|
Вступление, основные понятия
Данная статья является продолжением ранее проведенных нами статистических исследований серии выборок детей, новорожденных, или в возрасте до 15 лет, как больных, так и здоровых [ 1 ]. Ранее мы пытались формализовать реальные данные к методу “многомерное шкалирование в широком смысле слова”, и на его основе сделать выводы о закономерностях борьбы организма детей с бронхиальной астмой, а также успешно ли было проведено соответствующее лечение конкретных детей.
Однако мы встретились с более глобальной закономерностью иммунитета, которую попробуем сейчас доказать. Учитывая, что мы получили несколько писем от врачей “клиницистов” с критикой излишней “математизированности” предыдущей статьи, мы попробуем описывать исследования и выводы более простыми словами. Немного добавив существующие у нас выборки, видоизменив исходные значения (ручной выброс ураганных проб), а также разделив детей в выборке на мальчиков и девочек (как мы и рекомендовали ранее [ 1 ] ), мы получили довольно занятные результаты.
Прежде чем переходить к исследованиям мы дадим вкратце свои основные определения, без которых невозможна ни одна статобработка.
Генеральная совокупность
Это, разумеется, не вся общность людей, живущих и живших на земле. Когда наш “общий” предок (“первоживотное”) выполз из океана Тетис на сушу, он окончательно разорвал зависимость с водной средой, но в его крови и лимфе сохранился тот же самый солевой и прочий химический состав. Не будем далее углубляться в палеонтологию, тем более что все это было давно, - в начале фанерозоя и наш “прапрадед” не был даже млекопитающим (Mammalia). Расселяясь по планете, наши “предки” попадали в разные климатические, а главное геохимические условия (разная соленость воды, разные типы почв, дающие разный коэффицент биологического накопления “пище”, и т.д., своего рода разные крупные элементарные ландшафты, которые не могли не влиять на некоторое изменение метаболизма разных групп особей, что способствовало выживанию наиболее приспособленных к средовым условиям.
Однако, и сейчас (правда с некоторой натяжкой), в нашей лимфе находится солевой состав праокеана. А макро- и микроэлементы лимфы и определяют ту узкую полосу pH-Eh условий при в которых успешно живут и размножаются наши паразиты – бактерии, грибки, микробы и т.д., которые, при определенных условиях (переохлаждение, недоедание, переутомление) могут из условно патогенных организмов совершенно безвредных для организма переходить в патогенную форму и становиться источником инфекционных болезней. Которые всегда выступали как один из сильных факторов отбора. В связи с чем, различные звенья иммунного гомеостаза генетически детерминированы, а их развитие во многом определяется влиянием факторов среды. Это не позволяет сравнивать как заболевания, так и параметры крови у детей Алжира и Камчатки. Поэтому, генеральной совокупностью людей можно назвать некоторую группу, компактно проживающую в конкретном элементарном ландшафте несколько поколений.
Например, группа, проживающая в большом мегаполисе, или группа, проживающая на маленьком острове в океане. Этим мы хотим подчеркнуть, что по сравнению с социологией и психологией, прекрасно кластеризующих всех людей земли по типам, медико-статистические критерии создания выборки и собственно определения генеральной совокупности более трудные. И исследования, в частности иммунного гомеостаза, должны проводиться для каждой отдельной популяции. В нашем случае мы считаем генеральной совокупностью всех детей Крыма.
Размер выборки
Прошли уже те времена, когда в начале 20 века классики прикладной статистики вроде “Стьюдента” или “Фишера” не имея никакого вычислительного аппарата средств вычисления, обосновывали представительность выборки в 15-20 проб. Напомним, что при увеличении выборки к очень большому числу, измерения (параметры) выборки стремятся к нормальному распределению. Это основа всей статистики, действительное даже для расчета математического ожидания. Учитывая, что в двух письмах нас “раскритиковали” за такое утверждение, приведем ссылку на литературу [7]. От себя лишь добавим, что реальные биохимические измерения не подходят ни под какой закон, и именно для этого мы их сначала ортонормируем (факторный анализ). Как мы показали, генеральная совокупность по людям более чем конечна, а существующие сейчас набор программ по статистике может включать чуть ли не всю генеральную совокупность.
