Nida Nasir

^a Кафедра электротехники, инженерный колледж, Университет Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ), Аль-Айн, 15551, Объединенные Арабские Эмираты

^f Центр медицинских наук имени Зайда, Университет Объединенных Арабских Эмиратов, Объединенные Арабские Эмираты

Шайма Раджи

^a Кафедра электротехники, инженерный колледж, Университет Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ), Аль-Айн, 15551, Объединенные Арабские Эмирейтс

^f Центр медицинских наук имени Зайда, Университет Объединенных Арабских Эмиратов, Объединенные Арабские Эмираты

Фарах Мустафа

^b Отделение биохимии, Колледж медицины и медицинских наук, Подразделение ed University Arab Emirates (UAEU), Al Ain, 15551, United Arab Emirates

^f Zayed Center for Health Sciences, Университет Объединенных Арабских Эмиратов, Объединенные Арабские Эмираты

Тахир А.Rizvi

^c Кафедра микробиологии и иммунологии, Колледж медицины и медицинских наук, Университет Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ), Аль-Айн, 15551, Объединенные Арабские Эмираты

^f Центр медицинских наук им. Зайда, Университет Объединенных Арабских Эмиратов , Объединенные Арабские Эмираты

Зейна Аль Натур

^a Кафедра электротехники, Инженерный колледж, Университет Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ), Аль-Айн, 15551, Объединенные Арабские Эмираты

^f Центр медицинских наук Зайда, Университет Объединенных Арабских Эмиратов, Объединенные Арабские Эмираты

Али Хилал-Алнакби

^d Кафедра машиностроения, Инженерный колледж, Университет Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ), Аль-Айн, 15551, Объединенные Арабские Эмираты

^e Абу Политехнический институт Даби, Абу-Даби, 1114999, Объединенные Арабские Эмираты

^f Центр медицинских наук имени Зайда, Университет Объединенных Арабских Эмиратов y, Объединенные Арабские Эмираты

Махмуд Аль Ахмад

^a Кафедра электротехники, Инженерный колледж, Университет Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ), Аль-Айн, 15551, Объединенные Арабские Эмираты

^f Центр медицинских наук Зайда , Университет Объединенных Арабских Эмиратов, Объединенные Арабские Эмираты

^a Кафедра электротехники, Инженерный колледж, Университет Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ), Аль-Айн, 15551, Объединенные Арабские Эмираты

^b Кафедра биохимии, Колледж Медицина и медицинские науки, Университет Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ), Аль-Айн, 15551, Объединенные Арабские Эмираты

^c Кафедра микробиологии и иммунологии, Колледж медицины и медицинских наук, Университет Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ), Аль-Айн, 15551, Объединенные Арабские Эмираты

^d Кафедра машиностроения, Инженерный колледж, Университет Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ), Аль-Айн, 155 51, Объединенные Арабские Эмираты

^e Abu Dhabi Polytechnic, Abu Dhabi, 1114999, Объединенные Арабские Эмираты

^f Центр медицинских наук им. Зайда, Университет Объединенных Арабских Эмиратов, Объединенные Арабские Эмираты

Получено 5 августа 2019 г .; Пересмотрено 21 ноября 2019 г .; Принят в печать 18 декабря 2019 г.

Это статья в открытом доступе под лицензией CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

Abstract

Доступные методы обнаружения крови в моче (гематурия) могут быть проблематичными, поскольку на результаты могут влиять многие факторы у пациентов и в лабораторных условиях, что приводит к ложноположительным или ложноотрицательным результатам. Это требует разработки новых, точных и простых методов, позволяющих сэкономить время и силы. Это исследование демонстрирует безмаркированный и точный метод определения наличия красных и белых кровяных телец (эритроцитов и лейкоцитов) в моче путем измерения изменений диэлектрических свойств мочи при увеличении концентрации обоих типов клеток.Текущий метод может обнаруживать изменения электрических свойств свежей мочи за короткий промежуток времени, что делает этот метод подходящим для обнаружения изменений, которые нельзя распознать обычными методами. Корректировка этих изменений позволила выявить минимальную концентрацию клеток 10 ² эритроцитов на мл, что невозможно обычными методами, используемыми в лабораториях, за исключением полуколичественного метода, который может обнаруживать 50 эритроцитов на мл, но это длительная и сложная процедура, не подходящая для больших объемов лаборатории.Эта способность обнаруживать очень небольшое количество обоих типов клеток делает предложенный метод привлекательным инструментом для обнаружения гематурии, наличие которой указывает на проблемы в выделительной системе.

Ключевые слова: Биомедицинская инженерия, Клеточная биология, Электротехника, Физика элементарных частиц, Квантовая механика, Системная диагностика, Биомедицинские устройства, Клетки крови, Емкость, Диэлектрическая постоянная, Электрические параметры, Гематурия, Моча

1. Введение

Почки является жизненно важным органом человеческого тела, выполняющим выделительную, эндокринную и метаболическую функции [1].Любые отклонения от нормы или повреждение почек могут привести к серьезным осложнениям и летальному исходу [2]. Хроническая болезнь почек (ХБП) — это термин, используемый для описания поражения почек, которое характеризуется аномальным и повышенным уровнем секреции альбумина с мочой (альбуминурия) или снижением функции почек, которое длится более трех месяцев [3]. Функцию почек оценивают путем измерения расчетной скорости клубочковой фильтрации (рСКФ), которую сравнивают со стандартизированным критерием, который помогает определить степень тяжести ХБП и, таким образом, разделить пациентов.Это позволяет улучшить медицинские вмешательства и лечение, связанные с осложнениями, избегая возможного прогрессирования заболевания до конечной стадии.

Моча здорового человека должна быть прозрачной, без клеток или с очень небольшим количеством клеток [4]. Наблюдение за увеличением количества клеток в моче может указывать на серьезную проблему, требующую вмешательства. Гематурия или наличие красных кровяных телец (эритроцитов) в моче — это ненормальное состояние, которое может указывать на серьезные проблемы с почками или может быть признаком прогрессирования ХБП, если не лечить.Таким образом, точное обнаружение гематурии может иметь большое прогностическое значение, помимо того, что важно для диагностики.

Считается, что у пациента гематурия, если количество эритроцитов превышает пять на микроскопию поля высокого разрешения (HPF) [5]. Согласно другим критериям, даже три или более клеток на HPF считаются аномальным обнаружением, и это открытие должно наблюдаться, по крайней мере, в двух из трех отобранных проб мочи [6]. Гематурия описывается как «общая / макроскопическая», когда цвет крови виден невооруженным глазом, или «микроскопическая», когда количество эритроцитов невелико.Микроскопическую гематурию можно обнаружить только с помощью тест-полоски или микроскопического анализа мочи. Эти два типа гематурии имеют разную этиологию, но в некоторых случаях имеют общие причины. При макрогематурии цвет мочи может варьироваться от розового, красного до коричневого в зависимости от источника крови. Кровь светлого цвета обычно поступает из нижних мочевых путей (негломерулярная), а кровь темного цвета — из клубочков.

Два типа гематурии могут быть вызваны различными состояниями, такими как травма, нефролитиаз, постинфекционный гломерулонефрит и нефропатия иммуноглобулина A (IgA).Макрогематурия также вызывается инфекциями мочевыводящих путей, раздражениями промежности и мочеточника, врожденными аномалиями, анатомическими аномалиями (например, опухолью), острым нефритом и коагулопатией. С другой стороны, микроскопическая гематурия может возникать при некоторых заболеваниях, таких как семейная гематурия, серповидно-клеточная анемия или серповидно-клеточная анемия, нефрит с синдромом Альпорта и пурпура Геноха-Шенлейна [7]. Гломерулярная гематурия более критична, поскольку подразумевает повреждение нефронов, которые фильтруют кровь, проходящую через них.Утечка эритроцитов в мочевое пространство во время клубочковой гематурии указывает на дефекты базальной мембраны клубочков; эти дефекты могут быть результатом аномалий в структуре или составе базальной мембраны при некоторых заболеваниях, что приводит к насечкам и разрыву мембраны [8]. Точно так же воспаление или гломерулонефрит могут также привести к ослаблению клубочковой мембраны и утечкам в результате инфильтрации лейкоцитов в базальную мембрану в дополнение к продукции активных форм кислорода, таких как H ₂ O ₂ [5,9] и протеиназ. которые повреждают и разрушают компоненты мембраны соответственно [10].

Интересно, что гематурия является не только признаком повреждения почек, но и сама по себе может привести к повреждению почек, например, вызванному гемоглобинурией повреждению канальцев [11]. Присутствие метаболитов, высвобождаемых эритроцитами в просвете канальцев нефрона, может инициировать каскад внутриклеточных реакций, приводящих к генерации активных форм кислорода [12] и, как следствие, к перекисному окислению липидов [13], активации каспаз и, в конечном итоге, запрограммированной гибели клеток ( апоптоз) [14]. В совокупности гематурия может выступать в качестве диагностического фактора наличия заболевания почек и в то же время действовать как прогностический маркер ХБП.Следует отметить, что макрогематурия чаще встречается на ранних стадиях заболевания, в то время как микрогематурия связана с худшими почечными исходами и более высокой частотой пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности (ТПН). Все это говорит о том, что обнаружение микроскопической гематурии имеет решающее значение для прогнозирования и распознавания пациентов с высоким риском развития ХБП, что позволяет медицинским работникам принимать упреждающие меры, чтобы остановить прогрессирование начальной стадии ХБП до ТПН [15, 16].В следующем разделе мы обсудим различные методы, используемые для оценки гематурии. После этого будет представлен новый подход к исследованию диэлектрических свойств образцов мочи, содержащих клетки крови, в качестве нового неинвазивного метода в реальном времени, который может быть очень полезен в клинических условиях.

2. Методы, используемые для определения гематурии

Анализ мочи с помощью измерительной полоски является золотым стандартом для проверки наличия гематурии. Образец крови с гематурией имеет зеленовато-синий цвет, что является результатом окисления хромогенного субстрата, «тетраметилбензидина», пероксидазной активностью гемоглобина [13].Разные компании используют для этого разные хромогенные субстраты. Считается, что щуп может обнаружить всего 2–5 эритроцитов / HPF, что эквивалентно 10 эритроцитам на мкл. Однако у этого метода есть некоторые подводные камни, такие как ложноположительные результаты в определенных случаях, таких как гемоглобинурия и миоглобинурия, при которых в моче нет клеток крови и они имеют другую этиологию от гематурии [17, 18]. Положительные результаты в этих условиях возникают не из-за наличия эритроцитов, а из-за пигментов, которые высвобождаются из лизированных клеток крови или из-за повреждения мышц, соответственно.Мерные полоски также могут давать ложноположительные результаты, когда бактериальные пероксидазы выделяются с мочой из-за инфекции или из-за загрязнения мочи окислителями, используемыми в чистящих растворах, помимо менструальной крови у женщин. С другой стороны, моча пациентов, принимающих добавки витамина С, может давать ложноотрицательные результаты [18]. Присутствие эритроцитов в моче также может быть подтверждено микроскопическим исследованием осадка центрифугированной мочи под сильным полем (HPF) или так называемым микроскопическим анализом мочи, и подсчет обычно описывается как RBC / HPF [18] .Это обычный метод, но всегда есть опасения по поводу потери эритроцитов в результате прилипания клеток к стенкам пробирки во время центрифугирования или декантации супернатанта. Чтобы избежать этих артефактов, некоторые предпочитают подсчет клеток в нецентрифугированной моче с использованием счетной камеры Коултера [19]. Цитологический полуколичественный метод оказался более точным, чем традиционный метод и метод полоски. В этом методе осадок мочи распределяется по многим предметным стеклам, фиксируется и окрашивается, а затем клетки подсчитываются под микроскопом.Этот метод позволил обнаружить клетки крови в концентрациях менее 50 эритроцитов на мл, в то время как минимальная концентрация, обнаруживаемая обычным методом, составляет 500 эритроцитов на мл. Удивительно, но тест-полоски от разных компаний смогли обнаружить минимальные концентрации, которые варьировались от 2 × 10 ⁴ до 1 × 10 ⁶ клеток RCB на мл, что намного больше, чем количество, заявленное компаниями [20]. Индикаторные полоски привлекательны для первоначального скрининга образцов мочи, поскольку они могут обнаружить несколько отклонений в моче, помимо того, что они дешевы, быстрые и простые в использовании.Одно исследование показало, что использование индикаторной полоски очень надежно, поскольку дальнейший микроскопический анализ тех же тестируемых образцов не изменил решения о лечении, основанные на результатах индикаторной полоски [21]. Что касается обнаружения гематурии, тест-полоски оказались более точными и последовательными по сравнению с проточной цитометрией и микроскопическим анализом при использовании в нестандартных условиях (гипергидратация) [22].

Обычно за положительным результатом тест-полоски следует микроскопическое исследование для подтверждения гематурии, на которое уходит много времени.Ложноотрицательный результат еще хуже и может привести к неправильному диагнозу, что может быть опасно для здоровья пациента. Более развитые и сложные методы анализа мочи предполагают использование автоматических анализаторов. У разных анализаторов могут быть разные аналитические принципы, и может потребоваться разная подготовка проб. Некоторые из них основаны на проточной цитометрии, при которой образцы свежей мочи используются для определения размера и сложности частиц по светорассеянию, а дополнительное окрашивание образца может дать больше информации о ДНК [23].Другие основаны на анализе изображений, при котором осадок мочи анализируется путем получения изображений частиц с помощью встроенных камер, которые анализируются с использованием заранее определенных библиотек [24, 25]. Хотя эти автоматизированные методы могут сэкономить время в лабораториях с большим объемом работ, они по-прежнему требуют присутствия хорошо обученных профессиональных технических специалистов, которые должны принимать или отклонять результаты или реклассифицировать их, особенно в методах, основанных на изображениях. Кроме того, нельзя игнорировать дорогостоящие расходы на обслуживание приборов [25].Это всегда побуждает к поиску более новых и дешевых методов, которые позволяют получать точные и мгновенные результаты, экономя время, а также минимизируя расходы на техническое обслуживание. Таким образом, в этом исследовании изучалось использование электрических свойств мочи для обнаружения как эритроцитов, так и лейкоцитов (лейкоцитов) в моче, что может быть рентабельным и сэкономить время по сравнению с предыдущими методами.

2.1. Этическое одобрение

Это исследование включает эксперименты на биологических образцах человека, которые были одобрены Комитетом по этике человека Университета Объединенных Арабских Эмиратов под ссылочным номером «ERH_2017_5499».Авторы подтвердили, что все эксперименты, проведенные в этой работе, были проведены в соответствии с установленными этическими принципами и получено информированное согласие участников.

3. Современный подход

Известно, что суспензии биологических клеток взаимодействуют с приложенным электрическим полем, испытывая различные уровни поляризации; поэтому ячейки можно рассматривать как диэлектрический материал, на емкость которого может влиять электрическое поле, которое можно измерить с помощью конденсатора.Неоднородная природа клеток проистекает из их сложного состава; клетки содержат белки, углеводы, нуклеиновые кислоты и липиды в дополнение к другим второстепенным компонентам, таким как ионы и витамины. Они поляризованы при распространении электрического поля. Сила поляризации зависит от состава и того, как клетки взаимодействуют с суспендирующей средой [26]. Суспензия клеток дает уникальный ответ на электрическое поле, поскольку оно зависит от частоты с минимально тремя дополнительными потерями или дисперсиями, известными как дисперсии α, β и γ [27].Ожидается, что клетки крови, такие как эритроциты и лейкоциты, взвешенные в образце мочи, будут вести себя аналогичным образом, поскольку известно, что включение биоматериалов в биологическую жидкость изменяет ее диэлектрические свойства. Таким образом, в этом исследовании изучалось влияние увеличения концентрации эритроцитов или лейкоцитов в моче на измерения емкости мочи. Примечательной особенностью этого метода является отсутствие основных этапов предварительной обработки. Обнаружение изменений электрических свойств, которые хорошо коррелируют с концентрацией, может иметь важное значение, поскольку оно позволит выделить концентрацию клеток, параметр, имеющий высокую диагностическую и прогностическую ценность, особенно в случае гематурии, когда для обнаружения требуется высокая чувствительность. небольшое количество ячеек.a изображает биологическую клетку с отрицательно заряженным гликокаликсом (углеводным покрытием), покрывающим ее клеточную поверхность. Гликокаликс притягивает положительно заряженные свободные ионы в суспендирующей среде.

(a) Схема клетки крови с отрицательно заряженным гликокаликсом, покрытым положительно заряженными ионами в моче. (б) Иллюстрация случайного распределения клеток крови в суспензионной среде (моча). L — длина всего конденсатора; d — расстояние между двумя электродами конденсатора.(c) Схема того, как связанные с поверхностью заряженные ионы диффундируют под действием приложенного электрического поля, что приводит к поляризации клеток. (d) Представлена ​​альтернативная двухзонная параллельная емкостная модель распределения ячеек внутри емкостной структуры. L _Моча и L _{Клетка крови} — это длины зон конденсаторов, занятых средой (мочой) и клетками крови, соответственно.

b показывает, как клетки, взвешенные в моче, случайным образом распределяются внутри конденсатора.Когда ячейка находится под действием приложенного электрического поля, она поляризуется, и один тип поляризации возникает в результате диффузии заряженных ионов, присутствующих на поверхности ячейки, что приводит к образованию большого диполя (см. C). Для простоты и моделирования распределение ячеек внутри емкостной структуры предполагается как две отдельные зоны, а параллельная модель показана на d. Это предположение основано на нашей более ранней работе, которая показала, что при добавлении ячеек в управляющую среду емкость увеличивается [26].Чем больше ячеек, тем выше значения емкости. Объемы ячеек и средних зон такие же, как их соответствующие фактические объемы в суспензии как в параллельном, так и в последовательном представлении.

4. Материалы и методы

4.1. Сбор образцов мочи

Свежий образец ранней утренней мочи (EMU) (30–50 мл) был собран в стерильный контейнер для мочи без дополнительных консервантов.

4.2. Разделение RBCS и WBCS

Цельную кровь (5–10 мл), собранную в вакууйтере с EDTA, центрифугировали при 377x g в течение 10 мин при 4 ° C.Кровь разделяется на три компонента: плазму (вверху), лейкоцитарную пленку (в центре) и эритроциты (внизу). Верхний слой плазмы осторожно удалили и выбросили, не нарушая лейкоцитного покрытия. Светлообразный слой, содержащий лейкоциты, осторожно переносили в свежую пробирку сокола объемом 50 мл с помощью пипетки Пастера. Чтобы избавиться от контаминирующих эритроцитов во фракции лейкоцитов, 10 мл буфера для лизиса эритроцитов (2 мМ Tris HCl, 5 мМ MgCl ₂ , pH 7,5) добавляли к лейкоциту и перемешивали так, чтобы эритроциты лизировались. при сохранении неповрежденных лейкоцитов.Лейкоциты осаждали при 672 × 90 183 г в течение 20 минут при 4 ° C. Стадия лизиса эритроцитов была проведена дважды, чтобы полностью удалить эритроциты. Затем лейкоциты суспендировали в 10 мл среды Игла, модифицированной Дульбекко (DMEM, HyClone), и подсчитывали с помощью гемоцитометра для приготовления необходимых разведений. Тем временем нижний слой, содержащий эритроциты, переносили в свежую пробирку сокола объемом 50 мл и дважды промывали 5 мл PBS, суспендировали в 10 мл DMEM и подсчитывали с помощью гемоцитометра для приготовления необходимых разведений.

4.3. Приготовление разведений

Очищенные суспензии эритроцитов и лейкоцитов готовили отдельно с использованием свежей мочи. Первоначально приготовленные разведения составляли 10 ⁶ , 10 ⁴ , 10 ² , 10 ¹ (клеток / мл) в DMEM отдельно для эритроцитов и лейкоцитов. Непосредственно перед загрузкой в ​​коаксиальный адаптер для электрических характеристик суспензию клеток в DMEM центрифугировали при 1050 × g в течение 1 мин. Супернатант осторожно удаляли и ресуспендировали в 1 мл свежей мочи.Затем образец использовали для определения электрических характеристик. После электрических характеристик тот же образец собирали в микроцентрифужную пробирку и центрифугировали при 1050 × g в течение 1 мин. Супернатант осторожно удаляли и загружали в коаксиальный кабель для определения электрических характеристик.

4.4. Электрические измерения

Электрические измерения проводились путем загрузки 500 мкл каждой клеточной суспензии в моче или только мочу внутрь коаксиального кабеля с открытым концом, подключенного к оборудованию Gamry 3000 (США).Прибор может измерять ток от 3 до 300 пикоампер в диапазоне частот от 100 МГц до 100 кГц. Коаксиальный адаптер состоит из внутреннего и внешнего проводов с размерами 2 и 5 мм соответственно и длиной 7 мм. В коаксиальный адаптер загружали контрольную среду и различные клеточные суспензии. Прибор может записывать различные типы электрических измерений, такие как профили емкости-напряжения. Из-за используемых диапазонов частоты и тока устройство может измерять емкость с высокой точностью (до зептофарада).иллюстрирует электрическое моделирование и электрическую схему для клеток крови в моче. c представляет собой фактическую используемую экспериментальную установку.

