Способ оценки функционального состояния сердца

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для оценки функционального состояния сердца. Для этого во время диагностической процедуры по медицинским показаниям берут методом биопсии образцы ткани сердца, в котором определяют содержание химических элементов таблицы Д.И.Менделеева, и выражают концентрацию в мкг/г. Полученный ряд концентраций химических элементов в исследуемом сердце сопоставляют с аналогичными измерениями их содержания в сердце здорового человека - второй эталон; с рядом усредненных значений, измеренных в сердце больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями - третий эталон; и с рядом концентраций этих элементов в земной коре - нулевой эталон. Затем вычисляют коэффициенты корреляции Пирсона r0Х и r2Х. Из полученного ряда концентраций химических элементов в исследуемом сердце пациента выделяют химические элементы IV периода и аналогично из эталонов нулевого, второго и третьего порядков и затем - вычисляют коэффициенты корреляции Пирсона r0X(IV), r2X(IV), r3X(IV). При этом, если r0X≤R02=0,795526 и r2Х≥0,9; если r0X(IV)≤R02(IV)=0,422728463 и r2X(IV)≥0,9, то делают вывод о нормальном функциональном состоянии исследуемого сердца. Если r0X≤R02=0,795526 и r2X(IV)≤R02(IV)=0,422728463, и r3X(IV)≥0.9, то делают вывод о существовании патологических изменений в сердце. Изобретение позволяет сделать вывод о возможном существовании патологических изменений в донорском сердце перед трансплантацией. 10 ил., 16 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области медицины и медицинской технике.

Известно, что клетки человека и животных содержат большое число белковых молекул. Большинство из них являются ферментами, в которых простетические группы (по сути каталитические центры) содержат металлы и элементы переходной группы. По современным подсчетам общее число неорганических молекул - 1,31×10¹², белков и, в том числе, ферментов в клетке достигает 1,9×10¹⁰ единиц http://www/.foresight.org/Nanomedicine/Ch03 1.html (Freitas Jr., Robert A. (1999). Nanomedicine, Landes Bioscience. Tables 3-1 & 3-2. ISBN 1570596808) [1]. На протяжении жизненного цикла человека перечень работающих ферментов меняется. Наиболее сильные изменения списка функционирующих ферментов происходят при болезнях человека, в частности при заболеваниях сердечно-сосудистой системы.

Современные способы анализа ферментов в клинических условиях могут быть применены в ограниченном числе случаев. Ограничение связано с необходимостью забора крови порядка 1 мл, и только для некоторых типов ферментов, содержащихся в крови, для которых разработаны приемлемые способы биохимического измерения концентрации. Ферменты, для которых не разработаны аналитические методы, или которые остаются необнаруженными, оказываются исключенными из научного анализа.

