Biomedyczny przegląd naukowy. Tom 1
Transkrypt
Biomedyczny przegląd naukowy. Tom 1
Biomedyczny przegląd naukowy. Tom 1 Biomedyczny przegląd naukowy. Tom 1 Redakcja: Mariola Janiszewska Sylwia Bilska Lublin 2016 Recenzenci: prof. dr hab. Joanna Górnicka-Kalinowska prof. dr hab. inż. Andrzej Chwojnowski prof. dr hab. Grzegorz Cieślar prof. dr hab. Andrzej Gamian dr hab. Leszek Bosek, prof. UW dr Ilona Borzęcka dr Agnieszka Kuźniar dr Hanna Rekosz-Burlaga dr Anna Pytlak dr n. med. Ewa Chemperek dr n. med. Alina Deluga dr n. med. Edyta Gałęziowska dr n. med. Katarzyna Kocka dr n. med. Marta Łuczyk dr n. med. Robert Łuczyk dr n. med. Dorota Żołnierczuk-Kieliszek Wszystkie opublikowane rozdziały otrzymały pozytywne recenzje. Skład i łamanie: Ilona Żuchowska Projekt okładki: Marcin Szklarczyk © Copyright by Wydawnictwo Naukowe TYGIEL sp. z o. o. ISBN 978-83-65598-08-0 Wydawca: Wydawnictwo Naukowe TYGIEL sp. z o. o. ul. Głowackiego 35/341, 20-060 Lublin www.wydawnictwo-tygiel.pl Spis treści Agnieszka Drzał, Martyna Elas Biomarkery stresu oksydacyjnego ...................................................................... 7 Dominik Langer Właściwości przeciwnowotworowe kwasu glicyretynowego i jego pochodnych ....................................................................................................... 30 Natalia Dereń, Joanna Woźniak, Edyta Simińska Naprotechnologia jako metoda oceny płodności .............................................. 42 Agnieszka Przybysz, Agnieszka Gadomska-Gajadhur, Paweł Ruśkowski Systemy leków o kontrolowanym czasie uwalniania ...................................... 62 Véronique Petit, Aleksandra Marzęda, Joanna Szkatuła, Konrad Rejdak Nowe perspektywy w leczeniu choroby Alzheimera ...................................... 73 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska Cukrzyca – klasyfikacja, patogeneza i obraz kliniczny choroby..................... 87 Paulina Pruszkowska-Przybylska, Piotr Wróblewski Epigenetyczne spojrzenie na patogenezę cukrzycy typu 1.............................. 96 Piotr Wróblewski, Paulina Pruszkowska-Przybylska Krążące mikroRNA w cukrzycy typu 1 ......................................................... 107 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. I.............................................. 120 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. II ............................................ 132 Angelika Dobrowolska, Dariusz Baranowski, Robert Karpiński, Konrad Rejdak Retrospektywna analiza modyfikowalnych czynników ryzyka niedokrwiennego udaru mózgu....................................................................... 145 Marta Nowak Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia ..................................................................................................... 159 Anna Brudniak-Drąg Zaburzenia integracji sensorycznej u dzieci w wieku przedszkolnym.......... 187 Danuta Smoląg Aktywność w środowisku wodnym jako element wspomagania rozwoju psychomotorycznego niemowląt i dzieci w wieku poniemowlęcym............ 204 Adrianna Krupa, Maciej Grad, Anna Semczuk-Sikora Ocena wiedzy i częstości stosowania szczepień ochronnych u kobiet ciężarnych ........................................................................................................ 220 Maciej Grad, Adrianna Krupa1, Anna Semczuk-Sikora Ocena wiedzy kobiet ciężarnych na temat suplementacji mineralnowitaminowej w okresie ciąży .......................................................................... 230 Izabella Machaj Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola ......................................................................................... 241 Barbara Krzyżewska Prawne i etyczne aspekty terapii genowej ...................................................... 270 Edyta Simińska, Joanna Woźniak, Natalia Dereń Opieka nad pacjentami 65+ w różnych typach placówek medycznych – aspekty ekonomiczne ................................................................................... 285 Katarzyna Brukało Analiza porównawcza w polityce zdrowotnej ................................................ 293 Ewa Brągoszewska, Michał Kowalski, Józef Pastuszka Narażenie ludzi na aerozol bakteryjny występujący w powietrzu atmosferycznym Gliwic w okresie wiosennym.............................................. 305 Joanna Banasiewicz, Klaudia Komendacka, Kamil Wachol Bakterie symbiotyczne wiążące azot .............................................................. 315 Indeks autorów ................................................................................................ 325 Agnieszka Drzał1, Martyna Elas2 Biomarkery stresu oksydacyjnego 1. Wprowadzenie Reaktywne formy tlenu (RFT) i azotu (RFA) są naturalnymi produktami tlenowego metabolizmu komórek i w fizjologicznych stężeniach pełnią ważną rolę w procesach takich jak: eliminacja drobnoustrojów, podziały komórkowe, aktywacja czynników transkrypcyjnych, czy regulacja poziomu wapnia [1†4]. Nadmierne ich wytwarzanie lub obniżenie wydajności systemu przeciwutleniającego może prowadzić jednak do nieodwracalnych i odwracalnych chemicznych modyfikacji składników komórkowych, wyczerpania puli reduktorów oraz zakłóceń w sygnalizacji redoks [5, 6]. Takie przesunięcie równowagi na korzyść utleniaczy definiowane jest jako stres oksydacyjny. Jest on blisko związany z tzw. stanem redoks, czyli możliwościami bioredukcyjnymi systemu – silny stres oksydacyjny skutkuje większym przesunięciem stanu redoks w stronę utlenienia [7]. Stres oksydacyjny odgrywa kluczą rolę w wielu stanach patologicznych m.in. w chorobach serca, nowotworach, cukrzycy czy zatruciach. Z tego powodu opracowany został szereg metod pozwalających na zmierzenie poziomu i natury stresu oksydacyjnego. Informacje te pomagają w odpowiedzi na pytania dotyczące mechanizmu i roli reaktywnych form tlenu w tych chorobach oraz umożliwiają monitorowanie skuteczności terapii przeciwutleniających. Dogłębne poznanie biologii procesów redoks w tkankach przyczyniło się do powstania bardziej specyficznych i czułych narzędzi do pomiaru występujących często w niskich stężeniach markerów stresu oksydacyjnego [8]. Z diagnostycznego punktu widzenia największe nadzieje pokłada się w biomarkerach, których pomiar możliwy jest z materiałów takich jak krew, osocze, surowica czy bioptat, dzięki czemu z łatwością i minimalną inwazyjnością mogą być one monitorowane u pacjentów w trakcie przebiegu choroby. Spośród dostępnych metod najczęściej wykorzystywany jest pośredni pomiar modyfikacji składników komórkowych wywołanych przez RFT i RFA, m.in. uszkodzeń DNA/RNA, peroksydacji lipidów czy utleniania lub nitracji aminokwasów [9]. Możliwa 1 [email protected], Zakład Biofizyki, Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii, Uniwersytet Jagielloński 2 [email protected], Zakład Biofizyki, Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii, Uniwersytet Jagielloński 7 Agnieszka Drzał, Martyna Elas jest także analiza systemu przeciwutleniającego –katalazy, dysmutazy ponadtlenkowej (SOD), glutationu, tioredoksyny (Trx), peroksyredoksyn (Prxs) czy czynnika transkrypcyjnego Nrf2 – głównego regulatora komórkowej homeostazy redoks [10]. Ostatnią grupą opisaną poniżej są markery generacji reaktywnych form tlenu, takie jak oksydaza ksantynowa czy mieloperoksydaza. Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie obecnego stanu wiedzy dotyczącej biomarkerów stresu oksydacyjnego wykorzystywanych w klinice i badaniach biomedycznych. 2. Modyfikacje wywołane przez RFT Biomarkery stresu oksydacyjnego należące do tej grupy są dowodami bezpośredniego chemicznego wpływu reaktywnych form tlenu na składniki biologiczne komórki. W kategorii tej znajdują się także modyfikacje wywołane reaktywnymi formami azotu takimi jak •NO czy ONOO͞͞͞ -. Związki te w dużych stężeniach prowadzą do stresu nitrozacyjnego i modyfikacji składników komórkowych, spośród których najczęściej wykorzystywaną w diagnostyce jest nitracja tyrozyny. 2.1. Uszkodzenia DNA/RNA Oddziaływanie reaktywnych form tlenu z DNA prowadzi do powstawania różnego rodzaju uszkodzeń oksydacyjnych, m.in. tworzenia adduktów (dipirymidynowe addukty adeniny i guaniny), pęknięć nici DNA czy utleniania pojedynczych zasad azotowych (glikol tyminy, 8-oksoguanina) [11, 12]. Ze względu na ograniczone możliwości naprawcze i bliskość łańcucha oddechowego mitochondrialny DNA jest w szczególności narażony na tego typu uszkodzenia [13]. Główną RFT zaangażowaną w te reakcje jest rodnik hydroksylowy, który może powodować uszkodzenia na poziomie zarówno zasad azotowych, deoksyrybozy jak i wiązań fosfodiestrowych, co może skutkować tworzeniem wiązań DNA-białko [14]. Z klinicznego punktu widzenia to produkty utleniania guaniny są najbardziej obiecującymi markerami stresu oksydacyjnego. Utlenione nukleotydy są wydalane z moczem, a ich pomiar może być rozumiany jako miara uogólnionego stresu oksydacyjnego. Tego typu analizy pozwoliły na przewidywanie rozwoju chorób [15], a wysokie stężenie 8-oksoguaniny w moczu jest związane z ryzykiem zachorowania na nowotwory płuc i piersi [16, 17]. Utlenianie RNA, z głównym biomarkerem tego procesu 8-okso-2‟deoksyguanozyną (8oxoGuo), również odgrywa znaczącą rolę w homeostazie komórki. Tego typu uszkodzenia mogą prowadzić do powstawania zmutowanych/skróconych, a co za tym idzie niefunkcjonalnych, białek oraz blokady mikrosomalnej [18†20]. Podwyższony poziom 8oxoGuo został 8 Biomarkery stresu oksydacyjnego skorelowany z występowaniem komplikacji przy cukrzycy typu II oraz rozwojem nowotworów piersi u kobiet chorujących na ten typ cukrzycy [15]. Modyfikacje DNA/RNA wywołane reaktywnymi formami tlenu wpływają na działanie układów biologicznych na wielu różnych płaszczyznach, dlategodopiero po poznaniu mechanizmów leżących u podstaw badanego schorzenia możliwa jest ocena zdolności predykcyjnych wynikających z poziomu tych biomarkerów stresu oksydacyjnego. 2.2. Peroksydacja lipidów Produkty utleniania lipidów należą do grupy najczęściej używanych biomakerów stresu oksydacyjnego [21]. Na proces peroksydacji narażone są głownie wielonienasycone kwasy tłuszczowe, w szczególności kwas linolenowy i arachidonowy (AA), które stanowią część fosfolipidów budujących błony biologiczne. Peroksydacja lipidów prowadzi do naruszenia integralności błon, zmian w ich płynności i transporcie jonów oraz szeregu zmian w metabolizmie komórki [22, 23]. W przypadku błon mitochondrialnych peroksydacja może prowadzić do powstawania dodatkowych RFT i dalszych zaburzeń. Proces peroksydacji lipidów składa się z trzech etapów: inicjacji, propagacji i terminacji (reakcje 1-3). Reaktywne formy tlenu, głównie rodniki hydroksylowe i peroksylowe (LOO•), inicjują wolnorodnikową autokatalityczną reakcję łańcuchową, której pierwotnymi produktami są wodoronadtlenki lipidów. Inicjacja: LH R L RH (1) Propagacja: L O2 LOO (2a) LOO LH LOOH L (2b) Terminacja: L L L L (3a) LOO L L O LOH (3b) LOO LOO L O LOH O2 (3c) W obecności metali przejściowych może dojść do powstania z wodoronadtlenków lipidów rodników peroksylowych i alkoksylowych (LO•) (reakcje 4 i 5), które po odpowiednio cyklizacji i redukcji oraz rozpadzie tworzą reaktywne aldehydy i węglowodory. Te końcowe produkty peroksydacji lipidów uczestniczą w wielu reakcjach biologicznych oraz szlakach sygnałowych, a ze względu na swoją wysoką 9 Agnieszka Drzał, Martyna Elas reaktywność prowadzą do utworzenia końcowych produktów zaawansowanego utleniania lipidów – adduktów Michaela, aldehydów i białek [24, 25]. LOOH Fe 3 LOO Fe 2 H (4) LOOH Fe 2 LO Fe 3 OH (5) Najczęściej wykorzystywanymi markerami utleniania lipidów są trans-4hydroksy-2-nonenal (4-HNE) i dialdehyd malonowy (MDA). Pomimo swojego szerokiego zastosowania ich detekcja często wiąże się z wieloma problemami metodycznymi. Należą do nich m.in. związanie tych cząsteczek z białkami czy innymi makromolekułami, przez co konieczne jest ich uwolnienie przed pomiarem oraz warunki, w jakich prowadzi się detekcję, które powodują dodatkowe tworzenie się badanych produktów (w przypadku oznaczania TBARS –substancji reagujących z kwasem tiobarbiturowym) [25†27].Często konieczne jest także wykorzystanie skomplikowanej preparatyki próbki przed pomiarem [28]. Najlepszą specyficzność wykazują monoklonalne przeciwciała przeciwko adduktom 4-HNE i histydyny, które pozwalają na badania immunohistochemiczne (pokazujące dwuwymiarowe rozmieszczenie peroksydacji lipidów w pobranej tkance) czy testy ELISA na homogenatach tkankowych lub osoczu [21, 26]. Podwyższony poziom MDA został skorelowany z takimi schorzeniami jak choroba Parkinsona [29], czy stwardnienie zanikowe boczne [30]. Stężenie 4-HNE w tkance powiązano natomiast ze złośliwością glejaków [31] oraz momentem rozwinięcia się otosklerozy [32]. Kolejną grupą biomarkerów peroksydacji lipidów są F2-izoprostany (F2iPs) –związki o budowie zbliżonej do prostaglandyny F2, powstające w wyniku nieenzymatycznej rearanżacji produktów niezależnego od cyklooksygenazy utleniania kwasu arachidonowego – H2-izoprostanów. Ze względu na ich dużą stabilność i wysoką czułość na zmiany stężenia