Иллюстрация электрического моделирования клеток крови, взвешенных в моче. (a) панель (i) демонстрирует случайное распределение клеток крови до приложения смещения постоянного тока, панель (ii) показывает распределение клеток крови после приложения смещения постоянного тока, а панель и (iii) объясняет, как клетки действуют как диполи при воздействии электрического поля.(b) Изображение соответствующей модели эквивалентной схемы, где C _S — емкость суспензии (клеток крови и мочи); C _U , — емкость мочи; и C _b — емкость клеток крови. (c) Фактическая фотография экспериментальной установки, используемой в этом исследовании для измерения емкости различных суспензий ячеек.

4.5. Протокол измерений

Эксперименты по измерению электрических свойств клеток в моче проводились следующим образом:

• 1

  Контрольный образец представляет собой свежую мочу.Это образец мочи с нулевой концентрацией клеток, для которого была записана емкость.

• 2

  Затем красные или белые кровяные тельца суспендировали в моче с максимальной концентрацией и регистрировали емкость.

• 3

  Затем из концентрированного образца клеток готовили серийные суспензии с использованием свежей мочи

• 4

  Концентрации суспензий измеряли от высокой до низкой.

• 5

  Динамическое поведение мочи, т.е.е. изменение во времени было исключено из значений клеточных суспензий в моче.

• 6

  Поскольку динамическое поведение мочи зависит от многих параметров, таких как еда, питье или деятельность человека, поэтому в разные дни использовались две свежей мочи.

5. Результаты

a отображает кривые значений емкости, измеренных в диапазоне частот (1–10 ⁵ Гц) для образцов мочи с повышенными концентрациями эритроцитов (от 10 ² до 10 ⁶ клеток / мл).Электрические измерения были выполнены путем загрузки суспензий клеток, приготовленных с мочой, в коаксиальный адаптер прибора Gamry с последующей регистрацией их электрического потенциала. В общем, кривые емкости отображают плавный рисунок с самыми высокими значениями, существующими на низких частотах. Постепенное уменьшение значений емкости происходило по мере увеличения частоты, подаваемой в конденсатор. Кривая емкости-частоты для одной только мочи (образец P0 в a), которая действовала как контрольный образец, оказалась ниже остальных кривых, что указывает на низкий потенциал емкости мочи.Неожиданно значения емкости для суспензий мочи / крови были обратно пропорциональны концентрации эритроцитов; образец с наибольшим количеством клеток (10 ⁶ ) генерировал самую низкую кривую, в то время как было обнаружено, что кривые сдвигаются к более высоким значениям с уменьшением концентрации клеток крови (а). b отображает кривые суспензий, в которых образцы мочи содержали повышенные концентрации лейкоцитов. Подобно модели, наблюдаемой с эритроцитами, образцы мочи с максимальными концентрациями лейкоцитов приводили к наименьшему значению емкости, и, таким образом, емкость была обратно пропорциональна концентрации клеток в моче.c и d отображают изменения значений емкости образца свежей мочи с течением времени, который использовался для приготовления клеточных суспензий. Это было сделано путем многократного измерения значений емкости мочи в моменты времени, когда была сделана каждая суспензия RBC или WBC. В целом, значения емкости для образцов мочи в обеих сериях экспериментов показали стабильное увеличение со временем (измерено в течение 35 минут), как показано в c и d, показывая, что моча (контрольный образец) сама по себе претерпевает динамические изменения, которые могут влиять на ее электрические параметры, приводящие к постепенному увеличению емкости с течением времени.

Диэлектрические свойства суспензии мочи и клеток, измеренные в диапазоне частот. (а) Профиль емкости в зависимости от частоты для увеличения концентрации эритроцитов (эритроцитов) и (б) лейкоцитов (лейкоцитов) в моче. Кривые, обозначенные P0, P2, P3, P4, P5 и P6, имеют согласованность 0, 10 ² , 10 ³ , 10 ⁴ , 10 ⁵ и 10 ⁶ клеток / мл соответственно. (c) Зависящие от времени изменения емкости только свежего образца мочи, лишенного клеток, которые использовались для суспензий RBC и (d), WBC.Изменение емкости во времени измерялось на частоте 1 Гц. UP0, UP2, UP3, UP, UP5 и UP6 представляют собой пробы мочи, измеренные электрически в моменты времени, указанные на фигурах, и это именно то время, когда различные суспензии были только что смешаны и измерены.

a отображает кривые значений емкости, измеренных в диапазоне напряжений (от -0,5 до + 0,5 В) для образцов мочи, содержащих возрастающие концентрации эритроцитов. Как и в случае частотно-емкостного профиля, кривая емкости-напряжения для образца мочи (в качестве контроля) наблюдалась в нижней части всех кривых, показывая меньший потенциал емкости для мочи, в то время как значения емкости для остальных образцов были обратно пропорциональны. к концентрации клеток в образцах.

Профиль емкости-напряжения (CV) образцов мочи, содержащих возрастающие концентрации эритроцитов и лейкоцитов. (а) Профиль емкости-напряжения контрольного образца мочи и образцов мочи с повышенными концентрациями эритроцитов (эритроцитов). Образцы RBCP0, RBCP2, RBCP3, RBCP4, RBC5 и RBC6 имели следующие концентрации клеток: 0, 10 ² , 10 ³ , 10 ⁴ , 10 ⁵ и 10 ⁶ клеток / мл соответственно. (b) Профиль емкости-напряжения образцов мочи и мочи с увеличением концентрации лейкоцитов (WBC).Образцы WBCP0, WBCP2, WBCP3, WBCP4, WBC5 и WBC6 имели следующие концентрации клеток: 0, 10 ² , 10 ³ , 10 ⁴ , 10 ⁵ и 10 ⁶ клеток / мл, соответственно. . (c) Значения CV каждой суспензии были пересчитаны путем удаления значения емкости мочи «отдельно», полученной центрифугированием, и измерения емкости надосадочной жидкости после каждого измерения емкости суспензии из значения емкости суспензии эритроцитов (d) Аналогично, повторный расчет значений CV суспензии лейкоцитов, как в (c), после извлечения значений только мочи.

Подобная картина наблюдалась для образцов мочи, содержащих возрастающие концентрации лейкоцитов (b), как показано на b. Чтобы определить, является ли наблюдаемая обратная зависимость с увеличением концентрации клеток следствием нестабильности, наблюдаемой только с мочой, значения емкости-напряжения для наблюдаемых суспензий клеток были скорректированы для значений только для мочи. c и d показывают скорректированные значения кривых емкости-напряжения, отображаемые в a и b, соответственно, после извлечения значения емкости контрольного образца мочи из значений емкости суспензии.Вкратце, каждую клеточную суспензию восстанавливали непосредственно перед проведением измерения. После измерения образец центрифугировали, и супернатант, представляющий состояние свежей мочи в это время, подвергали электрическим измерениям. Значения емкости каждого образца надосадочной жидкости вычитали из соответствующей клеточной суспензии. Выполнив этот шаг, значения емкости были скорректированы с учетом любых артефактов, которые могли возникнуть из-за любых возможных изменений, происходящих в моче с течением времени.Построение кривых после этапа коррекции выявило более логичную картину, когда добавление большего количества клеток в мочу приводило к ступенчатому увеличению емкостного потенциала мочи. Эти данные также показали, что 100 клеток / мл можно легко отличить от одной только мочи для обоих типов клеток в большей части тестируемого диапазона частот (c и d).

Затем мы сравнили предел обнаружения нашего электрического метода с пределом обнаружения текущего метода выбора для гематурии, метода «тест-полоски мочи».С этой целью суспензию эритроцитов в моче, имеющую самую высокую концентрацию клеток, равную 10 ⁶ эритроцитов / мл, тестировали с помощью индикаторной полоски. Удивительно, но индикаторная полоска показала нормальное состояние мочи без указания на присутствие эритроцитов, хотя индикаторные полоски заявлены как чувствительные со способностью обнаруживать от 2 × 10 ⁴ до 1 × 10 ⁶ клеток / мл. , как упоминалось в. С другой стороны, наш метод может определять концентрацию эритроцитов с почти в 10 000 раз меньшим количеством клеток / мл (всего 100 клеток / мл).

Анализ свежей мочи, содержащей один миллион клеток / мл. Полоска слева показывает полоску мочи, погруженную в свежую мочу без каких-либо клеток, а полоска справа показывает полоску с 10 ⁶ клеток / мл.

Затем значения емкости в c и d были использованы для извлечения диэлектрических постоянных для клеточных суспензий в диапазоне напряжений, и они были нормализованы путем вычисления отношения между каждой диэлектрической проницаемостью каждой суспензии и диэлектрической проницаемостью контрольного образца мочи. измеряется в самом начале измерения.Нормированные значения диэлектрической проницаемости были нанесены на график для обоих типов клеточных суспензий, как показано на a и b. Калибровочные кривые были построены путем нанесения этих соотношений, рассчитанных при -0,25 В (середина диапазона отрицательного напряжения) для каждой концентрации клеток, как показано на c. c представляет изменение диэлектрической проницаемости суспензии в зависимости от концентрации обоих типов ячеек. Между тем d использовали для определения количества клеток в моче путем извлечения соответствующей диэлектрической проницаемости из измеренной емкости суспензии.При высокой концентрации клеток d выявил возможность идентификации типа клеток, если значение извлеченной нормализованной константы было выше 1,75 (как показано вертикальной линией). Для концентраций менее 10 ⁴ клеток на мл как эритроциты, так и лейкоциты демонстрируют примерно одинаковую тенденцию, что затрудняет использование этих калибровочных кривых для идентификации ниже этого диапазона. Тем не менее, как можно заключить из данных, отображаемых в c и d, зарегистрированные емкости для двух типов ячеек с одинаковыми значениями концентрации были разными.Следовательно, емкость на одну ячейку может использоваться для различения типов ячеек.

Извлечение диэлектрической проницаемости и количества ячеек из электрических измерений. (а) Отношения диэлектрической проницаемости каждой клеточной суспензии к диэлектрической проницаемости образца мочи, нанесенные на график в диапазоне напряжений (от -0,5 до +0,5 В) для красных кровяных телец (эритроцитов). Образцы RBCP0, RBCP2, RBCP3, RBCP4, RPC5 и RPC6 имели 0, 10 ² , 10 ³ , 10 ⁴ , 10 ⁵ и 10 ⁶ клеток / мл соответственно.(b) Те же расчеты были выполнены для суспензий мочи лейкоцитов (WBC). Образцы WBCP0, WBCP2, WBCP3, WBCP4, WBC5 и WBC6 содержали 0, 10 ² , 10 ³ , 10 ⁴ , 10 ⁵ и 10 ⁶ клеток / мл соответственно. (c) Отношения, рассчитанные при напряжении -0,25 В, были нанесены на график в зависимости от концентрации клеток для эритроцитов и лейкоцитов. (d) Повторное построение рисунка (c) с перевернутыми осями для расчета количества клеток на мл на основе электрических параметров.

6. Обсуждение

В этом исследовании мы охарактеризовали диэлектрические свойства мочи, а затем способность обнаруживать, количественно определять и различать два разных типа клеток крови, присутствующих в моче, на основе их электрических параметров.Наши результаты показывают, что, используя наш подход, мы могли обнаружить минимум 10 ² клеток крови / мл мочи. В последние годы все больший интерес вызывает изучение диэлектрических свойств мочи. Такие исследования могут проложить путь к быстрым и неинвазивным методам, которые могут быть очень практичными в клинической практике. Например, в одном исследовании электрические измерения были записаны для образцов мочи здоровых пациентов и пациентов с ХБП с протеинурией на частотах от 0,2 до 50 ГГц и при трех различных температурах [28].Ниже 7 ГГц моча пациентов с ХБП имела более высокие диэлектрические свойства, чем у нормальных субъектов, причем различия становились более значительными при более высоких температурах 30 ° C и 37 ° C. За пределами 7 ГГц эта тенденция изменилась. Точно так же положительная корреляция между уровнями протеинурии и диэлектрическими свойствами наблюдалась ниже 7 ГГц, тогда как отрицательная корреляция наблюдалась выше этой точки. Более низкая частота релаксации, наблюдаемая в образцах с протеинурией, была объяснена уменьшением объема воды, приводящим к более медленным временам релаксации [28].Аналогичные результаты были также показаны при сравнении мочи пациентов с диабетом и ХБП с нормальными пациентами, но различия были более значительными между здоровыми пациентами и пациентами с ХБП [29]. В других исследованиях изучали влияние глюкозурии на диэлектрические свойства мочи и наблюдали увеличение диэлектрической проницаемости с увеличением содержания глюкозы в мочевине [30, 31, 32, 33]. Все эти исследования демонстрируют зависимость диэлектрических свойств мочи от биоматериалов. Насколько нам известно, не проводились исследования диэлектрических свойств мочевины у пациентов с гематурией, а также исследований мочи, взятой у пациентов с инфекциями мочевыводящих путей.Как уже говорилось, наличие эритроцитов очень важно как прогностический фактор для ХБП, в то время как лейкоциты могут указывать на наличие инфекции.

В настоящем исследовании мы не использовали реальные образцы пациентов; скорее, чтобы установить «доказательство принципа», мы исследовали влияние эритроцитов и лейкоцитов на диэлектрические свойства мочи. Это было достигнуто за счет добавления в свежую мочу увеличивающихся концентраций эритроцитов и лейкоцитов. Удивительно, но диэлектрические свойства не соответствовали нашим ожиданиям, поскольку была обратная корреляция между частотно-емкостными кривыми мочи и концентрацией клеток (a и b).Этот неожиданный результат поднял вопрос о стабильности мочи, которая, возможно, повлияла на ее электрические свойства, что привело к этому артефакту. Чтобы проверить эту возможность, диэлектрические свойства свежей пробы мочи измеряли после каждого считывания суспензии, вращая суспензию и удаляя клетки. Интересно, что мы могли наблюдать ступенчатое увеличение профиля емкости-частоты (CF) одной только мочи со временем (c и d). Это открытие подчеркивает проблему стабильности мочи с течением времени.Эти наблюдаемые динамические изменения в моче, возможно, приписываются некоторым химическим реакциям, которые могут иметь место, изменяя химический состав мочи и, следовательно, изменяя внутреннюю емкость мочи с течением времени. Как биологическая жидкость, моча содержит высокие уровни хлорида натрия, фосфата, калия, мочевины и следовые количества кальция, сульфата и магния [34], а pH свежей мочи колеблется от 5,6 до 6,8 [35]. Мочевина — один из компонентов, который разлагается под действием фермента уреазы, обнаруженного у некоторых инфекционных микроорганизмов, расщепляя его на аммиак и углекислый газ, тем самым повышая pH мочи до 9 [36].Одно исследование показало, что изменения pH и концентрации аммиака в свежей мочи достигают устойчивого состояния через 60–72 часа [33]. Более того, это изменение ускоряется при более высоких температурах (например, 25 ° C и 30 ° C) [37]. В другом исследовании не наблюдалось значительных изменений параметров пробы мочи через 1 час, но некоторые параметры изменились после 24-часового периода охлаждения [38].

В этом исследовании мы показываем, что существуют динамические изменения в моче, которые происходят в короткие периоды времени (30 минут), и что эти изменения можно обнаружить электрически, но не обычными методами.Известно, что поляризация электрода (двойной электрический слой) усиливается наличием свободных подвижных ионов в суспензии, и это явление может приводить к увеличению значений емкости суспензии [39]. Мы предполагаем, что динамические изменения мочи с образованием свободных ионов аммиака и карбонат-ионов могут привести к этому увеличению емкости, которое наблюдалось с течением времени. Другим объяснением может быть увеличение плотности диполей в результате динамических химических изменений. Фактически, это было предложено для объяснения высокой диэлектрической проницаемости, наблюдаемой в крови диабетиков [40].Кроме того, наши результаты показывают, что профили емкости-напряжения (CV) суспензий клеток в моче (a и b) имели характер, подобный тому, который наблюдается на профилях емкости-частоты. Мы можем описать емкость суспензий клеток следующей формулой:

C _{суспензия} = C _моча + C _{клеток (RBC или WBC)}

Эта формула показывает, что путем удаления значений CV каждого контроля образец из значений CV суспензий мочи, приготовленных в соответствующие моменты времени, должен дать фактическое значение CV клеток (c и d).Как наблюдалось, после процесса удаления встраивания кривые CV стали положительно коррелировать с концентрациями клеток в моче. Отношение диэлектрической проницаемости каждой концентрации клеток (RBC / WBC) к диэлектрической проницаемости свежей мочи было рассчитано для каждого значения в диапазоне напряжений, как показано на a и b. Отношения, рассчитанные при (-0,25 В), наносили на график в зависимости от концентрации каждой клетки, чтобы получить кривые концентрации ( _{RBC / WBC} / _моча ) (c). Эти кривые использовали для определения концентрации клеток в моче.Очень важно отметить, что этот метод может определять количество клеток до 100 клеток на мл, что даже более разумно, чем любой доступный тест с полосками мочи, поскольку они могут обнаруживать как минимум от 2 × 10 ⁴ до 1 × 10 ⁶ эритроцитов на мл. Точно так же лейкоциты могут быть обнаружены в низких концентрациях — 100 клеток / мл. Мы хотели бы подчеркнуть, что способность обнаруживать динамические изменения только в образце мочи также может быть важной, особенно если они являются результатом бактериальной активности, которая может привести к еще более высокой скорости изменения инфицированной мочи.Это может быть быстрее, чем обычные микробиологические методы, которые требуют длительного культивирования микробов и правильной интерпретации. В нашем случае высокое отношение скорости изменения подозреваемого образца к скорости нормального образца может действовать как указание на инфекцию, поскольку образец мочи не обрабатывался стерильным образом после того, как использовался для разведения. Дальнейшее исследование этого нового метода и его валидация могут предложить более простые и эффективные методы исследования мочи, особенно в лабораториях с большим объемом, где время имеет решающее значение.

Хорошо известно, что клеточные мембраны состоят из белков и гликопротеинов, встроенных в жидкий липидный бислой [41]. Сиалированные гликопротеины мембраны эритроцитов ответственны за отрицательно заряженную поверхность. Это создает отталкивающий электрический дзета-потенциал между клетками, который помогает предотвратить любые взаимодействия между эритроцитами и другими клетками, особенно между собой. С другой стороны, моча представляет собой водный раствор, состоящий из мочевины, хлорида, натрия, калия, креатинина и других растворенных ионов, а также неорганических и органических соединений [42].Bo et al. рассмотрели изменяющийся во времени профиль диэлектрической проницаемости ионных растворов с изменением положения ионов из-за броуновской динамики [43]. Доказано, что движение ионов в водном растворе обусловлено взаимодействием между ионами [44, 45]. Поэтому в этом исследовании для простоты мы предположили, что ионные взаимодействия и концентрация были основным фактором, влияющим на изменение диэлектрической проницаемости мочи со временем, и не было никаких других взаимодействий между клетками и компонентами мочи.

В будущем мы хотели бы использовать «микрофлюидику», чтобы улучшить способность различать разные типы клеток. Microfluidics позволяет определять электрические характеристики на уровне отдельных клеток, обеспечивая более высокую точность результатов и, таким образом, лучшую дифференциацию между клетками. Состав биотических материалов и суспензий на единичном уровне поможет лучше понять их биохимические и физиологические состояния. Это должно помочь в точной идентификации типа клеток, присутствующих в суспензии.Изображена базовая установка микрожидкостного канала, который включает в себя хост, в который загружается образец. В нашем случае образец может быть мочой с эритроцитами и лейкоцитами. Эта система содержит насос, который регулирует давление и поток образца в микрофлюидную камеру; камера содержит чувствительные электроды для анализа суспензии нагруженных клеток. Электрические условия для исследования могут быть применены с помощью чувствительных электродов. Система на основе микрофлюидов включает в себя электрический анализатор и специальное программное обеспечение, которое помогает применять определенные электрические условия и собирать соответствующие измерения.Затем этот набор измерений обрабатывается и анализируется для обнаружения и идентификации любых существующих клеток в суспензии.

Предлагаемое обнаружение и идентификация отдельных ячеек.

7. Заключение

В этом исследовании предлагается новый и простой метод обнаружения клеток в моче. Метод включает идентификацию без этикеток и количественное определение клеток в моче на основе электрических параметров без каких-либо предварительных этапов обработки. Этот метод является многообещающим, поскольку такие вещества, как вирусы или даже целые клетки, начинают появляться в моче до того, как люди осознают, что у них может быть проблема, а точное обнаружение важно до того, как состояние ухудшится.Этот метод основан на использовании измерения емкости-напряжения для определения наличия взвешенных в моче клеток крови. Любое отклонение от нормального состава мочи можно обнаружить из-за изменения электрических параметров мочи при воздействии электрического поля. Этот метод может обнаруживать динамические изменения, происходящие во времени, и влиять на электрические свойства мочи даже в отсутствие клеток. Такие изменения могут маскировать электрические изменения, которые могут быть вызваны ненормальным присутствием клеток.Путем включения этапа извлечения маскирующий эффект был устранен, а электрические изменения стали более актуальными и хорошо коррелировали с увеличением количества клеток крови. Этап удаления встраивания также был важным шагом для устранения эффекта флуктуации и изменения химического состава мочи, который существует у одного и того же пациента в течение дня или даже у разных людей. Этот метод также может быть потенциально использован для определения типа присутствующих клеток путем сравнения измерений емкости, что может стать ценным инструментом для различения различных образцов мочи разного состава.Знание индивидуального электрического ответа каждого компонента клетки может помочь объяснить эффект, который будет наблюдаться при их объединении. Это высокочувствительный, безопасный, недорогой и надежный метод с минимальной обработкой проб. Его можно рассматривать как тест по месту оказания медицинской помощи, поскольку результаты могут быть мгновенно переданы членам медицинской бригады.