Информация о содержании химических элементов в тканях миокарда и других типов тканей получена у здоровых людей (или животных) с конкретной патологией и представляет собою массивы концентраций химических элементов, характеризующие их распределения в ткани и даже внутри клетки (Trace element analysis by means of synchrotron radiation, XRF, and PIXE: selection of sample preparation procedure» / W.M.Kwiatek, B.Kubica, C.Paluszkiewicz, // Journal of Alloys and Compounds. - 2001. - Vol.328. - P. 283-288 [2]; Трунова В.А. «Рентгено-флуоресцентный анализ с использованием синхротронного излучения»: Автореф. дисс. канд. хим. наук: 02.00.02 / РАН. Сиб. отд-ние. ин-т неорганической химии. - Новосибирск, 1997. - 37 с. [3] с применением прямого неразрушающего метода рентгено-флуоресцентного анализа (РФА): РФА с энергетической дисперсией (EDXRF, XRF) Trounova V.A., Zolotarev K.V., Baryshev V.B. et al. Analytical possibilities of SRXRF station at VEPP-3 SR source. // Nuclear Instruments and Methods. - 1998. - V.A405. - P.532-536 [4]; Richard Ortega, Guillaume Deves and Asunción Carmona. Bio-metals imaging and speciation in cells using proton and synchrotron radiation X-ray microspectroscopy // J. R. Soc. Interface (2009) 6, S649-S658 [5]; Rahil-Khazen R, Bolann BJ. Ulvik RJ. Correlations of trace element levels within and between different normal autopsy tissues analyzed by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES\ Biometals. 2002 Mar;15(l):87-98 [6]; РФА с использованием в качестве первичного источника возбуждения синхротронного излучения (SRXRF или SXRF) [2, 5], Effect of gallium on in vitro aortic valve cusp mineralization - EDXRF studies / A.Wróbel, G.Goncerz, J.Kunz et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. - 2004. - Vol.213. - P.556-559 [7]; бомбардировки ионами и протонами (PIXE) [5], Marco L.M., Greaves E.D., Alvarado J. Analysis of human blood serum and human brain samples by total reflection X-ray fluorescence spectrometry applying Compton peak standardization // Spectrochimica Acta Part B. - 1999. - Vol.54. - P.1469-1480 [8]; a также РФА с полным внешним отражением (TXRF) [5], Y.Dede, H.N.Erten, A.Zararsiz, N.Efe. Determination of trace element levels in human scalp hair in occupationally exposed subjects by XRF. // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol.247, No. 2 (2001) 393-397 [9]; Marina Piacenti da Silva, Luiza Araújo Domingues Zucchi, Alfredo Ribeiro-Silva and Martin E. Poletti. Discriminant analysis of trace elements in normal, benign and malignant breast tissues measured by total reflection X-ray fluorescence. // Spectrochimica Acta Part B. - 2009. - Vol.64. Issue 6. - P.587-592 [10]). Эти методы не требуют разложения пробы и переведения ее в раствор для последующего химического анализа.

Известны расчеты коэффициентов корреляции между содержанием некоторых химических элементов в различных тканях человека и животных, выбранных по их физиологической или биохимической функции в организме [6], López Alonso M, Prieto Montaňa F, Miranda M.Castillo C, Hernández J, Luis Benedito J. Interactions between toxic (As, Cd, Hg and Pb) and nutritional essential (Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Se, Zn) elements in the tissues of cattle from NW Spain. Biometals. 2004 Aug; 17(4):3 89-97 [11].

Однако они все вместе не могут быть взяты в качестве интегральной оценки изменений в ткани, возникших, либо вследствие патологии, либо вследствие возрастных изменений. Поэтому возникает необходимость определить - отражает ли исследуемый биоптат состояние здорового человека, либо состояние, связанное с наличием у него патологических изменений, в частности в сердечно-сосудистой системе, а это определение его функционального статуса - здоровье (норма) либо патология.

Современные способы химического анализа биоптатов тканей и жидкости, забранных в организме человека при жизни (биопсия) или в образцах ткани, взятых посмертно во время аутопсии, констатируют концентрации элементов, не связывая их с функциональным состоянием органа или ткани, откуда были взяты биоптаты, или с функциональным состоянием органа или ткани в момент смерти, если были взяты образцы ткани во время аутопсии.

Получение такой информации возможно при условии, если будут сформированы способы получения интегральных оценок по большим выборкам измеренных концентраций химических элементов из всех групп, и четвертого периода таблицы Д.И.Менделеева, кроме группы благородных газов, функция которых в организме человека неизвестна.

Живая клетка отграничена мембраной от ее внешней среды. Одна из ее функций состоит в обеспечении контролируемых потоков вещества из клетки в ее внешнее межклеточное пространство и из межклеточного пространства в клетку. Нормальная функция клетки возможна только при условии, что через мембрану в нее поступают необходимые вещества в количествах, обеспечивающих структурную и функциональную стабильность, рост и способность осуществлять физиологическую функцию, а во внешнюю среду - продукты катоболизма.

