У більшості хворих основної групи (58,8%) хронічні захворювання ГДЗ були асоційовані з НР. В групі порівняння поширеність хелікобактеріозу складала 33,3% (p< 0,05 порівняно з основною групою). Але за результатами морфологічного дослідження з використанням методу овідин-біотин-пероксидазної візуалізації НР виявляли у 100% підлітків. Причому у більшості цих хворих (64,7%) спостерігався мінімальний (+), а у третини (35,3%) – помірний (++) ступінь мікробної колонізації НР. Значне мікробне обсіювання (+++) у досліджених хворих не реєструвалося.
Рівень інфікування НР вірогідно не відрізнявся у підлітків 1 та 2 підгруп (70,6 та 57,6% відповідно, р > 0,05), а також у хворих із нормальною та підвищеною інтрагастральною кислотністю (59,2 та 61,9%, відповідно). Частота інфікування також не відрізнялася у досліджених із виразковими та ерозивними змінами СО (75,0 та 66,7% відповідно, р > 0,05).
Поширеність хелікобактеріозу була різною у хворих із різною тривалістю захворювання органів ГДЗ. Найвищий рівень інфікованості спостерігався у підлітків, які хворіли менше 1 року (75,8%); знижувався до 69,5% у хворих зі стажем хвороби від 3 до 5 років та був найнижчим при тривалості ГДП більше 5 років (52,2%, р < 0,05 порівняно із підлітками, які хворіли менше 1 року).
Хронічні захворювання ГДЗ у більшості пацієнтів основної групи (59%) супроводжувались підвищенням базальної інтрагастральної кислотності. У 37,4% хворих спостерігався незмінений рівень шлункової рН, а в 4% випадків відмічалася гіпоацидність. Гіперацидність була більш характерною за наявності у підлітків деструктивних уражень СО (70,6% та 53,4% в 1 та 2 підгрупах, відповідно, р < 0,05). У хворих із запальними змінами гастродуоденальної зони частіше відзначалася нормоацидність (41,1% та 29,4% в 1 та 2 підгрупах, р < 0,05) та гіпоацидність (5,5% та 0% для 1 та 2 підгруп, р < 0,05).
Перебіг хронічних захворювань ГДЗ супроводжувався порушеннями обміну ліпідів. У 10,1% хворих основної групи спостерігалися зниження рівнів ЗХ та ХСЛПНЩ при нормальному вмісті ХСЛПВЩ, ХСЛПДНЩ та тригліцеридів сироватки крові. Випадки гіпохолестеринемії реєструвалися майже втричі частіше при наявності у хворих виразки чи ерозій СО шлунка та ДПК (25,0% та 8,1% у 1 та 2 підгрупах відповідно, р < 0,01). Середні рівні ЗХ, ХСЛПВЩ, ХСЛПДНЩ, ХСЛПНЩ та тригліцерідів не відрізнялися поміж групами хворих із супутніми захворюваннями органів гепатобіліарної системи та без них (р > 0,05). Тобто, порушення ліпідного обміну у підлітків із хронічною ГДП, ймовірно, пов’язані з неефективним всмоктуванням ліпідів пошкодженою СО ГДЗ, тоді як порушення емульгації ліпідів та пасажу жовчі внаслідок супутніх розладів печінки, жовчного міхура та жовчовивідних шляхів не відіграють вирішальної ролі в даному випадку. Такі припущення співпадають з даними літератури (Коваленко А.А., 1999; Варначева Л.Н., 2006).
Аналіз результатів ДТ показав, що значення часу релаксації сенсора t2 різнилися у хворих 1 підгрупи порівняно із хворими 2 підгрупи (1,7±0,3 та 1,1±0,04 хвилин, відповідно, р < 0,05 ) та групою порівняння (1,1±0,1 хв., р < 0,05 ). Крім того, спостерігалася залежність часу релаксації t2 від ступеню пошкодження СО шлунка та ДПК: найповільніша релаксаціяреєструвалася при ВХ шлунка та ДПК, дещо швидша – при ерозивному гастродуоденіті та найшвидша – при запальних змінах СО та у підлітків групи порівняння (рис. 2).
Слід зауважити, що в 2 підгрупі середні значення t2 не мали відмінностей у хворих із лімфоїдною гіперплазією, атрофічними змінами СО шлунку та ДПК та групи порівняння (1,1±0,1 хвилин; р > 0,05).