RFT, związki te uważane są za najbardziej niezawodne markery stresu oksydacyjnego [33, 34]. F2-iPs powstają w cząsteczkach fosfolipidów, a następnie na skutek działania fosfolipazy A2 są uwalniane do osocza, gdzie występują w formie wolnej [35]. Pomimo szerokiego wykorzystania nadal istnieje problem wyboru najlepszej metody ich ilościowego pomiaru. Z jednej strony mamy kosztowne, ale najbardziej wiarygodne techniki, jak chromatografia gazowo-cieczowa z detektorem masowym (GLC-MS), z drugiej natomiast tanie i łatwe do zastosowania klinicznego techniki immunologiczne. Niestety znaleźć można doniesienia, że wyniki z tych dwóch technik nie korelują ze sobą, dlatego do analizy poziomu tego biomarkera zmierzonych technikami immunologicznymi należy podchodzić bardzo ostrożnie [36]. Nie zmienia to faktu, że 10 Biomarkery stresu oksydacyjnego podwyższony poziom F2-iPs został powiązany ze zwiększonym ryzykiem zachorowania na nowotwór wątroby i nowotwór płuc u mężczyzn [37, 38]. Rearanżacja produktów utleniania kwasu arachidonowego, oprócz F2izoprostanów, prowadzi też do powstania bardzo reaktywnych γketoaldehydów – izolewuglandyn (iLG). Ze względu na swoją reaktywność szybko i nieodwracalnie reagują one z aminami w komórce (np. resztami lizyny czy fosfatydyloetanoloaminą), dlatego możliwa jest jedynie detekcja adduktówi LG [39,40]. Podwyższony poziom adduktów izolewuglandynybiałko został znaleziony w hipokampie chorych na chorobę Alzheimera [41] oraz w sercu, aorcie i komórkach dendrytycznych w trakcie nadciśnienia [42]. Stężenie adduktów izolewuglandyny-fosfatydyloetanoloamina podwyższone jest natomiast w osoczu pacjentów chorych na zwyrodnienie plamki żółtej [43]. Do tej pory nie ma badań pokazujących predykcyjne możliwości tego biomarkera w kontekście stopnia czy momentu rozwinięcia się choroby. Związki te jednak w przeciwieństwie do innych, wyżej opisanych markerów stresu oksydacyjnego wydają się bezpośrednio brać udział w procesach patologicznych. Poprzez indukcję sygnalizacji zapalnej i śmierci komórkowej oraz inhibicję funkcji kanałów jonowych [44†46]przyczyniają się do rozwoju takich procesów chorobowych jak stan zapalny, arytmia, neurodegeneracja, miażdżyca czy nadciśnienie [47, 48]. Ich znacząca rola w tych chorobach wskazuje, że mogą one potencjalnie być użyte do identyfikacji szczególnie narażonych pacjentów oraz monitorowania skuteczności terapii mających na celu zmniejszenie stężenia iLG w organizmie. 2.3. Modyfikacje aminokwasów i białek Głównymi RFT zaangażowanymi w modyfikacje oksydacyjne białek są nadtlenek wodoru (H2O2), anionorodnik ponadtlenkowy (O2•-) i w szczególności rodnik hydroksylowy (OH•). Powstające pod ich wpływem rodniki alkilowe, alkilonadtlenkowe i alkoksylowe prócz modyfikacji aminokwasów, mogą prowadzić do rozerwania czy powstania wiązań krzyżowych w obrębie tego samego lub różnych łańcuchów polipeptydowych. Prowadzi to do zaburzeń w strukturze i funkcji białek [49, 50]. Ze względu na tworzące się z nich oporne na degradacje agregaty, utlenione białka akumulują się w komórce i upośledzają jej funkcjonowanie [51]. Na działanie reaktywnych form tlenu najbardziej narażone są aminokwasy siarkowe (cysteina, metionina) i aromatyczne (szczególnie tyrozyna i tryptofan). Modyfikacje powstające w resztach cysteiny (mostki disiarczkowe) i metioniny (sulfotlenki metioniny) jako jedyne mogą zostać w komórce naprawione przez swoiste reduktazy [52]. 11 Agnieszka Drzał, Martyna Elas Najbardziej powszechnym markerem oksydacyjnych modyfikacji białek są pochodne karbonylowe. Powstają one w wyniku utleniania aminokwasów z wolną grupą aminową, amidową i hydroksylową oraz proliny, której pierścień pod wpływem oksydacji ulega rozerwaniu. Wywołane utlenianiem przerwanie łańcucha polipeptydowego, wiązanie aldehydowych produktów peroksydacji lipidów do reszt lizyny, cysteiny czy histydyny (z wytworzeniem produktów końcowych zaawansowanej lipoksydacji, ALE) oraz reakcje glikoksydacji między lizyną i argininą a cukrami nieredukującymi (z wytworzeniem produktów końcowych zaawansowanej glikacji, AGE) także prowadzą do wytworzenia pochodnych karbonylowych [53]. Substancje te mogą powstawać poprzez kilka różnych mechanizmów, dlatego zazwyczaj występują w tkankach w wyższym stężeniu niż inne biomarkery stresu oksydacyjnego [54]. Pomiar pochodnych karbonylowych zwykle przeprowadzany jest po uprzedniej derywatyzacji 2,4-dinitrofenylohydrazyną (DNPH) [55]. Powstały addukt może być wykrywany spektrofotometrycznie, przy użyciu przeciwciał przeciwko DNP (2,4-dinitrofenol) lub wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC). Podwyższony poziom pochodnych karbonylowych został skorelowany m.in. z chorobami neurodegener-acyjnymi [56], czy starzeniem [57]. Modyfikacje oksydacyjne białek mogą być także wykrywane bezpośrednio poprzez pomiar heterogennej i licznej rodziny AGE, spośród których najbardziej znaczące to karboksymetylowalina, karboksymetylolizyna i pentozydyna. Związki te zostały powiązane z takimi schorzeniami jak choroba Alzheimera [58] czy otyłość [59]. Ich detekcja może być przeprowadzona z użyciem szeregu metod– od tych wykorzystujących specyficzne przeciwciała, poprzez spektrofluorymetrię wykorzystującą ich właściwości autofluorescencyjne, aż po HPLC czy spektrometrię masową. Akumulacja AGE w skórze została np. połączona z procesem starzenia [60]. Podwyższony poziom AGE występuje także u kobiet z syndromem policystycznych jajników [61], natomiast zwiększoną autofluorescencję skorelowano z przewlekłą chorobą nerek u dzieci oraz czasem trwania terapii dializami u tych samych pacjentów [62]. Jak widać, pochodne karbonylowe i AGE są związane z zarówno stopniem, jak i rezultatami leczenia szeregu schorzeń. Modyfikacje siarkowych aminokwasów, cysteiny i metioniny, stanowią kolejną grupę markerów oksydacyjnych modyfikacji białek. Jedną z prób badania tych zmian był pomiar wolnej cystyny, dwusiarczku cysteiny, w osoczu pacjentów z chorobami układu krążenia, który jednak skutkował niejednorodnymi wynikami [63, 64]. Inną modyfikacją należącą do tej grupy biomarkerów jest tworzenie mieszanych dwusiarczków z glutationem (glutationylacja). Proces ten, będąc procesem odwracalnym, powszechnie uważany jest za mechanizm antyoksydacyjny chroniący grupy 12 Biomarkery stresu oksydacyjnego –SH aminokwasów przed nieodwracalnym utlenieniem do kwasów sulfinowych i sulfonowych [65]. Ze względu na wysokie stężenie glutationu w cytoplazmie i zredukowaną formę cystein w większości wewnątrzkomórkowych białek (w przeciwieństwie do białek zewnątrzkomórkowych z cysteinami zaangażowanymi w wiązania dwusiarczkowe) proces ten zachodzi głównie wewnątrz komórki. Głównym białkiem, którego glutationylacja wykorzystywana jest jako biomarker stresu oksydacyjnego, jest hemoglobina. Jej glutationylowana forma wykorzystana została w diagnostyce takich schorzeń jak cukrzyca, przewlekła niewydolność nerek czy hiperlipidemia [66]. O ile w cytoplazmie dominuje glutationylacja, to w płynach ustrojowych przeważa cysteinylacja (tworzenie dwusiarczków z związanej w łańcuch polipeptydowy i wolnej cysteiny). Wzrost stężenia cysteinylowanej albuminy w osoczu został skorelowany m.in. z przewlekłymi chorobami wątroby czy nerek [67].Wykorzystanie tioli jako markerów stresu oksydacyjnego wiąże się jednak z wieloma trudnościami technicznymi, spośród których najważniejsze to ich głownie wewnątrzkomórkowe występowanie oraz niestabilność wymagająca wykorzystania środków alkilujących w celu zapobiegania ich dalszych przemian redoks. Sulfotlenki metioniny, które są łatwymi w pomiarze i bardziej stabilnymi od innych produktów utleniania tiolibiomarkerami stresu oksydacyjnego, także znalazły zastosowanie w identyfikacji wzmożonej aktywności RFT. Ich wyższe stężenie, przyczyniające się do rozwoju rozedmy płuc, znaleziono u palaczy [68]. W osoczu i w lipoproteinie wysokiej gęstości (HDL) ich wyższa koncentracja towarzyszy sepsie [69] i cukrzycy [70]. Oprócz reaktywnych form tlenu, również reaktywne formy azotu mogą prowadzić do utleniania składników białek, a co za tym idzie również tworzenia wiązań krzyżowych, grup karbonylowych i rozerwania łańcucha polipeptydowego [71]. Najbardziej narażone na ich działanie są, podobnie jak w przypadku RFT, cysteina, metionina, tryptofan i tyrozyna. Nitracja tyrozyny jest najczęściej wykorzystywanym biomarkerem modyfikacji aminokwasów przez RFA i jest często opisywana jako stabilny marker stresu oksydacyjnego/nitrozacyjnego w chorobach zapalnych [72]. Produktem tego procesu jest nitrotyrozyna (Tyr-NO2), która może występować zarówno w postaci wolnej jak i związana w łańcuchu polipeptydowym. Podwyższone stężenie Tyr-NO2 koreluje z występowaniem takich schorzeń jak miażdżyca [73], nadciśnienie płucne [74] czy zwyrodnieniowa choroba stawów [75]. Dodatkowo stężenie tego biomarkera jest związane z prognozą w przypadku pacjentów z sepsą oraz stadium reumatoidalnego zapalenia stawów. Redukcję stężenia Tyr-NO2 w osoczu wykryto po zastosowaniu leczenia rosuvastatyną u pacjentów z chorobą wieńcową, statynami u chorych na hipercholesterolemię [76] czy po stosowaniu bezglutenowej diety przy celiakii [77]. Jak widać, stężenie Tyr-NO2 zostało skorelowane ze stopniem zaawansowania wielu 13 Agnieszka Drzał, Martyna Elas schorzeń,a jego spadek odnotowano po skutecznym leczeniu. Dodatkowo wydaje się, że modyfikacje istniejących wewnątrz- czy zewnątrzkomórkowych białek występują szybciej i dają większe możliwości w kontekście monitorowania nowych terapii celujących w reaktywne formy tlenu niż istniejące markery stanu zapalnego, np. białka C-reaktywnego, którego zmiany stężenia opóźnione są o kilka godzin ze względu na jego syntezę zachodzącą w wątrobie. 3. Markery układu przeciwutleniającego W komórkach istnieje szereg mechanizmów chroniących przed szkodliwym działaniem reaktywnych form tlenu. Stres oksydacyjny może wynikać zarówno z nadmiernej produkcji RFT, jak i zaburzeń w układzie przeciwutleniającym. Na układ ten składa się wiele białek i małocząsteczkowych antyoksydantów, które budują trzy systemy obrony [78]: 1) pierwszą linię obrony przeciwdziałającą powstawaniu RFT do której należą takie enzymy jak katalaza, dysmutaza ponadtlenkowa (SOD) czy peroksydaza glutationowa; 2) druga linia obrony przerywająca łańcuchowe reakcje wolnorodnikowe na którą składają się głównie przeciwutleniacze małocząsteczkowe; 3) trzecia linia obrony mająca na celu naprawę powstałych w wyniku działania RFT uszkodzeń do której należą m.in. enzymy o aktywności oksydoreduktaz. Ważną rolę w obronie antyoksydacyjnej pełni też czynnik transkrypcyjny Nrf2 (nuclearerythroid 2-related factor), który jest głównym regulatorem odpowiedzi na stres oksydacyjny. W warunkach stresowych jego szlak sygnałowy jest aktywowany w celu zwiększenia ekspresji enzymów przeciwutleniających i przywrócenia homeostazy redoks [79]. Czynnik ten może być więc używany jako wskaźnik nadmiernej produkcji reaktywnych form tlenu przewyższającej możliwości systemu przeciwutleniającego. Pierwszą grupą enzymów antyoksydacyjnych, których aktywność uznawana jest za biomarker stresu oksydacyjnego jest katalaza, SOD i peroksydaza glutationowa. Katalaza jest hemoproteiną zlokalizowaną w peroksysomach, która przeprowadza rozkład nadtlenku wodoru do wody i tlenu. Jej obniżoną aktywność znaleziono u chorych na nefropatię cukrzycową [80] czyzwłóknienie płuc [81]. Poziom katalazy skorelowano także z komplikacjami u cukrzyków [82], a jej podwyższona aktywność występuje w hipokampie i ciele migdałowatym u pacjentów z chorobą Alzheimera [83]. Dysmutaza ponadtlenkowa jest metaloenzymem katalizującym rozkład anionorodnika ponadtlenkowego do nadtlenku wodoru i tlenu cząsteczkowego. Występuje ona w trzech izoformach: dwóch wewnątrzkomórkowych – SOD-1 (Cu/Zn-SOD) w cytoplazmie i SOD-2 (Mn-SOD) w macierzy mitochondrialnej oraz jednej zewnątrz- 14 Biomarkery stresu oksydacyjnego komórkowej – SOD-3 (EC-SOD) również zawierającej miedź i cynk. Jej obniżoną aktywność wykryto w chorobach takich jak marskość, zapalenie wątroby [84,85], kamica nerkowa [86], czy migrena [87]. Ostatnim enzymem z tej grupy jest peroksydaza glutationowa-selenoenzym biorący udział w redukcji nadtlenku wodoru do wody. Przekształca on przy tym zredukowany glutation w jego postać utlenioną, czyli w dwusiarczek glutationu (GSSG). Aktywność peroksydazy glutationowej obniżona jest u pacjentów chorych cierpiących na sepsę [88], choroby spektrum autystycznego [89], remitująco-nawracające stwardnienie rozsiane [90] czy płaskonabłonkowy rak płuc [91]. Ważnym komponentem układu przeciwutleniającego jest glutation (GSH)-tripeptyd zbudowany z kwasu glutaminowego, cysteiny i glicyny. Zmiata on reaktywne formy tlenu z wytworzeniem dwusiarczku glutationu (GSSG). Reakcja ta jest odwracalna – reduktaza glutationowa i NADPH redukuje GSSG do dwóch cząsteczek glutationu. W warunkach stresu oksydacyjnego dochodzi do obniżenia stężenia GSH, albo inaczej stosunku stężeń GSH/GSSG [92]. Zmniejszenie się jego koncentracji może jednak wynikać także z niedoboru cysteiny, prekursora glutationu, dlatego kwestionuje się jego użyteczność jako biomarkera