Известно, что в патологически измененном сердце происходит тысячекратное увеличение концентрации тяжелых элементов, например ртути Hg (Frústaci A., Magnavita N., Chimenti Cr. Caldarúlo M. et al. Market elevation of myocardial trace elements in idiopathic dilated cardiomyopathy compared with secondary cardiac dysfunction//Am J. - Coll Cardiol - 1999. - Vol.33: p.1578-1583) [12]. Как показали биохимики, металлы IV периода таблицы Д.И. Менделеева играют двойственную роль в живых организмах - с одной стороны, являются необходимыми кофакторами ферментов, с другой, - представляют угрозу жизни клеток, поскольку в их присутствии усиливается образование высокореакционных гидоксильного и алкоксильного радикалов (Меньщикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К., Бондарь И.А., Круговых Н.Ф., Труфакин В.А. - Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. M.: Фирма «Слово», 2006. - 556 с., стр.415) [13].

Физико-биохимические процессы в живой системе могут осуществляться, если концентрация химических элементов в окружающей среде будет много больше их концентрации внутри клетки.

Таким образом, повышение концентрации микроэлементов внутри клеток является одним из проявлений их патологического статуса и возникающих функциональных изменений. Для краткости эту разность концентраций можно обозначить как концентрационный градиент. Его существование показано для всех химических элементов, как это можно видеть на фигуре 1. При этом концентрационные градиенты наибольшие для всего организма, но они меньше для сердца и сердечно-сосудистой системы.

Известно (Власов Ю.А. Онтогенез кровообращения человека. - Новосибирск: Наука, 1985. 266 с.[14] (Табл.2. с. 14-17), что в организме больных с врожденными пороками сердца были выявлены либо высокие концентрации либо дефицит элементов IV периода и некоторых групп А и В Периодической таблицы (Физические величины. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991, 1232 с. (Первый разворот книги). [15]. Эти факты были расценены в качестве причин, приведших к возникновению врожденного порока сердца в начальный период внутриутробного развития эмбриона.

Приемлемая и точная оценка биохимического профиля клеточной функции у человека, здорового или больного, может быть получена в случае, если будет оценено количественное отличие исследуемого пула элементов от стандартных пулов, характеризующих здорового человека, и стандартных пулов пациентов с различной патологией, в том числе с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Максимальная информативность такого сравнения достигается включением в анализ всех доступных для измерения у человека химических элементов из таблицы Д.И. Менделеева.

Количественной оценкой различий между пулами могут быть: а) коэффициент корреляции между ними; б) величина концентрационного градиента между содержанием элементов в земной коре и в здоровом и патологически измененном сердце.

С целью получения такой количественной оценки и отражения ею функционального состояния организма был разработан предлагаемый способ, который реализуется следующим образом.

Признано, что кора земного шара формировалась под влиянием жизнедеятельности всех организмов, существовавших на Земле (Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М.: Наука, 1987 (глава VI, стр.68 - 73) [16]. На протяжении геологической летописи масса земной коры остается относительно постоянной, так же как и ее химический состав.

1. На этом основании содержание химических элементов в земной коре, выраженные в кларках, принимают за нулевой эталон содержания химических элементов (Виноградов А.П. (1962) http://www.cultinfo.ru/fulltext/l/001/008/061/730/htm [17]; Wedepohl K.H. (1967) http://www.cultinfo.ru/fulltext/l/001/008/061/730/htm [18] (таблица 1)). С ним сравнивают содержание аналогичных химических элементов в органах и тканях организма человека, в нашем случае в организме человека и в сердце здорового человека и в сердце человека с сердечно-сосудистой патологией.

2. Содержание химических элементов в организме здорового человека образуют первый эталон (Человек. Медикобиологические данные (Публикация №23 Международной комиссии по радиологической защите). Коллектив авторов. - Пер. с англ. М.: Медицина, 1977, 496 с.) [19].

3. Содержание химических элементов в здоровом сердце здорового человека образуют второй эталон [19].