Декларации

Заявление автора о вкладе

М. Аль Ахмад, Н. Насир, С. Раджи, Ф. Мустафа, Т. Ризви, З.Аль Натур и А. Накби Задумали и спланировали эксперименты; Проведены эксперименты; Проанализировал и интерпретировал данные; Предоставленные реагенты, материалы, инструменты анализа или данные; Написал газету.

Отчет о финансировании

Эта работа была поддержана грантами Университета ОАЭ для магистратуры (коды фондов 31N207, 31R085 и 31R129).

Заявление о конкурирующих интересах

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дополнительная информация

Дополнительная информация по данной статье недоступна.

Благодарности

Работа, представленная в этом исследовании, была частично поддержана грантами Университета ОАЭ для магистратуры (коды фондов 31N207, 31R085 и 31R129). Автор выражает признательность Комитету по этике человека Университета Объединенных Арабских Эмиратов за справочным номером «ERH_2017_5499».

Ссылки

Гематурия (кровь в моче)

Что такое кровь в моче?

Кровь в моче означает, что в моче есть эритроциты (эритроциты). Часто моча невооруженным глазом выглядит нормально. Но при проверке под микроскопом он содержит большое количество эритроцитов. В некоторых случаях моча бывает розовой, красной или цвета чая, что можно увидеть без микроскопа.

Что вызывает кровь в моче?

Большинство причин появления крови в моче несерьезны.Например, тяжелые упражнения могут вызвать кровь в моче, которая часто уходит через день.

Другие, более серьезные причины включают:

• Рак
• Инфекция или заболевание почек
• Инфекция мочевыводящих путей (ИМП)
• Увеличенная простата (только для мужчин)
• Камни в почках или мочевом пузыре
• Определенные заболевания (например, серповидноклеточная анемия и кистозная болезнь почек)
• Травма почек

Некоторые лекарства вызывают образование крови в моче.И у многих людей это происходит без каких-либо других связанных с этим проблем.

Каковы симптомы крови в моче?

В моче недостаточно крови, чтобы изменить цвет, но в тяжелых случаях моча может выглядеть розовой, красной или чайного цвета.

Как диагностируется кровь в моче?

Ваш врач изучит вашу историю болезни и проведет медицинский осмотр. Другие тесты могут включать:

• Анализ мочи. Моча проверяется на наличие различных клеток и химических веществ, таких как красные и белые кровяные тельца, микробы или избыток белка.
• Анализы крови. Кровь проверяется на высокое содержание отходов жизнедеятельности.

Если результаты этих тестов не ясны, вам могут потребоваться другие тесты, например:

• Внутривенная пиелограмма (ВВП). Серия рентгеновских снимков почек, мочеточников (трубок, соединяющих почки и мочевой пузырь) и мочевого пузыря выполняется после введения контрастного красителя в вену. Это делается для поиска опухолей, камней в почках или любых закупорок, а также для проверки кровотока в почках.
• Ультразвук. Тест на визуализацию, при котором используются высокочастотные звуковые волны для создания изображений органов мочевыводящих путей на экране компьютера.
• Цистоскопия. Тонкая гибкая трубка и смотровое устройство вводятся через уретру для исследования частей мочевыводящих путей на предмет структурных изменений или закупорок, таких как опухоли или камни.

Как лечится кровь в моче?

Если кровь в моче сохраняется более суток, обратитесь к врачу, особенно если у вас необъяснимая потеря веса, дискомфорт при мочеиспускании, частое мочеиспускание или неотложное мочеиспускание.

Лечение будет зависеть от причины наличия крови в моче.

Основные сведения о крови в моче

• Кровь в моче означает, что в моче есть эритроциты. Часто моча выглядит нормально. Но при проверке под микроскопом он содержит большое количество эритроцитов. В некоторых случаях моча бывает розовой, красной или цвета чая, что можно увидеть без использования микроскопа.
• Большинство причин появления крови в моче несерьезны.Например, в некоторых случаях из-за физических нагрузок в моче может выделяться кровь.
• Некоторые более серьезные причины появления крови в моче — рак, инфекция, увеличенная простата (только для мужчин), камни в почках или мочевом пузыре и некоторые заболевания (например, серповидно-клеточная анемия и кистозная болезнь почек).
• Кровь в моче часто можно диагностировать с помощью анализов мочи. Если они не ясны, могут потребоваться визуализирующие обследования мочевыводящих путей.
• Лечение зависит от причины наличия крови в моче.

Следующие шаги

Советы, которые помогут вам получить максимальную пользу от посещения врача:

• Перед визитом запишите вопросы, на которые хотите получить ответы.
• Возьмите с собой кого-нибудь, кто поможет вам задать вопросы и запомнить, что вам говорит поставщик.
• Во время посещения запишите названия новых лекарств, методов лечения или тестов, а также все новые инструкции, которые дает вам поставщик.
• Если у вас назначена повторная встреча, запишите дату, время и цель этого визита.
• Узнайте, как вы можете связаться с вашим поставщиком медицинских услуг, если у вас возникнут вопросы.

Диагностическая оценка почек и мочевыводящих путей

Резюме

В этой статье рассматриваются важные клинические данные урологических и почечных состояний, включая изменения мочеиспускания (например, дизурия, анурия) и изменения в моче (например, гематурия, протеинурия), а также а также рутинная диагностика для первичной оценки пациентов с урологическими и почечными симптомами, включая анализ мочи и исследование функции почек.Общий анализ мочи помогает оценить аномалии мочеиспускания и включает общий анализ мочи, тест-полоску и микроскопию осадка мочи. Щуп — это диагностический инструмент, состоящий из тест-полоски мочи, который позволяет быстро оценить потенциально патологические изменения различных параметров (например, pH, глюкозы, белка). Осадок мочи позволяет обнаруживать микроскопические клетки, цилиндры, кристаллы мочи, бактерии и дрожжи в образце мочи. Тестирование функции почек включает в себя набор параметров для оценки почечной дисфункции.Клиренс инулина и клиренс креатинина обеспечивают наиболее точный расчет СКФ, в то время как креатинин сыворотки может использоваться вместе с демографическими данными для получения расчетной СКФ. Соотношение АМК / креатинин и фракционная экскреция натрия могут использоваться для оценки причины острого повреждения почек. Результаты этих тестов могут быть диагностическими или служить руководством для дальнейшей диагностической оценки (например, биопсия почек, визуализация).

Для получения дополнительной информации о визуализации и уродинамических тестах см. «Диагностические исследования в урологии.Дополнительную информацию о посеве мочи см. В разделе «Лабораторные исследования» раздела «Диагностика» раздела «Инфекции мочевыводящих путей». Текущие лабораторные эталонные значения NBME можно найти в разделе «Советы и ссылки» ниже ».

Анамнез и физикальное обследование

Острый аппендицит следует дифференцировать от правосторонней почечной колики. Результаты, указывающие на аппендицит, включают тошноту, лихорадку и боль в точке МакБерни (см. Признаки аппендицита).

Изменения мочеиспускания

Изменения мочи

Общий анализ мочи

Общий анализ мочи включает в себя общий анализ мочи, химический анализ мочи с помощью индикаторной полоски и микроскопическое исследование осадка мочи.Дальнейшие тесты включают посев мочи и уровень электролитов в моче. Показания к анализу мочи включают нарушения со стороны почек, мочевыводящих путей и обмена веществ.

Общий анализ мочи

• Цвет мочи
• Мутность (помутнение мочи): мутная моча указывает на инфекцию или хилурию.

Некоторые лекарственные препараты (например, рифампицин, феназопиридин), пищевые продукты (например, свекла) и типы порфирии вызывают изменение цвета мочи в красный цвет.

Щуп для измерения мочи

Диагностический прибор, состоящий из тест-полоски мочи, позволяющий быстро оценить потенциально патологические изменения различных параметров.

Индикаторная полоска мочи не позволяет различить гематурию, гемоглобинурию или миоглобинурию. Следовательно, каждый положительный результат теста на гем должен подтверждаться наличием эритроцитов под микроскопом.

Осадок мочи

• Показания: может помочь выявить острые и хронические заболевания почек, классифицировать почечные камни и диагностировать ИМП.
• Метод: мочу центрифугируют и осадки исследуют под микроскопом (супернатант отбрасывают).
• Оценка: дает ценную информацию об основной причине повреждения почек

Дополнительные лабораторные исследования

Тест функции почек

Обзор

Скорость клубочковой фильтрации (СКФ)

• Определяется как объем первичной мочи, которая фильтруется почками в течение определенное количество времени на стандартизованную площадь поверхности тела (1.73 м ² )
• Нормальная СКФ: ≥ 90 мл / мин / 1,73 м ²
• СКФ составляет ~ 120 мл / мин / 1,73 м ² у молодых людей, уменьшается с возрастом и значительно варьируется между мужчинами и женщинами
• После 29 лет физиологическое снижение СКФ составляет примерно 10 мл / мин / 1,73 m ² происходит каждые 10 лет.
• СКФ можно рассчитать или оценить с помощью различных методов (например, расчетной СКФ).

Креатинин сыворотки

• Косвенный индикатор функции почек
• Креатинин-слепой диапазон
  • Уровни креатинина в сыворотке не начинают расти, пока СКФ не снизится прим.50%.
  • Если СКФ> 60 мл / мин, сывороточный креатинин нельзя использовать для оценки функции почек.
• Дополнительные мешающие факторы:
  • Повышенный уровень креатинина
    • Диета с высоким содержанием белка
    • Высокая мышечная масса
    • Тяжелые упражнения
  • Пониженный уровень креатинина: низкая мышечная масса

Уровни креатинина сыворотки не начинают расти, пока СКФ не снизится прим.50%.

Клиренс креатинина

Клиренс креатинина можно использовать для приблизительной оценки СКФ.

Расчетная СКФ (рСКФ)

• Рассчитана с использованием концентрации креатинина в сыворотке и демографических данных
• В клинической практике можно использовать несколько уравнений прогнозирования.
  • Уравнение Кокрофта-Голта: клиренс креатинина = [(140 — возраст) x вес (кг) x константа] / Константа = сывороточный креатинин (ммоль / л)
  • Уравнение исследования «Модификация диеты при почечной болезни» (MDRD)
  • Уравнение сотрудничества по эпидемиологии хронических заболеваний почек (CKD-EPI)

Цистатин C сыворотки

• Более точный показатель СКФ, чем креатинин сыворотки.
• Цистатин С — это небольшой белок, который ингибирует цистеиновые протеиназы и продуцируется всеми ядросодержащими клетками.
• Анализ сложнее и дороже; поэтому обычно не заказывается.
• Более низкий «слепой диапазон», чем креатинин сыворотки: используется, в частности, когда забор мочи невозможен (например, у младенцев)

Азот мочевины крови (BUN)

Соотношение BUN / креатинин

• Может помочь диагностировать основную причину острое повреждение почек
  • 10: 1–20: 1 может быть нормальным или может указывать на постренальную причину.
  • ≥ 20: 1 указывает на преренальную причину: повышается реабсорбция мочевины, что типично для пациентов с обезвоживанием или гипоперфузией.
  • ≤ 15: 1 указывает на внутрипочечную причину: повреждение почек вызывает снижение реабсорбции мочевины.

Фракционное выведение натрия (Fe

• Определение: процент отфильтрованного по клубочкам натрия (Na _Filtered ), который в конечном итоге выводится с мочой (Na _Excreted )
• Использование
• Расчет
  • Фильтрованный Na = Na _Плазма x СКФ
  • Скорость выведения Na = Na _Моча x V
  • Fe _Na = Na _{Выделено} / Na _{Отфильтровано}
  • Fe _Na = (Na _Моча x V) / (Na _Плазма x СКФ)
  • Fe _Na = (Na _Моча x V) / (Na _Плазма x [Crea _Моча x V / Crea _Плазма ])
  • Fe _Na = (Na _Моча x Crea _Плазма ) / (Na _Плазма x Crea _Моча )
• Интерпретация

Дополнительные анализы крови

Изменения параметров почек

Биопсия почек

Обзор

Показания

Противопоказания

Связанная минутная телеграмма

Заинтересованы в новейших медицинских исследованиях, сокращенных всего за одну минуту? Подпишитесь на One-Minute Telegram в разделе «Советы и ссылки» ниже.

красных кровяных телец собак — владельцев собак

Основная функция красных кровяных телец (также называемых эритроцитами) — переносить кислород в ткани, где он необходим для клеточного метаболизма. Молекулы кислорода прикрепляются к молекулам-носителям, называемым гемоглобином, которые представляют собой железосодержащие белки в красных кровяных тельцах, которые придают клеткам красный цвет. Кислород переносится из легких и доставляется во все ткани тела гемоглобином в красных кровяных тельцах.Кислород используется клетками для производства энергии, необходимой организму. Во время этого процесса углекислый газ остается в качестве побочного продукта. Затем красные кровяные тельца переносят этот углекислый газ из тканей обратно в легкие, где он выдыхается. Когда количество красных кровяных телец слишком низкое, это называется анемией. Слишком мало эритроцитов означает, что кровь переносит меньше кислорода, что приводит к усталости и слабости. Когда количество красных кровяных телец слишком велико, что называется полицитемией, кровь может стать слишком густой, что ухудшает способность сердца доставлять кислород по всему телу.Метаболизм животного направлен на защиту как красных кровяных телец, так и гемоглобина от повреждений. Вмешательство в образование или высвобождение гемоглобина, производство или выживание красных кровяных телец или их метаболизм вызывает заболевание.

Общее количество эритроцитов и, следовательно, способность переносить кислород остается постоянным с течением времени у здоровых животных. Зрелые эритроциты имеют ограниченную продолжительность жизни; их производство и разрушение должны быть тщательно сбалансированы, иначе разовьется болезнь.

Производство эритроцитов начинается со стволовых клеток в костном мозге и заканчивается выбросом зрелых эритроцитов в кровообращение организма. В костном мозге все клетки крови начинаются с одного типа клеток, называемого стволовыми клетками. Стволовые клетки делятся с образованием незрелых форм красных кровяных телец, лейкоцитов или тромбоцитов. Затем эти незрелые клетки снова делятся, созревают еще больше и в конечном итоге становятся эритроцитами, лейкоцитами или тромбоцитами.

Скорость производства клеток крови определяется потребностями организма. Эритропоэтин, гормон, вырабатываемый почками, стимулирует развитие красных кровяных телец в костном мозге. Эритропоэтин увеличивается, если организму не хватает кислорода (состояние, называемое гипоксией). У большинства видов почка является одновременно сенсорным органом, определяющим количество кислорода, получаемого тканями организма, и основным местом выработки эритропоэтина; поэтому хроническая почечная недостаточность приводит к анемии. Эритропоэтин играет важную роль в определении того, следует ли увеличить количество стволовых клеток, входящих в продукцию красных кровяных телец, сократить время созревания красных кровяных телец или вызвать раннее высвобождение красных кровяных телец.Другими факторами, влияющими на производство эритроцитов, являются поступление питательных веществ (таких как железо и витамины) и межклеточные взаимодействия между соединениями, которые помогают в их производстве. Некоторые нарушения являются прямым результатом нарушения метаболизма эритроцитов. Например, наследственная недостаточность ферментов сокращает продолжительность жизни эритроцитов и приводит к состоянию, известному как гемолитическая анемия.

Важно помнить, что уменьшение общего количества эритроцитов в организме (анемия) является признаком болезни, а не конкретным диагнозом.Анемия может быть вызвана кровопотерей, разрушением эритроцитов (гемолизом) или снижением выработки. При тяжелой анемии кровопотери происходит потеря эритроцитов, но смерть обычно наступает из-за потери общего объема крови, а не из-за недостатка кислорода, вызванного потерей эритроцитов. Гемолиз может быть вызван токсинами, инфекциями, аномалиями, присутствующими при рождении, лекарствами или антителами, которые атакуют эритроциты. У собак наиболее частой причиной серьезного гемолиза являются антитела, направленные против собственных красных кровяных телец этой собаки (иммуноопосредованная гемолитическая анемия).

Факторы, которые могут препятствовать выработке эритроцитов, включают недостаточность или злокачественность костного мозга, потерю эритропоэтина, вызванную почечной недостаточностью, определенные лекарства или токсины, хронические изнурительные заболевания или антитела, нацеленные на образование красных кровяных телец. Прогноз и лечение зависят от основной причины анемии.

границ | Эритроциты в спорте: влияние физических упражнений и тренировок на снабжение кислородом эритроцитами

Введение

Основная роль красных кровяных телец — перенос дыхательных газов.В легких кислород (O ₂ ) диффундирует через альвеолярный барьер из вдыхаемого воздуха в кровь, где большая часть связывается гемоглобином (Hb) с образованием окси-Hb, процесс, называемый оксигенацией. Hb содержится в красных кровяных тельцах, которые, циркулируя по сердечно-сосудистой системе, доставляют O ₂ на периферию, где он высвобождается из Hb-связи (деоксигенация) и диффундирует в клетки. Проходя через периферические капилляры, двуокись углерода (CO ₂ ), продуцируемая клетками, достигает красных кровяных телец, где карбоангидраза (CA) в тканях и красных кровяных тельцах превращает большую часть CO ₂ в бикарбонат (HCO ^— ₃ ).CO ₂ также связывается Hb, предпочтительно дезоксигенированным Hb, образуя карбоксильные связи. Обе формы CO ₂ доставляются в легкие, где CA преобразует HCO ^— ₃ обратно в CO ₂ . CO ₂ также высвобождается из связи с Hb и диффундирует через альвеолярную стенку с истечением срока годности.

Биологическое значение транспорта Hb O ₂ хорошо иллюстрируется анемией, при которой снижение Hb также снижает физическую работоспособность, несмотря на компенсирующее увеличение сердечного выброса (Ledingham, 1977; Carroll, 2007), а также улучшением аэробной производительности при увеличении общего количества гемоглобина. Hb (Берглунд и Хеммингсон, 1987).Кривые диссоциации O ₂ на рисунке 1 показывают преимущество нормального Hb по сравнению с анемическим, показывая, что содержание O ₂ в крови изменяется в зависимости от концентрации Hb в крови при любом заданном парциальном давлении O ₂ (PO ₂ ). Не только его количество, но и функциональные свойства Hb влияют на производительность. Это иллюстрируется наблюдением, что повышенное сродство Hb-O ₂ способствует загрузке O ₂ в легкие и выживанию в гипоксической среде (Eaton et al., 1974; Hebbel et al., 1978), тогда как пониженное сродство Hb-O ₂ способствует высвобождению O ₂ из молекулы Hb в поддержку окислительного фосфорилирования, когда потребность в АТФ высока, например, при тренировке скелетных мышц (для недавний обзор см. Mairbäurl and Weber, 2012).

Рис. 1. Влияние концентрации гемоглобина и pH, CO ₂ , 2,3-DPG и температуры на содержание кислорода в крови и на сродство Hb-O ₂ . Кривые диссоциации кислорода (ODC) были рассчитаны по уравнению Severinghaus (1979) с использованием пониженных, нормальных и повышенных значений P ₅₀ .Содержание кислорода было рассчитано на основе SO ₂ и нормальной и пониженной концентраций гемоглобина, предполагая, что 1 г H связывает 1,34 мл O ₂ . На вставке показано, что увеличение pH и уменьшение CO ₂ , 2,3-DPG и температуры сдвигает ODC влево (красные стрелки и кривые), тогда как ацидоз и увеличение CO ₂ , 2,3 -DPG и температура сдвигают ODC вправо.

Несмотря на транспорт O ₂ , красные кровяные тельца выполняют множество других функций, каждая из которых также может улучшить работоспособность.Вероятно, наиболее важным из них является вклад эритроцитов в буферные изменения pH крови за счет транспорта CO ₂ и связывания H ⁺ с гемоглобином. Эритроциты также поглощают метаболиты, такие как лактат, который выделяется из клеток скелетных мышц во время упражнений высокой интенсивности. Поглощение эритроцитами снижает концентрацию метаболитов в плазме. Наконец, красные кровяные тельца, по-видимому, способны снижать сопротивление периферических сосудов за счет высвобождения вазодилататора NO (Stamler et al., 1997) и высвобождая АТФ, который стимулирует образование эндотелиального NO, вызывая расширение артериолярных сосудов и усиливая местный кровоток (Gonzalez-Alonso et al., 2002).

В этом обзоре суммированы механизмы, с помощью которых эритроциты гарантируют доставку O ₂ к тканям, с особым акцентом на транспортировку O ₂ к тренирующимся мышцам.

Сродство гемоглобина к кислороду

Основным механизмом оптимизации транспорта O ₂ гемоглобином является изменение сродства Hb-O ₂ .Изменения происходят очень быстро и фактически происходят, когда эритроциты проходят через кровеносные капилляры. Влияние измененного сродства Hb-O ₂ на транспорт O ₂ не зависит от концентрации гемоглобина и общей массы гемоглобина в циркуляции и, таким образом, способствует корректировке за счет изменений в эритропоэзе.