stresu oksydacyjnego [93]. Pomimo tych zastrzeżeń wiele badań pokazuje spadek stężenia glutationu w schorzeniach o udowodnionym związku ze stresem oksydacyjnym m.in. chorobach spektrum autystycznego [90], syndromie policystycznych jajników [94] i innych [95]. Ze względu na o wiele niższy stosunek GSH/GSSG w osoczu (~3) niż w komórkach (>30) [96] wskazany jest pomiar glutationu w komórkach [97]. Kolejną grupą biomarkerów stresu oksydacyjnego należących do układu przeciwutleniającego są enzymy o aktywności oksydoreduktaz. Spośród wielu przedstawicieli tej grupy szczególną uwagę przykłada się do dwóch: tioredoksyny i peroksyredoksyn. Tioredoksyna jest białkiem którego główną funkcją jest utrzymywanie tioli w stanie zredukowanym. Choć nie można wykluczyć, że wzrost stężenia tego enzymu jest wywoływany także innymi procesami, to ze względu na udowodnioną inhibicję jej wydzielania po podaniu antyoksydantów in vitro [98] wydaje się, że jest ona indukowana przez stres oksydacyjny. Jej stężenie jest podniesione w osoczu chorych na nowotwory [99], reumatoidalne zapalenie stawów [100], AIDS [101], gdzie jest negatywnie skorelowane z przeżyciem oraz w surowicy pacjentów z niedokrwiennym udarem mózgu [102]. Peroksyredoksyny (Prx) to rodzina białek, które rozkładają wodoronadtlenki, takie jak nadtlenek wodoru, nadtlenki organiczne, wodoronadtlenki białek i peptydów oraz nadtlenoazotyn, do wody [103, 104]. U ssaków występuje sześć izoform tego enzymu: Prx1, 2 i 6 w cytoplazmie, Prx 3 w macierzy mitochondrialnej, Prx 4 w retikulum endoplazmatycznymi Prx 5 w mito15 Agnieszka Drzał, Martyna Elas chondriach, peroksysomach i cytoplazmie. Enzymy te są bardzo liczne (nawet 1% wszystkich białek w niektórych organizmach i typach komórek) i wykazują wysoką reaktywność – uważa się, że 90% nadtlenku wodoru wytworzonego w mitochondriach reaguje właśnie z peroksyredoksynami [105]. Rola peroksyredoksyn w obronie antyoksydacyjnej jest jednak bardziej złożona niż tylko usuwanie wodoronadtlenków. Mogą one z łatwością zostać inaktywowane przez swoje substraty, co ogranicza ich możliwości przeciwutleniające [106]. Za redukcję peroksyredoksyn odpowiada system tioredoksyny, na który składają się tioredoksyna i reduktaza tioredoksyny. Występują one jednak w o wiele niższym stężeniu niż Prx. Wszystkie te czynniki składają się na duży potencjał Prx jako biomarkerów stresu oksydacyjnego. Podwyższone stężenie utlenionej formy Prx 6 w płynie mózgowo-rdzeniowym został skorelowany z prognozami dla pacjentów z urazami mózgu [107], natomiast odpowiednio stężenie Prx 2 i Prx4 w surowicy zwiększone jest u pacjentów chorych na reumatoidalne zapalenie stawów [108] i cukrzycę [109]. Czynnik transkrypcyjny Nrf2 jest szeroko opisanym biomarkerem stresu oksydacyjnego z możliwościami prognostycznymi w wielu typach nowotworów m.in. piersi [110], jelita grubego [111] czy płuc [112]. Jego wysokie stężenie można znaleźć w biopsjach złośliwych nowotworów o wysokim tempie proliferacji i oporności na terapie przeciwnowotworowe. Wynika to głównie z mutacji w genie Nrf2 i jego represora Kaep1 [113] oraz działania onkogenów takich jak Kras [114] czy utratyfunkcji genu supresorowego Pten [115]. Do obniżenia aktywności Nrf2 dochodzi pod wpływem wieku [116], a także w chorobach neurodegeneracyjnych [117]. 4. Markery wytwarzania RFT Ostatnią grupą biomarkerów stresu oksydacyjnego są enzymy zaangażowane w generowanie reaktywnych form tlenu. Ze względu na kliniczne zastosowanie szczególnie warte uwagi są mieloperoksydaza (MPO) i oksydaza ksantynowa (XO). Oprócz obecności w komórkach można znaleźć je także we krwi, gdzie ich podwyższone występowanie może wskazywać na stres oksydacyjny. Z uwagi na wpływ wielu czynników na stężenie i aktywność tych enzymów (m.in. dostępności ich substratów) w niektórych przypadkach lepszymi indykatorami produkcji RFT są produkty ich przemian czy ich metabolity. Mieloperoksydaza jest enzymem należącym do peroksydaz, który katalizuje reakcje między nadtlenkiem wodoru i jonami chlorkowymi prowadzące do powstania kwasu podchlorawego – związku o silnych właściwościach przeciwwirusowych i bakteriobójczych. Występuje ona w ziarnistościach granulocytów obojętnochłonnych i odgrywa ważną rolę 16 Biomarkery stresu oksydacyjnego we wrodzonej odpowiedzi immunologicznej. Enzym ten przyczynia się także do wielu schorzeń o podłożu zapalnym m.in. miażdżycy [118], czy chorób neurodegeneracyjnych [119] i uważany jest za marker stanu zapalnego [120]. Jego podwyższone stężenie w osoczu i surowicy występuje we wszelkiego rodzaju schorzeniach układu krążenia [121] i otyłości, a także wskazuje zwiększone ryzyko przyszłych incydentów sercowych [122]. Prócz metod wykorzystujących bezpośredni pomiar stężenia i aktywności MPO możliwe jest także oznaczenie specyficznych i niespecyficznych produktów utlenienia generowanymi przez mieloperoksydazę oksydantami. Do specyficznych produktów należy m.in. 3-chlorotyrozyna, której podwyższone stężenie występuje m.in. w HDL chorych na reumatoidalne zapalenie stawów [123], czy w osoczu pacjentów po przebytym ostrym zawale mięśnia sercowego [124]. Innymi produktami sąchlorohydryny lipidów, których występowanie potwierdzono np. w blaszkach miażdżycowych [125] oraz sulfonamid glutationu, który wykryto m.in. w drogach oddechowych dzieci chorych na mukowiscydozę [126]. Do niespecyficznych produktów utleniania można zaliczyć 3nitrotyrozynę czy pochodne karbonylowe białek. Oznaczanie specyficznych produktów utleniania MPO wiąże się jednak z dużym kosztem, związanym ze specjalistyczną aparaturą potrzebną do pomiaru ich niskich stężeń występujących w płynach ustrojowych i żmudną preparatyką. Z tego powodu to bezpośrednie oznaczanie MPO wydaje się być lepszym z klinicznego punktu widzenia rozwiązaniem, szczególnie, że wyniki jej oznaczeń są zgodne z pomiarem specyficznych produktów jej aktywności. Oksydaza ksantynowa katalizuje przemianę ksantyny do kwasu moczowego produkując przy tym zarówno nadtlenek wodoru, jak i anionorodnik ponadtlenkowy [127]. Oprócz swojego zaangażowania w produkcję RFT oraz kwasu moczowego, których wkład jest szeroko opisany w chorobach układu krążenia [128] i który przyczynił się do rozwinięcia metodyki oznaczania stężenia tego enzymu w obiegu [129], XO może być też wykorzystywana jako wskaźnik stresu oksydacyjnego. Enzym ten może występować w dwóch formach: oksydazy opisanej wyżej oraz dehydrogenazy, która przeprowadza tą samą reakcję, ale zamiast tlenu wykorzystuje NAD+ jako akceptor elektronów. Przejście z formy dehydrogenazy do formy oksydazy zachodzi pod wpływem m.in. utleniania tioli [130], dlatego w warunkach stresu oksydacyjnego wzrost częstości tych przejść pozwala obserwować zwiększenie aktywności oksydazy ksantynowej. 17 Agnieszka Drzał, Martyna Elas 5. Podsumowanie Przedstawione biomarkery stresu oksydacyjnego opisane zostały w szerokim spektrum chorób. Pomiar niemalże każdego przedstawionego markera wiąże się jednak z pewnymi problemami metodycznymi utrudniającymi wprowadzenie go do rutynowej praktyki klinicznej. Tworzenie modyfikacji oksydacyjnych czy indukcja zwiększonej aktywności komponentów systemu przeciwutleniającego zależy nie tylko od RFT, ale także takich parametrów tkanek jak hipoksja, stężenia substratów, lub dieta, co utrudnia bezwzględny ich pomiar i daje duże wahania między pacjentami. Dodatkowo część z proponowanych biomarkerów, np. modyfikacje aminokwasów siarkowych, jest mało stabilna, co znacznie utrudnia pomiar. Nawet trwałe oksydacyjne modyfikacje, takie jak pochodne karbonylowe białek, czy produkty utleniania DNA/RNA i lipidów wymagają kosztownej aparatury i czasochłonnego, indywidualnego przygotowania materiału w celu osiągnięcia najwyższej czułości i specyficzności koniecznej do wykrycia ich niskich stężeń. Choć możliwy jest pomiar ich przy użyciu tanich i najczęściej wykorzystywanych w klinice metod immunologicznych można znaleźć coraz więcej doniesień, że wyniki uzyskane tymi metodami nie korelują z bardziej zaawansowaną metodologią jak spektrometria masowaczy HPLC. Dodatkowy problem stanowi materiał, który jest najbardziej dostępny w diagnostyce czyli płyny ustrojowe, w których stężenie biomarkerów stresu oksydacyjnego jest zazwyczaj o wiele niższe niż w komórkach. Wszystkie te czynniki wpływają na to, że na szeroką skalę tylko kilka opisanych biomarkerów używanych jest rutynowo w klinice. Stres oksydacyjny jest zjawiskiem leżącym u podstaw wielu różnych stanów patologicznych. Dlatego znalezienie uniwersalnego markera i optymalizacja jego pomiaru umożliwiłaby wykorzystaniego w poznawaniu mechanizmu i diagnostyce wielu chorób. Dotychczasowe doświadczenia wskazują jednak, że wysoka labilność stresu oksydacyjnego i jego wrażliwość na wiele czynników sprawia, że jest to bardzo trudne zadanie. 18 Biomarkery stresu oksydacyjnego Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. Das K. C., White C. W., Redox system of the cell: possible links and implications, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99 (2002), s. 9617-9618 Nicco C., Laurent A., Chereau C., Weill B., Batteux F. Differential modulation of normal and tumour cell proliferation by reactive oxygen species, Biomed. Pharmacother., 59 (2005), s. 169-174 Janssen-Heininger Y. M. W., Mossman B. T., Heintz N. H., Forman H. J., Kalyanaraman B., Finkel T., Stamler J. S., Rhee S. G., van der Vliet A., Redox-based regulation of signal transduction: principles, pitfalls, and promises, Free Radic. Biol. Med., 45 (2008), s. 1-17 Hool L. C., Corry B., Redox control of calcium channels: from mechanisms to therapeutic opportunities, Antioxidants and Redox Signaling., 9 (2007), s. 409-435 Schieber M., Chandel N.S., ROS function in redox signaling and oxidative stress, Current biology., 24 (2014), s. R453-R462 Sies H., Oxidative stress: a concept in redox biology and medicine, Redox biology., 4 (2015), s. 180-183 Martinovich G. G., Martinovich I. V., Cherenkevich S. N., Sauer H., Redox buffer capacity of the cell: theoretical and experimental approach, Cell biochemistry and biophysics., 58 (2010), s. 75-83 Dalle-Donne I., Rossi R., Colombo R., Giustarini D., Milzani A., Biomarkers of oxidative damage in human disease, Clinical chemistry., 52 (2006), s. 601-623 Griffiths H. R., Moller L., Bartosz G., Bast A., Bertoni-Freddari C., Collins A., et al., Biomarkers, Molecular aspects of medicine., 23(2002), s. 101-208 Nguyen, Truyen, Nioi P., Pickett C. B., The Nrf2-antioxidant response element signaling pathway and its activation by oxidative stress, Journal of Biological Chemistry., 284.20 (2009), s. 13291-13295 Cooke M. S., Evans M. D., Dizdaroglu M., Lunec J., Oxidative DNA damage: mechanisms, mutation, and disease, FASEB J., 17 (2003), s. 1195-1214 Kasai H., Chemistry-based studies on oxidative DNA damage: formation, repair, and mutagenesis, Free Radical Biology and Medicine., 33 (2002), s. 450-456 Beckman K. B., Ames B. N., Endogenous oxidative damage of mtDNA, Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis., 424(1999), s. 51-58 Marnett L. J., Riggins J. N., West J. D., Endogenous generation of reactive oxidants and electrophiles and their reactions with DNA and protein, The Journal of clinical investigation., 111 (2003), s. 583-593 Broedbaek K., Siersma V., Henriksen T., Weimann A., Petersen M., Andersen J. T., Jimenez-Solem E., Hansen L. J., Henriksen J. E., Bonnema S. J., de Fine Olivarius N., Friis S., Poulsen H. E., Urinary markers of nucleic acid oxidation and cancer in type 2 diabetes, Redox biology., 4C (2014), s. 34-39 Loft S., Olsen A., Møller P., Poulsen H. E., Tjønneland A., Association between 8-oxo-7,8-dihydro-2¢-deoxyguanosine excretion and risk of 19 Agnieszka Drzał, Martyna Elas 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. postmenopausal breast cancer: nested case-control study, Cancer Epidemiology Biomarkers & Prevention., 22 (2013), s. 1289-1296 Loft S, Svoboda P, Kawai K, Kasai H, Sørensen M, Tjønneland A, Vogel U, Møller P, Overvad K, Raaschou Nielsen O., Association between 8-oxo-7,8dihydroguanine excretion and risk of lung cancer in a prospective study, Free Radical Biology and Medicine., 52 (2012), s. 167-172 Poulsen H. E., Specht E., Broedbaek K., Henriksen T., Ellervik C., MandrupPoulsen T., Tonnesen M., Nielsen P. E., Andersen H. U., Weimann A., RNA modifications by oxidation: a novel disease mechanism?, Free Radical Biology and Medicine., 52 (2012), s. 1353-1361 Tanaka M, Chock P. B., Stadtman E. R., Oxidized messenger RNA induces translation errors, Proceedings of the National Academy of Sciences., 104 (2007), s. 66-71 Simms C. L., Hudson B. H., Mosior J. W., Rangwala A. S., Zaher H. S., An active role for the ribosome in determining the fate of oxidized mRNA, Cell reports., 9 (2014), s. 1256-1264 Negre-Salvayre A., Auge N., Ayala V., Basaga H., Boada J., Brenke R., Chapple S., Cohen G., Feher J., Grune T., Lengyel G., Mann G. E., Pamplona R., Poli G., Portero-Otin M., Riahi Y., Salvayre R., Sasson S., Serrano J., Shamni O., Siems W., Siow R. C. M., Wiswedel I., Zarkovic K., Zarkovic N., Pathological aspects of lipid peroxidation, Free