4. Третий эталон образуют химические элементы, характеризующие патологически измененное сердце. Концентрация элементов, выделенных курсивом в таблице 1, измерены методом рентгено-флуоресцентного анализа с энергетической дисперсией (EDXRF, XRF) у больных с сердечно-сосудистой патологией с точно установленными диагнозами в ФГБУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения им. акад. Е.Н. Мешалкина Минздравсоцразвития РФ», всего у 349 пациентов было выполнено 7104 измерения концентрации химических элементов. Измерение концентрации одного химического элемента выполнялось в среднем 215 раз. Для других элементов их концентрации у больных с заболеваниями сердца взяты из работ:

- Schroeder H.A., Nason A.P. Trace-element analysis in clinical chemistry // Clinical chemistry. - 1971. - Vol.17. - №6. - P.461-474 (Tab.2). [20] - для Be, Li, В, Те (tabl. 2);

- Oster O., Dahm М., Oelert H. Prellwitz. Concentrations of some trace elements (Se, Zn, Cu, Fe, Mg, K) in blood and heart tissue of patients with coronary heart disease // CLIN. CHEM. - 1989. - V.35. - №5. - Р.851-856 (Tabl. 3) [21] - для N (tabl.3);

- Trace elements in relation to cardiovascular diseases (Status of the Joint WHO/IAEA Research Programme) Ed.R.Masironi: Geneva, 1974 (Tabl.1) [22] - для Na, Al, Sc, Ag, W, Ce;

- Frustaci A., Magnavita N., Chimenti Cr. et al. Marked elevation of myocardial trace elements in idiopathic dilated cardiomyopathy compared with secondary cardiac dysfunction// J. Am Coll Cardiol - 1999. - Vol.33. - №6. - P.1578-1583 (Tabl.2) [23] - для Au, La (tabl.2).

Концентрации элементов - С и О были оценены по способу, описанному в [19, табл.166 и 167].

Они образуют пространство изменения концентрации элементов в исследуемых образцах, полученных у человека. Влияние сердечно-сосудистой патологии выражается в том, что концентрация химических элементов в тканях патологически измененного сердца увеличивается, приближаясь к концентрациям в земной коре, либо даже превышая ее, как показано на фигуре 1. На ней показано содержание элементов в земной коре, в организме здорового человека, в здоровом и патологически измененном сердце, где по горизонтальной оси отложены порядковые номера элементов в таблице Д.И.Менделеева, на вертикальной оси - их концентрации в мкг/г.

Последовательное поэлементное сравнение концентраций химических элементов во всех четырех эталонах представляет собою громоздкую и трудно выполнимую процедуру при практическом использовании предлагаемого способа в медицинской практике. Поэтому для обобщенного выражения количественных отличий между эталонами вычисляют коэффициенты корреляции Пирсона в группах А и В Периодической таблицы между элементами нулевого эталона и элементами второго и третьего эталонов по формуле

где r - коэффициент корреляции Пирсона;

Э_1i - i-я концентрация химического элемента первого стандартного ряда;

Э₁' - средняя концентрация химического элемента первого стандартного ряда;

Э_2i - i-я концентрация химического элемента второго стандартного ряда;

Э₂' - средняя концентрация химического элемента второго стандартного ряда;

n - число химических элементов в сравниваемых рядах.

Вычисляют коэффициент корреляции r₀₁ между нулевым эталоном и эталоном первого порядка организма здорового человека.

Вычисляют r₁₂ между эталоном первого порядка и эталоном второго порядка, между здоровым организмом и здоровым сердцем.

Вычисляют r₀₂ между нулевым эталоном и эталоном второго порядка для здорового сердца.

Вычисляют r₀₃ между нулевым эталоном и эталоном третьего порядка для патологически измененного сердца.

Вычисляют r_0X между нулевым эталоном и измеренными значениями содержания элементов в образце из исследуемого сердца.