Але при подальшому аналізі з’ясувалося, що така поведінка t2 була характерною тільки для інфікованих НР підлітків, тоді як у НР-негативних досліджених значення часу релаксації не відрізнялися при різних формах захворювань та в групі порівняння (рис. 3).
Ми припустили, що такі особливості часу релаксації можуть бути зумовлені тим, що продукти життєдіяльності НР формують більш стійкі зв'язки з газочутливою речовиною сенсорів, а тому повільніше десорбуються під час релаксації, ніж компоненти ВГ неінфікованих досліджених.
Для того щоб встановити, які саме продукти метаболізму НР зумовлюють діагностично важливі особливості ДТ, розробниками сенсорів було проведено лабораторні дослідження газової чутливості сенсорів до дії найважливіших летючих продуктів життєдіяльності НР (аміак, ізопрен, оксид азоту та вуглекислий газ) (Александров Ю.Л., 2007). Invitro було встановлено, що аміак, який є головним продуктом уреазної активності НР, практично не впливає на формування кривої відгуку та не може пояснювати всієї феноменології взаємодії сенсорів із ВГ людини. Так, під впливом значних концентрацій аміаку (від 4700 до 12000 ppm) відгук сенсорів був майже в 15 разів нижчим порівняно з реакцією, яка спостерігається на дію ВГ здорової людини (Александров Ю.Л., 2007), де концентрація аміаку в тисячі разів нижча і складає менше 1 ppm (Svensson S., 2005; Giroux M., 2002) та хворих з ДВ, де рівень аміаку коливається від 1 до 10 ppm (Kearney D.J., 2002). Крім того, час швидкодії сенсорів на вплив аміаку був у 50-100 разів меншим порівняно з тим, який спостерігався при дії ВГ, а загальний вигляд кривої та її поведінка значно відрізнялись від тих, що були зареєстровані при дії ВГ. Сенсори також не реагували на дію ізопрену, оксиду азоту та вуглекислого газу.
Результати ДТ з навантаженням сечовиною дозволили invivo підтвердити ці експериментальні дані. Зазвичай після прийому карбаміду у НР-інфікованих підлітків відбувається його розщеплення до аміаку та вуглекислого газу (CO(NH2 )2 + Н2 О → 2NH3 + CO2 ↑). Якщо б даний ДТ був чутливим до уреазних продуктів життєдіяльності ХІ, то після проби з навантаженням значення t2 мали б змінитися у НР+ досліджених та залишитися незмінними у неінфікованих підлітків. Однак порівняння результатів ДТ до та після прийому сечовини показало неоднозначні результати. Так, середній рівень t2 не змінювався через 30 хвилин після навантаження у підлітків із НР-асоційованими захворюваннями ГДЗ, дорівнюючи 1,7 хвилинам. Навпаки, у НР-негативних хворих спостерігалася тенденція до зростання середньої тривалості часу релаксації з 1,6 до 2,1 хвилин (р > 0,05). Аналіз індивідуальної динаміки абсолютних значень t2 показав, щопісля пробиз карбамідому переважної більшості хворих хелікобактеріозом (68,8%) час релаксації скорочувався, у 12,5% – залишався на тому ж рівні, а його зростання відзначалося тільки у 18,8% хворих. У пацієнтів із НР-негативними захворюваннями час релаксації подовжився у 37,5%, а покоротшав у 62,5% хворих.
Таким чином, виявлені особливості довжини часу релаксації сенсорів у підлітків з ХІ мають переважно неуреазне походження, тобто не є результатом дії аміаку чи вуглекислого газу, сформованих в результаті життєдіяльності ХІ.
Відмінності ж t2 у НР+ хворих із різним станом СО шлунка та ДПК можуть бути пов’язані з різним ступенем мікробного обсіювання СО бактеріями НР у хворих на ВХ, ерозивний гастродуоденіт та еритематозну гастродуоденопатію. Дійсно, морфологічне дослідження показало, що для деструктивних форм ГДЗ характерне більш щільне обсіювання СО колоніями НР, що також стверджується і в літературі (Lai Y.C., 2003; Coticchia J.M., 2006; Kayaselcuk F., 2002). При цьому ВГ хворих з виразками та ерозіями гастродуоденальної області вміщує більше продуктів життєдіяльності НР, що призводить до пропорційного подовження часу релаксації. З іншого боку, не можна також виключати вірогідність впливу на сенсор специфічних продуктів запалення та деструкції.