Например, наш маленький комплекс программ [1,2] может использовать 10-50 тысяч исследований (детей) и 100 признаков (параметров), и это не предел. В тоже время в больницах и поликлиниках балластом лежат тысячи историй болезни, с анализами крови и мочи. Как показывает наш опыт, технически несложно, простому лаборанту, по определенному шаблону извлечь эту информацию, формализовать и создать огромные базы данных. Цели таких конечных исследований таких выборок, как мы покажем ниже, велики. Например, создание эталонных выборок (групп сравнения), по отдельным болезням, реальные нормы параметров крови, лимфы, мочи и на их основе создание человеко-машинного комплекса первичной комплексной диагностики.
Факторный анализ
Ранее [ 1 ] и нынче мы использовали методы многомерного шкалирования – факторный анализ и простейший кластерный анализ. Дадим свое простое определение фактора для данной статьи. Фактор – статистико-биохимический набор параметров крови (артериальной и венозной) выделяющий с 10-70% достоверностью некоторые биохимические процессы, существующие обьективно, независимо от нашего представления об этих процессах. Нас (и на это показывает название статьи) интересуют лишь факторы, отвечающие за “разные” виды иммунитета (гуморальный, клеточный).
Непосредственно исследования разных выборок
Ниже мы приведем (как и раньше [ 1 ] ) серию полученных факторов, по новорожденным, здоровым детям и детям с бронхиальной астмой (БА), разделенных по половому признаку, определенным образом сгруппированные, с последующими нашими попытками объяснить суть фактора. Собственные значения приведенных факторов высокие (.8-.3). Выписаны только те параметры, факторный вес которых более +-0.5.
1 ГРУППА
мальчики с БА(30 чел.)
Т-лимфоциты + IgG + Цитотоксические_клетки +ЦИК +IgM
-Возраст – Er – Hg - IgA
IgG и IgM принимают участие в образовании ЦИК, которые участвуют в активации компонентов комплемента по классическому пути. Система комплемента-одна из важнейших защитных систем организма, относящихся к неспецифическим факторам резистентности. Компоненты комплемента С3а и С5а обладают способностью вызывать сокращение гладкой мускулатуры и повышать проницаемость капилляров, клинически проявляется развитием обструктивного синдрома; дегрануляцию базофилов, что приводит к выходу гистамина - одного из основных реагентов аллергической реакции. С другой стороны компоненты комплемента принимают участие в "опсонизации", присоединяясь к микроорганизму, способствуют лучшему перевариванию его фагоцитами, выполняя тем самым важную защитную роль в организме человека. С возрастом изменяется количество лейкоцитов, лимфоцитов, а соответственно и Т-лимфоцитов. У новорожденных и детей старше 6 лет преобладают в гемограмме нейтрофилы над лимфоцитами, т.е. уменьшается роль в защитных системах клеточного иммунитета. В то время, как у детей от 5-6 дней до 5-6 лет имеет место физиологический лимфоцитоз и соответственно велика роль в защитных реакциях клеточного (противовирусного) иммунитета. Поэтому при снижении числа Т-лимфоцитов в раннем возрасте у детей часто возникают острые респираторные вирусные инфекции, что может привести к вторичному уменьшению Т-лимфоцитов. Возникает так называемый «порочный круг», что клинически проявляется повторными респираторными заболеваниями, формируется группа «часто болеющих детей». Все три показателя эритроциты –Hg – IgA также значительно изменяются с возрастом. Причем, число эритроцитов и уровень Hb у детей с возрастом по сравнению с новорожденными детьми с возрастом уменьшается, а уровень IgA повышается, поскольку к 6-12 годам заканчивается формирование IgA и IgG синтезирующих систем. И соответственно в защитных реакциях увеличивается роль гуморального иммунитета. Интересно, что на эритроцитах имеются рецепторы с С3 компоненту комплемента, у детей с анемией в частности острые респираторные заболевания (бронхиты и пневмония) протекают тяжелее, а возможно они тоже принимают участие в защитных реакциях [3].