Проверяют нулевую гипотезу о равенстве нулю генерального коэффициента корреляции совокупности концентраций элементов в стандартах (или соответственно о независимости концентраций одноименных химических элементов в сравниваемых стандартах) по формуле

где t_r - критерий независимости сравниваемых стандартов химических элементов;

n - число химических элементов в стандарте;

(n-2) - число степеней свободы;

r - коэффициент корреляции, если

где значение для t_st находят в таблице 2 по числу степеней свободы и выбранному уровню значимости, то отвергается гипотеза о независимости сравниваемых значений концентрации химических элементов и, соответственно, о равенстве нулю коэффициента корреляции и принимается гипотеза о существовании линейной зависимости между сравниваемыми рядами, а тесноту этой связи будет отражать величина коэффициента корреляции. В случае, если r₀₁=1, то имеет место линейная зависимость между сравниваемыми эталонами.

Отклонение r₀₁ от единицы отражает изменения вещественного состава в эталоне первого порядка, то есть у стандартного человека, которое выражается в изменении концентрации химических элементов, участвующих в создании структуры и в осуществлении функции в соответствии с генотипом человека. Это количественное различие представляет постоянную морфологическую и физиологическую константу.

5. Вычисляют реперные значения коэффициентов корреляции:

а) между содержанием элементов в коре земного шара, индекс о, и в организме здорового человека, индекс ₁

R₀₁=0,758654;

б) между содержанием элементов в коре земного шара, индекс о, и в здоровом сердце, индекс ₂

R₀₂=0,795526;

в) между содержанием элементов в коре земного шара, индекс о, и в патологически измененном сердце, индекс ₃

R₀₃=-0,00349.

6. Выделяют в исследуемом ряду элементы IV периода Периодической таблицы, являющимися главными компонентами каталитических центров белков, образующих метаболическую машину клетки, которые представлены в третьем, четвертом, пятом и шестом столбцах таблицы 1 и которые показаны в таблице 3.

Соотношение содержания элементов IV периода в земной коре, организме человека, нормальном и патологически измененном сердце представлено на фигуре 2.

По данным таблицы 3 вычисляют следующие реперные значения коэффициентов корреляции:

г) между содержанием элементов IV периода в земной коре и организме человека

R_01(IV)=0,5442651;

д) между содержанием элементов IV периода в земной коре и здоровом сердце

R_02(IV)=0,422728463;

е) между содержанием элементов IV периода в земной коре и патологически измененном сердце

R_03(IV)=0,689068531.

7. Эталоны нулевого, второго и третьего порядков разбивают по группам А и В Периодической таблицы. Разбиение представлено в сводной таблице 4. В первой графе указаны символы элементов, во второй порядковые номера элементов в Периодической таблице, в третьей концентрация этих элементов в земной коре (нулевой эталон), в четвертой концентрация элементов в здоровом сердце (второй эталон), в пятой графе в патологически измененном сердце (третий эталон) и в шестой графе показана степень изменения (увеличения) концентрации элемента в % в исследуемом образце патологически измененного сердца, и, соответственно, в биоптате, взятом у обследуемого пациента или в образце ткани, взятом на аутопсии умершего больного.

Вычисленные коэффициенты корреляции Пирсона между элементами нулевого эталона и второго и элементами нулевого и третьего эталонов представлены в таблице 5.

В группах А коэффициент корреляции Пирсона между элементами нулевого и третьего эталонов больше, чем между элементами нулевого и второго эталонов, так как патологические процессы в сердце приводят к нивелированию разности концентраций элементов. Исключение составляют группы VIIА и VIA.

В группах BI и BII коэффициент корреляции Пирсона близок к единице. В группе VIB коэффициент корреляции r₀₂<r₀₃, то есть так же, как в первых группах А.

Изменение r₁₂ между эталонами первого и второго порядка отражает изменения вещественного состава, обусловленное самой нозологией.

Изменения r₀₃ между эталонами второго и третьего порядка прямо связаны с индивидуальными особенностями течения заболевания конкретного пациента. Ранжирование обследованных пациентов по величине r₀₃ демонстрирует нарастание величины вещественных изменений в их организме по мере увеличения r₀₃.

