анилин, аминобензол; парафенилендиамин, урсол
В парфюмерии: Нитробензол
В фармацевтической промышленности: Анилин,аминобензол, Нитрохлорбензол, Нитротолуол
Интоксикация амино- и нитросоединениями бензола и его гомологов
Ароматические амино- и нитросоединения поступают в организм через органы дыхания и кожу.
Последний путь играет ведущую роль при высокой температуре воздуха в производственных помещениях, что способствует увеличению всасывания яда через неповрежденную кожу.
Попав в организм, эти соединения обнаруживаются в головном мозге, почках, сердечной мышце, печени.
Они могут создавать временное депо в подкожножировой клетчатке и печени, что обусловливает возможность возникновения рецидивов интоксикации.
Патогенез
Токсическое действие ароматических амино-и нитросоединений сводится к нарушению пигментообразования и появлению в крови патологического пигмента метгемоглобина (MtHb).
Метгемоглобин участвует в обезвреживании многих токсичных веществ путем связывания их в комплексные соединения.
В отличие от гемоглобина, метгемоглобин не способен присоединять кислород, вследствие чего наблюдается резкое снижение кислородной емкости крови.
В норме процессы образования и восстановления метгемоглобина строго сбалансированы. Однако нарушение равновесия системы HbO MtHb может быть обусловлен рядом причин:
усилением образования и поступления в кровь эндогенных метгемоглобинообразователей;
ослаблением защитных, восстанавливающих метгемоглобин систем; поступлением метгемоглобинообразователей извне, что наблюдается в производственных условиях при контакте с ароматическими амино- и нитросоединениями.
Восстановление метгемоглобина при однократном остром воздействии происходит достаточно быстро (3—7 дней).
Однако при длительном воздействии метгемоглобинообразователей к концу рабочего дня или в середине рабочей недели может определяться в крови «остаточный метгемоглобин», не успевший диссоциировать.
Амино- и нитросоединения бензольного ряда способны к образованию не только метгемоглобина, но патологического деривата гемоглобина — сульфгемоглобина (SFHb). Последний почти постоянно определяется при остром отравлении и появление его свидетельствует о значимой интенсивности воздействия.
Специфическим признаком воздействия метгемоглобинообразователей на кровь являются дегенеративно измененные эритроциты с наличием в них патологических включений: телец Гейнца.
Следствием этого может быть развитие вторичной гемолитической анемии – в крови появляется непрямой билирубин.
Клиника острой интоксикации
Различают три степени отравления. Степень тяжести определяется уровнем накопления MtHb и развившейся вследствие этого гипоксемией:
- легкое,
- средней тяжести
- тяжелое.
Легкая степень интоксикации характеризуется:
- общей слабостью, головной болью, головокружением,
- синюшностью слизистых оболочек, пальцев, ушных раковин,
- в редких случаях плохой ориентацией в окружающей обстановке.
- В крови: увеличение МетНв до 20-30%, единичные тельца Гейнца.
Спустя несколько часов после отравления вышеперечисленные жалобы исчезают, метгемоглобинемия снижается, восстанавливается трудоспособность.
Средняя степень интоксикации
Отмечается: более резкий цианоз видимых слизистых и кожных покровов, более отмечается четкая неврологическая симптоматика (головная боль, головокружение, нарушение ориентации, заплетающаяся речь, неуверенность походки, повышение сухожильных рефлексов, вялая реакция зрачков на свет).
В крови:
- увеличивается содержание метгемоглобина до 30—50 %,
- телец Гейнца до 15%
- отмечается некоторое замедление СОЭ.
Клинико-лабораторные симптомы отравления, как правило, наблюдаются в течение 5-7 сут; обратное развитие основных признаков болезни начинается уже спустя 24—48 ч.
При тяжелых отравлениях клинические проявления сохраняются до 12-14 дней
- резко выражена синюшность кожных покровов и слизистых оболочек, которая иногда приобретает сине-черный оттенок и обусловлена не только значительной мет- и сульфгемоглобинемией, но и резким венозным застоем.