Внутренняя O ₂ -аффинность гемоглобина очень высока (Weber and Fago, 2004). Следовательно, необходимы аллостерические эффекторы, которые снижают сродство Hb-O ₂ , позволяя выгрузить O ₂ из молекулы Hb.Основными аллостерическими эффекторами, модулирующими аффинность Hb-O ₂ in vivo в красных кровяных тельцах человека, являются органические фосфаты, такие как 2,3-дифосфоглицерат (2,3-DPG) и аденозинтрифосфат (АТФ), H ⁺ и CO ₂ и Cl ^—. Непосредственная роль лактата, который накапливается во время упражнений, в отношении сродства Hb-O ₂ менее очевидна и может быть связана с небольшим влиянием на связывание Cl ^— Hb и образование карбамата (см. Обзор в (Mairbäurl and Вебер, 2012)).Косвенные эффекты лактата могут быть вызваны воздействием на концентрацию Cl ^— и поглощением H ⁺ вместе с лактатом, опосредованным MCT-1 (Deuticke, 1982). Другой модулятор сродства Hb-O ₂ , имеющий отношение к физическим упражнениям, — это изменение температуры тела (Dill and Forbes, 1941; Mairbäurl and Humpeler, 1980). На рисунке 1 показано, что при любой концентрации Hb ацидоз и увеличение CO ₂ и 2,3-DPG снижают сродство Hb-O ₂ . Изменения Cl ^— невелики in vivo и поэтому не показаны на графике.Также повышение температуры снижает сродство Hb-O ₂ . Эти изменения сдвигают ODC вправо, показывая графически, что насыщенность O ₂ Hb (SO ₂ ) снижается при любом заданном PO ₂ . Напротив, алкалоз, снижение CO ₂ , 2,3-DPG и повышение температуры Hb-O ₂ сродство к увеличению SO ₂ при заданном PO ₂ .

Физиологическое значение повышенного сродства Hb-O ₂ заключается в улучшенном связывании O ₂ Hb при низком PO ₂ .Следовательно, он важен для людей, находящихся в гипоксической среде, где он предотвращает чрезмерную артериальную десатурацию. Снижение сродства Hb-O ₂ улучшает доставку O ₂ к клеткам с высокой потребностью в O ₂ , например, при тренировке мышц (см. Ниже).

Простой подход к оценке SO ₂ из PO ₂ и наоборот был опубликован Severinghaus (1979). Формула была получена из модели наилучшего соответствия стандартной кривой диссоциации кислорода с ошибкой SO ₂ , равной 0.26% в пределах физиологического диапазона PO ₂ . Стандартное давление полунасыщения для O ₂ (значение P ₅₀ ) составляло 26,86 мм рт.ст. при pH плазмы = 7,4 и 37 ° C; S — дробное насыщение.

На основе модели, предложенной Roughton и Severinghaus (1973), Okada et al. (1977) опубликовали модификацию этой формулы, которая позволяет оценивать изменения P ₅₀ по изменению pH, температуры (T; ° C), избытка основания (BE; мэкв / литр) и 2,3-DPG (DPG; молярная соотношение 2,3-ДПГ к Hb) с точностью значений P ₅₀ и SO ₂ ± 2.5 и ± 5% соответственно.

После корректировки P ₅₀ с использованием этого уравнения для получения P _{50, фактические} , скорректированные значения PO ₂ (PO _{2, фактические} ) могут быть рассчитаны (Severinghaus, 1979) как

Затем «уравнение Северинхауза» можно использовать для вычисления S из нового PO ₂ для получения полных ODC. Более подробное описание величины изменений сродства Hb-O ₂ под действием только аллостерических эффекторов, температуры и других молекул, а также их взаимодействий приведено в обзоре (Mairbäurl and Weber, 2012).

Hb-O

Во время упражнений повышенная потребность в кислороде удовлетворяется за счет увеличения мышечного кровотока (Laughlin et al., 2012) и улучшенной разгрузки O ₂ из Hb, достигаемой за счет снижения сродства Hb-O ₂ (Mairbäurl, 1994). Очевидно, что снижение сродства Hb-O ₂ , если оно происходит системно, то есть во всех циркулирующих красных кровяных тельцах, поставит под угрозу артериальную загрузку гемоглобина O ₂ в легких.Таким образом, было бы выгодно, если бы корректировки сродства Hb-O ₂ происходили локально, чтобы выполнять обе функции, оксигенацию в легких и деоксигенацию в капиллярах периферической крови. Таким образом, сродство Hb-O ₂ должно быть низким, когда эритроциты проходят через ткани с высокой потребностью в O ₂ , и должно увеличиваться, когда эритроциты возвращаются в легкие. На самом деле это происходит из-за явных различий в pH, CO ₂ и температуре между легкими и капиллярами в работающих мышцах.Никаких изменений в 2,3-DPG, одном из основных аллостерических эффекторов сродства Hb-O ₂ (Benesch and Benesch, 1967), во время тестов с физической нагрузкой не наблюдалось (Mairbäurl et al., 1986), потому что 2,3 -DPG изменения медленные и требуют корректировки скорости гликолиза в красных кровяных тельцах. Однако повышенный уровень 2,3-DPG был обнаружен после тренировки (Böning et al., 1975; Braumann et al., 1982; Mairbäurl et al., 1983; Schmidt et al., 1988). Его можно считать полезным для разгрузки O ₂ во время упражнений, поскольку он увеличивает эффект ацидоза (эффект Бора) на сродство Hb-O ₂ (Bauer, 1969).Повышенный уровень 2,3-DPG у тренированных людей может быть следствием стимулированного эритропоэза, который снижает возраст эритроцитов (Mairbäurl et al., 1983). Молодые эритроциты обладают повышенной метаболической активностью (Seamen et al., 1980; Rapoport, 1986), более высоким 2,3-DPG и более низким сродством Hb-O2, чем стареющие эритроциты (Haidas et al., 1971; Mairbäurl et al., 1990).

O

Тренирующие мышечные клетки высвобождают H ⁺ , CO ₂ и лактат в кровеносные капилляры, а также в работающих мышцах температура выше, чем в неактивных тканях.Кровь, поступающая в капилляры тренирующих мышц, остро подвергается этим изменениям, что вызывает быстрое снижение сродства Hb-O ₂ . P ₅₀ значения ~ 34–48 мм рт. Ст. Можно оценить по изменениям в газах крови (предоставленных, например, в Sun et al., 2000). Температура повышается с 37 ° C в покое до 41 ° C во время упражнений. Поскольку при поступлении новой крови в капилляр происходит постоянное изменение состава крови за счет примеси метаболитов, значения P ₅₀ на артериальной стороне капилляров ниже, чем на их венозном конце (Mairbäurl and Weber, 2012), что приводит к огромному увеличению правого края капилляров. сдвиг ODC в капиллярах, который значительно увеличивает разгрузку O ₂ из Hb (Berlin et al., 2002). Это также демонстрируется значительным смещением вправо от ODC в капиллярной крови в условиях физической нагрузки относительно покоя (рис. 2; точки D и B, соответственно). Тренированные люди имеют более высокий эффект Бора при низком уровне SO ₂ , вероятно, из-за повышенного уровня 2,3-DPG (Böning et al., 1975; Braumann et al., 1982; Mairbäurl et al., 1983), что может вызвать даже большее увеличение артерио-венозной разницы O ₂ .

Рис. 2. Влияние физических упражнений на сродство Hb-O ₂ . Сдвиги кривых диссоциации O ₂ рассчитаны для артериального pH = 7,4, капиллярного pH = 7,3 и температуры в состоянии покоя 37 ° C. Значения, использованные для расчета кривых диссоциации кислорода (ODC) для упражнений, были: pH артериальной крови = 7,15 при 38,5 ° C, pH капилляров = 7,0 и температура = 41 ° C в работающей мышце с использованием уравнения, приведенного в тексте с использованием данных нагрузочных тестов Sun et al., 2000). В состоянии покоя, если предположить, что PO ₂ = 40 мм рт. Ст., SO ₂ снижается на 28% (точки A и B ), в то время как экстракция увеличивается почти втрое в условиях физической нагрузки (дельта SO ₂ = 79%). предполагая, что PO ₂ в венозной крови = 25 мм рт.ст. во время упражнения (точки C и D ).

Артериальный O

На пути от работающей мышцы к легкому концентрации H ⁺ и CO ₂ в крови снижаются за счет примеси крови, поступающей из неактивных мышц и других органов. CO ₂ уменьшается в альвеолярных капиллярах из-за альвеолярного газообмена, что еще больше подщелачивает кровь. Таким образом, влияние этих метаболитов на сродство Hb-O ₂ ослаблено в легких по сравнению с работающими мышцами.Также температура в легких ниже, чем в работающих мышцах. Тем не менее, нормальные значения сродства Hb-O ₂ не восстанавливаются полностью во время интенсивных упражнений, на что указывает небольшой сдвиг вправо ODC в условиях упражнений относительно состояния покоя (Рисунок 2; точки A и C ). Величина отклонения зависит от активной мышечной массы и интенсивности упражнений. На основании данных о газах крови во время упражнений, представленных Вассерманом и коллегами (Sun et al., 2000), можно оценить, что напряжение половинного насыщения O ₂ (значение P ₅₀ ) может увеличиваться примерно с 27 мм рт. Ст. В состоянии покоя до 34 мм рт. Ст. В артериальной крови во время тяжелых упражнений. Это снижение сродства Hb-O ₂ ухудшает артериальную нагрузку на O ₂ и снижает уровень SO ₂ в артериях с ~ 97,5% в состоянии покоя до ~ 95% во время упражнений высокой интенсивности. Повышенное содержание 2,3-DPG у тренированных людей может еще больше снизить SO ₂ в артериях (Mairbäurl et al., 1983). В дополнение к эффекту снижения сродства Hb-O ₂ , SO ₂ еще больше уменьшается из-за ограничения диффузии за счет сокращенного времени контакта при высоком сердечном выбросе (Dempsey and Wagner, 1999; Hopkins, 2006), что может даже быть усиливается, когда упражнения выполняются в условиях гипоксии (Calbet et al., 2008).

При сравнении воздействия кислотных метаболитов и повышения температуры тела во время упражнений на сродство Hb-O ₂ в артериальной и мышечно-капиллярной крови становится очевидным, что изменения в работающих мышцах намного больше, чем в легких.Таким образом, значительно увеличенное количество O ₂ , выгруженное из Hb по сравнению с отдыхом, легко компенсирует артериальную десатурацию во время тренировки.

Пропускная способность кислорода

В то время как только 0,03 мл O ₂ * L ^-1 * мм рт. 2 . Таким образом, присутствие нормального количества Hb на объем крови увеличивает количество O ₂ , которое может транспортироваться, примерно в 70 раз, что абсолютно необходимо для удовлетворения потребности нормальной ткани в O ₂ .Следовательно, очевидно, что повышенное количество Hb также увеличивает количество O ₂ , которое может быть доставлено в ткани (Рисунок 1). Фактически было обнаружено, что транспортная способность O ₂ напрямую коррелирует с аэробными характеристиками, что можно увидеть по увеличению производительности после инфузии эритроцитов (Berglund and Hemmingson, 1987) и по сильной корреляции между общим Hb и максимальным уровнем гемоглобина. Поглощение O ₂ (VO _{2, макс.} ) у спортсменов (для обзора см. Sawka et al., 2000; Шмидт и Проммер, 2010). Кальбет и др. Обнаружили, что острые манипуляции с несущей способностью O ₂ также изменяют производительность (Calbet et al., 2006). Таким образом, высокая транспортная способность O ₂ является явным преимуществом для аэробных спортивных достижений.

Параметры, необходимые для оценки транспортной способности O ₂ , — это концентрация гемоглобина в крови (cHb) и гематокрит (Hct), а также общая масса гемоглобина (tHb) и общий объем эритроцитов (tEV) в кровотоке.cHb и Hct легко измерить с помощью стандартного гематологического лабораторного оборудования. Вместе с SO ₂ они указывают количество O ₂ , которое может быть доставлено на периферию на единицу объема сердечного выброса. tHb и tEV указывают на общее количество O ₂ , которое может переноситься кровью. Большое значение tHb и tEV позволяет перенаправить O ₂ к органам с высокой потребностью в O ₂ , сохраняя при этом базальное предложение O ₂ в менее активных тканях. Поскольку на них влияют изменения объема плазмы (PV), cHb и Hct не позволяют сделать вывод о tHb и tEV, соответственно.

Результаты по количеству cHb, Hct и эритроцитов у спортсменов и их сравнение со значениями, полученными у здоровых людей, ведущих малоподвижный образ жизни, противоречивы из-за того, что объем эритроцитов и PV изменяются независимо, а также из-за множества факторов, влияющих на каждый из этих параметров. (см. ниже). Установление нормальных значений tHb и tEV для спортсменов еще более затруднено из-за возможности использования средств для повышения аэробной способности, таких как кровь и допинг эритропоэтина (ЭПО).

Гематокрит у спортсменов

Многие, но не все исследования показывают более низкий уровень Hct у спортсменов, чем у лиц, ведущих малоподвижный образ жизни (Broun, 1922; Davies and Brewer, 1935; Ernst, 1987; Sawka et al., 2000). Однако в нескольких исследованиях также сообщается о более высоком, чем обычно, Hct. Сильно повышенный уровень Hct увеличивает вязкость крови и увеличивает нагрузку на сердце (El-Sayed et al., 2005; Böning et al., 2011). Следовательно, существует риск сердечной перегрузки.

Многие исследования показали, что Hct обычно ниже у спортсменов, чем у людей, ведущих малоподвижный образ жизни (Broun, 1922; Davies and Brewer, 1935; Remes, 1979; Magnusson et al., 1984; Selby and Eichner, 1986; Ernst, 1987; Weight et al. др., 1992). Это было подтверждено Sharpe et al.(2002) при установлении эталонных значений Hct и Hb для спортсменов. Было установлено, что из ~ 1100 спортсменов из разных стран 85% спортсменов-женщин и 22% спортсменов-мужчин имели значения Hct ниже 44%. Также была показана тенденция к обратной корреляции Hct со статусом тренировки, обозначенная VO _{2, max} (Heinicke et al., 2001). Однако у небольшой части лиц, ведущих малоподвижный образ жизни, и спортсменов уровень Hct выше нормы. Шарп и др. (2002) обнаружили, что 1,2% всех женщин и 32% всех мужчин в своем исследовании имели Hct> 47%.При наблюдении за элитными спортсменами женского и мужского пола и контрольной группой в течение периода исследования в 43 месяца Vergouwen (Vergouwen et al., 1999) обнаружил 6 мужчин контрольной группы и 5 спортсменов мужского пола с Hct> 50% и 5 женщин контрольной группы, но не спортсменок с Hct. > 47%.

Гематокрит при физической нагрузке

Изменения Hct происходят быстро. Hct увеличивается во время упражнений из-за снижения PV, когда восполнение жидкости во время упражнений недостаточно (Costill et al., 1974). Происходит потеря жидкости из-за потоотделения, перемещение воды плазмы во внеклеточное пространство из-за накопления осмотически активных метаболитов и фильтрация как следствие повышенного гидростатического давления в капиллярах (Convertino, 1987).Возникающее в результате увеличение белка плазмы увеличивает онкотическое давление и, таким образом, сдерживает утечку жидкости (Harrison, 1985). Изменения во время плавания кажутся менее выраженными, чем при беге, когда погружение и перераспределение объема крови, по-видимому, вызывают сдвиги в ЛВ независимо от гормонов, регулирующих объем (Böning et al., 1988). Повышение гематокрита из-за секвестрации эритроцитов из селезенки, вызванной катехоламином, маловероятно у людей, но было обнаружено у других видов (Stewart and McKenzie, 2002).

Долговременные изменения гематокрита

В недавнем обзоре Thirup (2003) сообщает о внутрисубъектной вариабельности ~ 3% при обзоре 12 исследований с участием более 600 здоровых, некурящих, в основном ведущих сидячий образ жизни людей, а также при повторении измерений с интервалами выборки от дней до ~ 2 месяца. Sawka et al. обобщили данные 18 исследований и обнаружили, что PV и объем крови быстро увеличиваются после тренировок, тогда как объем эритроцитов оставался неизменным в течение нескольких дней, прежде чем он начал увеличиваться, что указывает на снижение значений Hct в течение нескольких дней (Sawka et al., 2000). Величина изменения Hct, по-видимому, зависит от интенсивности упражнений во время тренировок и типа упражнений (сила или выносливость; обзор см. В Hu and Lin, 2012). Через несколько недель после тренировочного вмешательства установилось новое устойчивое состояние, и Hct вернулась к значениям до тренировки (Sawka et al., 2000). Увеличение PV после тренировки и увеличение PV у высококвалифицированных спортсменов (например, Hagberg et al., 1998; Sawka et al., 2000; Heinicke et al., 2001; Schumacher et al., 2002), вероятно, вызвано: альдостерон-зависимая реабсорбция Na ⁺ почек и задержка воды, стимулируемая повышенным уровнем антидиуретического гормона для компенсации потери воды во время индивидуальных тренировок (Costill et al., 1976; Милледж и др., 1982).

По-видимому, существуют довольно большие сезонные колебания Hct (относительное изменение до 15%) с более низкими значениями летом, чем зимой, что может привести к межсезонным изменениям от ~ 42% летом и 48% зимой, как обнаружено. среди нескольких тысяч участников исследования. Сезонные изменения зависят от климатических воздействий с большей разницей в странах, расположенных ближе к экватору (Thirup, 2003). Исследования сезонных изменений Hct у спортсменов немногочисленны, но показывают, что летом Hct можно снизить еще на 1-2% за счет добавления тренировочного эффекта.

Снижение Hct у спортсменов получило название «спортивная анемия». Долгое время это объяснялось усилением разрушения эритроцитов во время упражнений и, таким образом, казалось, было тем же самым явлением, что и хорошо известная маршевая гемоглобинурия (Broun, 1922; Kurz, 1948; Martin and Kilian, 1959). Внутрисосудистое разрушение эритроцитов происходит при напряжениях сдвига от 1000 до 4000 дин / см ² (Sutera, 1977; Sallam and Hwang, 1984), значениях, значительно превышающих физиологические значения в состоянии покоя (Mairbäurl et al., 2013). Это связано с интенсивностью и видом упражнений (Yoshimura et al., 1980; Miller et al., 1988). Удар ногой у бегунов является наиболее частой причиной внутрисосудистого гемолиза (Telford et al., 2003), который можно предотвратить с помощью хорошей амортизации обуви (Yoshimura et al., 1980; Dressendorfer et al., 1992). Это также происходило во время горных походов (Martin et al., 1992), силовых тренировок (Schobersberger et al., 1990), карате (Streeton, 1967), у пловцов (Selby and Eichner, 1986; Robinson et al., 2006), баскетбол, кендо-фехтование и барабанщики (Schwartz, Flessa, 1973; Nakatsuji et al., 1978). Было обнаружено, что беговые упражнения увеличивают гемоглобин в плазме с ~ 30 мг / л в состоянии покоя до ~ 120 мг / л, что указывает на то, что около 0,04% всех циркулирующих эритроцитов лизировались (Telford et al., 2003). Было показано, что физические упражнения изменяют внешний вид мембраны эритроцитов в корреляции с повышенным гаптоглобином (Jordan et al., 1998). Стареющие эритроциты могут быть особенно предрасположены к внутрисосудистому гемолизу, вызванному физической нагрузкой, на что указывает пониженная средняя плавучая плотность эритроцитов и кривая распределения плотности, которая у тренированных людей смещена в сторону более молодых, менее плотных клеток, на что указывает повышенный уровень активности пируваткиназы. 2,3-DPG и P ₅₀ , более высокое количество ретикулоцитов (Mairbäurl et al., 1983). Другими возможными причинами обсуждаемой «спортивной анемии» являются аспекты питания, такие как недостаточное потребление белка и измененный профиль липидов крови (см. Обзор Yoshimura et al., 1980), а также дефицит железа (Hunding et al., 1981).

Общая масса гемоглобина (tHb) и общий объем эритроцитов (tEV)

Как указано выше, PV склонна к резким изменениям, тогда как изменения общей массы (или объема) эритроцитов происходят медленно из-за медленных темпов эритропоэза (Sawka et al., 2000). Следовательно, необходимо измерять общий объем гемоглобина и / или эритроцитов в дополнение к cHb и Hct, чтобы получить надежную оценку способности переносить кислород. Для определения этих параметров было применено несколько методов.