8. Полученные коэффициенты Пирсона сравнивают между собою по следующим правилам для оценивания характера изменения вещественного состава сердца по следующему правилу:

если

r_0X≤R₀₂=0,795526 и r_2X≥0,9;

если

r_0X(IV)≤R_02(IV)=0,422728463 и r_2X(IV)≥0,9,

то делают вывод о нормальном функциональном состоянии исследуемого сердца;

если

r_0X>0,795526 и r_2X(IV)≤R_02(IV)=0,422728463 и r_3х(Iv)≥0,9,

то делают вывод о существовании патологических изменений в сердце.

9. Оценивают величину отношений разности концентраций элементов в нормальном сердце, патологически измененном сердце и земной коре с помощью разработанной метрики, которая позволяет сравнивать большие и очень малые величины, выражая их в процентах.

С этой целью для каждого элемента вычисляется функция

(4) F=(Log10(х) - Log10(c)) /(Log10(k) - Log10(c)),

где Log 10 - десятичный логарифм; х - количество элемента в исследуемом образце; с - количество элемента в здоровом сердце; k - количество элемента в земной коре.

Разность (Log10(x) - (Log10(c)) будет увеличиваться по мере увеличения концентрации элемента в исследуемом образце. Следовательно, будет увеличиваться ее доля в разности (Log10(k)-Log10(c)), выраженная в %.

Степень изменения концентрации элементов - F под влиянием патологии показана в последних графах таблиц 1, 3 и 4.

На фигуре 3 показана функция F для всего ряда элементов от Li до U, на фиг.4 для элементов IV периода таблицы Д.И.Менделеева от K до Вr, на фиг.5 для групп А и на фиг.6 для групп В таблицы Д.И.Менделеева (версия таблицы «Физические величины. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991, 1232 с. (Первый разворот книги)». В таблице 6 приведены средние величины степени изменения концентрации элементов для каждой группы периодической таблицы, а также для всего ряда Li до U и для IV периода от K до Вr.

Итоговые значения в таблице 6 показывают, что в патологически измененном сердце весь пул химических элементов в его тканях увеличивается примерно ≈ на 74%, но элементы IV периода увеличиваются на 82,6%, отражая гиперфункцию белков и ферментов, активными центрами которых являются элементы этого периода.

Пример использования способа

Были взяты данные, полученные у больной К-ой, 39 лет, с диагнозом: Дилятационная кардиомиопатия, у которой была выполнена операция трансплантации сердца в Новосибирском НИИ патологии кровообращения им. акад. Е.Н.Мешалкина. Они представлены в таблицах и на фигурах.

На фигуре 7 и в таблице 7 показаны измерения содержания элементов в образцах, взятых у пациента из удаленного сердца, пораженного дилятационной кардиомиопатией.

На фигуре 8 и в таблице 8 представлены данные измерения содержания элементов в биоптатах взятых из работающего донорского сердца, пересаженного реципиенту.

На фигуре 9 и в таблице 9 показаны изменения содержания элементов в донорском сердце после смерти реципиента, взятых из пересаженного сердца на аутопсии. Если данные изменения концентрации элементов в таблицах 7 и 8 демонстрируют увеличение на 12,999 и на 12,106% соответственно, то в донорском сердце, проработавшем в организме реципиента, эти изменения двукратно возросли - 16,726% (см. таблицу 9).

На фигуре 10 приводится результат сравнения конечного изменения концентрации элементов в пересаженном донорском сердце после смерти реципиента (образцы ткани сердца взяты во время аутопсии) с изменением содержания этих элементов в сердце у больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями (третий эталон), которые также были измерены в образцах ткани сердца во время аутопсии. Фигура 10 показывает, что все элементы кроме железа (Fe) изменены одинаково и в пересаженном донорском сердце, и у больных с сердечно-сосудистой патологией (третий эталон).

В таблице 10 приведены измерения содержания элементов IV периода таблицы Менделеева в образцах, взятых из удаленного сердца больной. Изменение концентрации (в сторону увеличения) увеличилось на 0,566%.