radical research., 44 (2010), s. 1125-1171 Marnett L.J., Oxy radicals, lipid peroxidation and DNA damage, Toxicology., 181 (2002), s. 219-222 Porter N. A., Caldwell S. E., Mills K. A., Mechanisms of free-radical oxidation of unsaturated lipids, Lipids., 30 (1995), s. 277-290 Zarkovic N., 4-Hydroxynonenal as a bioactive marker of pathophysiological processes, Molecular aspects of medicine., 24 (2003), s. 281-291 Esterbauer H., Schaur R. J., Zollner H., Chemistry and biochemistry of 4-hydroxynonenal, malonaldehyde and related aldehydes, Free radical biology & medicine., 11 (1991), s. 81-128 Spickett C. M., Wiswedel I., Siems W., Zarkovic K., Zarkovic N., Advances in methods for the determination of biologically relevant lipid peroxidation products, Free radical research., 44 (2010), s. 1172-1202 Moore K., Roberts L. J., Measurement of lipid peroxidation, Free radical research., 28 (1998), s. 659-671 Breusing N., Grune T., Andrisic L., Atalay M., Bartosz G., Biasi F., Borovic S., Bravo L., Casals I., Casillas R., Dinischiotu A., Drzewinska J., Faber H., Fauzi N. M., Gajewska A., Gambini J., Gradinaru D., Kokkola T., Lojek A., Luczaj W, Margina D, Mascia C, Mateos R, Meinitzer A, Mitjavila MT, Mrakovcic L., Munteanu M. C., Podborska M., Poli G., Sicinska P., Skrzydlewska E., Vina J., Wiswedel I., Zarkovic N., Zelzer S., Spickett C. M., An interlaboratory validation of methods of lipid peroxidation measurement in UVA-treated human plasma samples, Free radical research., 44 (2010), s. 1203-1215 20 Biomarkery stresu oksydacyjnego 29. Sharma A., Kaur P., Kumar B., Prabhakar S., Gill K. D., Plasma lipid peroxidation and antioxidant status of Parkinson’s disease patients in the Indian population, Parkinsonism & related disorders., 14 (2008), s. 52-57 30. Bonnefont-Rousselot D., Lacomblez L., Jaudon M., Lepage S., Salachas F., Bensimon G., Bizard C., Doppler V., Delattre J., Meininger V., Blood oxidative stress in amyotrophic lateral sclerosis, Journal of the neurological sciences., 178 (2000), s. 57-62 31. Juric-Sekhar G., Zarkovic K., Waeg G., Cipak A., Zarkovic N,. Distribution of 4-hydroxynonenal-protein conjugates as a marker of lipid peroxidation and parameter of malignancy in astrocytic and ependymal tumors of the brain, Tumori., 95(2009), s. 762-768 32. Rudic´ M., Milkovic L., Zarkovic K., Borovic-Sunjic S., Sterkers O., Waeg G., Ferrary E., BozorgGrayeli A., Zarkovic N., The effects of angiotensin II and the oxidative stress mediator 4-hydroxynonenal on human osteoblast-like cell growth: possible relevance to otosclerosis, Free Radical Biology and Medicine., 57 (2013), s. 22-28 33. Milne G. L., Dai Q., and Roberts L. J., The isoprostanes – 25 years later, Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular and Cell Biology of Lipids., 1851 (2014), s. 433-445 34. Milne G. L., Sanchez S. C., Musiek E. S., Morrow J. D., Quantification of F2isoprostanes as a biomarker of oxidative stress, Nature protocols., 2 (2007), s. 221-226 35. Himmelfarb J., Stenvinkel P., Ikizler T. A., Hakim R.M., The elephant in uremia: oxidant stress as a unifying concept of cardiovascular disease in uremia, Kidney international,, 62 (2002), s. 1524-1538 36. Il‟yasova D., Morrow J. D., Ivanova A., Wagenknecht L. E., Epidemiological marker for oxidant status: comparison of the ELISA and the gas chromatography/mass spectrometry assay for urine 2,3-dinor-5,6-dihydro-15F2t-isoprostane, Annals of epidemiology., 14 (2004), s. 793-797 37. Wu H-C., Wang Q., Yang H-I., Ahsan H., Tsai W-Y., Wang L-Y., Chen S-Y., Chen C-J., Santella R. M., Urinary 15- F2t-isoprostane, aflatoxin B1 exposure and hepatitis B virus infection and hepatocellular carcinoma in Taiwan, Carcinogenesis., 29 (2008), s. 971-976 38. Epplein M., Franke A. A., Cooney R. V., Morris J. S., Wilkens L. R., Goodman M. T., Murphy S. P., Henderson B. E., Kolonel L. N., Le Marchand L.. Association of plasma micronutrient levels and urinary isoprostane with risk of lung cancer: the multiethnic cohort study, Cancer Epidemiology Biomarkers & Prevention., 18 (2009), s. 1962-1970 39. Brame C. J., Salomon R. G., Morrow J. D., Roberts L. J., Identification of extremely reactive gamma-ketoaldehydes (isolevuglandins) as products of the isoprostane pathway and characterization of their lysyl protein adducts, Journal of Biological Chemistry., 274 (1999), s. 13139-13146 40. Salomon R., Bi W., Isolevuglandin adducts in disease, Antioxidants & redox signaling., 22 (2015), s. 1703-1718 41. Davies S. S., Bodine C., Matafonova E., Pantazides B. G., Bernoud-Hubac N., Harrison F. E., Olson S. J., Montine T. J., Amarnath V., Roberts L. J., 21 Agnieszka Drzał, Martyna Elas 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. Treatment with a cketoaldehyde scavenger prevents working memory deficits in hApoE4 mice, Journal of Alzheimer's Disease., 27 (2011), s. 49-59 Guo L., Amarnath V., Davies S. S., A liquid chromatography-tandem mass spectrometry method for measurement of N-modified phosphatidylethanolamines, Analytical Biochemistry., 405 (2010), s. 236-245 Li W., Laird J. M., Lu L., Roychowdhury S., Nagy L. E., Zhou R., Crabb J.W., Salomon R. G., Isolevuglandins covalently modify phosphatidylethanolamines in vivo: detection and quantitative analysis of hydroxylactam adducts, Free Radical Biology and Medicine., 47 (2009), s. 1539-1552 Brame C. J., Boutaud O., Davies S. S., Yang T., Oates J. A., Roden D., Roberts L. J., Modification of proteins by isoketal-containing oxidized phospholipids, Journal of Biological Chemistry., 279 (2004), s. 13447-13451 Fukuda K., Davies S. S., Nakajima T., Ong B. H., Kupershmidt S., Fessel J., Amarnath V., Anderson M. E., Boyden P. A., Viswanathan P. C., Roberts L. J., Balser J. R., Oxidative mediated lipid peroxidation recapitulates proarrhythmic effects on cardiac sodium channels, Circulation research., 97 (2005), s. 1262-1269 Guo L., Chen Z., Cox B. E., Amarnath V., Epand R. F., Epand R. M., Davies S. S., Phosphatidylethanolamines modified by c-ketoaldehyde (cKA) induce endoplasmic reticulum stress and endothelial activation, Journal of Biological Chemistry., 286 (2011), s. 18170-18180 Kirabo A., Fontana V., de Faria A. P. C., Loperena R., Galindo C. L., Wu J., Bikineyeva A. T., Dikalov S., Xiao L., Chen W., Saleh M. A., Trott D. W., Itani H. A., Vinh A., Amarnath V., Amarnath K., Guzik T. J., Bernstein K. E., Shen X. Z., Shyr Y., Chen S. C., Mernaugh R. L., Laffer C. L., Elijovich F., Davies S. S., Moreno H., Madhur M. S., Roberts J., Harrison D. G., DC isoketal-modified proteins activate T cells and promote hypertension, The Journal of clinical investigation., 124 (2014), s. 4642-4656 Salomon R., Bi W., Isolevuglandin adducts in disease, Antioxidants & redox signaling., 22 (2015), s. 1703-1718 Davies M. J., Singlet oxygen-mediated damage to proteins and its consequences, Biochemical and biophysical research communications., 305 (2003), s. 761-770 Naskalski J. W., Bartosz G., Oxidative modifications of protein structures, Advances in clinical chemistry., 35 (2000), s. 161-253 Sohal R. S., Role of oxidative stress and protein oxidation in the aging process, Free Radical Biology and Medicine., 33 (2002), s. 37-44 Berlett B. S., Stadtman E. R., Protein oxidation in aging, disease, and oxidative stress, Journal of Biological Chemistry., 272 (1997), s. 20313-20316 Dalle-Donne I., Rossi R., Giustarini D., Milzani A., Colombo R., Protein carbonyl groups as biomarkers of oxidative stress, Clinica chimica acta., 329 (2003), s. 23-38 Dean R. T., Fu S., Stocker R., Davies M. J., Biochemistry and pathology of radical-mediated protein oxidation, Biochemical Journal., 324 (Pt 1) (1997), s. 1-18 22 Biomarkery stresu oksydacyjnego 55. Levine R. L., Garland D., Oliver C. N., Amici A., Climent I., Lenz A. G., Ahn B. W., Shaltiel S., Stadtman E. R., Determination of carbonyl content in oxidatively modified proteins, Methods in enzymology., 186 (1990), s. 464-478 56. Greilberger J., Koidl C., Greilberger M., Lamprecht M., Schroecksnadel K., Leblhuber F., Fuchs D, Oettl K., Malondialdehyde, carbonyl proteins and albumin disulphide as useful oxidative markers in mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease, Free radical research., 42 (2008), s. 633-638 57. Gil L., Siems W., Mazurek B., Gross J., Schroeder P., Voss P., Grune T., Ageassociated analysis of oxidative stress parameters in human plasma and erythrocytes, Free radical research., 40 (2006), s. 495-505 58. Thome J., Munch G., Muller R., Schinzel R., Kornhuber J., Blum-Degen D., Sitzmann L., Rosler M., Heidland A., Riederer P., Advanced glycation endproducts-associated parameters in the peripheral blood of patients with Alzheimer’s disease, Life Sci., 59 (1996), s. 679-685 59. Brix J. M., Hollerl F., Kopp H. P., Schernthaner G. H., Schernthaner G., The soluble form of the receptor of advanced glycation endproducts increases after bariatric surgery in morbid obesity, International Journal of Obesity., 36 (2012), s. 1412-1417 60. Gil L., Siems W., Mazurek B., Gross J., Schroeder P., Voss P., Grune T., Ageassociated analysis of oxidative stress parameters in human plasma and erythrocytes, Free radical research., 40 (2006), s. 495-505 61. Davies S. S., Amarnath V., Roberts L. J., Isoketals: highly reactive gammaketoaldehydes formed from the H2- isoprostane pathway, Chemistry and physics of lipids., 128 (2004), s. 85-99 62. Smit A. J., Gerrits E. G., Skin autofluorescence as a measure of advanced glycation endproduct deposition: a novel risk marker in chronic kidney disease, Current opinion in nephrology and hypertension., 19.6 (2010), s. 527-533 63. Mills B. J., Weiss M. M., Lang C. A., Liu M. C., Ziegler C., Blood glutathione and cysteine changes in cardiovascular disease, Journal of Laboratory and Clinical Medicine., 135 (2000), s. 396-401 64. Di Giuseppe D., Di Simplicio P., Capecchi P. L., Lazzerini P. E., Pasini F. L., Alteration in the redox state of plasma in heart-transplant patients with moderate hyperhomocysteinemia, Journal of Laboratory and Clinical Medicine., 142 (2003), s. 21-28 65. Klatt P., Lamas S., Regulation of protein function by S-glutathiolation in response to oxidative and nitrosative stress, European Journal of Biochemistry., 267 (2000), s. 4928-4944 66. Ghezzi P., Protein glutathionylation in health and disease, Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-General Subjects., 1830 (2013), s. 3165-3172 67. Nagumo K., Tanaka M., Chuang V. T. G., Setoyama H., Watanabe H., Yamada N., Kubota K., Tanaka M., Matsushita K., Yoshida A., Jinnouchi H., Anraku M., Kadowaki D., Ishima Y., Sasaki Y., Otagiri M., Maruyama T., Cys34-cysteinylated human serum albumin is a sensitive plasma marker in oxidative stress-related chronic diseases, PLoS One, 9 (2014), e85216 68. Carp H., Miller F., Hoidal J. R., Janoff A., Potential mechanism of emphysema: alpha 1-proteinase inhibitor recovered from lungs of cigarette 23 Agnieszka Drzał, Martyna Elas 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. smokers contains oxidized methionine and has decreased elastase inhibitory capacity, Proceedings of the National Academy of Sciences., 79 (1982), s. 2041-2045 Andresen M., Regueira T., Bruhn A., Perez D., Strobel P., Dougnac A., Marshall G., Leighton F., Lipoperoxidation and protein oxidative damage exhibit different kinetics during septic shock, Mediators of inflammation., 2008 (2008), s. 168652-168658 Brock J. W. C., Jenkins A. J., Lyons T. J., Klein R. L., Yim E., Lopes-Virella M., Carter R. E., (DCCT/EDIC) Research Group, Thorpe S. R., Baynes J. W., Increased methionine sulfoxide content of apoA-I in type 1 diabetes, Journal of lipid research., 49 (2008), s. 847-855 Alvarez B., Radi R., Peroxynitrite reactivity with amino acids and proteins, Amino Acids., 25 (2003), s. 295-311 Herce-Pagliai C., Kotecha S., Shuker D. E., Analytical methods for 3nitrotyrosine as a marker of exposure to reactive nitrogen species: a review, Nitric Oxide., 2 (1998), s. 324-336 DiDonato J. A., Aulak K., Huang Y., Wagner M., Gerstenecker G., Topbas C., et al., Site-specific nitration of apolipoprotein A-I at tyrosine 166 is both abundant within human atherosclerotic plaque and dysfunctional, Journal of Biological Chemistry., 289.15 (2014), s. 10276-92 Aggarwal, Saurabh, et al. Nitration of Tyrosine 247 Inhibits Protein Kinase G1α Activity by Attenuating Cyclic Guanosine Monophosphate Binding, Journal of Biological Chemistry., 289.11 (2014), s. 7948-7961 Richardot P., et al., Nitrated type III collagen as a biological marker of nitric oxide-mediated synovial tissue metabolism in osteoarthritis, Osteoarthritis and Cartilage, 17.10 (2009), s. 1362-1367 Shishehbor, Mehdi H., et al., Association of nitrotyrosine levels with cardiovascular disease and modulation by statin therapy, Jama, 289.13 (2003), s. 1675-1680 terSteege, Jessica C. A., et al., Nitrotyrosine in plasma of celiac disease patients as detected by a new sandwich ELISA, Free Radical Biology and Medicine, 25.8 (1998), 953-963 Fang Y. Z., Yang S., Wu G., Free radical, antioxidants and nutrition, Nutrition, 18 (2002), s. 872-878 Trachootham, Dunyaporn, et al., Redox regulation of cell survival, Antioxidants & redox signaling, 10.8 (2008), s. 1343-1374 Sadi G., Eryilmaz N., Tütüncüoğlu E., Cingir S. Güray T., Changes in expression profiles of antioxidant enzymes in diabetic rat kidneys, Diabetes/Metabolism Research and Reviews, 28 (2012), s. 228-235 Fattman C. L., Apoptosis in pulmonary fibrosis: Too much or not enough?, Antioxidants & Redox Signaling, 10 (2008), s. 379-385 Lipinski B., Pathophysiology of oxidative stress in diabetes mellitus, Journal of Diabetes and Its Complications, 15 (2001), s. 203-210 Pappolla M. A., Omar R. A., Kim K. S. Robakis N. K,. Immunohistochemical evidence of oxidative stress in Alzheimer’s disease, American Journal of Pathology, 140 (1992), s. 621-628 24 Biomarkery stresu oksydacyjnego 84. Osman H. G., Gabr O. M., Lotfy S. Gabr S., Serum levels of bcl-2 and cellular oxidative stress in patients with viral hepatitis, Indian Journal of Medical Microbiology, 25 (2007), s. 323-329 85. Halliwell B., Antioxidants and human disease: A general introduction, Nutrition Reviews, 55.1 (1997), S44 86. Jones D. P., Carlson J. L., Mody V. C., Cai J., Lynn M. J., Sternberg P., Redox state of glutathione in human plasma, Free Radic Biol Med, 28 (2000), s. 625-635 87. Pillai C. K., Pillai K. S., Antioxidants in health, Indian Journal of Physiology and Pharmacology, 46 (2002), s. 1-5 88. Tuncel D., Tolun F. I., Gokce M., et al., Oxidative stress in migraine with and without aura, Biol Trace Elem Res 126 (2008), s. 92-97. 