- тяжесть состояния определяется нарастающей неврологической симптоматикой, обусловленной наркотическим действием метгемоглобинообразователей (сознание спутанное, судороги, отсутствие реакции на свет, расширение зрачков).
- бронхолегочная система: раздражение слизистой оболочки: от чихания и першения в горле до бронхоспазма и ожога.
В крови: резкая метгемоглобинемия более 50 %, большое количество телец Гейнца (более 50 %), увеличение сульфгемоглобина; симптомы усиление эритропоэза: ретикулоцитоз, макроцитоз и нормобластоз.
На 5—7-е сутки возможно развитие гемолитической анемии.
В случае развития внутрисосудистого гемолиза наблюдается:
«Гемолитическая» почка: моча красно-коричневого цвета за счет МетНв, гемосидерина, уробилина, копропорфирина; белок, эр, лейкоциты. Может развиться картина ОПН.
Отмечается гипербилирубинемия за счет непрямой фракции билирубина, нарушение активности ферментов печени. В печени — острые воспалительные и некротические процессы, возможно развитие острой и подострой атрофии с клиникой печеночной комы.
В случае массивного воздействия метгемоглобинообразователей могут наблюдаться рецидивы острой интоксикации, что связано с выходом в кровь депонированного в жировой ткани и печени яда.
Повторное развитие метгемоглобинообразования, проявляющееся усилением клинико-лабораторных симптомов интоксикации, прогностически неблагоприятный симптом. Развитие его провоцируется приемом алкоголя, тепловыми процедурами (горячий душ, ванны).
При поражение тринитотолуолом значительнее выражены поражение паренхиматозных органов, особенно печени и чаще наблюдают диспепсические расстройства.
Клиника хронического отравления
Изменения крови:
- легкая степень анемии с компенсаторным ретикулоцитозом.
- редкие эритроциты с базофильной зернистостью, единичные тельца Гейнца
- небольшая метгемоглобинемия (в пределах 5—7 %), быстро исчезающая после оставления производства.
- при длительном воздействии указанных веществ возможна лейкопения.
Токсическое поражение:
- печени,
- нервной системы (вегетососудистая дистония, астеновегетативный синдром),
- органов зрения,
- мочевыводящих путей (хронические геморрагические циститы, папиллемы мочевого пузыря, злокачественные опухоли)
При этом выраженность того или иного синдрома и особенности клинического течения интоксикации зависят от химической структуры действующего яда и от характера группы, входящей в состав бензольного ядра.
Токсическое воздействие тринитротолуола
Периферическая кровь: чаще встречается гипохромная анемия
Развивается клиника острой дистрофии печени: токсического гепатита
Со стороны глаз: профессиональная катаракта
Стадии тринитротолуоловой катаракты:
- 1 стадия: появляются помутнения хрусталика, имеющие вид кольца с четкой наружной и постепенно исчезающей внутренней границей
- 2 стадия: в кольцевидном помутнении определяются светлые промежутки (помутнения имеют вид треугольников с вершинами, обращенными к центру)
- 3 стадия: основания помутнений сливаются, вершины – продвигаются к центру
- 4 стадия: увеличение помутнения
Диагностика острых отравлений метгемоглобинообразователями
Данные профмаршрута, подтверждающие контакт с высокими концентрациями ароматических амино- и нитросоединений.
На характерной клинико-лабораторной симптоматике.
Наиболее существенным подтверждением диагноза является определение в крови метгемоглобина спектрофотометрическим способом и телец Гейнца в эритроцитах.
Рекомендуется также определение сульфгемоглобина, общего гемоглобина и оксигемоглобина.
Диагноз хронической интоксикации амино- и нитросоединениями бензольного ряда
Диагноз устанавливается при наличии комплекса выявленных нарушений (в крови, печени, нервной системе).
При этом по данным профмаршрута необходимо установить длительный контакт с указанными соединениями.