Измерения содержания элементов IV периода таблицы Д.И.Менделеева в биоптатах (таблица 11), взятых из работающего донорского сердца, в организме реципиента показали увеличение концентрации на 19,942%, которое демонстрирует неспособность биохимических механизмов кардиомиоцита в пересаженном донорском сердце сохранять большой концентрационный градиент для элементов IV периода и низкий коэффициент корреляции Пирсона. Эти параметры: большой концентрационный градиент для элементов IV периода и низкий коэффициент корреляции Пирсона, отличают здоровое сердце.

В таблице 12 представлены измерения концентрации элементов IV периода таблицы Д.И.Менделеева в пересаженном реципиенту донорском сердце после смерти реципиента, которые показывают увеличение изменения концентрации элементов на 24,76%, что соответствует избыточному накоплению элементов IV периода в кардиомиоците. При этом коэффициент корреляции Пирсона - r_0X равен 0,847764511, тогда как для здорового сердца этот коэффициент наполовину меньше - 0,422728463 и его величина обусловлена метаболической активностью здорового кардиомиоцита, работающего против концентрационного и электрохимического градиента. Биологическая смерть миокарда связана с прекращением этой метаболической активности, что отражает увеличение коэффициента Пирсона.

В таблице 13 приведены изменения элементов в группах А и В таблицы Д.И.Менделеева, которые показывают, что во IIА, VIIA, IВ, IIВ и VIВ группах концентрационные изменения снижены по сравнению с изменениями в третьем эталоне патологически измененного сердца, что отражает и средняя величина для всех групп - в удаленном сердце реципиента она 87,989%, тогда как для патологически измененного сердца третий эталон, - она 97,235%.

Из таблицы 14 следует, что функционирование пересаженного донорского сердца в организме реципиента приводит к уменьшению степени изменений концентраций элементов в IA, IIА, VIIA, во IIВ и VIВ группах таблицы Д.И.Менделеева. В VIA группе этот параметр не изменился, а в VА (для элемента Р) и IВ группах (для Сu) - увеличился. Эти изменения отражают влияние функционирования донорского сердца в новой физиологической и биологической среде на состояние метаболизма донорских кардиомиоцитов.

В таблице 15 показаны изменения концентрации элементов в пересаженном реципиенту донорском сердце. Они выражаются в том, что только в группах IA, IIА и VIB было обнаружено уменьшение степени изменений концентрации химических элементов, во всех других группах изменения не отмечены. По общей степени изменений во всех группах, как в измеренных образцах, взятых на аутопсии донорского сердца после смерти реципиента, так и для аналогичных химических элементов из третьего эталона для патологически измененного сердца, количественного различия нет - 94,606% и 96,09% соответственно.

Таким образом, донорское сердце за время подготовки к трансплантации, функционирования в организме реципиента к моменту смерти реципиента приобрело количественные характеристики распределения химических элементов в донорском сердце, характерные для патологически измененного сердца.

Сравнивают коэффициент Пирсона r_0X, r₀₂, r_3X для удаленного из организма собственного сердца реципиента, перед трансплантацией ему донорского сердца. Сравнивают эти коэффициенты в биоптатах из донорского сердца, работающего в организме реципиента, с образцами, взятыми из донорского сердца после смерти реципиента во время аутопсии. Они представлены в заключительной таблице 16.

Сравнение для всего ряда измеренных химических элементов выражают следующим образом.

Для собственного удаленного сердца реципиента (аутопсия)

r_0X>R₀₃<r₀₂(0,031390019>-0,00349<0,201070942);

для донорского работающего сердца в организме реципиента (биопсия)

r_0X>R₀₃<r₀₂(-0,105940324>-0,00349<0,215832869);

для донорского сердца после смерти реципиента (аутопсия)

r_0X>R₀₃<r₀₂(0,019541671>-0,00349<0,209011746).