Grehant и Quinquard (1882) были первыми, кто описал измерение объема крови с помощью дыхания с помощью монооксида углерода (CO). Этот метод основан на гораздо более высоком сродстве Hb к CO, чем к O ₂ (обзор см. В Mairbäurl and Weber, 2012), что позволяет использовать CO в методе разбавления индикатора.Он использовался для измерения доли массы крови по отношению к массе тела Арнольдом и соавт. (1921). Методика была значительно улучшена Sjostrand, продвигая метод оценки карбоксигемоглобина (Sjostrand, 1948). На сегодняшний день повторное дыхание или вдыхание CO было усовершенствовано (Godin and Shephard, 1972; Schmidt and Prommer, 2005). Затем MCHC используется для расчета tEV, а Hct — для оценки общего объема крови. Общий объем эритроцитов можно определить непосредственно после инъекции ^99m Tc-меченных эритроцитов (Thomsen et al., 1991). Косвенным способом общий объем красных кровяных телец можно также рассчитать на основе Hct после измерения PV с использованием синего Эванса (T-1824), который связывается с альбумином, и путем инъекции ¹²⁵ меченого йодом альбумина. Некоторые из этих методов сравнивали Thomsen et al. (1991), которые сообщили о корреляции r = 0,99 между PV, измеренной с помощью ¹²⁵ I-альбумина и синего Эванса, и показали, что PV, рассчитанная на основе измерения tEV с мечеными эритроцитами, была примерно на 5-10% ниже, чем у маркировка альбумина.

Применяя эти методы Kjellberg et al. обнаружили, что у тренированных людей повышен tHb (Kjellberg et al., 1949), и этот результат многократно подтверждался впоследствии как при сравнении групп людей с разным тренировочным статусом, так и при измерении tEV до и после продолжительных периодов тренировок (для недавнего обзора см. Sawka et al., 2000). Шмидт и Проммер недавно резюмировали, что различные методы тренировки различаются по своему влиянию на ТГБ, при этом основной упор они делают на тренировках при гипоксии (Schmidt and Prommer, 2008).Таким образом, эти исследования показывают, что увеличение tHb на 1 г, достигаемое, например, при введении эритропоэтина, увеличивает VO _{2, max} на ~ 3 мл / мин (Parisotto et al., 2000; Schmidt and Prommer, 2008). Из корреляции, показанной Heinicke et al. (2001), можно вывести, что увеличение уровня гемоглобина на 1 кг на кг массы тела (г / кг) увеличивало VO _{2, max} на ~ 5,8 мл / мин / кг, в то время как не спортсмены (хотя и с довольно высоким показателем). VO _{2, макс.} 45 мл / мин / кг) имели ТГВ 11 г / кг и их лучшие спортсмены (среднее VO _{2, макс} = 71.9 мл / кг) имел tHb 14,8 г / кг (Heinicke et al., 2001). Их результаты хорошо согласуются с результатами, сообщенными Kjellberg, который обнаружил, что tHb у элитных спортсменов на 37% выше, чем у нетренированных людей (Kjellberg et al., 1949). Schmidt и Prommer (2008) объединили результаты нескольких своих исследований и обнаружили изменение VO _{2, max} на 4,2 мл / мин / кг у мужчин и на 4,4 мл / мин / кг у женщин при изменении уровня гемоглобина на 1 г. / кг с очень высокими коэффициентами корреляции ( r ~ 0,79), тогда как корреляция между VO _{2, max} и Hb или Hct отсутствовала.Однако есть также сообщения об отсутствии разницы в уровне гемоглобина между сидячими и тренированными людьми (Green et al., 1991). Как упоминалось выше, все эти исследования несут бремя неуверенности в том, что спортсмены могли принять меры для повышения производительности, что затрудняет установление «нормальных значений» tHb и tEV для спортсменов.

Различная продолжительность тренировок (недели по сравнению с месяцами), по-видимому, объясняет расхождения в результатах исследований ТГБ и тренировок. Sawka et al.(2000) не обнаружили увеличения, когда тренировка длилась менее 11 дней. Кроме того, большинство исследований по 4–12 месяцам тренировок показали отсутствие или лишь незначительные эффекты; их собственное лонгитюдное исследование «спортсменов-любителей» привело к увеличению tHb на ~ 6% в течение 9-месячной тренировки на выносливость (суммировано в Schmidt and Prommer, 2008), что указывает на то, что корректировка tHb и tEV в процессе тренировки происходит медленно, и что для заметного увеличения может потребоваться несколько лет тренировок.

Сидячие жители высокогорья имеют повышенный ТГБ по сравнению с их коллегами, живущими на малых высотах, где было обнаружено, что объем крови увеличен с ~ 80 до ~ 100 мл / кг (Hurtado, 1964; Sanchez et al., 1970). Результаты, полученные при пребывании на большой высоте, показывают, что, как и при тренировках, увеличение уровня гемоглобина и объема крови также происходит медленно, требуя от нескольких недель до месяцев пребывания на большой высоте. На большой высоте увеличение может быть замаскировано снижением PV (Reynafarje et al., 1959). Следовательно, краткосрочное пребывание на средней и большой высоте не приведет к увеличению tHb и tEV (Myhre et al., 1970). Обобщение 14 различных исследований Sawka et al. (2000) показывает, что несколько исследований не обнаружили изменений tEV при подъеме, в то время как некоторые это сделали, и объяснили расхождения разницей в продолжительности пребывания на большой высоте.Увеличение tEV между 62 и 250 мл / неделя было обнаружено, когда пребывание длилось около 3 недель.

Основываясь на повышении tEV при подъеме на большую высоту и тренировках в нормоксии, был сделан вывод, что эффекты тренировки и воздействия на большой высоте на tHb могут быть аддитивными, и что тренировка на симулированной высоте или при подъеме на умеренную или большую высоту должна вызывать даже больше, чем тренировка при нормоксии. Однако результаты противоречивы, начиная от отсутствия эффекта (Svedenhag et al., 1997; Friedmann et al., 1999) до выраженного увеличения после 3-4 недель тренировок на высотах от 2100 до 2400 м (Levine and Stray-Gundersen, 1997; Friedmann et al., 2005; Heinicke et al., 2005). Отсутствие эффектов частично объясняется более низкой интенсивностью тренировок на большой высоте, чем на низкой, что связано со снижением производительности с увеличением высоты (Cerretelli and DiPrampero, 1985). Было разработано несколько стратегий, направленных на повышение эффективности тренировок при одновременном «потреблении» корректировок гипоксии, одной из которых является протокол «сон-высокий-тренировочный-низкий».Текущие концепции и проблемы рассматриваются в (Richalet and Gore, 2008; Stray-Gundersen and Levine, 2008; Robach and Lundby, 2012). Результаты неясны и часто не показывают влияния на tHb [например, в хорошо спланированном плацебо-контролируемом исследовании Siebenmann et al. (2012)]. Тщательный анализ показывает, что для достижения заметного увеличения tHb и tEV требуется более 14 часов в день воздействия гипоксии (анализ, проведенный Schmidt and Prommer, 2008).

Контроль эритропоэза

Берт (1882) признал, что жизнь на большой высоте соответствует повышенному гемоглобину, а позже — повышению Hct, Hb и tHb (Reynafarje et al., 1959; Уртадо, 1964 год; Sanchez et al., 1970), который позже был признан связанным с повышенным уровнем эритропоэтина (Mirand and Prentice, 1957; Scaro, 1960; Siri et al., 1966). Считается, что повышенное tEV компенсирует пониженное содержание O ₂ в артериальной крови при низком уровне вдыхаемого PO ₂ . Стимуляция васкуляризации с помощью фактора роста эндотелия сосудов, VEGF, является еще одним средством, гарантирующим снабжение тканей O ₂ при хронической гипоксии (см. Обзор e.г., Марти, 2005). Оба процесса зависят от ощущения гипоксии в типичных клетках-мишенях и конкретных сигнальных путей, которые регулируют экспрессию конкретных генов.

Одним из таких кислородзависимых механизмов является контроль экспрессии индуцируемых гипоксией факторов, HIF (Semenza, 2009). Активный HIF состоит из альфа- и бета-субъединиц. Бета-субъединица (HIF-β, также называемая ARNT) экспрессируется конститутивно и не зависит напрямую от уровня кислорода (Semenza, 1999). Существует несколько изоформ альфа-субъединицы, где HIF-1α, по-видимому, в основном контролирует метаболические изменения, такие как гликолиз (Hu et al., 2003), а HIF-2α был идентифицирован как главный регулятор эритропоэза (Scortegagna et al., 2005; Gruber et al., 2007). При гипоксии гидроксилирование субъединиц HIF-альфа пролилгидроксилазами (PDH) предотвращается из-за отсутствия O ₂ , необходимого в качестве прямого субстрата, который затем предотвращает зависимое от гидроксилирования полиубиквитинилирование по Ван-Хиппелю-Линдау. супрессор опухоли pVHL-E3 лигаза и последующая протеасомная деградация (Schofield and Ratcliffe, 2004), приводящая к увеличению уровней белка альфа-субъединиц HIF.После стабилизации альфа-субъединицы попадают в ядро, где они димеризуются с HIF-β. Димер связывается со специфической последовательностью оснований в промоторной области генов, называемых элементом ответа на гипоксию, HRE, чтобы индуцировать экспрессию генов (последние обзоры см. (Semenza, 2009; Haase, 2010)). Помимо стабилизации, субъединицы HIF-альфа также контролируются на уровне транскрипции (Görlach, 2009; Semenza, 2009).

В своем обзоре Haase (2010) хорошо резюмирует эксперименты, которые привели к выводу, что HIF-2α является основным регулятором выработки ЭПО в печени (плода) и почках (взрослые), но существует также множество различных прямых и косвенные механизмы.Как показано на схеме, предоставленной Semenza (2009), хотя в то время это было связано с действием HIF-1α, а не HIF-2α, можно видеть, что контролируемая гипоксией экспрессия генов регулирует не только экспрессию EPO, но также экспрессию белки, действие которых является предпосылкой для эритропоэза, такие как ЭПО-рецепторы, переносчики железа, опосредующие реабсорбцию железа в кишечнике, и рецепторы трансферрина и трансферрина, необходимые для доставки железа к периферическим клеткам.

У взрослого человека кислородный датчик, контролирующий выработку ЭПО, находится в почках, где клетки, продуцирующие ЭПО, оказались перитубулярными фибробластами коркового вещества почек (Maxwell et al., 1993; Эккардт и Курц, 2005). Продукция ЭПО может быть вызвана двумя видами гипоксии: первый — это снижение PO ₂ в почках и в других тканях, в то время как концентрация гемоглобина остается нормальной, например, при гипоксической гипоксии. Другой называется анемической гипоксией, при которой концентрация гемоглобина снижена, но артериальный PO ₂ является нормальным, что приводит к снижению венозного PO ₂ (Eckardt and Kurtz, 2005). По-видимому, нет никакой разницы в эффективности производства ЭПО между этими двумя ситуациями.Сочетание этих условий может привести к снижению кровотока к почкам при нормальном PO ₂ и концентрации гемоглобина, что также должно привести к снижению капиллярного и венозного PO ₂ . Точные механизмы, контролирующие продукцию EPO фибробластами, полностью не изучены, но, по-видимому, они включают гипоксозависимое рекрутирование фибробластов, расположенных в околоземных и корковых областях (Eckardt et al., 1993).

EPO, высвобождаемый в кровь, выполняет множество функций, помимо стимуляции эритропоэза (см. Обзор Sasaki, 2003).В костном мозге ЭПО связывается с рецепторами ЭПО на клетках-предшественниках на эритробластических островках (Chasis and Mohandas, 2008), где он стимулирует пролиферацию и предотвращает апоптотическое разрушение новообразованных клеток (Lee and Percy, 2010). Это увеличивает количество эритроцитов, высвобождаемых из костного мозга за раз, что приводит к увеличению tEV, когда скорость высвобождения превышает разрушение эритроцитов (см. Выше, спортивная анемия).

Влияние физических упражнений и тренировок на эритропоэз

Повышенные значения tHb и tEV у тренированных спортсменов указывают на то, что упражнения стимулируют эритропоэз.Дополнительным маркером является увеличение количества ретикулоцитов, которое можно наблюдать в течение 1-2 дней (Schmidt et al., 1988) после упражнений на выносливость (Convertino, 1991) и силовых тренировок (Schobersberger et al., 1990). Несмотря на очевидное влияние отдельных тренировочных единиц на производство эритроцитов, несколько исследований показывают, что количество ретикулоцитов у спортсменов не сильно отличается от контрольной группы, ведущей малоподвижный образ жизни (Lombardi et al., 2013), и значения кажутся довольно стабильными в течение многих лет (Banfi et al., 2011; Diaz et al., 2011).Однако существует значительная вариация количества ретикулоцитов у спортсменов в течение года, показывающая, как правило, более высокое количество ретикулоцитов в начале сезона, но более низкие значения после интенсивных тренировок, соревнований и в конце сезона (Banfi et al., 2011). Тем не менее, маркеры преждевременных форм ретикулоцитов повышены у спортсменов, что свидетельствует о стимулировании костного мозга (Diaz et al., 2011; Jelkmann, Lundby, 2011).

В то время как контроль эритропоэза при гипоксической и анемической гипоксии хорошо изучен, сигналы, стимулирующие эритропоэз при тренировке в нормоксии, неясны.Воздействие гипоксии вызывает быстрое увеличение EPO (Eckardt et al., 1989), но не наблюдались или наблюдались лишь незначительные изменения EPO после упражнений различных модальностей у нетренированных и тренированных людей (Schmidt et al., 1991; Bodary et al. ., 1999), тогда как динамика изменения количества ретикулоцитов аналогична эффектам на большой высоте (Schmidt et al., 1988; Mairbäurl et al., 1990). Более высокое количество ретикулоцитов, пониженная средняя плавучая плотность эритроцитов и средняя концентрация корпускулярного гемоглобина, а также повышенные уровни других маркеров пониженного среднего возраста эритроцитов (более высокий 2,3-DPG и P ₅₀ , более высокий уровень эритроцитов активность ферментов и креатин) были обнаружены в периферической крови обученных людей (Mairbäurl et al., 1983; Schmidt et al., 1988), которые являются индикаторами повышенного обмена эритроцитов (Schmidt et al., 1988; Smith, 1995) и, таким образом, стимулировали эритропоэз. Эти новообразованные эритроциты облегчают прохождение крови по капиллярам из-за более высокой текучести и деформируемости мембран (Kamada et al., 1993).

Аргументы в пользу гипоксии как важного триггера для эритропоэза, вызванного физической нагрузкой, немногочисленны и в лучшем случае являются косвенными. Даже во время тяжелых упражнений наблюдается лишь небольшое снижение артериального PO ₂ (см. Главу 2, артериальная нагрузка O ₂ ), которого само по себе едва ли будет достаточно, чтобы вызвать соответствующую продукцию ЭПО почками.Однако наблюдается значительное уменьшение почечного кровотока с увеличением интенсивности упражнений, что снижает почечное поступление O ₂ (превосходный обзор регуляции внутреннего кровотока при упражнениях см. Laughlin et al., 2012). Подача O ₂ в почечные канальцы может быть дополнительно уменьшена, потому что почечные кортикальные артерии и вены проходят параллельно, обеспечивая обменную диффузию O ₂ , которая может вызвать деоксигенацию артерий. PO ₂ в корковых венах является низким из-за высокого потребления кислорода, необходимого для Na ⁺ , и реабсорбции воды эпителиальными клетками коры почек (Eckardt and Kurtz, 2005).Таким образом, можно предположить, что снижение кровотока во время физических упражнений дополнительно снижает РО ₂ коры почек до уровня, вызывающего значительную гипоксию перитубулярных фибробластов, продуцирующих ЭПО фибробластами во время упражнений, и что этот эффект усиливается по мере увеличения интенсивности упражнений. Интересно, что тренировка ослабляет снижение почечного кровотока, которое кажется более выраженным после тренировки на выносливость, чем высокоинтенсивные интервальные спринтерские тренировки у крыс (Musch et al., 1991; Padilla et al., 2011), что может объяснить слабую эритропоэтическую реакцию у крыс. высококвалифицированные спортсмены.

Различные гуморальные факторы, влияющие на эритропоэз, также изменяются во время физических упражнений. Андрогены давно известны своим стимулирующим действием на эритропоэз путем стимуляции высвобождения ЭПО, увеличения активности костного мозга и включения железа в эритроциты, на что лучше всего указывает полицитемия как следствие андрогенной терапии (Shahidi, 1973; Shahani et al. , 2009). Упражнения на выносливость и тренировки с отягощениями вызывают временное повышение уровня тестостерона у мужчин и женщин (Hackney, 2001; Enea et al., 2009). Значения после тренировки различаются в зависимости от интенсивности упражнений у обоих полов. Интересно, что уровни тестостерона после тренировки также напрямую меняются с настроением (победа против проигрыша), что кажется более выраженным у мужчин, чем у женщин (см. Обзор Shahani et al., 2009).

Гормоны стресса, такие как катехоламины и кортизол, стимулируют высвобождение ретикулоцитов из костного мозга и, возможно, также усиливают эритропоэз (Dar et al., 2011; Hu and Lin, 2012). Эритропоэз также стимулируется гормоном роста и инсулиноподобными факторами роста (Kurtz et al., 1988; Christ et al., 1997), которые также увеличиваются во время упражнений (Hakkinen and Pakarinen, 1995; Schwarz et al., 1996).

Гемореология

Гематокрит влияет не только на количество O ₂ , которое может переноситься на единицу объема крови, но также влияет на реологические свойства крови. Благодаря своему составу плазмы и клеток крови он ведет себя как неньютоновская жидкость, внутренняя вязкость которой зависит от сил сдвига и определяется концентрацией белков плазмы (вязкостью плазмы), физико-химическими свойствами красной крови. клеточная плазматическая мембрана (деформируемость) и концентрация клеточного гемоглобина (цитозольная вязкость), скорость потока (агрегация) и температура (для обзора см. El-Sayed et al., 2005). Высокая вязкость крови вызывает высокое сопротивление потоку, увеличивает выходную мощность сердца при заданном сердечном выбросе и может нарушить местный кровоток.

Из-за осевой миграции клеток крови, когда кровь движется с высокой скоростью, утверждалось, что вязкость плазмы является основным определяющим фактором вязкости цельной крови (Rand et al., 1970). Определяется концентрацией белков плазмы. Влияние измененного гематокрита на вязкость крови менее очевидно. In vitro сообщалось о линейной зависимости между вязкостью крови и значениями гематокрита между 20% и 60%, когда напряжение сдвига низкое (Chien et al., 1966), что, вероятно, связано с агрегацией эритроцитов ( Chien et al., 1967). Агрегация обратно пропорциональна скорости потока (Loewe and Barbenel, 1988), и ей способствуют связывание фиброгена и иммуноглобулинов с эритроцитами, тогда как роль альбумина менее ясна (Reinhart and Nagy, 1995). Высокая деформируемость эритроцитов способствует кровотоку даже при высоком гематокрите, особенно в микроциркуляции.Фактически, улучшенная деформируемость способствует снижению вязкости при высоких скоростях сдвига (El-Sayed et al., 2005). Напротив, повышенная осмоляльность снижает деформируемость за счет увеличения внутренней вязкости и изменения отношения поверхности к объему, хотя эффекты незначительны в физиологическом диапазоне изменений концентрации гемоглобина эритроцитов (Mohandas et al., 1980). Деформируемость эритроцитов имеет температурный оптимум в физиологическом диапазоне и значительно снижается при температурах ниже 35 ° C и выше 45 ° C (Hanss and Koutsouris, 1984), что, по-видимому, в основном определяется липидным составом плазматической мембраны ( Heath et al., 1982), тогда как вариации концентрации внутриклеточного гемоглобина в пределах физиологического диапазона не влияют на деформируемость (Mohandas and Chasis, 1993).

Физические упражнения и тренировки влияют на все вышеупомянутые факторы вязкости цельной крови. Существует хорошо документированное увеличение вязкости цельной крови во время физических упражнений, которое быстро меняется (см. Обзор в El-Sayed et al., 2005). В основном это происходит из-за гемоконцентрации и обезвоживания (Platt et al., 1981; Galea and Davidson, 1985; Vandewalle et al., 1988; Геор и др., 1994; Ялчин и др., 2000). Результаты по изменениям деформируемости эритроцитов, вызванным физической нагрузкой, расходятся и указывают на снижение (большинство отчетов; например, Platt et al., 1981; Geor et al., 1994; van der Brug et al., 1995; Bouix et al. , 1998; Smith et al., 2013), без изменений (Neuhaus et al., 1992) и повышенной деформируемости (Gurcan et al., 1998) (обзор см. В El-Sayed et al., 2005). Упражнения при гипоксии усугубляли неблагоприятное влияние на деформируемость, которое было связано со снижением содержания актина и спектрина и подавлением других белков, а также усиливали реакцию эритроцитов на окислительный стресс (Mao et al., 2011). Однако снижение деформируемости, вызванное физической нагрузкой, по-видимому, не зависит от окислителей, продуцируемых напряжением сдвига, поскольку оно не предотвращается сильной антиоксидантной профилактикой (Kayatekin et al., 2005). Исследования могут быть затруднены тем фактом, что изменения PV и осмоляльности могут быстро восстанавливаться в зависимости от продолжительности и интенсивности упражнений, что указывает на правильный выбор временных точек для отбора проб, когда кровь собирается после, а не во время упражнения. Эрнст и его коллеги хорошо описывают кинетику вязкости крови во время и после тренировки и показывают, что деформируемость эритроцитов увеличивается во время и нормализуется в течение нескольких часов после тренировки (Ernst et al., 1991). Увеличение лактата в крови во время упражнений, по-видимому, не влияет на деформируемость (Simmonds et al., 2013), как и лактат не влияет на агрегацию (Connes et al., 2007). Однако есть признаки того, что высокий уровень лактата ухудшает деформируемость у нетренированных людей, но улучшается у тренированных людей (Connes et al., 2004). Тренировка может снизить вязкость крови за счет улучшения деформируемости эритроцитов. Текучесть мембран эритроцитов была увеличена у спринтеров и бегунов на длинные дистанции (Kamada et al., 1993), что согласуется с выводом о том, что снижение деформируемости, вызванное упражнениями, ослабляется тренировкой (Ernst, 1987; Yalcin et al., 2000). Это можно объяснить более высокой деформируемостью вновь образованных эритроцитов (Mairbäurl et al., 1983; Linderkamp et al., 1993). Эритропоэтин, который был обнаружен в незначительном повышении (см. Выше), кажется благоприятным (Pichon et al., 2013; Zhao et al., 2013), вероятно, за счет уменьшения среднего возраста эритроцитов и молодых эритроцитов, имеющих улучшенную гибкость мембран. (Мохандас и Часис, 1993).Напротив, инсулиноподобные факторы роста и гормон роста, по-видимому, увеличивают вязкость (Monnier et al., 2000; Connes et al., 2007). Таким образом, большинство исследований показывают улучшенные реологические свойства крови у обученных людей (см. Метаанализ Romain et al., 2011).