Отметим, что в факторной формуле, гемоглобин повышается с возрастом. Однако детальное изучение графиков (гемоглобин-возраст) выявило, что есть 2 “тенденции”, а именно снижение и повышение гемоглобина, что указывает на неоднородность нашей выборки. Но далее мы не можем делить ее на подгруппы. Ранее [3] было показано, что для детей с бронхиальной астмой повышение Hb и количества эритроцитов – это проявление сгущения крови, в результате увеличения патологических потерь жидкости. А чем меньше ребенок тем больше у него внеклеточной жидкости, которая очень быстро теряется при любом заболевании. Поэтому всем детям с БА в тяжелых случаях назначается инфузионная терапия. У здоровых детей уровень Hb и число эритроцитов снижается с возрастом, особенно по сравнению с новорожденными.
девочки с БА(18 чел.)
Т-лимфоциты + IgM + ЦИК + Цитотоксические_клетки + Т-хелперы + IgG
- нейтрфилы (п.я) - Возраст – эритрциты - эозинофилы
Т-хелперы способствуют образованию Ig плазматическими клетками (активными В-лимфоцитами), а для образования ЦИК необходимы IgM, IgG ,это, возможно, защитные механизмы. Здесь мы видим что Т-хелперы (CD4) взаимодействуют с ЦИК, способствуя выработке Ig. Пока фагоцитирующая функция нейтрофилов не нарушена и иммунные комплексы не начинают циркулировать с током крови. С другой стороны возможно эритроциты сдерживают провоспалительную активность эозинофилов у детей новорожденных и первых месяцев жизни. Ведь в этом возрасте мы практически не видим тяжелых аллергических реакций у детей. Все начинается гораздо позже. И у девочек и у мальчиков в противовес ЦИК работают эритроциты, но с возрастом в связи с анатомо-физиологическими особенностями девочек, число эритроцитов у них ниже, чем у мальчиков, возможно, поэтому и бронхиальная астма, если развивается у девочек, то протекает тяжелее, чем у мальчиков, как показывают клинические наблюдения.
С другой стороны, у новорожденного ребенка и детей первых трех месяцев жизни важную роль в защитных реакциях играет материнский IgG, а собственный IgG начинает вырабатываться значительно позже.
Здоровые новорожденные (35 чел., без разделения по полу)
Т-лимфоциты + B-лимфоциты + Er + Hg + Т-хелперы + нейтрофилы_все +
+Цитотоксические клетки + IgM + IgG
-эозинофилы – фибриноген B
Учитывая противовес данных показателей, можно предположить, что у новорожденных эозинофилы больше выделяют провоспалительных медиаторов, тем более что фибриноген B говорит о наличии какого-то воспалительного процесса, по-видимому, происходящего внутриутробно. Поскольку фибриноген В повышается у новорожденных детей с низкой массой тела при рождении, нельзя исключить внутриутробную инфекцию [4].
Новорожденные 3-4 недели после рождения, с выявленными грубыми патологиями (32 чел., без разделения по признаку пол)
Er + Hg + нейтрофилы + B-лимфоциты + Т-хелперы + Цитотоксические_клетки + IgM
-Лимфоциты - эозинофилы
После 5-6 дня жизни роль в защитных реакций нейтрофилов уменьшается и их количество уменьшается, но увеличивается роль в защитных реакциях лимфоцитов, может и эозинофилы начинают больше выделять противовоспалительных медиаторов.
1-я группа, как мы видим, выявлена для всех наших выборок, собственное значение данного фактора более чем высоко 0.5 – 0.6. Данную группу мы можем трактовать, например, как созревание в первичных лимфоидных органах и миграцию во вторичные лимфоидные органы (лимфатические узлы, селезенку, лимфоидные ткани кишечника, миндалины, аденоиды, аппендикс, а также скопления лимфоцитов - периферические лимфатические фолликулы, разбросанные во многих органах и тканях). Как видно из вышеприведенных факторных формул, каждый вторичный лимфоидный орган содержит не только B-, и Т-клетки, но и определенный набор своих обязательных спутников (например, B-клетки продуцируют иммуноглобулины), как в лимфоруслах, так и в лимфоузлах. Любой антиген, попавший в лимфу или кровь так или иначе встретится с лимфоцитами и их “помощниками”. К сожалению, определение B-клеток проводилось только для новорожденных, но поскольку фактор у нас “одинаков” мы не сомневаемся в корреляции Т- и B- серии и для других выборок.