Обнаружение в крови телец Гейнца, а также небольшого увеличения MtHb и SFHb может иметь диагностическое значение в тех случаях, если эти исследования проводились непосредственно на производстве или вскоре после отстранения от работы.
Изменения крови: анемия либо отсутствует, либо выражена незначительно, отличительной ее особенностью является быстрая нормализация после устранения токсического воздействия.
Лечение при острых интоксикациях
Пострадавшего следует вывести из загазованной атмосферы.
При попадании яда на кожу необходимо обильное промывание загрязненных участков водой и слаборозовым раствором перманганата калия.
Для ускорения восстановления метгемоглобина в гемоглобин показано:
- введение 1 % раствора метиленового синего 1—2 мл на 1кг массы тела в 5% растворе глюкозы, так как он обладает высоким окислительно-восстановительным потенциалом.
- препарат хромосмон (1 % раствор метиленового синего на 25 % растворе глюкозы).
- К веществам, активизирующим процессы деметгемоглобинизации, относятся также:
- 40 % раствор глюкозы (30—50 мл),
- 30 % раствор гипосульфита натрия,
- 5 % раствор аскорбиновой кислоты (до 60 мл).
- Рекомендуется введение витамина В12 (600 мкг внутримышечно).
Наиболее выраженный клинический эффект при отравлении метге-моглобинообразователями наблюдается при применении гипербарической оксигенации (ГБО).
Среди терапевтических средств могут применяться по показаниям форсированный диурез, кардиальные средства.
Противопоказано использование сульфаниламидных препаратов в связи с их способностью к образованию MtHb.
В связи с тем, что наблюдаемые сдвиги в составе красной крови, как правило, исчезают после прекращения воздействия, проведения противоанемической терапии не требуется.
Вопросы трудоспособности при острых интоксикациях метгемоглобинообразователями
В случае развития тяжелых форм интоксикации после лечения рекомендуется временный перевод на работу вне контакта с токсичными веществами и оформление трудового больничного листа.
При наличии стойких остаточных явлений и осложнений со стороны различных органов и систем (печени, системы крови, нервной системы) обязательно прекращение работы в контакте с метгемоглобинообразователями, в связи с чем рекомендуется направление в МСЭК для получения группы инвалидности на период переквалификации.
Решение экспертных вопросов при хронических воздействиях базируется на тех же принципах — в зависимости от выраженности клинической симптоматики.
Профилактика
Основные санитарно-гигиенические мероприятия:
- Рациональная система приточно-вытяжной вентиляции
- Герметизация аппаратуры
- Ликвидация ручных операций (отбор проб, замена уровней)
- Установка эффективных укрытий
Индивидуальные меры защиты:
- Спецодежда типа комбинезона из пыленепроницаемых материалов
- Использование эффективных моющих средств для очистки кожи и спецодежды
- Строгое соблюдение правил личной гигиены
- Некоторые токсичные и канцерогенные амино- и нитросоединения заменять менее токсичными веществами
Периодические медицинские осмотры при контакте с амино- и нитросоединениями бензола (анилин, тринитротолуол, динитробензол и др.) проводят с участием терапевта, невролога, уролога, при работе с производными тринитротолуола + офтальмолога.
Обязательными лабораторными исследованиями являются: общий анализ крови с ретикулоцитами, тромбоцитами, с определением в крови эритроцитов с тельцами Гейнца, метгемоглобина, билирубина, АЛАТ.
Противопоказания для работы с указанными веществами:
- Содержание гемоглобина менее 130 г/л у мужчин и 120 г/л у женщин
- Хронические заболевание печени и ЖВП
- Катаракта ( при работе с тринитротолуолом)
- Хронические заболевания бронхолегочного аппарата с частыми обострениями (при работе с хлорбензолом)
- Хронические рецидивирующие заболевания кожи
- Аллергические заболевания различных органов и систем
- Полинейропатии
- Выраженные расстройства автономной нервной системы
В производствах при применении бензидина, дианизидина, толуидина, нафтиламинов дополнительно проводят цистоскопию. Медицинские противопоказания включают в этом случае заболевания МВП и почек и предраковые заболевания.