Вместе эти результаты показывают, что увеличение вязкости цельной крови во время упражнений вызвано комбинированными эффектами повышенной вязкости плазмы и снижения деформируемости эритроцитов и потенциально ухудшает микроциркуляцию и, таким образом, доставку O ₂ к работающим мышцам.Умерение этого эффекта может быть вызвано NO, высвобождаемым эндотелием и эритроцитами при повышенном напряжении сдвига, поскольку нитрозилирование белков цитоскелета в мембране эритроцитов, по-видимому, улучшает деформируемость (Grau et al., 2013). Напротив, тренировки, по-видимому, увеличивают деформируемость и снижают вязкость цельной крови для поддержки оксигенации тканей.

Вазодилатация, опосредованная эритроцитами

Точный контроль регионального кровотока необходим для соответствия потребности в субстрате и удаления метаболитов, что особенно важно при высокой метаболической активности, например, при тренировке скелетных мышц.Оксид азота (NO) — важная сигнальная молекула, вызывающая локальное расширение сосудов. Обычно он образуется в эндотелиальных клетках сосудов под действием различных стимулов, наиболее важным во время физических упражнений, вероятно, является напряжение сдвига (Pohl et al., 1986; Shen et al., 1995). Было показано, что гемоглобин прочно связывает NO с образованием нитрозилгемоглобина (Hb-cys-NO; SNO-Hb) в зависимости от насыщения O ₂ с более высоким сродством к дезоксигемоглобину, реакция, которая также вызывает образование Met-Hb (Gow и Стамлер, 1998; Грубина и др., 2007). Связывание интерпретируется как сток NO, продуцируемый эндотелием, для предотвращения чрезмерной и широко распространенной вазодилатации. Однако также была выдвинута гипотеза, что Hb не только связывает, но также высвобождает и / или продуцирует NO из SNO-Hb, вызывая локальную вазодилатацию (Robinson and Lancaster, 2005).

Экспериментально было показано, что NO, высвобождаемый из красных кровяных телец, вызывает расширение сосудов, когда напряжение сдвига увеличивается и когда ткань становится гипоксической (Ulker et al., 2013). Красные кровяные тельца производят биоактивные эквиваленты NO в зависимости от насыщения, pH и окислительно-восстановительного состояния O ₂ , что, по-видимому, является аллостерической автокаталитической реакцией с характеристиками реакции нитритредуктазы (для обзора см. Gladwin and Kim-Shapiro, 2008 г.).Когда нитрит добавляется к полностью дезоксигенированному гемоглобину, высвобождается NO и образуется Met-Hb (Gladwin and Kim-Shapiro, 2008). На биологическую активность указывает представление о том, что после инфузии нитратов связывание NO с гемоглобином и вазодилатация тесно связаны, и этому способствует гипоксия (Crawford et al., 2006). Kleinbongard et al. (2006) представили иммуно-гистохимические и функциональные доказательства присутствия фермента типа эндотелиальной NO-синтазы в эритроцитах человека и мыши, что указывает на способность продуцировать NO из L-аргинина.Однако неясно, активна ли эта реакция в контроле микроциркуляции в работающих скелетных мышцах (которые создают среду с низким содержанием кислорода из-за ее потребности в кислороде).

АТФ в плазме — еще один стимул для производства эндотелиального NO (Sprague et al., 1996). АТФ высвобождается из многих клеток, где он изменяет множество функций (Praetorius and Leipziger, 2009). Было показано, что локальное расширение сосудов зависит от наличия красных кровяных телец (Dietrich et al., 2000). Таким образом, была выдвинута гипотеза, что красные кровяные тельца высвобождают АТФ и вызывают NO-зависимое увеличение кровотока (Gonzalez-Alonso et al., 2002). Высвобождение АТФ является не только феноменом in vitro , но также было продемонстрировано в естественных условиях, когда повышенный уровень АТФ был обнаружен в венозном оттоке от тренирующих мышц предплечья (Forrester, 1972; Ellsworth et al., 1995). Этот эффект даже усиливался, когда упражнения выполнялись в условиях гипоксии (Gonzalez-Alonso et al., 2002).

Основным стимулом для высвобождения АТФ из эритроцитов, по-видимому, является механическая деформация (Sprague et al., 1996; Ellsworth et al., 2009), где высвобождение АТФ, по-видимому, зависит от скорости сдвига (Mairbäurl et al., 2013). Также гипоксия in vitro стимулирует высвобождение АТФ из красных кровяных телец (Bergfeld and Forrester, 1992). Более того, гипоксия значительно увеличивает высвобождение АТФ, вызванное напряжением сдвига, что указывает на аддитивность эффектов (Mairbäurl et al., 2013). Другими стимуляторами высвобождения АТФ из красных кровяных телец являются бета-адренергические стимуляторы и простациклин (Olearczyk et al., 2001), а также повышение температуры (Kalsi and Gonzalez-Alonso, 2012).Точный механизм выпуска неясен. Обсуждается участие CFTR (Sprague et al., 1998), но неясно, действительно ли CFTR присутствует в эритроцитах человека. Было описано множество других механизмов высвобождения АТФ (для обзора см. Praetorius and Leipziger, 2009), некоторые из которых, по-видимому, задействуют pannexin1- (Qiu and Dahl, 2009; Qiu et al., 2011). Внутрисосудистый гемолиз, по-видимому, не вносит значительного вклада в высвобождение АТФ из эритроцитов, подвергшихся сдвиговому напряжению (Mairbäurl et al., 2013).

Взятые вместе эти результаты показывают, что эритроциты поддерживают локальную вазодилатацию в тканях с высокой потребностью в O ₂ , непосредственно опосредуя высвобождение NO и ферментативную продукцию, а также высвобождение АТФ, который вызывает высвобождение NO из эндотелиальных клеток по механизмам, которые в значительной степени являются усиливается при выполнении упражнений, когда напряжение сдвига увеличивается за счет увеличения кровотока, O ₂ является низким из-за повышенного потребления и повышения температуры.

Заключение

Существует множество механизмов, которые способствуют увеличению поступления кислорода в ткани во время упражнений.На рисунке 3 показаны те, в которых задействованы эритроциты. Они включают корректировки во время упражнений и тренировок. Во время упражнений повышенная потребность скелетных мышц в O ₂ в основном соответствует увеличению мышечного кровотока за счет увеличения сердечного выброса, модуляции распределения кровотока между активными и неактивными органами и оптимизации микроциркуляции (Laughlin et al., 2012). Красные кровяные тельца поддерживают местный кровоток, обеспечивая вазодилататор NO путем прямого превращения из нитрата и высвобождения АТФ, вызывая высвобождение эндотелиального NO.При любом данном капиллярном кровотоке количество O ₂ , выгруженное из Hb в клетки рабочей мышцы, может быть значительно увеличено за счет снижения сродства Hb-O ₂ . Это происходит, когда клетки попадают в капилляры, снабжающие мышечные клетки, где они подвергаются повышенной температуре, H ⁺ и CO ₂ . Тренировка дополнительно увеличивает приток O ₂ к работающей мышце на всех уровнях регуляции: он увеличивает максимальный сердечный выброс, улучшает приток крови к мышцам за счет стимуляции васкуляризации и улучшает реологические свойства эритроцитов.Тренировка увеличивает общую массу гемоглобина за счет стимуляции эритропоэза, что увеличивает количество O ₂ , которое может переноситься кровью. Он также увеличивает 2,3-DPG красных кровяных телец, что увеличивает чувствительность сродства Hb-O ₂ к зависимому от подкисления высвобождению O ₂ . Система, по-видимому, оптимизирована для упражнений на малой высоте, потому что в гипоксической среде пониженное артериальное PO ₂ , которое является основным определяющим фактором диффузии O ₂ , не может быть адекватно компенсировано вышеупомянутым транспортом O ₂ . механизмы, приводящие к снижению работоспособности с увеличением степени гипоксии (Cerretelli and DiPrampero, 1985).

Рис. 3. Схематическое изображение механизмов, резко увеличивающих снабжение мышц кислородом во время упражнений и тренировок, обсуждаемых в этом обзоре. Во время упражнений местный кровоток увеличивается за счет медиаторов, вызывающих локальное расширение сосудов, которое поддерживается производством NO, опосредованным эритроцитами. Ацидоз, CO ₂ и гипертермия снижают сродство Hb-O ₂ и усиливают высвобождение O ₂ из его связи с гемоглобином. Эти улучшения могут быть частично затуплены увеличением вязкости крови (не показано на схеме).Тренировка стимулирует эритропоэз, увеличивая транспортную способность O ₂ . Вновь образованные клетки также обладают улучшенной деформируемостью, что облегчает кровоток в мышцах. Тренировка также увеличивает 2,3-DPG красных кровяных телец (не показано), что дополнительно усиливает высвобождение O ₂ из Hb.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Арнольд Х. Р., Кэрриер Э. Б., Смит Х. П. и Уиппл Г. Х. (1921). Исследования объема крови. Am. J. Physiol . 56, 313–327.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Бенеш Р. и Бенеш Р. Э. (1967). Влияние органических фосфатов из эритроцитов человека на аллостерические свойства гемоглобина. Biochem. Биофиз. Res. Коммуна . 26, 162–167. DOI: 10.1016 / 0006-291X (67) -8

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Бергфельд, Г.Р. и Форрестер Т. (1992). Высвобождение АТФ из эритроцитов человека в ответ на короткий период гипоксии и гиперкапнии. Cardiovasc. Res . 26, 40–47. DOI: 10.1093 / cvr / 26.1.40

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Берглунд Б. и Хеммингсон П. (1987). Влияние реинфузии аутокрови на физическую работоспособность лыжников. Внутр. J. Sports Med . 8, 231–233. DOI: 10.1055 / с-2008-1025661

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Берлин, Г., Чаллонер, К. Э., и Вудсон, Р. Д. (2002). Эритроциты с низким сродством O ₂ улучшают работу ишемизированного миокарда. J. Appl. Physiol 92, 1267–1276. DOI: 10.1152 / japplphysiol.00194.2001

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Берт П. (1882). Sur la richesse en hemoglobine du sang des animaux vivant sur les haut lieux. C. R. Acad. Sci. (Париж) 94, 805–807.

Bodary, P. F., Pate, R. R., Wu, Q.О. Ф. и Макмиллан Г. С. (1999). Влияние физических упражнений на уровни эритропоэтина в плазме у тренированных бегунов. Med. Sci. Спортивное упражнение . 31, 543–546. DOI: 10.1097 / 00005768-1990-00008

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Бенинг Д., Мругалла М., Маассен Н., Буссе М. и Вагнер Т. О. (1988). Упражнения против погружения: антагонистические эффекты на водный и электролитный обмен во время плавания. Eur. J. Appl. Physiol. Ок.Physiol . 57, 248–253. DOI: 10.1007 / BF00640671

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Бёнинг Д., Швайгарт У., Тибес У. и Хеммер Б. (1975). Влияние упражнений и тренировок на выносливость на кривую диссоциации кислорода в крови в условиях in vivo, и in vitro, . Eur. J. Appl. Physiol . 34, 1–10. DOI: 10.1007 / BF00999910

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Bouix, D., Peyreigne, C., Raynaud, E., Monnier, J.F., Micallef, J.P., и Brun, J.F. (1998). Взаимосвязь между составом тела, гемореологией и выполнением упражнений у регбистов. Clin. Гемореол. Microcirc . 19, 245–254.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Брауман, К. М., Бенинг, Д., и Трост, Ф. (1982). Эффект Бора и наклон кривой диссоциации кислорода после физических тренировок. J. Appl. Physiol . 52, 1524–1529.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Кальбет, Дж.А., Лундби, К., Косколоу, М., и Бушель, Р. (2006). Важность концентрации гемоглобина для физических упражнений: острые манипуляции. Респир. Physiol. Neurobiol . 151, 132–140. DOI: 10.1016 / j.resp.2006.01.014

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Кальбет, Дж. А., Робах, П., Лундби, К., и Бушел, Р. (2008). Нарушается ли легочный газообмен при физической нагрузке при гипоксии с увеличением сердечного выброса. Заявл. Physiol. Nutr. Метаб .33, 593–600. DOI: 10.1139 / H08-010

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Кэрролл, С. Б. (2007). Создание сильнейшего . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Нортон.

Cerretelli, P., и DiPrampero, P.E. (1985). «Аэробный и анаэробный метаболизм во время упражнений на высоте», в High Altitude Deterioration , ред. J. Rivolier, P. Cerretelli, J. Foray и P. Segantini (Basel: Karger), 1–19.

Чиен, С., Усами, С., Делленбэк, Р.Дж., Грегерсен, М. И., Наннинга, Л. Б., и Гест, М. М. (1967). Вязкость крови: влияние агрегации эритроцитов. Наука 157, 829–831. DOI: 10.1126 / science.157.3790.829

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Чиен, С., Усами, С., Тейлор, Х. М., Лундберг, Дж. Л., и Грегерсен, М. И. (1966). Влияние гематокрита и белков плазмы на реологию крови человека при низких скоростях сдвига. J. Appl. Physiol . 21, 81–87.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Христос, Э.Р., Каммингс, М. Х., Вествуд, Н. Б., Сойер, Б. М., Пирсон, Т. К., Сонксен, П. Х. и др. (1997). Важность гормона роста в регуляции эритропоэза, массы эритроцитов и объема плазмы у взрослых с дефицитом гормона роста. J. Clin. Эндокринол. Метаб . 82, 2985–2990. DOI: 10.1210 / jc.82.9.2985

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Connes, P., Bouix, D., Py, G., Prefaut, C., Mercier, J., Brun, J. F., et al. (2004). Противоположные эффекты лактата in vitro на деформируемость эритроцитов у спортсменов и нетренированных субъектов. Clin. Гемореол. Microcirc . 31, 311–318.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Конн П., Кайо К., Пи Г., Мерсье Дж., Хюэ О. и Брун Дж. Ф. (2007). Максимальные упражнения и лактат не изменяют агрегацию эритроцитов у хорошо тренированных спортсменов. Clin. Гемореол. Microcirc . 36, 319–326.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Конвертино, В. А. (1987). Сдвиг жидкости и состояние гидратации: последствия длительных упражнений. Банка. J. Sport Sci . 12, 136С – 139С.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Костилл, Д. Л., Бранам, Г., Финк, В., и Нельсон, Р. (1976). Сохранение натрия в результате физических упражнений: изменение уровня ренина и альдостерона в плазме. Med. Sci. Спорт 8, 209–213. DOI: 10.1249 / 00005768-197600840-00001

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Костилл Д. Л., Бранам Л., Эдди Д. и Финк В. (1974). Изменение объема эритроцитов после упражнений и обезвоживания. J. Appl. Physiol . 37, 912–916.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Кроуфорд, Дж. Х., Исбелл, Т. С., Хуанг, З., Шива, С., Чако, Б. К., Шехтер, А. Н. и др. (2006). Гипоксия, эритроциты и нитриты регулируют NO-зависимую гипоксическую вазодилатацию. Кровь 107, 566–574. DOI: 10.1182 / кровь-2005-07-2668

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Дар А., Шайновиц А., Лапид К., Калинкович А., Иткин Т., Лудин А. и др. (2011). Быстрая мобилизация гемопоэтических предшественников с помощью AMD3100 и катехоламинов опосредуется CXCR4-зависимым высвобождением SDF-1 из стромальных клеток костного мозга. Лейкемия 25, 1286–1296. DOI: 10.1038 / leu.2011.62

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Дэвис, Дж. Э. и Брюэр, Н. (1935). Влияние физических тренировок на объем крови, гемоглобин, щелочной резерв и осмотическую резистентность эритроцитов. Am. J. Physiol .113, 586–591. DOI: 10.3181 / 00379727-32-8059P

CrossRef Полный текст

Диас В., Ломбарди Г., Риччи К., Джейкобс Р. А., Монтальво З., Лундби К. и др. (2011). Профили ретикулоцитов и гемоглобина у элитных триатлонистов за четыре сезона подряд. Внутр. J. Lab. Гематол . 33, 638–644. DOI: 10.1111 / j.1751-553X.2011.01348.x

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Дитрих, Х. Х., Эллсворт, М. Л., Спраг, Р. С., и Дейси, Р.Дж. Младший (2000). Регулирование тонуса микрососудов эритроцитами через аденозинтрифосфат. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol . 278, h2294 – h2298.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Дилл Д. Б. и Форбс В. Х. (1941). Респираторные и метаболические эффекты переохлаждения. Am. J. Physiol . 132, 685–697.

Дрессендорфер Р. Х., Уэйд К. Э. и Фредерик Е. С. (1992). Влияние амортизации обуви на развитие ретикулоцитоза у бегунов на длинные дистанции. Am. J. Sports Med . 20, 212–216. DOI: 10.1177 / 0363546500221

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Итон, Дж. У., Скелтон, Т. Д., и Бергер, Э. (1974). Выживание на экстремальной высоте: защитный эффект повышенного сродства гемоглобина и кислорода. Наука 183, 743–744. DOI: 10.1126 / science.183.4126.743

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Эккардт К. У., Бутелье У., Курц А., Шопен, М., Коллер, Э.А., и Бауэр, К. (1989). Скорость образования эритропоэтина у человека в ответ на острую гипобарическую гипоксию. J. Appl. Physiol . 66, 1785–1788.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Эккард, К. У., Кури, С. Т., Тан, К. К., Шустер, С. Дж., Кайсслинг, Б., Рэтклифф, П. Дж. И др. (1993). Распределение клеток, продуцирующих эритропоэтин, в почках крыс при гипоксической гипоксии. Почки Инт . 43, 815–823. DOI: 10.1038 / ki.1993.115

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Эллсворт, М.Л., Эллис, К. Г., Голдман, Д., Стефенсон, А. Х., Дитрих, Х. Х., и Спраг, Р. С. (2009). Эритроциты: кислородные сенсоры и модуляторы сосудистого тонуса. Физиология 24, 107–116. DOI: 10.1152 / Physiol.00038.2008

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Эллсуорт М. Л., Форрестер Т., Эллис К. Г. и Дитрих Х. Х. (1995). Эритроцит как регулятор тонуса сосудов. Am. J. Physiol . 269, h3155 – h3161.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Энеа, К., Boisseau, N., Ottavy, M., Mulliez, J., Millet, C., Ingrand, I., et al. (2009). Влияние менструального цикла, оральных контрацептивов и тренировок на вызванные физической нагрузкой изменения циркулирующего сульфата ДГЭА и тестостерона у молодых женщин. Eur. J. Appl. Physiol 106, 365–373. DOI: 10.1007 / s00421-009-1017-6

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Эрнст Э., Дабургер Л. и Сарадет Т. (1991). Кинетика реологии крови во время и после длительных стандартизированных упражнений. Clin. Гемореол. Microcirc . 11, 429–439.

Форрестер Т. (1972). Оценка высвобождения аденозинтрифосфата в венозный сток в результате тренировки мышц предплечья человека. J. Physiol . 224, 611–628.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Фридманн Б., Фрезе Ф., Менольд Э., Каупер Ф., Йост Дж. И Барч П. (2005). Индивидуальные вариации эритропоэтического ответа на тренировку на высоте у элитных юниоров-пловцов. Br.J. Sports Med . 39, 148–153. DOI: 10.1136 / bjsm.2003.011387

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Friedmann, B., Jost, J., Rating, T., Weller, E., Werle, E., Eckardt, K.-U., et al. (1999). Влияние добавок железа на общий гемоглобин тела во время тренировок на выносливость на умеренной высоте. Внутр. J. Sports Med . 20, 78–85.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Геор, Р. Дж., Вайс, Д. Дж., И Смит, К. М.(1994). Гемореологические изменения, вызванные дополнительными упражнениями на беговой дорожке у чистокровных. Am. J. Vet. Res . 55, 854–861.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Гонсалес-Алонсо, Дж., Олсен, Д. Б., и Салтин, Б. (2002). Эритроциты и регуляция кровотока в скелетных мышцах человека и доставки кислорода: роль циркулирующего АТФ. Circ. Res . 91, 1046–1055. DOI: 10.1161 / 01.RES.0000044939.73286.E2

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Грау, М., Pauly, S., Ali, J., Walpurgis, K., Thevis, M., Bloch, W., et al. (2013). RBC-NOS-зависимое S-нитрозилирование белков цитоскелета улучшает деформируемость RBC. PLoS ONE 8: e56759. DOI: 10.1371 / journal.pone.0056759

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Грин, Х. Дж., Саттон, Дж. Р., Коутс, Г., Али, М., и Джонс, С. (1991). Реакция объема эритроцитов и плазмы на длительную тренировку у людей. J. Appl. Physiol . 70, 1810–1815.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Grehant, M. и Quinquard, E. (1882). Mesures du volume du sang contenu dans l’organisme d’un mammifére vivant. C. R. Acad. Sci . 94: 1450.