2 ГРУППА
мальчики с БА(30 чел.)
Лимфоциты - нейтрофилы (с.я и п.я)
Эти два показателя находятся в обратно пропорциальной зависимости - уменьшается число нейтрофилов, увеличивается число лимфоцитов и наоборот не только при заболевании, но и в норме у детей в различном возрасте, как мы писали выше. Но у больных бронхиальной астмой число нейтрофилов повышено, однако резко снижена резервная функция нейтрофилов, на фоне снижения числа Т-лимфоцитов. А это может привести к срыву адаптационно-компенсаторных возможностей ребенка, что проявится снижением фагоцитирующей способности нейтрофилов и циркуляцией иммунных комплексов в русле крови. С последующим оседанием их на стенках сосудов и их повреждением.
девочки с БА(18 чел.)
Лейкоциты + моноциты - нейтрофилы (с.я и п.я)
Явные защитники и к аллергии отношение имеют опосредованное в крови, в то время как моноциты в тканях становятся агрессивными.
Здоровые разновозрастные мальчики (30 чел.)
Эозинофилы + моноциты – лимфоциты - лейкоциты
У мальчиков на первый план выходят повреждающие моменты эозинофилы-моноциты - может это генетически обусловлено и поэтому астма у них встречается чаще? Но у здоровых мальчиков этот повреждающий момент сдерживается лимфоцитами и лейкоцитами. А у больных бронхиальной астмой число Т-лимфоцитов значительно снижается, что может приводить к высвобождению повреждающих моментов. У девочек этого сочетания нет. (Мы в 1-ю группу не включали здоровых мальчиков и девочек, только потому, что у них не проводился анализ на CD-4 и пр.)
Здоровые разновозрастные девочки (15 чел.)
Нейтрофилы (с.я и п.я) + лейкоциты - эозинофилы - лимфоциты – Hg – Er
У здоровых девочек, по-видимому, нейтрофилы компенсируют провоспалительные факторы эозинофилов, в то время как у больных с БА эти возможности истощаются (см. 1-ю группу).
Здоровые новорожденные (35 чел., без разделения по полу)
Длинна + масса + лимфоциты - нейтрофилы
Видно, что клеточный иммунитет зависит от массы тела ребенка, а значит от течения беременности, в то время как фагоцитоз работает независимо от этих факторов.
Применительно ко 2-й группе напомним, что лимфоциты образуются в костном мозге из стволовых клеток. Будучи незрелыми, они выходят из костного мозга и попадают в первичные лимфоидные органы, где завершают развитие. Находясь в этих органах (тимус, костный мозг и пр.), лимфоциты подвергаются определенному отбору, и созревают только те из них, которые реагируют на чужеродные вещества (антигены), а не на нормальные ткани организма, то есть, как видно из факторной формулы либо макро- либо микрофаги, в зависимости от типа антигена.
3 ГРУППА
мальчики с БА(30 чел.)
Эозинофилы - IgM - Le - IgA - моноциты
Рецепторы к С3 компоненту комплемента имеются не только на эритроцитах, но и на эозинафилах и моноцитах, т.е. эти клетки принимают участие в защитных реакциях.
IgA - единственный секреторный иммуноглобулин и уменьшение его количества способствует рецидивам респираторных заболеваний. Повышение уровня IgM свидетельствует о большой антигенной нагрузке и характеризует острый процесс. При хронизации заболевания начинается истощение IgM синтезирующей системы, в защитные реакции вступает вторая линия защиты – IgG. В свою очередь эозинофилы выделяют медиаторы как противовоспалительные - гистаминазу, которая разрушает гистамин и др., так и провоспалительные медиаторы-пероксидаза и др., что проявится клинически бронхоспазмом, гиперсекрецией слизи и клинически проявится обострением бронхиальной астмы у ребенка. Поскольку абсолютные значения IgM не высокие, лейкоциты в пределах нормы, значит должны работать эозинофилы, что говорит в пользу хронического воспаления у исследуемых нами детей [1]. Уровень IgA, как показывает исследование, снижен, что может способствовать развитию рецидивов БА. Кроме того, моноциты являются предшественниками тканевых макрофагов, а поскольку нами была выявлена обратная связь с IgA, то можно думать, что усиливается выделение макрофагами медиаторов, способствующих активации функции эозинофилов, а значит и воспалению.