Крім того, для різних форм ГДП характерне інфікування різними штамами НР (Kraft C., 2005; Salama N.R., 2007; Мишкина Т.В., 2007). Так, за даними літератури у хворих із гострими деструктивними змінами СОШ виділяються найбільш вірулентні штами НР – cagAcagHvacAs1 та cagAcagHvacAs1 (Мишкина Т.В., 2007), а при поверхневих запальних процесах – менш агресивні vacAs1 та vacAs2 (Мишкина Т.В., 2007, Badruzzaman M., 2004; Kraft C., 2005). Різні за генотипами бактерії відрізняються не тільки за токсигенними, але й за біохімічними властивостями і тому продукують різний спектр неуреазних речовин (Mendz G.L., 1997; Salama N.R., 2007). З урахуванням сучасних тенденцій щодо того, що не всі штами ХІ потребують проведення ерадикаційної терапії, неуреазні методи визначення НР в перспективі можуть бути використані не тільки для неінвазивної діагностики цієї інфекції, але й для розпізнавання вірулентних штамів мікроорганізму, які потребують більшої уваги та динамічного контролю з боку гастроентеролога.
Середні значення іншого показника відгуку сенсорів Мах1 /Мах2 не відрізнялися у хворих із запальними (1,4±0,2) та деструктивними формами ГДП (1,1±1,1), ендоскопічними ознаками атрофії (1,2±0,1) та лімфоїдної гіперплазії (1,7±0,7), з обтяженою (1,4±0,3) та необтяженою (1,2±0,1) спадковістю, у НР+ та НР- підлітків (р > 0,05).
Аналіз результатів ДТ у підлітків основної групи залежно від стану інтрагастральної кислотності виявив відмінності середніх значень Max1 /Max2 поміж групами хворих із гіпо-, нормо- та гіперацидністю:
Max1 /Max2 гіпоацидність > Max1 /Max2 нормоацидність > Max1 /Max2 гіперацидність
2,2 > 1,2* > 0,97**
** р < 0,01 – вірогідність відмінностей відносно показників хворих із гіпер- та гіпоацидністю; * р < 0,05 – вірогідність відмінностей відносно показників хворих із нормо- та гіперацидністю.
Рівень шлункової рН не впливав на довжину часу релаксації, яка в середньому складала 1,2±0,1 та 1,3±0,1 хвилини у підлітків із гіпер- та нормоацидністю відповідно (р > 0,05).
Для подальшого аналізу показники кислотності шлункового соку було ранжовано за бальною шкалою, що дозволило математично оцінити взаємовідносини цього показника зі значеннями Max1 /Max2 . Було встановлено, що поміж цими параметрами існуєзворотно пропорційний лінійний зв’язок середньої сили (r = -0,38; р < 0,05) (рис. 4), а взаємовідносини рівня кислотності та Max1 /Max2 відображує наступне рівняння:
рН[бали] = 14,75 - 1,33 (Max1 /Max2 )
Виявлені особливості параметру Max1 /Max2 кривої відгуку сенсора можуть бути використані для неінвазивного визначення та моніторингу кислотності шлункового соку.
Результати ДТ за показниками часу релаксації t2 таспіввідношенняMax1 /Max2 не відрізнялися у юнаків та дівчат, а також у підлітків із нормальним та зниженим рівнем ЗХ сироватки крові.
Таким чином, виявлені особливості відгуку сенсорів у підлітків із ГДП, а саме, подовження часу релаксації при інфікування НР та відмінності при деструктивних чи запальних змінах СО, кореляція співвідношення Max1 /Max2 із рівнем базальної інтрагастральної кислотності можуть бути використані в якості нового діагностичного методу сучасної гастроентерології і педіатрії.
ВИСНОВКИ
У дисертації наводиться нове вирішення актуальної наукової задачі сучасної педіатрії, присвяченій удосконаленню методів неінвазивної діагностики хронічних захворювань органів гастродуоденальної зони у підлітків на основі вивчення їх ВГ з застосуванням нових газочутливих сенсорів. Параметри відгуку сенсорів були проаналізовані та співставлені з результатами традиційних клініко-лабораторних та інструментальних методів дослідження.