Грубер М., Ху, К. Дж., Джонсон, Р. С., Браун, Э. Дж., Кейт, Б., и Саймон, М. С. (2007). Острая послеродовая абляция Hif-2alpha приводит к анемии. Proc. Natl. Акад. Sci. США . 104, 2301–2306. DOI: 10.1073 / pnas.0608382104

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Грубина, Р., Хуанг, З., Шива, С., Джоши, М.С., Азаров, И., Басу, С. и др. (2007). Согласованное образование оксида азота и его высвобождение в результате одновременных реакций нитрита с дезокси- и оксигемоглобином. J. Biol. Chem . 282, 12916–12927. DOI: 10.1074 / jbc.M700546200

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Гуркан Н., Эрбас Д., Эрген Э., Билгехан А., Дундар С., Аричиоглу А. и др. (1998). Изменения гемореологических параметров крови после субмаксимальных нагрузок у тренированных и нетренированных субъектов. Physiol. Res . 47, 23–27.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Хакни, А. С. (2001). Тренировка на выносливость и репродуктивная эндокринная дисфункция у мужчин: изменения в оси гипоталамус-гипофиз-яички. Curr. Pharm. Des 7, 261–273. DOI: 10.2174 / 1381612013398103

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Хагберг, Дж. М., Голдберг, А. П., Лакатта, Л., Ф. К. О’Коннор, Беккер, Л. К., Лакатта, Э.G., et al. (1998). Увеличенный объем крови способствует улучшению сердечно-сосудистой системы у тренированных на выносливость пожилых мужчин. J. Appl. Physiol . 85, 484–489.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Хайдас, С., Лаби, Д., и Каплан, Дж. К. (1971). 2, 3-дифосфоглицерат и сродство к кислороду как функция возраста эритроцитов у нормальных людей. Кровь 38/4, 463–467.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Хаккинен, К.и Пакаринен А. (1995). Острая гормональная реакция на тяжелые упражнения с отягощениями у мужчин и женщин разного возраста. Внутр. J. Sports Med . 16, 507–513. DOI: 10,1055 / с-2007-973045

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Хансс, М., и Кутсурис, Д. (1984). Тепловые переходы деформируемости эритроцитов. Корреляция с реологическими свойствами мембраны. BBA 769, 461–470. DOI: 10.1016 / 0005-2736 (84) ^-6

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Hebbel, R.П., Итон, Дж. У., Кроненберг, Р. С., Занджани, Э. Д., Мур, Л. Г., и Бергер, Э. М. (1978). Человеческие ламы. Адаптация к высоте у субъектов с высоким кислородным сродством гемоглобина. J. Clin. Инвестируйте . 62, 593–600. DOI: 10.1172 / JCI109165

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Heinicke, K., Heinicke, I., Schmidt, W., and Wolfarth, B. (2005). Трехнедельная традиционная тренировка на высоте увеличивает массу гемоглобина и объем эритроцитов у элитных спортсменов-биатлонистов. Внутр. J. Sports Med . 26, 350–355. DOI: 10,1055 / с-2004-821052

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Heinicke, K., Wolfarth, B., Winchenbach, P., Biermann, B., Schmid, A., Huber, G., et al. (2001). Объем крови и масса гемоглобина у высококвалифицированных спортсменов различных дисциплин. Внутр. J. Sports Med . 22, 504–512. DOI: 10,1055 / с-2001-17613

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Хопкинс, С.Р. (2006). Артериальная гипоксемия, вызванная физической нагрузкой: роль неравенства вентиляции и перфузии и ограничения легочной диффузии. Adv. Exp. Med. Биол . 588, 17–30. DOI: 10.1007 / 978-0-387-34817-9_3

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Ху, К. Дж., Ван, Л. Ю., Чодош, Л. А., Кейт, Б., и Саймон, М. С. (2003). Различная роль индуцируемого гипоксией фактора 1альфа (HIF-1альфа) и HIF-2альфа в регуляции гипоксических генов. Мол. Ячейка Биол .23, 9361–9374. DOI: 10.1128 / MCB.23.24.9361-9374.2003

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Уртадо, А. (1964). «Некоторые физиологические и клинические аспекты жизни на больших высотах», в Старение легких , ред. Л. Кандер и Дж. Х. Мойер (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Грун и Страттон), 257.

Джордан Дж., Кирнан В., Меркер Х. Дж., Венцель М. и Бенеке Р. (1998). Изменения скелета мембраны эритроцитов у марафонцев. Внутр. J. Sports Med .19, 16–19. DOI: 10,1055 / с-2007-971873

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Калси, К. К., и Гонсалес-Алонсо, Дж. (2012). Зависимое от температуры высвобождение АТФ из эритроцитов человека: механизм контроля локальной перфузии тканей. Exp. Physiol . 97, 419–432. DOI: 10.1113 / expphysiol.2011.064238

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Камада Т., Токуда С., Аозаки С. И. и Оцудзи С.(1993). Более высокий уровень текучести мембран эритроцитов у спринтеров и бегунов на длинные дистанции. J. Appl. Physiol . 74, 354–358.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Каятекин, Б.М., Уйсал, Н., Ресми, Х., Бедиз, К.С., Темиз-Артманн, А., Генч, С. и др. (2005). Изменяет ли прием антиоксидантов влияние острых физических нагрузок на агрегацию эритроцитов, деформируемость и адгезию эндотелия у нетренированных крыс. Внутр. J. Vitam. Nutr. Res . 75, 243–250.DOI: 10.1024 / 0300-9831.75.4.243

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Кьельберг, С. Р., Руде, У., и Шостранд, Т. (1949). Увеличение количества гемоглобина и объема крови в связи с физическими упражнениями. Acta Physiol. Сканд . 19, 146–152. DOI: 10.1111 / j.1748-1716.1949.tb00146.x

CrossRef Полный текст

Kleinbongard, P., Schulz, R., Rassaf, T., Lauer, T., Dejam, A., Jax, T., et al. (2006). Эритроциты экспрессируют функциональную эндотелиальную синтазу оксида азота. Кровь 107, 2943–2951. DOI: 10.1182 / кровь-2005-10-3992

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Курц, А., Цапф, Дж., Эккардт, К. У., Клемонс, Г., Фрош, Э. Р., и Бауэр, К. (1988). Инсулиноподобный фактор роста I стимулирует эритропоэз у гипофизэктомированных крыс. Proc. Natl. Акад. Sci. США . 85, 7825–7829. DOI: 10.1073 / pnas.85.20.7825

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Лафлин, М.H., Davis, M.J., Secher, N.H., van Lieshout, J.J., Arce-Esquivel, A.A., Simmons, G.H., et al. (2012). Периферическое кровообращение. Компр. Physiol . 2, 321–447. DOI: 10.1002 / cphy.c100048

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Левин Б. Д. и Стрей-Гундерсен Дж. (1997). «Жить в условиях высоких тренировок на низком уровне»: влияние акклиматизации на средних высотах с тренировками на низких высотах на результативность. J. Appl. Physiol . 83, 102–112.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Линдеркамп, О., Friederichs, E., and Meiselman, H.J. (1993). Механические и геометрические свойства эритроцитов новорожденных и взрослых с разделением по плотности. Pediatr. Res . 34, 688–693. DOI: 10.1203 / 00006450-199311000-00024

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Loewe, G.D., и Barbenel, J.C. (1988). «Клиническая реология крови», в Plasma and Blood Visacity , ed G. D. Loewe (Boca Raton, FL: CRC Press), 1–44.

Магнуссон, Б., Холлберг, Л., Россандер, Л., и Сволин, Б. (1984). Метаболизм железа и «спортивная анемия». II. Гематологическое сравнение элитных бегунов и контрольных субъектов. Acta Med. Сканд . 216, 157–164. DOI: 10.1111 / j.0954-6820.1984.tb03787.x

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Mairbäurl, H., и Humpeler, E. (1980). Уменьшение влияния температуры на кислородное сродство гемоглобина после длительного переохлаждения. Pflügers Arch. Евро. J. Physiol .383, 209–213. DOI: 10.1007 / BF00587520

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Mairbäurl, H., Humpeler, E., Schwaberger, G., and Pessenhofer, H. (1983). Тренинг-зависимые изменения плотности эритроцитов и транспорта кислорода в эритроцитах. J. Appl. Physiol . 55/5, 1403–1407.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Mairbäurl, H., Ruppe, F. A., and Bartsch, P. (2013). Роль гемолиза в высвобождении АТФ эритроцитами в смоделированных условиях физической нагрузки in vitro . Med. Sci. Спортивное упражнение . 45, 1941–1947. DOI: 10.1249 / MSS.0b013e318296193a

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Mairbäurl, H., Schobersberger, W., Hasibeder, W., Schwaberger, G., Gaesser, G., and Tanaka, K. R. (1986). Регулирование 2-го эритроцита, 3-DPG и Hb-O2-аффинности во время острой нагрузки Eur. J. Appl. Physiol . 55, 174–180. DOI: 10.1007 / BF00715001

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Mairbäurl, H., Schobersberger, W., Oelz, O., Bärtsch, P., Eckardt, K.U., and Bauer, C. (1990). Без изменений in vivo P ₅₀ на большой высоте, несмотря на уменьшение возраста эритроцитов и повышение 2,3-DPG. J. Appl. Physiol . 68/3, 1186–1194.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Мао, Т. Ю., Фу, Л. Л., и Ван, Дж. С. (2011). Тренировки с гипоксическими упражнениями вызывают старение эритроцитов и реологическую дисфункцию из-за снижения активности канала Гардо. J. Appl.Physiol . 111, 382–391. DOI: 10.1152 / japplphysiol.00096.2011

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Мартин Х. и Килиан П. (1959). [Мартовская гемоглобинурия (Исследования механизма гемолиза и обзор литературы)]. Folia Haematol . 4, 92–117.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Максвелл, П. Х., Осмонд, М. К., Пью, К. В., Хериет, А., Николлс, Л. Г., Тан, К. С. и др. (1993). Идентификация почечных эритропоэтин-продуцирующих клеток с использованием трансгенных мышей. Почки Инт . 44, 1149–1162. DOI: 10.1038 / ki.1993.362

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Милледж, Дж. С., Брайсон, Э. И., Кэтли, Д. М., Хесп, Р., Лафф, Н., Минти, Б. Д. и др. (1982). Баланс натрия, гомеостаз жидкости и ренин-альдостероновая система во время длительных упражнений в ходьбе по холмам. Clin. Sci . 62, 595–604.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Миранд, Э.А., и Прентис, Т.С.(1957). Наличие эритропоэтина в плазме у гипоксических крыс с почками и / или селезенкой или без них. Proc. Soc. Exp. Биол. Мед . 96, 49–51. DOI: 10.3181 / 00379727-96-23390

CrossRef Полный текст

Мохандас, Н., Часис, Дж. А. (1993). Деформируемость эритроцитов, свойства и форма мембранного материала — регуляция трансмембранными, скелетными и цитозольными белками и липидами. Семин. Гематол . 30, 171–192.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Монье, Ж.Ф., Бенхаддад А. А., Микаллеф Дж. П., Мерсье Дж. И Брун Дж. Ф. (2000). Связь между вязкостью крови и статусом инсулиноподобного фактора роста I. у спортсменов. Clin. Гемореол. Microcirc . 22, 277–286.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Муш Т. И., Террелл Дж. А. и Хилти М. Р. (1991). Влияние высокоинтенсивных спринтерских тренировок на кровоток в скелетных мышцах крыс. J. Appl. Physiol 71, 1387–1395.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Myhre, L.Г., Дилл, Д. Б., Холл, Ф. Г., и Браун, Д. К. (1970). Объем крови изменяется во время трехнедельного пребывания на большой высоте. Clin. Chem . 16, 7–14.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Накацудзи Т., Ода С., Фудзита Х., Мацумото Н. и Мива С. (1978). [Так называемая маршевая гемоглобинурия, вызванная упражнением «кендо»: отчет о двух случаях (авт. Перевод)]. Риншо Кецуэки 19, 1241–1246.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Нейгауз, Д., Бен, К., и Гейтгенс, П. (1992). Гемореология и упражнения: внутренние свойства потока крови при марафонском беге. Внутр. J. Sports Med . 13, 506–511. DOI: 10.1055 / с-2007-1021307

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Олеарчик, Дж. Дж., Стефенсон, А. Х., Лонигро, А. Дж., И Спраг, Р. С. (2001). Рецептор-опосредованная активация гетеротримерного G-белка G приводит к высвобождению АТФ из эритроцитов. Med. Sci. Монит . 7, 669–674.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Падилья, Дж., Симмонс, Г. Х., Бендер, С. Б., Арсе-Эскивель, А. А., Уайт, Дж. Дж., И Лафлин, М. Х. (2011). Сосудистые эффекты упражнений: эндотелиальная адаптация за пределами активных мышечных слоев. Физиология. (Bethesda.) 26, 132–145. DOI: 10.1152 / Physiol.00052.2010

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Паризотто, Р., Гор, К. Дж., Эмсли, К. Р., Эшенден, М. Дж., Бругнара, К., Хау, К., и другие. (2000). Новый метод, использующий маркеры измененного эритропоэза для выявления злоупотребления рекомбинантным эритропоэтином человека у спортсменов. Haematologica 85, 564–572.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Пишон, А., Ламар, Ю., Войтурон, Н., Маршан, Д., Вилар, Дж., Ришале, Дж. П. и др. (2013). Деформируемость эритроцитов очень незначительно снижена у мышей с дефицитом эритропоэтина. Clin. Гемореол. Microcirc . DOI: 10.3233 / CH-121654.[Epub перед печатью]

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Платт О.С., Люкс С.Э. и Натан Д.Г. (1981). Гемолиз при ксероцитозе, вызванный физической нагрузкой. Обезвоживание эритроцитов и чувствительность к сдвигу. J. Clin. Инвестируйте . 68, 631–638. DOI: 10.1172 / JCI110297

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Поль У., Буссе Р., Куон Э. и Бассенж Э. (1986). Пульсирующая перфузия стимулирует высвобождение эндотелиальных аутакоидов. J. Appl. Кардиол . 1, 215–235.

Цю Ф. и Даль Г. (2009). Пермеант, регулирующий проницаемость пор: ингибирование каналов паннексина 1 под действием АТФ. Am. J. Physiol. Cell Physiol . 296, C250 – C255. DOI: 10.1152 / ajpcell.00433.2008

CrossRef Полный текст

Цю Ф., Ван Дж., Спрей Д. К., Скеймс Э. и Даль Г. (2011). Два невезикулярных пути высвобождения АТФ в мембране эритроцитов мыши. FEBS Lett . 585, 3430–3435. DOI: 10.1016 / j.febslet.2011.09.033

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Рэнд П. В., Баркер Н. и Лакомб Э. (1970). Влияние вязкости и агрегации плазмы на вязкость цельной крови. Am. J. Physiol . 218, 681–688.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Рапопорт, С. М. (1986). Ретикулоцит . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, Inc., Бока-Ратон, Флорида.

Рейнафарье К., Лозано Р. и Вальдивьесо Дж.(1959). Высокогорная полицитемия: метаболизм железа и связанные с ним аспекты. Кровь 14, 433–455.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Робах П. и Лундби К. (2012). Актуальны ли тренировки на низких высотах в режиме реального времени для высококлассных спортсменов с уже высокой общей массой гемоглобина. Сканд. J. Med. Sci. Спорт 22, 303–305. DOI: 10.1111 / j.1600-0838.2012.01457.x

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Робинсон, Дж.М. и Ланкастер Дж. Р. (2005). Гемоглобин-опосредованная, индуцированная гипоксией вазодилатация через оксид азота — механизм (S) и физиологическое против патофизиологического значения. Am.er. J. Respir. Ячейка Mol.ec. Биол . 32, 257–261. DOI: 10.1165 / rcmb.F292

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Робинсон Ю., Кристанчо Э. и Бенинг Д. (2006). Внутрисосудистый гемолиз и средний возраст эритроцитов у спортсменов. Med. Sci. Спортивное упражнение . 38, 480–483.DOI: 10.1249 / 01.mss.0000188448.40218.4c

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Ромен А. Дж., Брун Дж. Ф., Варле-Мари Э. и Рейно де М. Э. (2011). Влияние тренировок на реологию крови: метаанализ. Clin. Гемореол. Microcirc . 49, 199–205. DOI: 10.3233 / CH-2011-1469

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Роутон, Ф. Дж., И Северингхаус, Дж. У. (1973). Точное определение кривой диссоциации O ₂ крови человека выше 98.7-процентное насыщение с данными о растворимости O ₂ в немодифицированной крови человека от 0 до 37 градусов C. J. Appl. Physiol . 35, 861–869.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Саллам А. М. и Хван Н. Х. (1984). Гемолиз эритроцитов человека в турбулентном потоке сдвига: вклад напряжений сдвига Рейнольдса. Биореология 21, 783–797.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Санчес К., Мерино К. и Фигалло М.(1970). Одновременное измерение объема плазмы и массы клеток при полицитемии на большой высоте. J. Appl. Physiol . 28, 775–778.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Савка, М. Н., Конвертино, В. А., Эйхнер, Э. Р., Шнидер, С. М., и Янг, А. Дж. (2000). Объем крови: важность и адаптация к тренировкам, стрессам окружающей среды и травмам / болезням. Med. Sci. Спортивное упражнение . 32, 332–348. DOI: 10.1097 / 00005768-200002000-00012

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Скаро, Дж.Л. (1960). [Эритропоэтическая активность экстрактов мочи людей, живущих на большой высоте]. Rev. Soc. Арджент Биол . 36, 1–8.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Шмидт В. и Проммер Н. (2005). Оптимизированный метод повторного дыхания CO: новый инструмент для рутинного определения общей массы гемоглобина. Eur. J. Appl. Physiol . 95, 486–495. DOI: 10.1007 / s00421-005-0050-3

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Шмидт, В., Эккардт, К. У., Хильгендорф, А., Штраух, С., и Бауэр, К. (1991). Влияние максимальной и субмаксимальной нагрузки в условиях нормоксии и гипоксии на уровень эритропоэтина в сыворотке. Внутр. J. Sports Med . 12, 457–461. DOI: 10.1055 / с-2007-1024713

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Шмидт В., Маассен Н., Трост Ф. и Бенинг Д. (1988). Воздействие тренировки на объем крови, оборот эритроцитов и свойства связывания кислорода гемоглобином. Eur. J. Appl. Physiol . 57, 490–498. DOI: 10.1007 / BF00417998

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Schobersberger, W., Tschann, M., Hasibeder, W., Steidl, M., Herold, M., Nachbauer, W., et al. (1990). Последствия 6 недель силовых тренировок на эритроциты O ₂ транспорт и статус железа. Eur. J. Appl. Physiol. Ок. Physiol . 60, 163–168. DOI: 10.1007 / BF00839152

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Шумахер Ю.О., Янковиц, Р., Бултерманн, Д., Шмид, А., и Берг, А. (2002). Гематологические показатели у велосипедистов высокого уровня. Сканд. J. Med. Sci. Спорт 12, 301–308. DOI: 10.1034 / j.1600-0838.2002.10112.x

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Шварц А. Дж., Бразел Дж. А., Хинц Р. Л., Мохан С. и Купер Д. М. (1996). Острое влияние коротких упражнений низкой и высокой интенсивности на циркулирующий инсулиноподобный фактор роста (IGF) I, II и IGF-связывающий белок-3 и его протеолиз у молодых здоровых мужчин. J. Clin. Эндокринол. Метаб . 81, 3492–3497. DOI: 10.1210 / jc.81.10.3492

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Шварц К. А. и Флесса Х. С. (1973). Мартовская гемоглобинурия. Отчет о случае после баскетбола и игры на барабанах. Огайо. State Med. J . 69, 448–449.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Скореганья, М., Динг, К., Чжан, К., Октай, Ю., Беннет, М. Дж., Беннет, М., и др. (2005). HIF-2альфа регулирует развитие кроветворения у мышей эритропоэтин-зависимым образом. Кровь 105, 3133–3140. DOI: 10.1182 / кровь-2004-05-1695

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Моряки К., Висс С. и Пиомелли С. (1980). Снижение энергетического метаболизма при старении эритроцитов и его связь с гибелью клеток. Am. Дж. Гематол . 8, 31–42. DOI: 10.1002 / ajh.2830080105