девочки с БА(18 чел.)
IgE + эозинофилы – IgA -IgM
IgE принимает активное участие в активации эозинофилов и способствует выработке последними медиаторов воспаления, в то время как IgA и IgМ, возможно, выполняют больше противовоспалительную роль. Однако, уровень Ig A был ниже у девочек, чем у мальчиков, а уровень Ig G был выше, что говорит в пользу длительного воспалительного процесса. [1]. Отметим, что IgE повышен у 90% детей с БА и рассматривается как признак атопии.
Возможно, наша 3 группа и указывает процессы, способствующие более тяжелому течению бронхиальной астмы у девочек в школьном возрасте.
4 группа (условная)
В ней приведем лишь несколько факторов из разных выборок
Здоровые новорожденные (35 чел., без разделения по полу)
Фибриноген_А + фибрин + протромбиновый индекс + этаноловый_тест + Hg + фибриноген_Б + Er + масса + тромбоциты + цв. показатель
Активность воспаления зависит от массы тела ребенка, а значит от течения беременности. Чем тяжелее протекает беременность, тем выше у новорожденного ребенка процессы гиперкоагуляции, а соответственно и уровень фибриногенов, этанолового теста, протромбинового индекса, тромбоцитов, эритроцитов и гемоглобина. Исследование показало, что все эти показатели находятся в прямой зависимости. Эта зависимость сохраняется у детей к концу периода новорожденности и другие возрастные периоды [3]. И, что очень важно, с этими процессами взаимосвязана масса тела ребенка при рождении.
Новорожденные 3-4 недели после рождения, с выявленными грубыми патологиями (32 чел., без разделения по признаку пола)
Протромбиновый_индекс + фибрин + фибриноген_А + Er + Hg + тромбоциты + B-лимфоциты + цв. число
В эту группу мы включили 2 фактора, по новорожденным, вычисленные значения которых имеют между собой высокий коэффицент корреляции, более того данные факторы имеют относительно высокий коэффицент корреляции (0.3 – 0.5) с фактором из 1й группы. Отметим, что, к сожалению, остальные параметры по новорожденным и прочим детям мы сравнивать не можем, потому что у прочих детей также нет в выборках параметров фибрин, фибриногены и пр.. Но как показывают наши предыдущие работы, с возрастом у детей с низкой массой тела при рождении и высоким уровнем фибриногена в сыворотке крови прослеживается склонность к процессам гиперкоагуляции при заболеваниях и в более старшем возрасте, в частности геморрагический васкулит у них протекает в тяжелой форме с поражением внутренних органов и прежде всего почек [3]. Но этим и хороши вычисленные факторы, что можно хотя бы условно сравнивать выборки с разными исходными параметрами. Однако надо отметить зависимость Er-СОЭ. Простой анализ графиков показал, что независимо от пола и заболевания, видны как бы 2 вытянутых поля, одно из которых и влияет на коэффицент корреляции. Однако недостаточный обьем выборки не дает нам с этим детально разобраться, поэтому далее мы не будем использовать СОЭ. Остальные же зависимости прекрасно иллюстрируются графиками, несколько мы приведем здесь.
При этом надо помнить, что на графиках нельзя будет увидеть функциональных зависимостей. Более того, при дискретном полуколичественном анализе [1] идеальных графиков мы и не увидим. Как мы говорили ранее [1] конкретный “процесс” не обязательно присущ всей выборке. В том и преимущество факторного анализа, что, выбирая вручную значения нужного нам фактора – например больше или меньше 0.3 – 0.5 мы можем в полуавтоматическом режиме выделить лишь интересующих нас детей (своего рода фильтрация по фактору). Разумеется, если бы выборка составляла тысячи детей, графики были бы более наглядные.
|