Включение клеток – обзор
•
Причины нормоцитарной нормохромной анемии: Анемия вследствие кровопотери (острая), недостаточность костного мозга и анемия хронического заболевания
•
Причины микроцитарной гипохромной анемии дефицит, анемия хронического заболевания, гемоглобинопатии, талассемия, сидеробластная анемия и отравление свинцом
•
Причины макроцитарной анемии: мегалобластная макроцитарная, дефицит витамина B ₁₂ и/или фолиевой кислоты; нормобластический макроцитарный: гипотиреоз, хронические заболевания печени, алкоголь и беременность
•
Дефицит железа приводит к микроцитарной гипохромной анемии с анизоцитозом. Анизоцитозу предшествует микроцитоз и гипохромия. Это отличается от талассемии, при которой наблюдается микроцитарная гипохромная анемия с нормальным или почти нормальным RDW. Исследование мазка периферической крови может также показать наличие карандашных клеток и случайных или редких клеток-мишеней. У пациентов с железодефицитной анемией также может быть тромбоцитоз. Исследования железа показывают низкий уровень железа в сыворотке, низкий уровень ферритина в сыворотке и низкую насыщенность трансферрина в сыворотке. Повышена железосвязывающая способность трансферрина сыворотки.Уровни свободного эритроцитарного протопорфирина или протопорфирина цинка и растворимых рецепторов трансферрина повышены. Важно отметить, что железодефицитная анемия может маскировать наличие признака бета-талассемии. Это связано с тем, что уровни HbA2 ложно занижены при дефиците железа.
•
Сидеробластная анемия характеризуется наличием кольцевидных сидеробластов в костном мозге. Железо находится в митохондриях. Сидеробластная анемия может быть врожденной или приобретенной.
•
При отравлении свинцом ингибируются два важных фермента синтеза гема. Это дельта-аминолевулиновая кислота дегидратаза и феррохелатаза. Точечная базофилия возникает вследствие ингибирования фермента 5-пиримидиннуклеотидазы свинцом.
•
Мегалобластная анемия возникает из-за дефицита фолиевой кислоты или витамина B ₁₂. В периферической крови видны макроцитарные эритроциты, и это макроциты классической овальной формы.Могут наблюдаться гиперсегментированные полиморфноядерные нейтрофилы (PMN). Мегалобластная анемия является причиной панцитопении. В костном мозге обнаруживается эритроидная гиперплазия с крупными эритроидными предшественниками. Это известно как мегалобластоидные изменения. Миелоидные предшественники также могут быть большими. Могут быть видны гигантские миелоциты и гигантские метамиелоциты. Также может наблюдаться ядерно-цитоплазматическая диссинхрония.
•
Апластическая анемия: Причины апластической анемии включают конституциональные (например, анемия Фанкони, врожденный дискератоз, синдром Швахмана-Даймонда, анемия Даймонда-Блэкфана) и приобретенные: идиопатические, лекарственные, токсические, радиационные, инфекции, ПНГ, транзиторная эритробластопения у детей (приобретенное заболевание эритроцитов) и парвовирусная инфекция человека, которые вызывают приобретенную эритроцитарную аплазию.
•
ХДА характеризуется анемией раннего возраста с многоядерностью эритроидных предшественников и межъядерными мостиками между эритроидными предшественниками в костном мозге.
•
Классификация гемолитической анемии: Корпускулярные дефекты: дефекты мембран, дефекты ферментов, гемоглобинопатии и талассемия, а также ПНГ и внекорпускулярные дефекты: могут быть неиммунными или иммунными по своей природе.
•
Наследственный сфероцитоз является наиболее распространенной из наследственных гемолитических анемий у лиц североевропейского происхождения. Передается по аутосомно-доминантному типу; однако в 25% случаев это происходит из-за спонтанной мутации. Дефицит спектрина является наиболее распространенным дефектом. Одним из подтверждающих тестов на наследственный сфероцитоз является тест на осмотическую хрупкость.