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Селби, Г. Б., и Эйхнер, Э. Р. (1986). Плавание на выносливость, внутрисосудистый гемолиз, анемия и дефицит железа.Новый взгляд на анемию спортсменов. Am. J. Med . 81, 791–794. DOI: 10.1016 / 0002-9343 (86) ^-5

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Severinghaus, J. W. (1979). Простые и точные уравнения для человеческой крови O ₂ вычислений диссоциации. J. Appl. Physiol . 46/3, 599–602.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Шарп, К., Хопкинс, В., Эмсли, К. Р., Хау, К., Траут, Г. Дж., Казлаускас, Р., и другие. (2002). Разработка референсных диапазонов маркеров измененного эритропоэза у профессиональных спортсменов. Haematologica 87, 1248–1257.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Шен В., Чжан X., Чжао Г., Волин М. С., Сесса В. и Хинтце Т. Х. (1995). Производство оксида азота и экспрессия гена NO-синтазы способствуют регуляции сосудов во время физических упражнений. Med. Sci. Спортивное упражнение . 27, 1125–1134. DOI: 10.1249 / 00005768-199508000-00005

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Зибенманн, К., Робах П., Якобс Р. А., Расмуссен П., Нордсборг Н., Диас В. и др. (2012). «Живи на высоком уровне» с использованием нормобарической гипоксии: двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. J. Appl. Physiol . 112, 106–117. DOI: 10.1152 / japplphysiol.00388.2011

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Симмондс, М. Дж., Конн, П., и Сабапати, С. (2013). Повышение уровня лактата в крови, вызванное упражнениями, не влияет на деформируемость эритроцитов у велосипедистов. PLoS.ОДИН . 8: e71219. DOI: 10.1371 / journal.pone.0071219

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Сири, У. Э., Ван Дайк, Д. К., Винчелл, Х. С., Полликов, М., Паркер, Х. Г. и Кливленд, А. С. (1966). Ранний эритропоэтин, кровь и физиологические реакции на тяжелую гипоксию у человека. J. Appl. Physiol . 21, 73–80.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Шостранд, Т. (1948). Практический метод определения карбоксигемоглобина с помощью анализа альвеолярного воздуха. За границей. Аспирантура. Med. J . 2, 485–487.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Смит М. М., Лукас А. Р., Хэмлин Р. Л. и Девор С. Т. (2013). Связь между гемореологическими факторами и максимальным потреблением кислорода. Есть ли роль вязкости крови в объяснении спортивных результатов? Clin. Гемореол. Microcirc . DOI: 10.3233 / CH-131708. [Epub перед печатью]

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Спраг, Р.С., Эллсуорт, М. Л., Стивенсон, А. Х., и Лонигро, А. Дж. (1996). АТФ: связь красных кровяных телец с NO и местный контроль легочного кровообращения. Am. J. Physiol . 271, h3717 – h3722.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Спраг, Р. С., Эллсуорт, М. Л., Стефенсон, А. Х., Кляйнхенц, М. Э. и Лонигро, А. Дж. (1998). Вызванное деформацией высвобождение АТФ из эритроцитов требует активности CFTR. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol . 44, h2726 – h2732.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Stamler, J. S., Jia, L., Eu, J. P., McMahon, T. J., Demchenko, I. T., Bonaventura, J., et al. (1997). Регуляция кровотока S-нитрозогемоглобином в физиологическом кислородном градиенте. Наука 276, 2034–2037. DOI: 10.1126 / science.276.5321.2034

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Sun, X. G., Hansen, J. E., Ting, H., Chuang, M. L., Stringer, W. W., Adame, D., et al. (2000).Сравнение сердечного выброса при физической нагрузке по принципу Фика с использованием кислорода и углекислого газа. Сундук 118, 631–640. DOI: 10.1378 / сундук.118.3.631

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Svedenhag, J., Piehl-Aulin, K., Skog, C., and Saltin, B. (1997). Увеличение мышечной массы левого желудочка у спортсменов после длительных высотных тренировок. Acta Physiol Scand . 161, 63–70. DOI: 10.1046 / j.1365-201X.1997.00204.x

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Телфорд, Р.Д., Слай, Г. Дж., Хан, А. Г., Каннингем, Р. Б., Брайант, К., и Смит, Дж. А. (2003). Удар ногой — основная причина гемолиза во время бега. J Appl. Physiol . 94, 38–42.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Томсен, Дж. К., Фог-Андерсен, Н., Бюлов, К., и Девантье, А. (1991). Объемы крови и плазмы определялись с помощью угарного газа, ^99m Tc-меченных эритроцитов, ¹²⁵ I-альбумина и T (1824). Техника. Скан. J. Clin.Лаборатория. Инвестируйте . 51, 185–190. DOI: 10.3109 / 0036551910₀₆

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Улькер П., Гундуз Ф., Мейзельман Х. Дж. И Баскурт О. К. (2013). Оксид азота, вырабатываемый эритроцитами после воздействия напряжения сдвига, расширяет изолированные мелкие брыжеечные артерии в условиях гипоксии. Clin. Гемореол. Microcirc . 54, 357–369. DOI: 10.3233 / CH-2012-1618

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

ван дер Бруг, Г.Э., Петерс, Х. П., Хардеман, М. Р., Шеп, Г., и Мостерд, В. Л. (1995). Гемореологический ответ на длительные упражнения — отсутствие эффекта от разных кормлений. Внутр. J. Sports Med . 16, 231–237. DOI: 10,1055 / с-2007-972997

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Vandewalle, H., Lacombe, C., Lelievre, J. C., and Poirot, C. (1988). Вязкость крови после 1-часовой субмаксимальной нагрузки с питьем и без. Внутр. J. Sports Med .9, 104–107. DOI: 10.1055 / с-2007-1024988

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Вебер Р. Э. и Фаго А. (2004). Функциональная адаптация и ее молекулярные основы в гемоглобинах, нейроглобинах и цитоглобинах позвоночных. Респир. Physiol. Neurobiol . 144, 141–159. DOI: 10.1016 / j.resp.2004.04.018

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Вес, Л. М., Александер, Д., Эллиот, Т., и Джейкобс, П. (1992).Эритропоэтические адаптации к тренировкам на выносливость. Eur. J. Appl. Physiol. Ок. Physiol . 64, 444–448. DOI: 10.1007 / BF00625065

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Ялчин О., Бор-Кучукатай М., Сентурк У. К. и Баскурт О. К. (2000). Влияние упражнений на плавание на реологию красных кровяных телец у тренированных и нетренированных крыс. J. Appl. Physiol . 88, 2074–2080.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Йошимура, Х., Иноуэ, Т., Ямада, Т., и Шираки, К. (1980). Анемия при тяжелых физических нагрузках (спортивная анемия) и ее причинный механизм с особым упором на белковое питание. World Rev. Nutr. Диета 35, 1–86.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Чжао, Дж., Тянь, Ю., Цао, Дж., Цзинь, Л. и Цзи, Л. (2013). Механизм деформации эритроцитов крыс, вызванный тренировкой на выносливость, связан с эритропоэзом. Clin. Гемореол. Microcirc . 53, 257–266. DOI: 10.3233 / CH-2012-1549

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Что это означает, диапазоны и результаты тестов

Красные кровяные тельца (эритроциты) могут присутствовать в моче, даже если они не видны человеку. Медицинский термин для эритроцитов в моче — гематурия.

Есть два типа гематурии. Один из них называется «макрогематурия», который возникает, когда человек видит кровь в моче. Другой тип — это «микроскопическая гематурия», при которой человек не может видеть кровь в моче, несмотря на наличие эритроцитов.

Однако эритроциты в моче обычно являются признаком основного состояния здоровья. Врач обычно проверяет содержание эритроцитов во время анализа мочи. Затем они будут использовать результаты, чтобы определить, каким должен быть следующий курс действий.

Продолжайте читать, чтобы получить дополнительную информацию о том, что могут означать эритроциты в моче, нормальные и аномальные диапазоны, а также типичные результаты тестов.

Существует несколько потенциальных причин появления эритроцитов в моче, в том числе:

• инфекции мочевыводящих путей (ИМП)
• инфекции почек или мочевого пузыря
• камни в почках
• энергичные упражнения, которые требуют от организма отправки большого количества крови в организм. мышцы
• рабдомиолиз, при котором сильно поврежденные мышцы вызывают утечку веществ из мышц в кровь
• половой акт, вызывающий раздражение тканей

Кроме того, некоторые лекарства могут вызывать образование эритроцитов в моче.Некоторые потенциальные лекарства, которые могут приводить к образованию эритроцитов в моче, включают:

Существуют также некоторые хронические состояния, которые могут приводить к образованию эритроцитов в моче. К ним относятся:

• серповидно-клеточная анемия
• гемофилия, затрудняющая свертывание крови для некоторых людей
• поликистоз почек, возникающий при образовании кист на почках
• рак мочевого пузыря или почек
• увеличенная простата

в В некоторых случаях человек может не испытывать никаких дополнительных симптомов эритроцитов в моче.Однако некоторые состояния из приведенного выше списка также могут вызывать боль, отек или жар.

Другие симптомы, которые человек может заметить, если у него есть состояние, вызывающее эритроциты в моче, включают:

• моча, которая выглядит розовой, красной или цвет чая
• частая потребность в мочеиспускании
• боль или затрудненное мочеиспускание
• боль в животе или спине
• опухшие ступни, ноги или лодыжки

Если человек замечает кровь в моче, ему следует как можно скорее поговорить со своим врачом.

В большинстве случаев врач обнаруживает эритроциты в моче во время анализа мочи. Анализ мочи проверяет несколько ключевых показателей здоровья после сдачи образца мочи.

В идеальном образце используется метод «чистого улова». Метод чистого улова включает запуск потока мочи и помещение сборной чашки в середину потока. Это помогает удалить любое потенциальное загрязнение от бактерий или других веществ, которые могут находиться рядом с гениталиями.

Подробнее об анализе мочи можно узнать здесь.

В некоторых случаях врач может использовать простой индикатор для анализа мочи на кровь. Щуп — это лист бумаги с химическими веществами. Эти химические вещества вступают в реакцию с различными веществами, которые могут присутствовать в моче. В случае поиска эритроцитов щуп станет другим цветом, если эритроциты есть.

После этого врач отправит образец в лабораторию для дальнейшего исследования. Сотрудники лаборатории могут предоставить дополнительную информацию о количестве эритроцитов, а также о любых других веществах, которые могут указывать на основное заболевание в моче.

В нормальном образце мочи может присутствовать очень небольшое количество эритроцитов. Фактически, по данным Медицинской школы Икана на горе Синай в Нью-Йорке, нормальный диапазон содержания эритроцитов в моче составляет до четырех эритроцитов на поле высокого увеличения.

Однако в разных лабораториях могут быть разные диапазоны для «нормального» результата. По этой причине человек может пожелать поговорить со своим врачом о том, что означают результаты его анализов.

Ненормальный диапазон может указывать на любую из ряда потенциальных проблем.Некоторые из возможных состояний включают в себя:

• проблемы с почками или мочевыводящими путями, такие как инфекция, опухоль или камни
• проблемы с простатой
• рак мочевого пузыря или почки

Если анализ показывает, что у человека есть Эритроциты в моче, врач, скорее всего, проведет дополнительные тесты. Например, они могут захотеть провести:

• анализы крови
• КТ или МРТ для исследования почек и мочевыводящих путей
• биопсию почек
• цистоскопию, при которой они будут использовать тонкий гибкий инструмент для осмотрите мочевыводящие пути

Врач также спросит о любых других симптомах, которые испытывает человек, которые могут указывать на основное заболевание.Человек должен обсудить свои проблемы со своим врачом, прежде чем сдавать образец мочи.

Также важно отметить, что иногда тест может выдавать ложные показания. Это может произойти, например, если человек сдает тест во время менструации. В этом случае кровь может попасть в образец мочи и вызвать ложное показание.

Беременные женщины не должны видеть кровь в моче. Если они это сделают, они должны немедленно сообщить об этом своей медицинской бригаде. Если они предоставят образец мочи с кровью, врач попытается диагностировать и лечить любые основные заболевания.

Поскольку ИМП являются обычным явлением во время беременности, наиболее вероятной причиной появления крови в моче являются ИМП.

Однако врач может провести тесты и задать вопросы, чтобы исключить другие потенциальные проблемы.

Эритроциты в моче могут указывать на проблемы с мочевыводящими путями. Если человек обнаруживает кровь в моче, ему следует обратиться к своему лечащему врачу.

Если тест подтверждает наличие эритроцитов в моче, врач, скорее всего, захочет провести дополнительные тесты, чтобы выяснить, что их вызывает.Часто причина излечима.

Глаза смотрящего — Проконсультируйтесь с QD

Автор Джеймс Ф. Саймон, MD , и Арани Нанавати, MD

Клиника Кливленда — некоммерческий академический медицинский центр. Реклама на нашем сайте помогает поддерживать нашу миссию. Мы не поддерживаем Политику в отношении продуктов или услуг, не принадлежащих Cleveland Clinic.

Моча — это окно в почки. Эта часто повторяемая поговорка убеждает студентов-медиков и резидентов в важности микроскопии мочи при оценке пациентов с почечными заболеваниями.

Хотя эта фраза, вероятно, является адаптацией идеи древних времен о том, что моча отражается на юморе или качестве души, понимание значимости результатов анализа мочи для состояния почек, вероятно, принадлежит пионерам микроскопии мочи. Согласно обзору Фогацци и Кэмерона, истоки прямого исследования мочи под микроскопом лежат в 17 веке, когда трудолюбивые врачи использовали рудиментарные микроскопы для выявления основных структур в моче и сопоставления их с клиническими проявлениями.Сначала можно было увидеть только более крупные структуры, в основном кристаллы у пациентов с нефролитиазом. По мере развития микроскопов можно было увидеть более мелкие структуры, такие как «тельца» и «цилиндры», описывающие клетки и слепки.

При сопоставлении этих результатов с показаниями пациентов, элементарное понимание почечной патологии развилось задолго до появления биопсии почек. Липидные капли были замечены у пациентов, опухших от водянки, а позже выяснилось, что у них есть нефротические синдромы. В 1872 году Харли впервые описал измененную морфологию дисморфических эритроцитов у пациентов с болезнью Брайта или гломерулонефритом.

В 1979 г. Birch и Fairley обнаружили, что наличие акантоцитов позволяет дифференцировать гломерулярную гематурию от негломерулярной гематурии.

Дисморфические эритроциты: типы и значение

Термин дисморфический относится к любым деформированным эритроцитам, обнаруженным в моче. Дисморфические клетки имеют множество причин. Термин акантоцит зарезервирован для красных кровяных телец, которые демонстрируют признаки повреждения, которое, как считается, вызвано прохождением через базальную мембрану клубочков, характеризующуюся выступами или пузырями в форме пузырьков (, рис. 1, ).Эти клетки считаются достаточно специфичными для клубочковой гематурии. Köhler et al. Обнаружили, что у пациентов с подтвержденной биопсией гломерулярной болезнью 12,4% экскретированных клеток были акантоцитами, тогда как они редко обнаруживались у людей с негломерулярной гематурией. Когда эти клетки затем проходят через почечные канальцы, они могут заключаться в белках Тамма-Хорсфалла, образуя цилиндры красных кровяных телец (, рис. 2, ), еще один признак гломерулярной болезни.

Биопсия почки пациента с иммуноглобулином А нефропатия, представленная Даза и др. ( Cleveland Clinic Journal of Medicine, , январь 2018, ), напоминает нам об удивительной патофизиологии гломерулярной болезни.Эритроцит может каким-то образом искривляться настолько, чтобы протиснуться через поры воспаленной базальной мембраны клубочка, размер которой составляет примерно одну десятую ее размера, и для этого видны только пузыри. Изображение, представленное Даза и его коллегами, запечатлело это редко наблюдаемое событие и должно заставить нас задуматься. В эпоху, когда электронная медицинская карта слишком часто заменяет анамнез пациента, когда УЗИ и эхокардиография заменяют стетоскоп, и когда отчеты машин и техников без понимания состояния пациента заменяют прямое исследование жидкостей организма, есть смысл в том, чтобы увидеть что происходит у нас самих.Это изображение позволяет нам понять значение микроскопии мочи при обследовании пациентов с почечной недостаточностью.

Микроскопия мочи: роль нефролога

Инструменты, используемые в микроскопии мочи, значительно усовершенствовались с момента ее появления. Но не все достижения привели к улучшению ухода за пациентами. В лабораториях есть обученные техники для проведения микроскопии мочи. Анализаторы могут определять основные структуры мочевыводящих путей, используя алгоритмы для сравнения их с сохраненными эталонными изображениями.

Что еще более важно, микроскопия мочи была классифицирована органами по аккредитации и инспекции как «тест», а не как компетенция, выполняемая врачом.Таким образом, определения качества в микроскопии мочи сместились от применения результатов исследования мочи к уходу за пациентом и к воспроизводимости идентификации отдельных структур способами, которые могут быть задокументированы с помощью проверок качества, проводимых неклиниками. А поскольку руководящие органы требуют, чтобы лаборатории соблюдали обременительные процедуры для поддержания аккредитации (например, поправки Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США), многие больницы закрыли лаборатории мочи на базе нефрологов.

Это было бы приемлемо, если бы лабораторные отчеты содержали информацию, эквивалентную полученной нефрологом. Но такие отчеты редко включают что-либо, кроме самых элементарных открытий. В этих отчетах эритроциты не дифференцируются как дисморфные или мономорфные. Все отливки гранулированные. Кристаллы часто являются основным моментом отчета, обычно это случайная находка, не имеющая большого значения. Фазовый контраст и поляризация никогда не выполняются.

Несмотря на низкое качество данных, представленных в этих отчетах, из-за ужесточения правил и ограничений по времени все меньше нефрологов проводят микроскопию мочи даже в учебных заведениях.В неофициальном опросе директоров программ нефрологических стипендий в 2009 году 79 процентов ответивших программ полагались исключительно на лабораторные отчеты для микроскопических результатов (устное общение, Perazella, 2017).

Среди медицинских преподавателей есть общая озабоченность по поводу передачи физического осмотра и других методов технологиям. Однако во многих случаях такие изменения могут улучшить возможность поставить правильный диагноз. При правильном выполнении микроскопия мочи может помочь определить необходимость биопсии почки, дифференцировать причины острого повреждения почек и помочь принять решение о терапии.Perazella показал, что микроскопия мочи может надежно дифференцировать острый тубулярный некроз от преренальной азотемии. Кроме того, серьезность результатов микроскопии мочи была связана с худшими почечными исходами.

В нашем учреждении проведенная нефрологом микроскопия мочи привела к изменению причины острого повреждения почек в 25 процентах случаев и конкретным изменениям в лечении у 12 процентов пациентов (неопубликованные данные).

Имея это в виду, вызывает беспокойство то, что единственные доказательства в литературе по этой теме продемонстрировали, что лабораторная микроскопия мочи на самом деле является препятствием для ее основной цели при остром повреждении почек, которая состоит в том, чтобы помочь определить причину повреждения.Цай и др. Показали, что нефрологи правильно определили причину острого повреждения почек в 90 процентах случаев, когда они выполняли собственную микроскопию мочи, но этот показатель упал до 23 процентов, когда они полагались на отчет, созданный в лаборатории. Интересно, что знание истории болезни пациента при выполнении микроскопии было важным, поскольку точность составляла 69 процентов, когда использовался отчет о результатах микроскопии другого нефролога.

Наложение результатов на пациента

Цель микроскопии мочи в клинической практике — выявить и понять результаты применительно к пациенту.Если смотреть с этой точки зрения, очевидно, что пациенту с почечной недостаточностью лучше всего обслуживают, когда нефролог, знакомый с этим случаем, выполняет микроскопию мочи, а не техник или анализатор в отдаленных частях больницы, не связанных с пациентом.

Развитие технологий или оптимизация больничных услуг не всегда приводят к улучшению ухода за пациентами, и то, как мы определяем качество, является неотъемлемой частью определения того, когда это так. Контрольные списки качества могут служить руководством для безопасного ухода за пациентами, но не должны заменять принятие клинических решений.Прямое участие врача с нашими пациентами имеет конкретные преимущества, будь то сбор анамнеза, физическое обследование, просмотр радиологических изображений или анализ образцов, таких как моча. Это позволяет нам испытать удивительную патофизиологию болезней человека и понять нюансы, уникальные для каждого из наших пациентов.

Но самое главное, это усиливает потребность в прямой связи, как эмоциональной, так и физической, между нами как целителями и нашими пациентами.

Др.Саймон находится в отделении нефрологии и гипертонии. Доктор Нанавати — научный сотрудник отделения нефрологии и гипертонии по трансплантологии.

Рис. 1. Акантоцит у пациента с гломерулонефритом. Стрелка отмечает типичный пузырек (× 40).

Рис. 2. Отливка эритроцитов у пациента с гломерулонефритом. Цилиндры образуются, когда эритроциты, прошедшие через поврежденную базальную мембрану клубочков, заключаются в белки мочи перед тем, как вывести их с мочой (× 40).

Эта редакционная статья впервые появилась в журнале Cleveland Clinic Journal of Medicine в январе 2018 г. ( Vol. 85, No. 1) . Читать статью и ссылки полностью, Качество микроскопии мочи: глаза смотрящего .