Для химических элементов IV периода эти отношения следующие:

r_0X(IV)<R_03(IV)>r_02(IV)(0,450505944<0,682068531>0,422728463);

для донорского сердца, работающего в организме реципиента (биопсия)

r_0X(IV)>R_03(IV)>r_02(IV) (0,847764511>0,682068531>0,422728463);

для донорского сердца после смерти реципиента (аутопсия)

r_0X≥R_03(IV)<r₀₂(0,692079245≥0,682068531>0,422728463).

На основании этих сравнений делают заключение.

Так как r_0X>R₀₃ по величине различаются на порядок, и оба коэффициента Пирсона отрицательны, то можно предположить, что в пересаженном донорском сердце до смерти донора существовали нераспознанные патологические изменения или аллометрическое несоответствие донорского сердца организму реципиента. Возможно, это были одни из причин неудачного исхода трансплантации донорского сердца.

Вывод о возможном существовании патологических изменений в донорском сердце перед трансплантацией подтверждается тем, что для всего ряда химических элементов, взятых в анализ, и для химических элементов IV периода коэффициент Пирсона (R₀₃ и R_03(IV)) для донорского сердца, работающего в организме реципиента (биопсия), и для него же после смерти реципиента (аутопсия) - максимален. Для всего ряда - 0,73049486 и 0,92845698, для IV периода - 0,94488027 и 0,97324741 соответственно (см. таблицу 16).

Способ оценки функционального состояния сердца, заключающийся в том, что во время диагностической процедуры по медицинским показаниям берут методом биопсии образцы ткани сердца, в котором определяют содержание химических элементов Р, S, Cl, K, Са, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Сu, Zn, As, Se, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Cd, Sn, Sb, I, Cs, Ba, Hg, Pb, Bi таблицы Д.И.Менделеева и выражают концентрацию в мкг/г, полученный ряд концентраций химических элементов в исследуемом сердце сопоставляют с аналогичными измерениями их содержания в сердце здорового человека - второй эталон; с рядом усредненных значений, измеренных в сердце у всех больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями - третий эталон; и с рядом концентраций этих элементов в земной коре - нулевой эталон, и затем
а) вычисляют коэффициент корреляции Пирсона r_0X,
где нижние индексы указывают на сравниваемые эталоны - концентрация этих элементов в земной коре и концентрации элементов в сердце обследуемого пациента;
б) вычисляют коэффициент корреляции Пирсона r_2X
между концентрациями элементов в сердце здорового человека и в сердце обследуемого пациента;
из полученного ряда концентраций химических элементов в исследуемом сердце пациента выделяют химические элементы IV периода таблицы Д.И.Менделеева и аналогично из эталонов нулевого, второго и третьего порядков, и затем
в) вычисляют коэффициент корреляции Пирсона r_0X(IV),
где нижние индексы указывают на сравниваемые эталоны между концентрациями химических элементов IV периода в земной коре и в сердце обследуемого пациента;
г) вычисляют коэффициент корреляции Пирсона r_2X(IV),
где нижние индексы указывают на сравниваемые эталоны между концентрациями химических элементов IV периода в сердце здорового человека и в сердце обследуемого пациента;
д) вычисляют коэффициент корреляции Пирсона r_3Х(IV),
где нижние индексы указывают на сравниваемые эталоны между концентрациями химических элементов IV периода в сердце пациентов с установленными диагнозами и в сердце обследуемого пациента;
е) по полученным значениям коэффициентов корреляции оценивают характер изменения вещественного состава сердца по следующему правилу:
если
r_0X≤R₀₂=0,795526, и r_2X≥0,9;
если
r_0X(IV)≤R_02(IV)=0,422728463, и r_2X(IV)≥0,9,
то делают вывод о нормальном функциональном состоянии исследуемого сердца;
если
r_0X≤R₀₂=0,795526, и r_2X(IV)≤R_02(IV)=0,422728463, и r_3X(IV)≥(0,9),
то делают вывод о существовании патологических изменений в сердце.