•
Наследственный стоматоцитоз возникает из-за аномальной катионной проницаемости мембран эритроцитов и, как следствие, нарушения клеточной гидратации. Передается по аутосомно-доминантному типу.
•
Наследственный эллиптоцитоз характеризуется >20% эллиптоцитов в периферической крови.Состояние передается по аутосомно-доминантному типу. Клинические проявления варьируют от бессимптомного носительства до тяжелой гемолитической анемии.
•
Наследственный пиропойкилоцитоз — тяжелая форма врожденной гемолитической анемии, клинически сходная с гомозиготным наследственным эллиптоцитозом и в настоящее время рассматриваемая как подтип. Эритроциты проявляют повышенную восприимчивость к термическому повреждению.
•
Гемолитическая анемия из-за дефектов ферментов может быть связана с недостаточностью гликолитического пути или нарушениями HMP-шунта (пентозофосфатный путь) недостаточность ферментов гликолитического пути.
•
Дефицит G6PD является наиболее частым дефицитом фермента пентозофосфатного пути. Обычно два изотипа G6PD A и B можно различить на основе электрофоретической подвижности. Изоформа В является наиболее распространенным типом фермента, обнаруженным во всех группах населения. Изоформа А, обнаруженная у 20% чернокожих мужчин в США , , мигрирует на электрофоретических гелях быстрее, чем В. Она имеет аналогичную ферментативную активность, как и В. Около 11% чернокожих мужчин в США имеют вариант Г6ФД (Г6ФД А ^—).Он обладает той же электрофоретической подвижностью, что и А, но нестабилен, что приводит к потере фермента и, в конечном счете, к дефициту фермента. Старые эритроциты содержат только 5–15% фермента. G6PD A ^— является наиболее клинически значимым типом аномальной G6PD среди чернокожих в США.
•
ПНГ является единственным приобретенным заболеванием среди врожденных нарушений эритроцитов, вызывающим гемолитическую анемию. Происходит спонтанная мутация в плюрипотентной стволовой клетке гена PIGA. Ген PIGA кодирует белок GPI.GPI действует как «якорь» клеточной мембраны и служит для прикрепления около 20 белков клеточной поверхности. Таким образом, среди белков, отсутствующих на клеточной поверхности, находятся белки клеточной поверхности, которые регулируют комплемент, и они включают CD55/DAF, HRF и CD59. ПНГ клинически характеризуется гемолитической анемией, тромбозом и цитопенией/недостаточностью костного мозга. Существует повышенная частота трансформации в ОМЛ/МДС. Скрининговые тесты на ПНГ — это тест на лизис сахарозы, а подтверждающие тесты — это тест Хэма с подкисленной сывороткой и проточная цитометрия.
•
WAHA: здесь образуются антитела IgG против собственных антигенов эритроцитов пациента. Эти антитела часто образуются против антигенов широкого резус-фактора. Гемолиз классически внесосудистый. Эритроциты, покрытые IgG, разрушаются макрофагами селезенки. Таким образом, спленомегалия является признаком.
•
CHAD: здесь образуются антитела IgM против антигенов эритроцитов. Агглютинация эритроцитов может происходить при низких температурах, а активация комплемента может приводить к внутрисосудистому гемолизу.Антитела часто направлены против антигенов I.
•
PCH: Здесь обычно образуются антитела против Р-антигенов. Антитело связывается с эритроцитами при низкой температуре и при нагревании активирует комплемент, вызывая гемолиз. Эти антитела также известны как двухфазные антитела или антитела Доната-Ландштейнера. ЛКГ — редкое заболевание, которое иногда наблюдается у детей после вирусных инфекций с внезапным началом гемолиза.