1. Клінічні прояви хронічної гастродуоденальної патології характеризуються поліморфізмом скарг та відсутністю патогномонічних симптомів при різних варіантах захворювань. У більшості підлітків хвороба перебігає на тлі інфікування Нelicobacterpylori та підвищення рівня базальної інтрагастральної кислотності. Хронічний гастрит, гастродуоденіт та виразкова хвороба можуть призводити до порушень обміну ліпідів та гіпохолестеринемії, причому такі зміни більш характерні для підлітків із деструктивними змінами слизової оболонки шлунка шлунка та дванадцятипалої кишки.
2. При інфікуванні Нelicobacterpylori у підлітків із гастродуоденальною патологією та у практично здорових дітей спостерігається сповільнення часу релаксації сенсорів t2 . Такі відмінності можуть бути результатом того, що продукти життєдіяльності цього мікроорганізму, які вміщує видихуваний газ інфікованих, формують більш стійкі зв'язки з газочутливим шаром сенсорів та більш повільно десорбуються з його поверхні. Зазначений ефект має переважно неуреазну природу.
3. У хворих із хелікобактер-асоційованими гастродуоденальними захворюваннями час релаксації має особливості при різному стані слизової оболонки шлунка та дванадцятипалої кишки. Так, найдовша релаксація спостерігається при виразковій хворобі (2,4±0,3 хвилини), менша – при ерозивному гастродуоденіті (1,6±0,3 хвилини) та найкоротша – при запальних формах гастродуоденальної патології (1,3±0,1 хвилини). Це може бути зумовлено різною ступінню мікробної колонізації слизової оболонки, яка значно вища при наявності деструктивних змін. Не можна виключити вірогідність впливу на відгук сенсора та час релаксації продуктів деструкції слизової оболонки.
4. У підлітків із гастродуоденальною патологією параметр відгуку сенсорів Max1 /Max2 (відношення максимумів періодів експозиції та релаксації) залежить від рівня базальної інтрагастральної кислотності. Між рН шлункового соку та Max1 /Max2 існуєзворотно пропорційний лінійний зв’язок (r = - 0,38). Найбільші значення Max1 /Max2 спостерігаються у хворих із вираженою тотальною гіпоацидністю, поступово знижуються при зміні рН в кислому напрямку та досягають мінімальних значень при вираженій тотальній гіперацидності.
5. Супутня патологія печінки, жовчного міхура та жовчновивідних шляхів суттєво не впливає на значення відгуку сенсора t2 таMax1 /Max2 у підлітків із хронічними гастродуоденальними захворюваннями.
6. Застосування нових сенсорних систем дозволяє отримувати складні криві відгуків, які формуються в результаті сумарного впливу газової суміші на поверхню газочутливого матеріалу. Параметри цих кривих можуть корелювати із різними (декількома) клінічно важливими показниками, а тому сенсорний аналіз видихуваного газу людини може бути інформативнішим за визначення концентрацій його окремих компонентів (наприклад, оксиду азоту, аміаку, водню та ін.). Такий підхід принципово відрізняється від існуючих аналітичних прийомів дихальної діагностики.
7. Виявлені особливості поведінки сенсорів на основі похідних солей TCNQ можуть бути в подальшому використані для визначення та моніторингу стану кислотоутворюючої функції шлунка та інфікування Нelicobacterpylori. Основними перевагами нового дихального тесту є простота методики, неінвазивність та безпечність для пацієнта, економічна доступність і можливість отримувати результат дослідження в режимі online. Це робить його діагностичним засобом нового покоління для виявлення патологічних станів, які традиційно можуть бути встановлені за допомогою інвазивних методів дослідження.
ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
1. Запропонований новий дихальний тест із застосуванням сенсорів на основі солей TCNQ рекомендується використовувати в якості скринінгового дослідження для неінвазивного визначення інфекції Нelicobacterpylori та асоційованих із нею деструктивних захворювань органів гастродуоденальної зони, а також рівня інтрагастральної кислотності шлунку.
2. Значення часу релаксації сенсорів t2 в межах 1,3±0,1 хвилин у підлітків із симптомами диспепсії вказують на наявність хелікобактер-асоційованих запальних, а в межах 2,0±0,2 хвилин – хелікобактер-асоційованих деструктивних змін слизової оболонки шлунка та дванадцятипалої кишки.