89. Mostafa, Ramy, et al., Association of some adipokines and oxidative stress biomarkers with septic patients, Journal of Bioscience and Applied Research, 1.5 (2015), s. 200-205 90. Frustaci, Alessandra, et al., Oxidative stress-related biomarkers in autism: systematic review and meta-analyses, Free Radical Biology and Medicine, 52.10 (2012), s. 2128-2141 91. Tasset, Inmaculada, et al., Peripheral oxidative stress in relapsing – remitting multiple sclerosis, Clinical biochemistry, 45.6 (2012), s. 440-444 92. Jaruga P., Zastawny T. H., Skokowski J., Dizdaroglu M., Olinski R., Oxidative DNA base damage and antioxidant enzyme activities in human lung cancer, FEBS Lett., 341 (1994), s. 59-64 93. Kaplowitz N., Ferna´ndez-Checa J. C., Kannan R., GarciaRuiz C., Ookhtens M., Yi J. R., GSH transporters: molecular characterization and role in GSH homeostasis, Biol Chem Hoppe Seyler, 377 (1996), s. 267-273 94. Murri M., Luque-Ramı´rez M., Insenser M., Ojeda-Ojeda M., EscobarMorreale H. F., Circulating markers of oxidative stress and polycystic ovary syndrome (PCOS): a systematic review and meta-analysis, Hum Reprod Update, 19 (2013), s. 268-288 95. Atkuri K. R., Mantovani J. J., Herzenberg L. A., Herzenberg L. A., NAcetylcysteine – a safe antidote for cysteine/ glutathione deficiency, Curr Opin Pharmacol, 7 (2007), s. 355-359 96. Hwang C., Sinskey A. J., Lodish H. F., Oxidized redox state of glutathione in the endoplasmic reticulum, Science 257 (1992), s. 1496-1502 97. Herzenberg L. A., Parks D., Sahaf B., Perez O., Roederer M., Herzenberg L. A., The history and future of the fluorescence activated cell sorter and flow cytometry: a view from Stanford, Clin Chem, 48 (2002), s. 1819-1827 98. Kondo N., Ishii Y., Kwon Y. W., Tanito M., Horita H., Nishinaka Y., Nakamura H., Yodoi J., Redox-sensing release of human thioredoxin from T lymphocytes with negative feedback loops, J Immunol, 172 (2004), s. 442-448 99. Baker A. F., Dragovich T., Tate W. R., Ramanathan R. K., Roe D., Hsu C. H., Kirkpatrick D. L., Powis G., The antitumor thioredoxin-1 inhibitor PX-12 (1methylpropyl 2-imidazolyl disulfide) decreases thioredoxin-1 and VEGF levels in cancer patient plasma, J Lab Clin Med., 147 (2006), s. 83-90 25 Agnieszka Drzał, Martyna Elas 100. Jikimoto, Takumi, et al., Thioredoxin as a biomarker for oxidative stress in patients with rheumatoid arthritis, Molecular immunology, 38.10 (2002): s. 765-772 101. Nakamura H., De Rosa S. C., Yodoi J., Holmgren A., Ghezzi P., Herzenberg L. A., Herzenberg L. A., Chronic elevation of plasma thioredoxin: inhibition of chemotaxis and curtailment of life expectancy in AIDS, Proc Natl AcadSci USA, 98 (2001), s. 2688-2693 102. Qi A. Q, Li Y., Liu Q., Si J. Z., Tang X. M, Zhang Z. Q, Qi Q. D., Chen W. B., Thioredoxin is a novel diagnostic and prognostic marker in patients with ischemic stroke, Free Radic Biol Med, 80 (2015), s. 129-135 103. Rhee S. G., Woo H. A., Multiple functions of peroxiredoxins: peroxidases, sensors and regulators of the intracellular messenger H(2)O(2), and protein chaperones, Antioxid. Redox Signal., 15 (2011), s. 781-794 104. Wood Z. A., Schroder E., Harris J. R., L.B. Poole. Structure, mechanism and regulation of peroxiredoxins, Trends Biochem. Sci., 28 (2003), s. 32-40 105. Cox A. G., Winterbourn C.C., Hampton M. B., Mitochondrial peroxiredoxin involvement in antioxidant defence and redox signalling, Biochem. J., 425 (2010), s. 313-325 106. Yang K. S., Kang S. W., Woo H. A., Hwang S. C., Chae H. Z., Kim K., Rhee S. G., Inactivation of human peroxiredoxin I during catalysis as the result of the oxidation of the catalytic site cysteine to cysteine-sulfinic acid, J. Biol. Chem., 277 (2002), s. 38029-38036 107. Manevich Y., Hutchens S., Halushka P. V., Tew K. D., Townsend D. M., Jauch E. C., Borg K., Peroxiredoxin VI oxidation in cerebrospinal fluid correlates with traumatic brain injury outcome, Free RadicBiol Med., 72 (2014), s. 210-221 108. Szabo´-Taylor K. E., Eggleton P., Turner C. A. L., Faro M. L. L., Tarr J. M., To´th S., Whiteman M., Haigh R. C., Littlechild J. A, Winyard P. G., Lymphocytes from rheumatoid arthritis patients have elevated levels of intracellular peroxiredoxin 2, and a greater frequency of cells with exofacialperoxiredoxin 2, compared with healthy human lymphocytes, Int J Biochem Cell Biol, 44 (2012), s. 1223-1231 109. Abbasi A., Corpeleijn E., Gansevoort R. T., Gans R. O. B., Struck J., Schulte J., Hillege H. L., van der Harst P., Stolk R. P., Navis G., Bakker S. J. L., Circulating peroxiredoxin 4 and type 2 diabetes risk: the Prevention of Renal and Vascular Endstage Disease (PREVEND) study, Diabetologia, 57 (2014), s. 1842-1849 110. Onodera Y., Motohashi H., Takagi K., Miki Y., Shibahara Y., Watanabe M., Ishida T., Hirakawa H., Sasano H., Yamamoto M., Suzuki T., NRF2 immunolocalization in human breast cancer patients as a prognostic factor, EndocrRelat Cancer, 21 (2014), s. 241-252 111. Ji L., Wei Y., Jiang T., Wang S., Correlation of Nrf2, NQO1, MRP1, cmyc and p53 in colorectal cancer and their relationships to clinicopathologic features and survival, Int J Clin Exp Pathol, 7 (2014), s. 1124-1131 26 Biomarkery stresu oksydacyjnego 112. Yang H., Wang W., Zhang Y., Zhao J., Lin E., Gao J., He J., The role of NFE2-related factor 2 in predicting chemoresistance and prognosis in advanced non-small-cell lung cancer, Clin Lung Cancer, 12 (2011), s. 166-171 113. Hayes J. D., McMahon M., NRF2 and KEAP1 mutations: permanent activation of an adaptive response in cancer, Trends BiochemSci, 34 (2009), s. 176-188 114. DeNicola G. M., Karreth F. A., Humpton T. J., Gopinathan A., Wei C., Frese K., Mangal D., Yu K. H., Yeo C. J., Calhoun E. S., Scrimieri F., Winter J. M., Hruban R. H., Iacobuzio-Donahue C., Kern S. E., Blair I. A., Tuveson D. A., Oncogeneinduced Nrf2 transcription promotes ROS detoxification and tumorigenesis, Nature, 475 (2011), s. 106-109 115. Rojo A. I., Rada P., Mendiola M., Ortega-Molina A., Wojdyla K., RogowskaWrzesinska A., Hardisson D., Serrano M., Cuadrado A., The PTEN/NRF2 axis promotes human carcinogenesis, Antioxid Redox Signal, 21 (2014), s. 2498-2514 116. Suh, Jung H., et al., Decline in transcriptional activity of Nrf2 causes agerelated loss of glutathione synthesis, which is reversible with lipoic acid, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 101.10 (2004), s. 3381-3386 117. Gan, Li, Johnson J. A., Oxidative damage and the Nrf2-ARE pathway in neurodegenerative diseases, Biochimica et Biophysica Acta (BBA)Molecular Basis of Disease, 1842.8 (2014), s. 1208-1218 118. Salonen, Iiris, et al., Serum myeloperoxidase is independent of the risk factors of atherosclerosis, Coronary artery disease, 23.4 (2012), s. 251-258 119. Choi D. K., Pennathur S., Perier C., Tieu K., Teismann P., Wu D. C., JacksonLewis V., Vila M., Vonsattel J. P., Heinecke J. W., Przedborski S., Ablation of the inflammatory enzyme myeloperoxidase mitigates features of Parkinson’s disease in mice, J Neurosci, 25 (2005), s. 6594-6600 120. Nussbaum C., et al. Myeloperoxidase: a leukocyte-derived protagonist of inflammation and cardiovascular disease, Antioxidants & redox signaling, 18.6 (2013), s. 692-713 121. Vita J. A., Brennan M. L., Gokce N., Mann S. A., Goormastic M., Shishehbor M. H., Penn M. S., Keaney J. F., Hazen S. L., Serum myeloperoxidase levels independently predict endothelial dysfunction in humans, Circulation, 110 (2004), s. 1134-1139 122. Olza J., Aguilera C. M., Gil-Campos M., Leis R., Bueno G., Martı´nezJime´nez M. D., Valle M., Can˜ete R., Tojo R., Moreno L. A., Gil A., Myeloperoxidase is an early biomarker of inflammation and cardiovascular risk in prepubertal obese children, Diabetes Care, 35 (2012), s. 2373-2376 123. Vivekanandan-Giri A., Slocum J. L., Byun J., Tang C., Sands R. L., Gillespie B. W., Heinecke J. W., Saran R., Kaplan M. J., Pennathur S., High density lipoprotein is targeted for oxidation by myeloperoxidase in rheumatoid arthritis, Ann Rheum Dis, 72 (2013), s. 1725-1731 124. Cheng M. L., Chen C. M., Gu P. W., Ho H. Y., Chiu D. T. Y., Elevated levels of myeloperoxidase, white blood cell count and 3-chlorotyrosine in Taiwanese patients with acute myocardial infarction, Clin Biochem, 41 (2008), s. 554-560 27 Agnieszka Drzał, Martyna Elas 125. Thukkani A. K., McHowat J., Hsu F. F., Brennan M. L., Hazen S. L., Ford D. A., Identification of alpha-chloro fatty aldehydes and unsaturated lysophosphatidylcholine molecular species in human atherosclerotic lesions, Circulation, 108 (2003), s. 3128-3133 126. Kettle A. J., Chan T., Osberg I., Senthilmohan R., Chapman A. L. P., Mocatta T. J., Wagener J. S., Myeloperoxidase and protein oxidation in the airways of young children with cystic fibrosis, Am J RespirCrit Care Med, 170 (2004), s. 1317-1323 127. McCord J. M., Fridovich I., The reduction of cytochrome c by milk xanthine oxidase, Journal of Biological Chemistry., 243 (1968), s. 5753-5760 128. Doehner W., Landmesser U., Xanthine oxidase and uric acid in cardiovascular disease: clinical impact and therapeutic options, Seminars in nephrology., 31.5 (2011), s. 433-440 129. Battelli M. G., Bolognesi A., Polito L., Pathophysiology of circulating xanthine oxidoreductase: new emerging roles for a multi-tasking enzyme, Biochimica et BiophysicaActa (BBA)-Molecular Basis of Disease., 1842 (2014), s. 1502-1517 130. Enroth C., Eger B. T., Okamoto K., Nishino T., Pai E. F., Crystal structures of bovine milk xanthine dehydrogenase and xanthine oxidase: structure-based mechanism of conversion, Proceedings of the National Academy of Sciences., 97 (2000), s. 10723-10728 Biomarkery stresu oksydacyjnego W ostatnich latach pokazano, że stan redoks, definiowany jako homeostaza między pro- i antyutleniaczami, oraz stres oksydacyjny zaburzający stan redoks tkanek odgrywają kluczową rolę w wielu stanach zarówno fizjologicznych jak i patologicznych. Z tego powodu istnieje ogromne zapotrzebowanie na specyficzne biomarkery pozwalające na ocenę stanu redoks i stresu oksydacyjnego w materiale takim jak krew, osocze, surowica czy bioptat, które umożliwiają monitorowanie choroby u pacjentów w sposób mało inwazyjny. Rozwinięte zostało wiele metod umożliwiających ocenę zakresu i charakteru stresu oksydacyjnego począwszy od modyfikacji składników komórkowych takich jak DNA, aminokwasy, białka czy lipidy po składniki systemu obrony antyoksydacyjnej aż po enzymy biorące udział w wytwarzaniu reaktywnych form tlenu. Dogłębne poznanie biologii procesów redoks w tkankach przyczynił się do powstania bardziej specyficznych i czułych narzędzi do mierzenia markerów stresu oksydacyjnego, które oprócz swojej różnorodności często występują w bardzo małych ilościach. Stres oksydacyjny i zaburzenia równowagi redoks w stanach patologicznych mogą stanowić cel terapeutyczny czy marker diagnostyczny, a specyficzne biomarkery pozwalają na urzeczywistnienie takich podejść. 28 Biomarkery stresu oksydacyjnego Biomarkers of oxidative stress Redox state of tissue, defined as homeostasis between pro- and anti-oxidants, as well as oxidative stress, disturbing the redox statusplay an important role in many physiological and pathological conditions. Therefore there is a great need for specific biomarkers to assess the redox state and oxidative stress in a materials such as blood, plasma, serum, or biopsy samples, which allow monitoring of disease in patients in a minimally invasive way. Numerous methods have been developed to measure the extent and nature of oxidative stress, ranging from the modification of cellular components such as DNA, amino acids, proteins or lipids through the antioxidant defense system components to the enzymes involved in the production of reactive oxygen species. An increased understanding of redox biology has led to more specific and sensitive tools to measure diverse oxidative stress markers even at very low concentrations. However, rarely oxidative stress biomarkers can be assessed non-invasively in living species. Redox imbalance and oxidative stress in pathologies can be used as a therapeutic target or diagnostic marker and specific biomarkers make these approaches possible. 