•
Примерами пойкилоцитоза являются серповидноклеточные клетки (дрепаноциты), клетки-мишени (кодоциты), овалоциты (макроовалоциты видны при дефиците фолиевой кислоты и витамина B ₁₂), эллиптоциты (когда длинная ось эритроцитов > в два раза меньше своей короткой оси; можно увидеть при наследственном эллиптоцитозе), стоматоциты, эхиноциты или репейные клетки (это эритроциты с 10–30 короткими тупыми спикулами; наблюдаются в артефактах накопления, заболеваниях печени и почек, дефиците пируваткиназы), акантоциты (эти представляют собой эритроциты с 2–20 неравными спикулами неправильной формы), шистоциты, сфероциты, дакриоциты (каплевидные эритроциты), клетки укуса и пузырчатые клетки.
•
Включения эритроцитов включают тельца Хауэлла-Джолли (представляют материал ДНК), тельца Паппенгеймера (железо), кольца Кэбота (остатки митотического веретена), базофильные штриховки (представляют материал РНК; наблюдаются при отравлении свинцом, гемолитической анемии, и дефицит пиримидин-5-нуклеотидазы), тельца Хайнца (денатурированный глобин, наблюдаемый при дефиците G6PD; тельца Хайнца очищаются макрофагами селезенки; поврежденные клетки известны как укусные клетки), кристаллы Hb C, ядерные эритроциты и малярийный паразит.
•
Диагностические точки P. falciparum : Эритроциты не увеличены; кольца кажутся тонкими/нежными, по несколько на клетку; некоторые кольца с двумя точками хроматина; наличие маргинальных/аппликационных форм; непривычно видеть развивающиеся формы; могут присутствовать серповидные гаметоциты и точки Маурера
Включения – eClinpath
Включения эритроцитов могут возникать из различных источников. Правильная идентификация этих аномалий важна, поскольку она может дать представление о метаболических, физиологических и патологических состояниях, влияющих на эритроциты.
Базофильная зернистость
Базофильная зернистость эритроцитов
Базофильная зернистость представляет собой спонтанную агрегацию рибосомной РНК в цитоплазме эритроцитов. Эти агрегаты окрашиваются и, следовательно, видны при обычном гематологическом окрашивании.
Базофильная зернистость эритроцитов может наблюдаться при следующих состояниях:
- Как признак регенеративной анемии: Это происходит особенно у жвачных животных (но также у собак и кошек).В этих условиях большая часть зернистости наблюдается в молодых эритроцитах (т. е. полихроматофильных или нормохромных макроцитах).
- Отравление свинцом : Базофильная зернистость также может возникать при отсутствии анемии у животных с отравлением свинцом. В этой ситуации пунктирная зернистость возникает в результате отравления 5′-нуклеотидазы, обычно ответственной за деградацию РНК, и, следовательно, может наблюдаться в более старых, более мелких эритроцитах, а также в эритроцитах с ядрами. Увеличение числа нэритроцитов (эритробластоз) обычно сопровождает пунктирную маркировку в этом состоянии (как и полихромазия).
Корпуса Heinz
Тело Хайнца под электронным микроскопом
Окисление открытых сульфгидрильных групп гемоглобина вызывает образование дисульфидных связей и искажение третичной структуры молекулы гемоглобина. В результате происходит осаждение гемоглобина, который затем может сливаться с образованием внутриклеточных включений, называемых тельцами Гейнца . Маленькие, непатологические «эндогенные» тельца Хайнца можно обнаружить в крови многих здоровых кошек, но их присутствие ненормально у других видов.Повышенное количество этих «эндогенных» телец Хайнца обнаруживается у кошек с сахарным диабетом (связанным с образованием кетонов), лимфомой и гипертиреозом. Хотя многие из этих кошек не страдают анемией, продолжительность жизни их эритроцитов снижена, и у них более низкий гематокрит, чем у кошек с тем же заболеванием, но с меньшим количеством телец Хайнца.
Тельца Гейнца можно увидеть в окрашенных мазках Райта, особенно если они большие и искажают мембрану эритроцитов. Напротив, небольшие «эндогенные» тельца Хайнца, такие как те, что можно увидеть у кошек, труднее визуализировать.Тельца Хайнца можно легко наблюдать с помощью прижизненных красителей, таких как новый метиленовый синий, как показано на рисунке ниже.