3. Підліткам із гастродуоденальною патологією за показником кривої відгуку сенсорів, що характеризує відношення експозиційного до релаксаційного максимумів (Max1 /Max2 ), можна визначити стан інтрагастральної кислотності, використовуючи наступне рівняння:
pH[ бали ] = 14,75 - 1,33 (Max1 /Max2 )
СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Дослідження видихуваного повітря підлітків із хронічною диспепсією за допомогою нових газочутливих сенсорів: методичні аспекти // Вісник ХНУ ім. В.Н. Каразіна. – 2007. – № 774 (14). – С.102– 107.
2. Аналіз видихуваного газу підлітків із хронічною гастродуоденальною патологією з використанням нових газочутливих сенсорів // Врачебная практика. – 2007. – № 6 (60). – С. 58–63 (співав.: Коренєв М.М., Камарчук Л.В., Поспєлов О.П., Камарчук Г.В.). Автором самостійно проведено збір матеріалу, математичне опрацювання кривих відгуку сенсорів, статистичну обробку результатів, підготовлено матеріали до друку.
3. Результати нового дихального тесту у підлітків із хронічною гастродуоденальною патологією за різної інтрагастральної кислотності // Сучасна гастроентерологія. – 2007. – № 6 (38). – С. 43– 46 (співав.: Коренєв М.М., Камарчук Л.В., Поспєлов О.П., Камарчук Г.В.). Автором самостійно проведено збір матеріалу, ранжування показників інтрагастральної кислотності, проаналізовано їх зв'язок із показниками нового дихального тесту, підготовлено результати до друку.
4. TCNQderivatives-basedsensorsforbreathgasanalysis // BreathAnalysisforMedicalDiagnosisandTherapeuticMonitoring: Ed. byA.AmannandD.Smith. – WorldScientific, Singapore, 2005. – P. 85–99(співав.: KamarchukG.V., PospyelovO.P., AlexandrovYu.L., YeremenkoA.V., KravchenkoA.V., KamarchukL.V., FaulquesE.). Автором самостійно проведено реєстрацію відгуку сенсора у добровольців із виразковою хворобою та практично здорових досліджуваних, виконано математичну обробку кривих відгуку сенсорів та підготовлено результати до друку.
5. Сенсоры активного типа для анализа выдыхаемого газа // Сенсорна електроніка та мікросистемні технології. – 2007. – № 4. – С. 22 – 31(співав.: Поспелов А.П., Александров Ю.Л., Плетнев А.М., Камарчук Г.В.). Автором самостійно зареєстровано відгук активних та пасивних сенсорів у різних режимах та виконано математичну обробку кривих відгуку.
6. Compoundsenhancedinamass-spectrometricprofileofsmokers’ exhaledbreathversusnon-smokersasdeterminedinapilotstudyusingPTR-MS // JournalofBreathResearch. – 2008. – №2. – P. 34-59 (співав.: SchwarzK., SchwentnerL., BaumannB., DzienA., SchmidA., UnterkoflerK., GastlG., ЉpanĕlP., SmithD., AmannA.). Автором самостійно проведено аналіз проб видихуваного газу методом газової хроматографії, проведено літературний пошук за даною тематикою, виявлено особливості видихуваного газу, зумовлені палінням.
7. Breathisoprene - aspectsofnormalphysiologyrelatedtoage, genderandcholesterolprofileasdeterminedinaPTR-MSstudy // Chest. – 2008. – Vol. №12. – (preprint) (співав.: SchwarzK., SchwentnerL., BaumannB., DzienA., SchmidA., UnterkoflerK., GastlG., ЉpanĕlP., SmithD., AmannA.). Автором самостійно проведено збір матеріалу, вивчено особливості вмісту ізопрену в видихуваному газі як показника ліпідного обміну та маркеру біосинтезу холестерину.
8. Selectivity of sensor response to the breath gas components as a method of noninvasive diagnostics of human diseases //BookofAbstracts. – Dornbirn (Austria),2004. – P.115 (співав.: Kamarchuk G.V., Pospelov O.P., Yeremenko A.V., KamarchukL.V.). Автором проведено збір матеріалу, математична обробка кривих відгуку сенсорів, статистична обробка результатів.
9. MethodologicalApproachestoInvestigationofChildrenBreathGasbyNewGasSensors // BreathAnalysisforClinicalDiagnosisandTherapeuticMonitoring: BookofAbstracts. – Innsbruck, 2005. – P. 48(співав.: KamarchukL.V., PospelovO.P., ZaikaA.S., KamarchukG.V.).
8-09-2015, 22:16