Д.м.н. Панченко К.И. к.м.н. Панченко А.К. аспирант Сухов
Д.В.
Ярославская Государственная Медицинская Академия, Россия
Трансформация ткани мозга при этанольной интоксикации разной степени по
данным дискриминантного анализа
По данным World
Health Organization на февраль 2011 года [1]
злоупотребление алкоголем приводит ежегодно к 2,5 миллионам смертей, при этом смертность в возрастной
группе от 15 до 29 лет в 9% прямо или косвенно связана с употребление этанола. Алкоголь
во всём мире является третьим, на европейском континенте – вторым, а в
западно-тихоокеанском и американском регионах – первым по значимости фактором риска ухудшения течения заболеваний.
Согласно проведенному в 2009-2010 годах полному статистическому исследованию U.S. Public Health Service Guidelines [2] чрезмерное употребление алкоголя
приводит к преждевременной смерти в среднем около 79 000 граждан в США
ежегодно, повышает заболеваемость и травматизм, ведет к повреждению имущества и
увеличению уровня ДТП, а также увеличению уровня криминализации общества, что,
в конечном счете, приводит к колоссальным экономическим издержкам. Как известно, этанол,
приводит к трансформации ткани головного мозга и его сосудистой системы [3,4,5].
Ранее нами были получены уравнения множественной регрессии связей концентраций
этанола в крови и моче с изменениями ткани головного мозга [3]. В настоящей работе, расширен круг изучаемых
признаков и применён дискриминантный анализ с целью определения тканевых (мозговых)
предикторов алкогольного опьянения.
У 40 человек
возраста от 20 до 81 года (49±1), умерших при алкогольном опьянении разной
степени, были исследованы кусочки коры с субкортикальным белым веществом одной из
прецентральной извилины и обоих гиппокампов, а также коры и белого вещества
мозжечка. Умершие имели различные концентрации этанола в крови (КЭК) и моче
(КЭМ), соответственно 1,3±0,15‰ (1,09÷1,6‰) и 1,89±0,19‰ (1,4÷2,2‰).
Давность смерти была в пределах двух суток (от 12 до 48 часов). Гистологические
методы исследования, оценка микроскопических изменений печени в баллах, подсчёт
количеств различных астроцитов и олигодендроцитов
белого вещества мозга описаны в нашей предыдущей работе [3]. Дополнительно, на
микрофотографиях (сделанных системой цифровой фото-микроскопии ImageScope),
используя программу Image Tool,
считали долю (%%) окрашенных
эритроцитов внутри микрососудов мозга и считали (отдельно в сером и
белом веществе мозга) количество микрососудов со стазом в поле зрения
микроскопа. Оценивали цвет стазов (коды: отсутствие стазов – 100, только красные – 101, жёлтые и красные – 102,
только жёлтые – 103). В V слое коры головного
мозга (для мозжечка в слое грушевидных нейронов), в поле зрения микроскопа
(40х7) определяли количество нейронов с клетками сателлитами (сателлитоз
нейронов) и количество картин нейронофагии. В
десяти полях зрения (отдельно в коре и белом веществе) оценивали наличие
гемосидерина, присваивая балл за поле
зрения, в котором находили его.
Полученные данные обрабатывали с помощью программы Statistica
5.5. Проведен дискриминантный анализ признаков (всего 19) пошаговым методом с включением вариаций признаков,
связанных с изменениями концентрации этанола в крови или моче. КЭК, как группирующая
переменная, была представлена 6 группами, соответственно клиническим степеням
опьянения: отсутствие опьянения, легкая степень опьянения (>0,5‰), средняя
степень (>1,5‰), сильная степень (>2,5‰), тяжелая степень с возможной
смертью (>3,0‰) и смертельное опьянение (>5,0‰). КЭМ, как группирующая
переменная, была представлена 5 группами: отсутствие опьянения, >1,5‰, >2,5‰,
>3,0‰ и >5,0‰ (зависимость степени опьянения от концентрации этанола в
моче пока не определена в судебно-медицинской практике РФ).
При
проведении дискриминантного анализа по переменной КЭК (количество шагов = 12; лямбда Уилкса = 0,065; F (60,673) = 8,882;
p<0,0000) в модель оказались последовательно включенными следующие
варианты: количество олигодендроцитов без отёка и хроматолиза (ОБО), возраст, количества
сосудов со стазом в коре (ССК), зернистых астроцитов (ЗА), астроцитов с числом
отростков не более 3 (А0-3), полей зрения с гемосидерином в коре (ГК), степень поражения
печени (ПП), давность смерти в часах (ДС), количество полей зрения с
гемосидерином в белом веществе (ГБВ), количество картин нейронофагии
(НФ), код цвета стазов (ЦС) и доля окрашенных
эритроцитов (ДОЭ) в сосудах. Классификационные функции дискриминантного анализа
по КЭМ представлены в таблице 1.
