Особенности электрических и вязкоупругих параметров эритроцитов при воспалительных заболеваниях кишечника

Цель работы заключалась в изучении особенностей электрических и вязкоупругих параметров эритроцитов у пациентов с различными воспалительными заболеваниями кишечника (язвенный колит, болезнь Крона, неклассифицируемый колит) с учетом стадии заболевания для возможного использования в дифференциальной диагностике.

Материалы и методы. Методом диэлектрофореза (ДЭФ) исследованы параметры эритроцитов у 109 пациентов с ВЗК, средний возраст 37,7+11,7 года (из них: 50 пациентов с язвенным колитом, 41 — с болезнью Крона, 18 — с неклассифицируемым колитом) и 53 условно здоровых, сопоставимых по возрасту и полу с основными группами.

Результаты. Эритроциты лиц с ВЗК отличались от таковых у лиц группы сравнения меньшим средним диаметром, увеличенной долей деформированных, сфероцитарных форм клеток с измененной поверхностью и сниженной способностью к деформации, более низким уровнем поверхностного заряда клеток, измененной структурой мембран с повышенной способностью проводить электрический ток, склонными к деструкции и образованию агрегатов (p<0,0001–0,05). Анализ в отдельных группах с ВЗК в стадии обострения с учетом проводимой терапии позволил выявить значимые различия между формами ВЗК: у пациентов с болезнью Крона в отличие от больных с ЯК клетки красной крови имели более низкие значения амплитуды деформации, емкости, дипольного момента, скорости поступательного движения клеток к электродам, доли дискоцитов, поляризуемости на большей части частот электрического поля (p<0,00001–0,05). Обобщенные показатели жесткости, вязкости, электропроводности, индексы агрегации, деструкции оказались выше при БК, чем при ЯК (p<0,0001–0,05). У пациентов с БК выявлено большее число деформированных клеток с измененным характером поверхности (p<0,00001).

Заключение. Особенности электрических и вязкоупругих параметров эритроцитов у пациентов с разными нозологическими формами ВЗК могут быть использованы для дифференциальной диагностики язвенного колита и болезни Крона с поражением толстой кишки, в перспективе — для верификации диагноза при неклассифицируемом колите.

1. Golovenko O. V., Homeriki S. G., Ivanova E. V., et al. Vospalitel’nyye zabolevaniya kishechnika. Klinicheskiye, endoskopicheskiye, morfologicheskiye aspekty diagnostiki. Printsipy sovremennoy terapii [Inflammatory bowel disease. Clinical, endoscopic, morphological aspects of diagnostics. Principles of modern therapy]. Moscow, Prima Print, 2017. 180p. – ISBN 978–5–9907557–3–4.

2. Rispo A., Musto D., Tramontano M. L., Castiglione F., Bucci L., Alfi nito F. Surgery- induced remission of extraintestinal manifestations in inflammatory bowel diseases. J. Crohns Colitis. 2013. Vol. 7, No. 10, pp. e504–5. doi: 10.1016/j.crohns.2013.05.009. Epub 2013 Jun 19. PMID: 23790747.

3. Lucendo A. J., Roncero O., Serrano- Duenas M. T., Herví as D., Alcá zar L. M., et al. Eff ects of anti–TNFalpha therapy on hemoglobin levels and anemia in patients with inflammatory bowel disease. Digestive and Liver Disease. 2020. Vol. 52, pp. 400–7. doi: 10.1016/j.dld.2019.11.019

4. Pizzi L. T., Weston C. M., Goldfarb N. I., et al. Impact of chronic conditions on quality of life in patients with inflammatory bowel disease. Inflammatory Bowel Diseases. 2006. Vol. 12, pp. 47–55.

5. Wells C. W., Lewis S., Barton J. R., et al. Effects of changes in hemoglobin level on quality of life and cognitive function in inflammatory bowel disease patients. Inflammatory Bowel Diseases. 2006. Vol. 12, pp. 123–30.

6. Cucino C., Sonnenberg A. Cause of death in patients with inflammatory bowel disease. Inflammatory Bowel Diseases. 2001. Vol. 7, pp. 250–5.

7. Novitskiy V. V., Ryazantseva N. V., Stepovaya E. A. Fiziologiya i patofiziologiya eritrotsita [Physiology and pathophysiology of erythrocyte]. Tomsk, Publishing House of Tomsk University, 2004. 202p.

8. Dupire J.; Socol M.; Viallat A. Full dynamics of a red blood cell in shear flow. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2012. Vol. 109, pp. 20808–13.

9. Generalov V. M., Kruchinina M. V., Durymanov A. G., et al. Dielektroforez v diagnostike infektsionnykh i neinfektsionnykh zabolevaniy [Dielectrophoresis in the diagnosis of infectious and non-infectious diseases]. Novosibirsk: TSERIS, 2011, 172p.

10. “Klinicheskiye rekomendatsii “Yazvennyy kolit” (utverzhdeno Minzdravom Rossii. Rossiyskaya gastroenterologicheskaya assotsiatsiya – Assotsiatsiya koloproktologov Rossii, god utverzhdeniya 2020) [“Clinical guidelines” Ulcerative colitis “(approved by the Ministry of Health of Russia. Russian Gastroenterological Association – Association of Coloproctologists of Russia, year of approval 2020)]. Available at: https://legalacts.ru/doc/klinicheskie- rekomendatsii-iazvennyi- kolit-utvminzdravom-rossii/

11. Crohn’s disease. Clinical recommendations (preliminary version). Koloproktologia. 2020;19(2):8–38. (In Russ.) doi:10.33878/2073–7556–2020–19–2–8–38

12. World Health Organization. Iron deficiency anemia assessment, prevention and control a guide for programme managers. Report. WHO/NHP/01.3; 2011.