29 Dominik Langer1 Właściwości przeciwnowotworowe kwasu glicyretynowego i jego pochodnych 1. Wprowadzenie Lukrecja gładka (Glycyrrhiza glabra, Leguminosae) jest byliną pochodzenia południowoeuropejskiego występującą w centralnej i południowej Azji, która od najdawniejszych czasów była wykorzystywana jako lekarstwo w stanach zapalnych wątroby i nieżytach górnych dróg oddechowych [1, 2]. Surowcem stosowanym w medycynie jest korzeń lukrecji – Radix Glycyrrhizae, który z uwagi na zawartość kwasu glicyryzynowego (1) oraz kwasu glicyretynowego (2) (rys. 1) wykazuje szerokie spectrum aktywności biologicznych między innymi działa: antyalergiczne, antyoksydacyjne, przeciwbakteryjnie, przeciwwirusowo, przeciwgrzybiczo, przeciwzapalnie, przeciwwrzodowo, przeciwnowotworowo, neuroprotekcyjnie, hepatoprotekcyjnie czy przeciwmalarycznie [3]. COOH COOH H H O O H H COOH O O OH HO H H HO COOH O O OH HO OH 2 1 Rys. 1 Wzory strukturalne kwasu glicyryzynowego i glicyretynowego [opracowanie własne] 1 [email protected], Katedra i Zakład Technologii Chemicznej Środków Leczniczych, Wydział Farmaceutyczny, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu 30 Właściwości przeciwnowotworowe kwasu glicyretynowego i jego pochodnych 1.1. Kwas glicyretynowy – charakterystyka Kwas glicyretynowy jest aglikonem kwasu glicyryzynowego stanowiąc jednocześnie główny produkt jego hydrolizy. Hydroliza może przebiegać w wyniku przeprowadzenia reakcji chemicznej np. z wodnym roztworem HCl lub H2SO4, jak również jako rezultat hydrolitycznych procesów enzymatycznych zachodzących pod wpływem bakterii z rodzaju Eubacterium sp. w jelicie cienkim [4, 5]. Według klasyfikacji chemicznej kwas glicyretynowy zaliczany jest do grupy triterpenoidów pentacyklicznych o strukturze oleanu (β-amyryny) [6]. Przynależność do powyższej grupy związana jest z charakterystyczną budową chemiczną kwasu glicyretynowego, która opiera się na pentacyklicznym rdzeniu (pięć pierścieni sześcioczłonowych A – E) wzbogaconym o trzy grupy funkcyjne (hydroksylową C-3, karbonylową C-11 oraz karboksylową C-30) (rys. 2) [6, 7]. O Pierścień C 29 Pierścień A 11 O 25 1 H 12 19 13 10 5 H H 24 Pierścień E 22 28 16 15 8 27 7 4 HO OH 21 17 14 2 3 20 18 26 9 30 6 Pierścień D 23 Pierścień B Rys. 2 Budowa chemiczna kwasu glicyretynowego [opracowanie własne] Kwas glicyretynowy poza aktywnością biologiczną tożsamą z kwasem glicyryzynowym wykazuje także szereg innych właściwości farmakologicznych np. działa antykoagulacyjnie, odchudzająco, promująco proces apoptozy oraz mikrofilariobójczo [8†11]. Pomimo szerokiego spectrum działań biologicznych, aktywność przeciwnowotworowa kwasu glicyretynowego stanowi właściwość na którą coraz częściej zwracają uwagę naukowcy poszukujący skutecznej broni w walce z chorobami nowotworowymi. Potwierdzeniem wyżej prezentowanych założeń są wyniki udowadniające potencjał przeciwnowotworowy kwasu 31 Dominik Langer glicyretynowego w stosunku do linii komórek nowotworów piersi MCF-7, prostaty DU-145, płuc NCI-H460 oraz białaczki K562 [12†15]. Co więcej inne badania przeprowadzone na liniach komórkowych nowotworu szyjki macicy SiHa udowodniły korzystny wpływ kwasu glicyretynowego na aktywność cytotoksyczną antybiotyków przeciwnowotworowych takich jaki kaptotecyna, mitomycyna C oraz doksorubicyna. Zaobserwowany wzrost cytotoksyczności dla powyższych leków onkologicznych po dodaniu każdorazowo 50 μM kwasu glicyretynowego wzrósł odpowiednio o 30% dla kaptotecyny, 22% dla mitomycyny C oraz 19% dla doksorubicyny [16]. 2. Kwas glicyretynowy – mechanizm działania Działanie cytotoksyczne kwasu glicyretynowego polega na indukowaniu apoptozy w komórkach nowotworowych [11]. Apoptoza czyli programowana śmierć komórki (ang. Programmed Cell Death, PCD) stanowi ważny mechanizm homeostazy i kluczowy element redukujący uszkodzone lub stare komórki w organizmie. Z uwagi na ważną funkcję jaką pełni w ustroju, proces apoptozy jest ściśle regulowany, a jej mechanizmy są poddawane szczegółowej kontroli [17]. Wyróżniamy dwie główne ścieżki przebiegu programowanej śmierci komórki. Pierwszą nazywaną ścieżką zewnątrzpochodną (receptorową) oraz drugą określaną mianem ścieżki wewnątrzpochodnej (mitochondrialnej). Ścieżka receptorowa aktywowana jest w odpowiedzi na brak czynników wzrostu, brak substancji odżywczych oraz jako rezultat oddziaływania na komórkę czynników fizycznych, chemicznych lub biologicznych [18]. Do czynników fizycznych aktywujących ścieżkę zewnątrzpochodną zaliczamy wysoką temperaturę, promieniowanie o różnej długości fali jak również obecność wysokiego stężenia wolnych rodników. Czynnikami chemicznymi są ksenobiotyki – leki, ceramidy, neurotoksyny, disialogangliozydy, substancje toksyczne, cytostatyki. Natomiast jako czynniki biologiczne wymienia się hormony, cytokiny (np. FasL, TNF, Apo3L, Apo2L) lub wirusy [18†22]. Powyższe czynniki poprzez pobudzenie receptora rodziny TNF-R (Fas/APO-1/CD95, TNFR1, DR-3, DR-4/TRAIL-R1, DR5/TRAIL-R2) tzw. receptora śmierci (ang. death receptor) aktywują kaspazę 8 odpowiadającą za degradację komórki [18†22]. Druga ścieżka wewnątrzpochodna (mitochondrialna) uruchamiana jest przez stres oksydacyjny, uszkodzenia DNA i kumulację błędnie sformatowanych białek. Ścieżkę mitochondrialną wyzwalają także zmiany potencjału błonowego mitochondriów, zaburzenia integralności błon mitochondriów [22]. Funkcję receptorów uszkodzeń w powyższym przypadku pełnią białka Właściwości przeciwnowotworowe kwasu glicyretynowego i jego pochodnych z domenami BH-3, które uczynniają kaspazę 9 jako swoistego egzekutora śmierci komórki [18†22]. Kwas glicyretynowy indukuje apoptozę zarówno poprzez aktywację ścieżki receptorowej stanowiąc ligand dla receptorów śmierci Fas (CD95/CD178), co przekłada się na uruchomienie kaskady kaspaz inicjowanej przez kaspazę 8 [23, 24]. Jak również w wyniku bezpośredniego wpływu na stopień integralności błon mitochondrialnych czy fluktuację potencjału błonowego. Konsekwencją wymienionych wyżej uszkodzeń jest pobudzenie białek z domenami BH-3, które uczynniają kaspazę 9 do działania [25, 26]. 3. Kwas glicyretynowy – cel chemicznych modyfikacji Badania ostatnich lat udowodniły, że poza korzystnymi właściwościami farmakologicznymi kwas glicyretynowy wywołuje także szereg działań niepożądanych takich jak: nadciśnienie tętnicze, obrzęki obwodowe, hiperkaliemię i zasadowicę metaboliczną [27†30]. Wymienione działania niepożądane stanowią zespół objawów określanych mianem rzekomego hiperaldosteronizmu i związane są z inhibicją przez kwas glicyretynowy enzymów występujących w nerkach w szczególności izoformy 2 dehydrogenazy 11-β hydroksysteroidowej, odpowiedzialnej w organizmie człowieka za równowagę metaboliczną mineralokortykosteroidów [31†33]. Synteza analogów kwasu glicyretynowego odnosi się z jednej strony do prób otrzymania związków charakteryzujących się wysokim stopniem selektywności i cytotoksyczności względem określonego typu komórek nowotworowych. Z drugiej strony prowadzone prace mają na celu wyeliminowanie działań niepożądanych macierzystej cząsteczki. Budowa chemiczna kwasu glicyretynowego oparta na pentacyklicznym rdzeniu oraz trzech grupach funkcyjnych umożliwia przeprowadzenie reakcji chemicznych takich jak: alkilacja, estryfikacja, utlenianie, redukcja, addycja czy substytucja [34†39]. Powyższe zmiany strukturalne pozwalają zwiększyć aktywność cytotoksyczną wybranych analogów w stosunku do konkretnych linii komórek nowotworowych w porównaniu do kwasu glicyretynowego jako substancji referencyjnej. Poniżej zostały przedstawione i omówione wybrane modyfikacje chemiczne kwasu glicyretynowego wraz z charakterystyką ich działania przeciwnowotworowego. 3.1. Pochodne alkiloiminowe C-3 kwasu glicyretynowego Poszukując pochodnych kwasu glicyretynowego o korzystnych parametrach przeciwnowotworowych, zsyntezowano analogi alkiloiminowe C-3 kwasu glicyretynowego (3-5) (rys. 3). Procedura syntezy opierała się na utlenieniu grupy hydroksylowej C-3, następnie tak otrzymany produkt przejściowy przekształcono w oksym, który finalnie został zalkilowany 33 Dominik Langer alifatycznymi halogenkami alkilu. Związek (3) posiadał prawie dwukrotnie, a analogi (4, 5) trójkrotnie wyższą zdolność do hamowania proliferacji linii komórek białaczki HL-60 w porównaniu do kwasu glicyretynowego [39]. Co więcej zauważono również, że wraz ze wzrostem długości wprowadzonych podstawników alifatycznych do grupy iminowej przy C-3 zwiększa się zdolność analogów do wywoływania apoptozy w komórkach linii nowotworu HL-60 [39]. COOH O O H N H H O H3 CO COOH COOH H H 3 H H H3 CH2 CO N H3 CH2 CH2 CO H 4 N H 5 Rys. 3 Pochodne alkiloiminowe C-3 kwasu glicyretynowego (3-5) [opracowanie własne] 3.1.1. Estry grupy karboksylowej C-30 kwasu glicyretynowego Przeprowadzając syntezę estrów kwasu glicyretynowego za pomocą reakcji alkilacji udało się otrzymać szereg związków (6-9) (rys. 4) o szerokim spectrum aktywności przeciwnowotworowej. Badania biologiczne wykazały, że wraz ze wzrostem parametrów lipofilowych analogów (6-9) rosną ich właściwości cytotoksyczne względem wybranych linii komórek nowotworów: (czerniaka 518A2), (tarczycy 8505C, SW1736), (jajnika A2780), (płuc A549), (jelita grubego DLD-1, HCT-116, HCT-8, HT-29, SW480), (piersi MCF-7), (nabłonka A431), (głowy i szyi A253, FaDu) oraz (tłuszczakomięsaka Lipo) w porównaniu do kwasu glicyretynowy jako substancji referencyjnej. Ponadto zauważono także, że wzrost lipofilności pochodnych (6-9) pozwala obniżyć ich właściwości cytotoksycznych w stosunku do komórek mysich fibroblastów [34]. Właściwości przeciwnowotworowe kwasu glicyretynowego i jego pochodnych COOCH 2 CH 3 COOCH 3 H H O O H H HO HO H H 7 6 COOCH(CH 3 ) 2 COOCH 2 H H O O H HO H HO H 8 H 9 Rys. 4 Pochodne kwasu glicyretynowego (6-9) [opracowanie własne] Interesującym kierunkiem badań wydaje się łączenie kwasu glicyretynowego ze związkami posiadającymi już potencjał przeciwnowotworowy. Przykładem takiej pochodnej jest związek stanowiący produkt reakcji estryfikacji między grupą karboksylową C-30 kwasu glicyretynowego, a cząsteczką 4-(4-hydroksy-3-metoksyfenylo)-3-buten-2-onu. Zsyntezowany analog charakteryzował się wyższą cytotoksycznością w stosunku do linii komórek nowotworu: (płuc A549), (jajnika 1A9), (jelita grubego HCT-8), (piersi ZR-751), (prostaty PC-3, DU-145, LN-Cap) czy (nosogardła KB) w porównaniu do substratów z jakich został otrzymany [38]. 3.1.2. Pochodne kwasu glicyretynowego o zmodyfikowanych pierścieniach A, C oraz zmetylowanej grupie karboksylowej C-30 Kolejnymi związkami stanowiącymi ważny etap w pracach nad pochodnymi kwasu glicyretynowego o działaniu przeciwnowotworowym są analogi o zmodyfikowanych pierścieniach A i C oraz zmetylowanej grupie karboksylowej C-30 (10-12) (rys. 5) [36]. Otrzymanie wymienionych wcześniej analogów wiąże się z koniecznością przeprowadzenia reakcji: estryfikacji grupy karboksylowej C-30, utlenienia grupy hydroksylowej C-3, redukcji węgli C-2 i C-3 pierścienia A, C-9 oraz C-11 pierścienia C, eliminacji grupy karbonylowej C-11, addycji grupy hydroksylowej do węgla C-12, a następnie jego utlenienia do grupy karbonylowej, addycja podstawników cyjanowego lub trifuorometylowego do węgla C-2. Otrzymane analogi 10 i 11 35 Dominik Langer charakteryzowały się kilkukrotnie niższą cytotoksycznością względem linii komórkowych nowotworu pęcherza KU7, 253JB-V i trzustki Panc-1, Panc-28 w porównaniu do związku 12 [36]. O H H H O O NC F3 C NC H H O COOCH3 COOCH3 COOCH3 O H 10 O H 11 H 12 Rys. 5. Pochodne kwasu glicyretynowego o zmodyfikowanych pierścieniach A, C oraz zmetylowanej grupie karboksylowej C-30 (10-12) [opracowanie własne] 3.1.3. Analogi kwasu glicyretynowego jako element terapii celowanej Osobną grupę pochodnych kwasu glicyretynowego stanowią związki posiadające właściwości do samoorganizowania się w roztworach wodnych w układy wielocząsteczkowe np. micele czy nanocząstki [40, 41]. Takie układy od pewnego czasu stanowią źródło intensywnego zainteresowania współczesnej medycyny z uwagi na możliwość ich wykorzystania w tzw. terapii celowanej. Idea terapii celowanej opiera się na założeniu projektowania postaci leków w taki sposób aby substancja czynna w jak największym stopniu docierała do miejsca zmienionego chorobowo np. komórek nowotworowych wątroby, jednocześnie oszczędzając tkanki zdrowe [40]. Kwas glicyretynowy z uwagi na obecności specyficznych receptorów na błonach hepatocytów, wykazuje wysokie powinowactwo do komórek wątroby [42]. Predyspozycje analogów do tworzenia układów wielocząsteczkowych, w połączeniu z wysokim powinowactwem kwasu glicyretynowego do komórek wątroby są szczególnie istotne w aspekcie prac nad otrzymaniem selektywnych nośników dla lipofilnych leków przeciwnowotworowych takich jak doksorubicyna czy paklitaksel w nowotworach wątroby [42, 43]. Najnowsze badania dotyczące wykorzystania nanocząstek zbudowanych z analogów polietylenoglikolowych kwasu glicyretynowego zmodyfikowanych chitosanem (CTS/PEG-GE) oraz miceli tworzonych przez kopolimery kwasu glicyretynowego z polietylenoglikolu-b-poli(γ-glutaminianu benzylu) (GE-PEG-PBLG), udowodniły dwukrotnie wyższą cyto- Właściwości przeciwnowotworowe kwasu glicyretynowego i jego pochodnych toksyczność doksorubicyny zamkniętej w powyższych strukturach względem linii komórek nowotworu wątroby QGY-7703 w porównaniu do chlorowodorku doksorubicyny jako substancji referencyjnej [40, 41]. 