Обширное формирование телец Хайнца и прикрепление к мембране увеличивает жесткость эритроцитов и делает их восприимчивыми к фрагментации и захвату в селезенке, где они фагоцитируются.
Гемолитическая анемия с тельцами Хайнца у кошки с ацетаминофеновым токсикозом
Диагноз индуцированной оксидантами гемолитической анемии основывается на выявлении регенеративной анемии с характерными морфологическими аномалиями эритроцитов, телец Гейнца и эксцентроцитов.Некоторые причины окислительного повреждения также вызывают внутрисосудистый лизис эритроцитов (разрыв мембран эритроцитов) и проявляются гемоглобинемией и гемоглобинурией. У некоторых животных также может развиться метгемоглобинемия (коричневая плазма) из-за вызванного окислителями повреждения железа в гемоглобине (восстановленное железо или Fe ²⁺ превращается в окисленное железо или Fe ³⁺ в порфирине гемоглобина с образованием метгемоглобина). Обратите внимание, что при определенном состоянии могут доминировать метгемоглобемия, тельца Хайнца или эксцентроциты.Причины оксидант-индуцированной гемолитической анемии:
- Наследственные заболевания : Недостаточность ферментов (необходимых для функции ферментов) в путях, защищающих от оксидантного повреждения, может привести к оксидантно-индуцированной гемолитической анемии, например. Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (Г6ФД) у лошадей или метгемоглобинемия, т.е. Дефицит флавинадениндинуклеотида (FAD) у лошадей.
- Токсины: Увядшие листья красного клена (лошади, верблюдовые), Виды фисташек (лошади), Brassica spp. (капуста, репа; крупный рогатый скот), цинк (собаки проглатывают пенни, отчеканенные после 1982 г.), медь (овцы), скунс-мускус (собаки, красная панда), нафталин (собаки), нитраты (крупный рогатый скот), лук.
- Лекарства : ацетаминофен, витамин К1, фенотиазиновые капли, бензокаин, пропофол. Они действуют как окислители.
- Дефицит минералов : Селен необходим для функционирования ферментов, защищающих от окислительного повреждения. Дефицит селена у крупного рогатого скота может привести к окислительному повреждению эритроцитов.
Кузова Howell-Jolly
Тельца Howell-Jolly от спленэктомированной собаки
Тельца Хауэлла-Джолли (также называемые микроядрами) представляют собой небольшие фрагменты нефункционального ядра, которые не экструдировались при выходе эритроцита из костного мозга. Обычно, но не всегда, эритроцит хозяина содержит только одно тельце Хауэлла-Джолли, которое выглядит как голубое идеально круглое включение. Иногда неравномерное окрашивание тела Хауэлла-Джолли может привести к появлению кольцеобразного вида, который может имитировать паразита.
У собак и жвачных животных тельца Хауэлла-Джолли обычно не обнаруживаются в периферической крови, поскольку они удаляются из эритроцитов в результате питтинговой функции синусоидальной селезенки.
Тельца Хауэлла-Джолли можно увидеть в следующих ситуациях:
- У нормальных кошек и лошадей (несинусоидальная селезенка): тельца Хауэлла-Джолли удаляются не так легко, как у собак или крупного рогатого скота, поэтому можно наблюдать небольшое количество.
- Регенеративная анемия : Все виды.
- Нарушенная или отсутствующая функция селезенки : Кортикостероиды, спленэктомия.
- Эритроидная дисплазия: У миниатюрных и той-пуделей без анемии с наследственным макроцитозом может наблюдаться повышенное количество телец Хауэлла-Джолли (некоторые аномальные и фрагментированные). Точно так же аномальные и увеличенные тельца Хауэлла-Джолли могут наблюдаться при миелодиспластическом синдроме (первичная миелодисплазия).
- Дефекты репликации ДНК: увеличение количества микроядер в мышиных моделях указывает на дефекты репарации или репликации ДНК (Dertinger et al 2011).