13. Dignass A., Gasche C., Bettenworth D., et al. European consensus on the diagnosis and management of iron deficiency and anemia in inflammatory boweldiseases. Journal of Crohn’s and Colitis. 2015. Vol. 1, pp. 12.

14. Testa A., Rispo A., Romano M., et al. Th e burden of anaemia in patients with inflammatory bowel diseases. Digestive and Liver Disease. 2016. Vol. 48, pp. 267–70.

15. Shiff man F. D. Blood pathophysiology. Trans. from English. Zhiburt E. B., Tokarev Yu. N., M.-SPb.: Publishing House “BINOM”-”Nevsky dialogue”, 2000, 448p.

16. Murav’yev A. V., Tikhomirova I. A., Bulayeva S. V., Petrochenko Ye. P. Reologicheskiye svoystva krovi pri lechenii zlokachestvennykh opukholey, ateroskleroza i diabeta [Rheological properties of blood in the treatment of malignant tumors, atherosclerosis and diabetes]. Yaroslavl: Publishing House «Chancellor», 2016, 161 p.

17. Katsarosa M., Paschosb P., Gioulemea O. Red cell distribution width as a marker of activity in inflammatory bowel disease: a narrative review. Annals of Gastroenterology. 2020. Vol. 33, pp. 348–54.

18. Wiese D. M., Horst S. N., Brown C. T., Allaman M. M., Hodges M. E., Slaughter J. C., et al. Serum Fatty Acids Are Correlated with Inflammatory Cytokines in Ulcerative Colitis. PLoS ONE. 2016. Vol. 11. No. 5, pp. e0156387(5). doi:10.1371/journal.pone.0156387

19. Li Q., Zhang Q., Wang M., Zhao S., Xu G., Li J. n-3 polyunsaturated fatty acids prevent disruption of epithelial barrier function induced by proinflammatory cytokines. Mol Immunol. 2008. Vol. 45. No. 5, pp. 1356–65. doi: 10.1016/j.molimm.2007.09.003.

20. Atreya R., Neurath M. F. Chemokines in inflammatory bowel diseases. Dig Dis. 2010. Vol. 28. No. 3, pp. 386–94. doi:10.1159/000320392

21. Elson Ch. O. The immunology of inflammatory bowel disease. In Book: Inflammatory bowel disease. W. B. Saunders Company. Ed. J. Kirsner. 2000. pp. 208–239.

22. Baumgart D. C., Carding S. R. Inflammatory bowel disease: cause and immunobiology. Lancet. 2007. Vol. 369, pp. 1627–40. doi: 10.1016/S0140–6736(07)60750–8

23. Uchiyama, K., Odahara, S., Nakamura, M. et al. Th e Fatty Acid Profile of the Erythrocyte Membrane in Initial- Onset Inflammatory Bowel Disease Patients. Dig. Dis. Sci. 2013. Vol. 58, pp. 1235–1243. doi: 10.1007/s10620–012–2508–6

24. Zinchuk V. V. Deformiruyemost’ eritrotsitov: fiziologicheskiye aspekty [Erythrocyte deformability: physiological aspects]. Uspekhi fi ziologicheskikh nauk – Advances in physiological sciences, 2001, Vol. 30, No. 3, pp. 66–76.

25. Owczarek D., Cibor D., Głowacki M. K., Rodacki T., Mach T. Inflammatory bowel disease: epidemiology, pathology and risk factors for hypercoagulability. World J Gastroenterol. 2014. Vol. 7. No. 20(1), pp. 53–63. doi: 10.3748/wjg.v20.i1.53

26. Zezos P., Kouklakis G., Saibil F. Inflammatory bowel disease and thromboembolism. World J Gastroenterol. 2014. Vol. 20. No. 38, pp. 13863–78. doi:10.3748/wjg.v20.i38.13863

27. Gennis R. Biomembrany: Molekulyarnaya struktura i funktsii [Biomembranes: Molecular structure and functions]. M.: Mir, 1997, 624p.

28. Fiziologiya i patologiya gemostaza: ucheb. posobiye pod red. N. I. Stuklova [Physiology and pathology of hemostasis: textbook manual, ed. N. I. Stuklov]. M.: GEOTAR-Media, 2016, 112p.

29. Reinisch W., Staun M., Bhandari S., Muñoz M. State of the iron: how to diagnose and efficiently treat iron deficiency anemia in inflammatory bowel disease. J. Crohns Colitis. 2013. Vol. 7, No. 6, pp. 429–40. doi: 10.1016/j.crohns.2012.07.031.

30. Rejler M., Th olstrup J., Andersson- Gäre B., et al. Low prevalence of anemia ininflammatory bowel disease: a population- based study in Sweden. Scandinavian Journal of Gastroenterology. 2012. Vol. 47, pp. 937–42.

31. Gisbert J. P., Gomollón F. Anemia and inflammatory bowel diseases. World Journal of Gastroenterology. 2009. Vol. 15, pp. 4659–65.

32. European Consensus on the Diagnosis and Management of Iron Deficiency and Anaemia in Inflammatory Bowel Diseases. Journal of Crohn’s and Colitis. 2015. Vol. 9. No. 3, pp. 211–22.

33. Kozlovskaya L. V., Rameyev V. V. i soavt. Patogenez i klinicheskoye znacheniye anemii khronicheskikh zabolevaniy [Pathogenesis and clinical signifi cance of anemia of chronic diseases]. Anemiya – Anemia, 2005, Vol. 4, pp. 4–10.