4. Podsumowanie Szerokie spectrum właściwości biologicznych stawia kwas glicyretynowy w szeregu związków stanowiących interesujący obiekt badań nad modyfikacjami chemicznymi mającymi na celu spotęgowanie określonego działania farmakologicznego [44]. Indukowanie apoptozy poprzez aktywację ścieżki receptorowej oraz mitochondrialnej w komórkach linii różnych nowotworów, jak również synergistyczny wpływ na aktywność cytotoksyczną aktualnie stosowanych antybiotyków onkologicznych daje nadzieje na wykorzystanie naturalnego potencjału kwasu glicyretynowego w pracach nad syntezą selektywnych cząsteczek przeciwnowotworowych [14†16]. Niestety poza pozytywnym profilem działania kwas glicyretynowy jest odpowiedzialny również za występowanie działań niepożądanych takich jak nadciśnienie tętnicze, hiperkaliemia, obrzęki obwodowe czy zasadowica metaboliczna [31]. Dlatego synteza pochodnych, które poza selektywną aktywnością cytotoksyczną także utraciłyby zdolność do indukcji wymienionych wyżej działań niepożądanych jest równie ważna. Synteza pochodnych o zwiększonej aktywności przeciwnowotworowej względem cząsteczki kwasu glicyretynowego opiera się na modyfikowaniu grup funkcyjnych: grupy hydroksylowej C-3, karbonylowej C-11, karboksylowej C-30 lub ingerencji w strukturę pentacyklicznego rdzenia triterpenoidu [34†39]. Współcześni naukowcy duże nadzieje wiążą z wykorzystaniem analogów kwasu glicyretynowego w terapii celowanej schorzeń nowotworowych wątroby. Pochodne kwasu glicyretynowego wykazują wysokie powinowactwo do hepatocytów co w połączniu z właściwościami do zamykania leków onkologicznych w micele lub nanocząstki stanowi ważną przesłankę do kontynuowania badań w tym zakresie w przyszłości [41†43]. Literatura 1. 2. 3. Fiore C, Eisenhut M., Ragazzi E., Zanchin G., Armanini D., A history of the therapeutic use of liquorice in Europe, Journal of Ethnopharmacology., 10 (2005), s. 317-324 Fiore C., Eisenhut M., Krausse R., Ragazzi E., Pellati D., Armanini D., Bielenberg J., Antiviral Effects of Glycyrrhiza species, Phototherapy Research., 22 (2008), s. 141-148 Kao T-C., Wu C-H., Yen G-C., Bioactivity and Potential Health Benefits of Licorice, Journal of Agricultural and Food Chemistry., 62 (2014), s. 542-553 37 Dominik Langer 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. Baltina L. A., Flekhter O. B., Putieva Zh. M., Kondratenko R. M., Krasnova L. V., Toistikov G. A., Hydrolysis of β – glycyrrhizic acid, Pharmaceutical Chemistry Journal., 30 (1996), s. 47-49 Akao T., Akao T., Kobashi K., Glycyrrhizin Stimulates Growth of Eubacterium sp. Strain GLH, a Human Intestinal Anaerobe, Appleid and Enviromental Microbiology., 54 (1988), s. 2027-2030 Kołodziejczyk A., Naturalne związki organiczne, Polskie Wydawnictwo Naukowe, Warszawa., (2003), s. 491-532 Fenwick G.R., Lutomski J., Nieman C., Liquorice, Glycyrrhizaglabra L. Composition, Uses and Analysis, Food Chemistry., 38 (1990), s. 119-143 Jiang L., Wang Q., Shen S., Xiao T., Li Y. Discovery of glycyrrhetinic acid as an orally active, direct inhibitor of blood coagulation factor xa, Thrombosis Research., 133 (2014), s. 501-506 Kalani K., Kushwaha V., Verma R., Murthy P. K., Srivastava S. K. Glycyrrhetinic acid and its analogs: A new class of antifilarial agents, Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters., 23 (2013), s. 2566-2570 Moon M-H., Jeong J-K., Lee Y-J., Seol J-W., Ahn D-C., Kim I-S., Park S-Y., 18β-Glycyrrhetinic acid inhibits adipogenic differentiation and stimulates lipolysis, Biochemical and Biophysical Research Communications., 420 (2012), s. 805-810 Makino T., Tsubouchi R., Murakami K., Haneda M., Yoshino M. Generation of reactive oxygen species and induction of apoptosis of HL60 cells by ingredients of traditional herbal medicine, Sho-saiko-to, Basic and Clinical Pharmacology and Toxicology., 98 (2006), s. 401-415 Shetty A. V., Thirugnanam S., Dakshinamoorthy G., Samykutty A., Zheng G., Chen A., Bosland M.C., Kajdacsy-Balla A., Gnanasekar M., 18αglycyrrhetinic acid targets prostate cancer cells by down-regulating inflammation-related genes, International Journal of Oncology., 39 (2011), s. 635-640 Sharma G., Kar S., Palit S., Das P. K., 18β-Glycyrrhetinic Acid Induces Apoptosis Through Modulation of Akt/FOXO3a/Bim Pathway in Human Breast Cancer MCF-7 Cells, Journal of Cellular Physiology., 227 (2011), s. 1923-1931 Pirzadeh S., Fakhari S., Jalili A., Mirzai S., Ghaderi B., Haghshenas V., Glycyrrhetinic Acid Induces Apoptosis in Leukemic HL60 Cells Through Upregulating of CD95/ CD178, International Journal of Molecular and Cellular Medicine., 4 (2014), s. 272-278 Gao Z., Kang X., Hu J., Ju Y., Xu C. Induction of apoptosis with mitochondrial membrane depolarization by a glycyrrhetinic acid derivative in human leukemia K562 cells, Cytotechnology., 64 (2012), s. 421-428 Lee C. S., Kim Y. J., Lee M. S., Han E. S., Lee S. J., 18β-Glycyrrhetinic acid induces apoptotic cell death in SiHa cells and exhibits a synergistic effect against antibiotic anti-cancer drug toxicity, Life Sciences., 83 (2008), s. 481-489 Jaattela M., Multiple cell death pathways as regulators of tumour initiation and progression, Oncogene., 23 (2004), s. 2746-2756 Właściwości przeciwnowotworowe kwasu glicyretynowego i jego pochodnych 18. Czarnecka A. M., Golik P., Bartnik E., Mitochondria jako integratory apoptozy, Postępy biologii komórki., 3 (2006), s. 525-541 19. Hajnoczky G., Davies E., Madesh M., Calcium signaling and apoptosis, Biochemical and Biophysical Research Communications., 304 (2003), s. 445-454 20. Wang X., The expanding role of mitochondria in apoptosis, Genes & Development., 15 (2001), s. 2922-2933 21. Pagliari L. J., Kuwana T., Bonzon C., Newmeyer D. D., Tu S., Beere H. M., Green D. R., The multidomain proapoptotic molecules bax and bak are directly activated by heat, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America., 102 (2005), s. 17975-17980 22. Leist M., Jaattela M., Four deaths and a funeral: From caspases to alternative mechanism, Nature Reviews Molecular Biology., 2 (2001), s. 1-10 23. Pirzadeh S., Fakhari S., Jalili A., Mirzai S., Ghaderi B., Haghshenas V., Glycyrrhetinic Acid Induces Apoptosis in Leukemic HL60 Cells Through Upregulating of CD95/ CD178, International Journal of Molecular and Cellular Medicine., 4 (2014), s. 272-278 24. Haghshenas V., Fakhari S., Mirzaie S., Rahmani M., Farhadifar F., Pirzadeh S., Jalili A., Glycyrrhetinic Acid Inhibits Cell Growth and Induces Apoptosis in Ovarian Cancer A2780 Cells, Advanced Pharmaceutical Bulletin., 4 (2014), s. 437-441 25. Sharma G., Kar S., Palit S., Das P. K., 18β-Glycyrrhetinic Acid Induces Apoptosis Through Modulation of Akt/FOXO3a/Bim Pathway in Human Breast Cancer MCF-7 Cells, Journal of Cellular Physiology., 227 (2011), s. 1923-1931 26. Gao Z., Kang X., Hu J., Ju Y., Xu C., Induction of apoptosis with mitochondrial membrane depolarization by a glycyrrhetinic acid derivative in human leukemia K562 cells, Cytotechnology., 64 (2012), s. 421-428 27. Isbrucker R. A., Burdock G. A., Risk and safety assessment on the consumption of Licorice root (Glycyrrhiza sp.), its extract and powder as a food ingredient, with emphasis on the pharmacology and toxicology of glycyrrhizin, Regulatory Toxicology and Pharmacology., 46 (2006). s. 167-192 28. De Klerk G. J., Nieuwenhuis M. G., Beutler J. J., Hypokalaemia and hypertension associated with use of liquorice flavoured chewing gum, Brithish Medical Journal., 314 (1997), s. 731-732 29. Dellow E. L., Unwin R. J., Honour J. W., Pontefract cakes can be bad for you: refractory hypertension and liquorice excess, Nephrology Dialysis Transplantation, 14 (1999), s. 218-220 30. Farese R. V., Biglieri E. G., Shackleton C. H., Irony I., Gomez-Fontes R. Licorice-induced hypermineralocorticoidism, New England Journal of Medicine., 325 (1991), s. 1223-1227 31. Langer D., Stryczyński Ł., Szturo A., Tykarska E., Nadciśnienie tętnicze indukowane przez lukrecję, Nadciśnienie tętnicze., 18 (2014), s. 121-126 32. Omar H. R., Komarova I., El-Ghonemi M., Fathy A., Rashad R., Abdelmalak H. D., Yerramadha M. R., Ali Y., Helal E., Camporesi E. M., Licorice abuse: time to send a warning message, Therapeutic Advances in Endocrinology and Metabolism., 3 (2012), s. 125-138 39 Dominik Langer 33. Ferrari P., Lovati E., Frey F. J., The role of the 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 2 in human hypertension, Journal of Hypertension., 18 (2000), s. 241-248 34. Schwarz S., Csuk R., Synthesis and antitumour activity of glycyrrhetinic acid derivatives, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters., 18 (2010), s. 7458-7474 35. Liu Y., Qian K., Wang C-Y., Chen C-H., Yang X., Lee K-H., Synthesis and biological evaluation of novel spin labeled 18b-glycyrrhetinic acid derivatives, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters., 22 (2012), s. 7530-7533 36. Chadalapaka G., Jutooru I., McAlees A., Stefanac T., Safea S., Structuredependent inhibition of bladder and pancreatic cancer cell growth by 2substituted glycyrrhetinic and ursolic acid derivatives, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters., 18 (2008), s. 2633-2639 37. Schwarz S., Siewert B., Xavier M. N., Jesus A. R., Rauter A. P., Csuk R. A., A “natural” approach: Synthesis and cytoxicity of monodesmosidic glycyrrhetinic acid glycosides, European Journal of Medicinal Chemistry., 72 (2014), s. 78-83 38. Tatsuzaki J., Taniguchi M., Bastow K. F., Nakagawa-Goto K., MorrisNatschke S. L., Itokawa H., Babac K., Lee K-H., Anti-tumor agents 255: Novel glycyrrhetinic acid dehydrozingerone conjugates as cytotoxic agents, Bioorganic & Medicinal Chemistry., 15 (2007), s. 6193-6199 39. Liu D., Song D., Guo G., Wang R., Lv J., Jing Y., Zhao L., The synthesis of 18β-glycyrrhetinic acid derivatives which have increased antiproliferative and apoptotic effects in leukemia cells, Bioorganic & Medicinal Chemistry., 15 (2007), s. 5432-5439 40. Huang W., Wang W., Wang P., Zhang C-N., Tian Q., Zhang Y., Wang X. H., Cha R-T., Wang C-H., Yuan Z., Glycyrrhetinic acid-functionalized degradable micelles as liver-targeted drug carrier, Journal of Materials Science: Materials in Medicine., 22 (2011), s. 853-863 41. Tian Q., Zhang C-N., Wang X-H., Wang W., Huang W., Cha R-T., Wang CH., Yuan Z., Liu M., Wan H-Y., Tang H., Glycyrrhetinic acid-modified chitosan/poly(ethylene glycol) nanoparticles for liver-targeted delivery, Biomaterials., 31 (2010), s. 4748-4756 42. Wu F., Xu T., Liu C., Chen C., Song X., Zheng Y., He G., Glycyrrhetinic Acid-Poly(ethylene glycol)-glycyrrhetinic Acid Tri-Block Conjugates Based Self-Assembled Micelles for Hepatic Targeted Delivery of Poorly Water Soluble Drug, The Scientific World Journal., (2013), s. 1- 10. 43. Negishi M., Irie A., Nagata N., Ichikawa A., Specific binding of glycyrrhetinic acid to the rat liver membrane. Biochimica et Biophysica Acta., 1066 (1991), s. 77-82 44. Tolstikov A., Baltina A., Serdyuk, Search for new drugs: Glycyrrhetic acid (areview), Pharmaceutical Chemistry Journal., 32 (1998), s. 5-14 Właściwości przeciwnowotworowe kwasu glicyretynowego i jego pochodnych Właściwości przeciwnowotworowe kwasu glicyretynowego i jego pochodnych Kwas glicyretynowy podstawowy metabolit kwasu glicyryzynowego jest jednym z głównych składników czynnych korzenia lukrecji gładkiej. Struktura chemiczna kwasu glicyretynowego opiera się na pentacyklicznym rdzeniu oraz trzech grupach funkcyjnych, którymi są grupa hydroksylowa, karbonylowa i karboksylowa. Taka budowa daje wiele możliwości na przeprowadzenie chemicznych transformacji pozwalających uzyskać nowe efektywne związki przeciwnowotworowe. Co więcej w wyniku przeprowadzenia chemicznych modyfikacji kwasu glicyretynowego możliwe jest otrzymanie nośników leków znajdujących zastosowanie w terapii celowanej nowotworu wątroby. Anticancer properties of glycyrrhetinic acid and its derivatives Glycyrrhetinic acid a primary metabolite of the glycyrrhizic acid is a one of the main active ingridients of the glycyrrhiza glabra roots. The chemical structure of the glycyrrhetnic acid consists of a pentacyclic triterpene core or three functional groups, which are hydroxyl, carbonyl and carboxyl group. This structure gives great possibilities for chemical transformations leading to new effective anticancer analouges. Moreover glycyrrhetinic acid by chemical modifications offer many opportunities for obtaining novel liver targeted anticancer drug carriers. 