Сидероциты
Сидероциты у кошки
Сидероциты – безъядерные эритроциты с железосодержащими (сидеротичными) цитоплазматическими включениями. Включения могут быть обусловлены агрегатами железа в цитоплазме или внутри митохондрий (последние называются тельцами Паппенгеймера). Ядросодержащая эритоидная клетка с такими же включениями (обычно внутри митохондрий) называется сидеробластом . Сидероциты следует отличать от базофильной зернистости (агрегатов РНК), поскольку они означают разные вещи.Как правило, сидероциты имеют небольшое очаговое скопление вещества от светло-голубого до серого цвета, тогда как базофильные точки более крупные и диффузно распределены по всей цитоплазме. Сидероциты также окрашиваются в синий цвет при реакции с берлинской лазурью (обнаруживает трехвалентное железо), если количество железа достаточно для легкой визуализации (небольшие количества плохо окрашиваются берлинской лазурью).
Повышенное количество сидероцитов также может наблюдаться в связи с:
- Гемолитическая анемия: Увеличенный обмен железа может привести к образованию сидероцитов, например.г. иммуноопосредованная гемолитическая анемия. Сидероциты чаще всего наблюдаются у собак с гемолитической анемией.
- Аномальный синтез гема . Железо может накапливаться в эритроцитах, если подавляется выработка гемоглобина. Это может произойти при приеме лекарств (например, хлорамфеникола), отравлении свинцом, дефиците витамина B6 и меди у свиней (B6 необходим для синтеза гема, а медь также необходима для высвобождения железа из макрофагов и энтероцитов). Другим лекарством, связанным с сиде-роцитами, является гидроксизин, предположительно из-за изменений в синтезе гема.Сидероциты также были обнаружены у некоторых собак с портосистемными шунтами (может быть из-за аномального метаболизма железа с накоплением железа в эритроцитах). Сидероциты могут быть признаком дизэритропоэза из-за миелодиспластического синдрома и острого миелоидного лейкоза у кошек (но обычно не наблюдаются у собак с этими заболеваниями). У собак описаны приобретенные дизэритропоэтические синдромы с участием сидероцитов (Canfield et al., 1987; Weiss, 2005).
Тела с включениями эритроцитов | Кровавая пленка
заболевания, симптомы, знаки и наркотики
заболевания

клинические знаки
тестовые результаты
Encyclopaedia препарата
Обзор
Тельца включения эритроцитов представляют собой кусочки окрашиваемого материала внутри эритроцитов, в основном из-за оставшихся остатков клеточных компонентов.
- Common Red Cell Включения
- Howell Jolly органы — ДНК fragmentsSeen после спленэктомия и в функциональном hyposplenism
- базофильной зернистостью — РНК fragmentsSeen в гемоглобинопатиях и тяжелых металлов отравления
- Pappenheimer тел — сгустки ferritinSeen после спленэктомии, при сидеробластной анемии и отравлении свинцом
- Кольцо Кэбота — нити остатков митотического веретена. Наблюдаются при мегалобластной анемии, МДС и миелофиброзе.г. Дефицит G-6-PD
- Тельца HbH — скопления гемоглобина H (четыре бета-цепи) Видно при суправитальном окрашивании при заболевании HbH, т.е. при большой альфа-талассемии
Тельца Howell Jolly
цитоплазма, состоящая из фрагментов ДНК.
Howell Тельца Джолли обычно наблюдаются после спленэктомии, хотя они также могут возникать у пациентов с любой причиной гипоспленизма.
- Причины Howell Jolly Todies
- Post-splenEnectomy
- , саркоидоз
Базофильная зернистость
Базофильная зернистость — это наличие неправильных базофильных гранул, состоящих из фрагментов РНК.
- Причины базофильной зернистостью
- талассемии
- сидеробластной анемия
- Нестабильные гемоглобины
- Миелодиспластические синдромы
- Тяжелый металл отравления — свинец, мышьяк, ртуть
Pappenheimer органов
Тельца Паппенгеймера представляют собой базофильные включения, наблюдаемые на периферии эритроцитов и состоящие из ферритина.