Таблица
1
|
КЭМ* |
Нет |
>0,5‰ |
>1,5‰ |
>2,5‰ |
>3,0‰ |
>5,0‰ |
|
Варианты |
p=0,550 |
p=0,075 |
p=0,150 |
p=0,025 |
p=0,075 |
p=0,125 |
|
ОБО |
-1,5 |
-1,1 |
-1,4 |
-1,4 |
-1,3 |
-1,7 |
|
Возраст |
-2,2 |
-2,0 |
-2,4 |
-2,4 |
-2,4 |
-2,2 |
|
ССК |
-6 |
-5,9 |
-5,7 |
-6 |
-5,5 |
-4,9 |
|
ЗА |
-1,7 |
-3,1 |
0,9 |
-2 |
0,1 |
0,8 |
|
А0-3 |
-3,1 |
-2,8 |
-2,1 |
-4,4 |
-2,3 |
-2,4 |
|
ГК |
-52,5 |
-45,4 |
-52,8 |
-54,3 |
-53,0 |
-51,8 |
|
ПП |
30 |
30,6 |
28,6 |
27,9 |
28,4 |
29,1 |
|
ДС |
-1,1 |
-0,8 |
-1,2 |
-1,1 |
-1,1 |
-1,2 |
|
ГБВ |
17,9 |
13,9 |
18,5 |
17,8 |
18,5 |
19,1 |
|
НФ |
4,4 |
5 |
3,7 |
4,5 |
4,2 |
4,4 |
|
ЦС |
132 |
130,1 |
132,1 |
132,1 |
132,5 |
132,3 |
|
ДОЭ |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,7 |
0,6 |
|
Свободный член |
-6649 |
-6478 |
-6649 |
-6645 |
-6700,9 |
-6680,9 |
Примечание: *В столбцах
приведены значения коэффициентов 6 уравнений множественной регрессии. Их надо
умножить на показатели анализируемого случая и сложить по столбцам.
Максимальный результат определяет столбец с искомым значением КЭМ.
При
проведении дискриминантного анализа по переменной КЭМ (количество шагов = 13; лямбда Уилкса = 0,089; F (52,555) = 9,253;
p<0,0000) в модель оказались последовательно включенными следующие
варианты: ССК, ГК, ЗА, количество олигодендроцитов с отёком с хроматолизом и без него (ОО), ПП, возраст, ДС, ЦС,
сателлитоз нейронов (СН), НФ, ОБО, количества астроцитов с числом
отростков 6 и более (А6) и астроцитов с числом отростков 4 и 5 (А45). Классификационные
функции дискриминантного анализа по КЭМ представлены в таблице 2.
Таблица 2
|
КЭМ* |
Нет |
>1,5‰ |
>2,5‰ |
>3,0‰ |
>5,0‰ |
|
Варианты |
p=0,600 |
p=0,075 |
p=0,025 |
p=0,100 |
p=0,200 |
|
ССК |
-5,8 |
-5,2 |
-6,1 |
-5,3 |
-4,6 |
|
ГК |
-26,5 |
-24,6 |
-13,7 |
-27,9 |
-25,6 |
|
ЗА |
-42,2 |
-37,5 |
-42,8 |
-41,3 |
-39,1 |
|
ОО |
5,3 |
5,2 |
5,7 |
5,4 |
5,6 |
|
ПП |
58,3 |
54,4 |
56,0 |
57,5 |
56,1 |
|
Возраст |
-0,6 |
-0,7 |
-0,8 |
-0,7 |
-0,7 |
|
ДС |
1,4 |
1,2 |
1,2 |
1,3 |
1,3 |
|
ЦС |
137,7 |
136,2 |
138,3 |
138,4 |
138 |
|
СН |
-16,2 |
-14,1 |
-16,2 |
-15,3 |
-15,9 |
|
НФ |
15,6 |
13,9 |
15,4 |
15,3 |
15 |
|
ОБО |
-0,2 |
0 |
-0,2 |
-0,1 |
-0,1 |
|
А6 |
-45,7 |
-43,8 |
-43,3 |
-46,8 |
-47,9 |
|
А45 |
10,4 |
10,6 |
8,2 |
10,9 |
11,5 |
|
Свободный
член |
-7016 |
-6860 |
-7074,5 |
-7085,7 |
-7050,9 |
Примечание
подобно примечанию к табице 1.
Все
остальные признаки не вошли в модель, при этом мы не включали признаки с
уровнем p>0,02.
Следовательно, высоко значимыми для суждения о концентрациях этанола
в крови и моче являются признаки нарушения микроциркуляции в мозге и повреждения
астроцитов. Первые представлены увеличением количества сосудов с признаками
стаза в сером веществе (ССК), изменением тинкториальных свойств (хромофобия)
эритроцитов (ЦС и ДОЭ) и увеличением отношения дренажные/недренажные глиоциты (ОО
или ОБО), вторые – увеличенеием количеств
астроцитов с малым числом отростков (А0-3 и А45) и зернистых. Остальные показатели отражают фон, на котором
развивается опьянение и их можно расценивать, как поправочные коэффициенты. Из
них, поражение печени, гемосидероз, нейронофагия,
сателлитоз – известные признаки хронической алкогольной интоксикации.
Таким
образом, учитывая данные дискриминантного анализа, по изменениям в ткани
головного мозга можно судить о степени алкогольного опьянения с учетом
возрастных изменений, состояния печени и давности смерти.
Литература:
1. World Health Organization [ электронный ресурс] : Media centre/
Fact sheet - February 2011 - . – Режим доступа: http://www.who.int
.
2. Ellen E. Bouchery. Economic Costs of Excessive Alcohol Consumption in
the U.S./ Ellen E. Bouchery , MS, Henrick J. et al. // Am J Prev Med . – 2011. - 41(5). - P. 516–524.
3. Панченко А.К., Панченко К.И., Сухов Д.В. Оценка концентрации
этанола в крови и моче по гистологическим изменениям мозга и печени // Материалы
VII международной научно-практической конференции «Dynamika naukowych badan
– 2011» Vol.6 – P. 42-45.
4.
Шорманова Н.С. Головной мозг лиц с хронической интоксикацией этанолом /
Шорманова Н.С. Шорманов С.В. // Проблемы и перспективы современной науки. –
2011. – том 3, N1.
– С. 46.
5. Oehmclhen M.,
Auer R.N., Konlg H.G. Forensic Neuropathology and Associated Neurology. – Berlin,
Heldelberg, New York: Springer-Verlag, 2006 – P. 660.