41 Natalia Dereń1, Joanna Woźniak2, Edyta Simińska3 Naprotechnologia jako metoda oceny płodności 1. Wstęp Naprotechnologia (NPT- ang. Natural Procreative Technology®) to metoda leczenia niepłodności oraz holistyczne podejście do troski o zdrowie pary. Korzysta ona z osiągnięć takich dziedzin medycyny jak: ginekologia, chirurgia czy endokrynologia. Powstała w Omaha, a jej twórcą jest ginekolog oraz chirurg – prof. Thomas Hilgers [1]. Znana jest przede wszystkim jako metoda diagnozowania i leczenia przyczyny problemu niepłodności, coraz częściej rozpoznawanego wśród młodych małżeństw, starających się o dziecko. Diagnoza opiera się na badaniu podmiotowym, przedmiotowym oraz badaniach dodatkowych [2]. Badanie podmiotowe to wywiad lekarski, rozszerzony o informacje z karty obserwacji cyklu za pomocą Modelu Creightona (CrMS– ang. CREIGHTON MODEL Fertility Care™ System), które para uczy się prowadzić i odpowiednio zaznaczać na spotkaniach z instruktorem, odbywających się w ciągu około 3 miesięcy [2]. Następnym krokiem jest badanie przedmiotowe (fizykalne), które określa aktualny stan zdrowia pary. Podczas tego badania ocenia się masę ciała, ciśnienie krwi, wtórne cechy płciowe oraz stan narządów [3]. Gdy powyższe badania nie dają jednoznacznej diagnozy, sięga się po badania dodatkowe: hormonalne, ultrasonografię, HyCoSy (ang. Hysterosalpingo-Contrast-Sonography), histerosalpingografię, histeroskopię, laparoskopię „bliskiego kontaktu” (ang. Near Contact Laparoscopy), wraca się również do „historycznej” persuflacji jajowodów [4]. Niektóre z tych metod, zwłaszcza USG, stanowią cenne źródło informacji o stanie zdrowia nie tylko kobiety, ale również mężczyzny. Nieodłączną częścią diagnostyki jest także ocena nasienia, ze swoistą metodą pobrania materiału do badań, opisaną poniżej. 1 [email protected], Zakład Medycyny Rozrodu i Andrologii, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Mikołaja Kopernika Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy 2 [email protected], Zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy 3 [email protected], Katedra i Zakład Toksykologii, Wydział Farmaceutyczny, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy 42 Naprotechnologia jako metoda oceny płodności W dalszej części pracy zostaną omówione poszczególne etapy diagnostyki, pozwalające dowieźć skuteczności tej metody w ocenianiu płodności. 2. Cel pracy Celem niniejszej pracy poglądowej jest analiza literatury oraz badań na temat naprotechnologii pod kątem używanych metod, jako narzędzi do określania płodności pary. Praca przedstawia również wystandaryzowane metody określania płodności stosowane na całym świecie przez naprotechnologów. 3. Warunki płodności 3.1. Kobieta Warunkami koniecznymi do zapłodnienia są śluz szyjkowy typu płodnego oraz żywa komórka jajowa [5]. Jednak poza nimi, znaczącą rolę odgrywa wiele czynników, począwszy od prawidłowej budowy anatomicznej, na dobrostanie psychicznym kobiety kończąc. By doszło do owulacji narządy płciowe muszą spełniać swoją rolę czynnościową, co warunkuje ich prawidłowa budowa anatomiczna oraz działanie fizjologiczne. Płodność żeńska będzie więc zależała od czynnościowej pracy jajników, drożności jajowodów oraz zdolności jamy macicy do zagnieżdżenia zapłodnionej komórki jajowej, by ciąża mogła się rozwijać. Równie ważnym aspektem jest stan zdrowia psychicznego kobiety. Takie czynniki jak cechy osobowości, wzajemne relacje w związku, wszelkie zaburzenia seksualne, będą miały znaczący wpływ na płodność kobiety, pobudzając ją lub hamując do podjęcia aktu seksualnego. Natomiast mechanizm endokrynologiczny uwarunkowany działaniem stresu, czyli częste narażenie na dystres oraz brak umiejętności radzenia sobie w codziennych sytuacjach stresowych będą wpływały na obecność owulacji, a co za tym idzie – na płodność kobiety. Psychologiczne przyczyny niepłodności to szeroki zakres problemów, które należy diagnozować [6, 7, 8] 3.2. Mężczyzna Warunkiem niezbędnym do zapłodnienia ze strony mężczyzny jest żywy plemnik [5], tak więc płodność mężczyzny będzie uzależniona od prawidłowej budowy anatomicznej drogi plemnika oraz jego zdolności do zapłodnienia. Począwszy od prawidłowego działania jąder, poprzez drożność nasieniowodów do braku problemów z potencją – w tym zawrze się czynnościowa rola narządów w płodności męskiej. Bardziej skomplikowanym 43 Natalia Dereń, Joanna Woźniak, Edyta Simińska problemem będzie zdolny do zapłodnienia plemnik, z którym wiąże się dobre jakościowo nasienie. Poszczególne wskaźniki jakości nasienia wg WHO: Tabela 1 Wskaźniki nasienia wg WHO Objętość ejakulatu Całkowita liczba plemników w ejakulacie Koncentracja plemników (liczba plemników w 1 ml nasienia) Ruchliwość (progresywne/nieprogresywne) Ruchliwość plemników typu D (nieruchome) Plemniki progresywne (A+B) Żywotność (%plemników żywych) pH Morfologia plemników (% prawidłowych form) Leukocyty test z preoksydazą Immunobeat test Fruktoza ≥ 1.5 ml ≥39 mln ≥15 mln/ml 40% <60 % ≥32% ≥58% ≥7.2 ≥4% < 1 mln < 50 % ≥13 mmol/ejakulat Źródło: “WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen – 5th ed.” ISBN 978 92 4 154778 9 Na podstawie wyników badań klinicznych, od kilku lat obserwuje się spadek jakości nasienia, a normy są sukcesywnie obniżane. 3.3. Niepłodność Światowa Organizacja Zdrowia definiuje niepłodność jako: niemożność zajścia w ciążę po 12 miesiącach regularnych stosunków płciowych bez stosowania środków antykoncepcyjnych [9]. Jest to problem wieloczynnikowy, który może dotyczyć jedynie mężczyzny, jedynie kobiety lub ich obojga. Statystycznie, według Światowej Organizacji Zdrowia, niepłodności męska i żeńska to problem rzędu 35%, 20% dotyczy obojga partnerów, natomiast pozostałe 10% to niepłodność idiopatyczna, o nieznanym pochodzeniu [10]. 3.4. Niepłodność męska, przyczyny Wpływ na problemy z płodnością u mężczyzny, będą miały wszelkie czynniki zaburzające procesy spermatogenezy, spermiogenezy oraz samej ejakulacji. W ocenie przyczyny niepłodności męskiej niezbędny jest dokładny wywiad, w którym ujawniają się częste przyczyny niepłodności męskiej, tj. przebyte choroby, zabiegi, środowisko dzieciństwa, obecny tryb życia, Naprotechnologia jako metoda oceny płodności styl pracy, ubierania się. Każdy z tych czynników rzutuje na stan nasienia i możliwości zapłodnienia 3.5. Niepłodność żeńska, przyczyny Nawiązując do fizjologicznych warunków płodności żeńskiej, wszelkie zaburzenia w jej cykliczności i funkcjonowaniu będą miały znaczący wpływ na obniżenie możliwości poczęcia dziecka. Niepłodność kobiecą, ze względu na bezpośrednią przyczynę dzieli się na: endokrynologiczną; jajowodową; maciczną; szyjkową; immunologiczną [9]; idiopatyczną. Największy procent zajmują czynniki idiopatyczne – nieokreślonego pochodzenia, które część osób diagnozujących problemy niepłodności definiuje jako porażkę diagnostyczną [11] 4. Diagnostyka 4.1. Wywiad Wywiad stanowi nawet 25% skuteczności w diagnozowaniu problemów z płodnością [9]. Będzie on swoisty dla danej osoby, z uwzględnieniem wieku, płci oraz historii przebytych chorób 4.2. CREIGHTON MODEL FertilityCare™ System (CrMS) Model Creightona to główne narzędzie w diagnostyce niepłodności w naprotechnologii, ale także narzędzie do oceniania płodności w cyklu miesięcznym kobiety. Prezentowany w niniejszej pracy model został opracowany przez zespół Instytutu Badań nad Ludzką Rozrodczością im. Pawła VI w Omaha (USA), jako rozwinięcie metody obserwacji śluzu, opisanej w 1971 r. przez małżeństwo Billingsów [13]. Metoda ta umożliwia analizę takich parametrów jak: ilość i jakość śluzu szyjkowego; występowanie dnia szczytu (tzw. „peakday”); długość cyklu; długość fazy przedowulacyjnej; długość fazy poowulacyjnej; zmienność występowania krwawienia; 45 Natalia Dereń, Joanna Woźniak, Edyta Simińska obecność plamienia przedmenstruacyjnego [2]. Nauka obserwacji cyklu opiera się o spotkania z instruktorem CrMS. Początkowo są to cztery spotkania w ciągu dwóch miesięcy, następnie kolejne cztery spotkania co drugi, trzeci miesiąc, później w razie potrzeby raz na rok. Po okresie trzech miesięcy para rozpoczyna również spotkania z lekarzem, który diagnozuje ewentualne problemy na podstawie zaznaczonych informacji [2]. Obserwacje dotyczą biowskaźników kobiecego ciała, przede wszystkim śluzu szyjkowego, który, jak opisano wcześniej, zależy od poziomu hormonów w danej fazie cyklu. Zaznacza się również takie zmiany jak bóle okołoowulacyjne, czy objawy związane z napięciem przedmiesiączkowym. Warto podkreślić, że nauka CrMS promuje prozdrowotne zachowania, takie jak np. samobadanie piersi w 7. dniu cyklu (opisywane jako „BSE”) [2], regularne badania cytologiczne czy chociażby higienę narządów płciowych [14]. Najważniejszych informacji dostarcza określenie jakości oraz ilości śluzu znajdującego się w przedsionku pochwy, co możemy ocenić przy każdorazowej wizycie w toalecie [2]. Standardem są następujące oznaczenia: 1. Kolorowe naklejki dołączone do specjalnej karty: – krwawienie – dni suche, bez wydzieliny – śluz płodny – dni bez śluzu, potencjalnie płodne 2. Oznaczenia dopisywane przez parę na karcie obserwacji cyklu: a) Dla dni z krwawieniem (czerwona nalepka): H – obfite krwawienie (ang. Heavy Flow); M – umiarkowane krwawienie (ang. Moderate Flow); L – niewielkie krwawienie (ang. Light Flow); VL – skąpe krwawienie (plamienie) (ang. Very Light Flow); Naprotechnologia jako metoda oceny płodności B – krwawienie brązowe lub czarne (ang. Brown or Black Bleeding). b) Dla dni poza krwawieniami (pozostałe): brak wydzieliny (ang. Dry); wilgotno, bez odczucia lubrykacji (ang. Damp Without Lubrication); 2W- mokro, bez odczucia lubrykacji (ang. Wet Without Lubrication); 4 – błyszczący, bez odczucia lubrykacji (ang. Shiny Without Lubrication); 6 – śluz mało rozciągliwy (ok. 0,5 cm) (ang. Sticky- ¼ inch); 8 – śluz średnio rozciągliwy (1-2 cm) (ang. Tacky- ½ – ¾ inch); 10 – śluz bardzo rozciągliwy (>2,5 cm) (ang. Stretchy- 1 inchormore); 10DL – wilgotno z odczuciem lubrykacji (ang. Damp With Lubrication); 10SL – błyszczący z odczuciem lubrykacji (ang. Shiny With Lubri cation); 10WL – mokro z odczuciem lubrykacji (ang. Wet With Lubrication). c) Dla śluzu płodnego (oznaczenia „6”, „8” oraz „10”): B – brązowe lub czarne krwawienie (ang. Brown or Black Bleeding); C – nieprzezroczysty (biały) (ang. Cloudy- White); C/K – półprzezroczysty (ang. Cloudy/Clear); G – gumowy (kleisty) (ang. Gummy- Gluey); K – przezroczysty (ang. Clear); L – dający odczucie lubrykacji (ang. Lubricative); P – przypominający konsystencją pastę, krem (ang. Pasty, Creamy); Y – żółty, także jasnożółty (ang. Yellow, even pale yellow). d) Dla częstotliwości oceniania śluzu w ciągu dnia: X1 – obserwowano raz; X2 – obserwowano dwa razy; X3 – obserwowano trzy razy; AD – obserwowano cały dzień (ang. SeenAll Day)[3]. e) Dodatkowe oznaczenia: P na białej nalepce z dzieckiem- dzień „Peak”; Cyfry 1,2,3- umieszczane kolejno po dniu „Peak”; odbyty akt seksualny; BSE – samobadanie piersi. Oznaczenia te obowiązują na całym świecie i są jednoznaczne dla wszystkich lekarzy oraz instruktorów związanych z NaProTECHNOLOGY®. Każdorazowo, na spotkaniu z instruktorem, analizuje się oznaczenia nanoszone na karty cyklu. Instruktor ocenia poprawność oznaczeń z opisem słownym, kontrolując prawidłową metodę nanoszenia danych. Do jego 47 Natalia Dereń, Joanna Woźniak, Edyta Simińska obowiązków należy również ocena cyklu pod kątem ewentualnych zaburzeń, zebranie dokładnego wywiadu z osobami prowadzącymi obserwację na temat ogólnego stanu zdrowia i stylu życia (przebyte choroby, używki, odżywianie) oraz konsultacja z lekarzem prowadzącym [3]. Creighton Model FertilityCare™ System znajduje także zastosowanie w przypadku określania płodności w takich zaburzeniach jak: długie i nieregularne cykle, zaprzestanie używania środków antykoncepcyjnych, owulacja w okresie premenopauzy czy karmienie piersią. W tym celu wyznacza się tzw. podstawowy model niepłodności (BIP- z ang. Base InfertilePattern) od którego wszelkie odstępstwa będą oznaczały powrót płodności. W nauce określania BIP stosuje się dodatkowe naklejki w kolorze żółtym, oraz oznaczenie w postaci strzałki skierowanej grotem ku górze – jako określenie wystąpienia zmiany. Reasumując powyższe rozważania można określić Creighton Model FertilityCare™ System, jako wystandaryzowaną metodę obserwacji naturalnych biowskaźników kobiecego cyklu. Stanowi on przydatne narzędzie diagnostyczne dla ginekologów oraz par na całym świecie, nie tylko określając okres płodności danej pary, ale również pomagając zauważyć pierwsze symptomy zmian chorobowych w organizmie kobiety 4.3. Badanie przedmiotowe Prowadzenie zapisów i obserwacja biomarkerów pozwala na precyzyjne zaplanowanie dalszych badań, w tym badania przedmiotowego, oceniającego aktualny stan zdrowia pacjentki. Znajomość dokładnego przebiegu cyklu pozwala na ocenę odczuwanych przez pacjentkę dolegliwości np. bolesności, upławów czy uczucia dyskomfortu, gdyż mogą to być zarówno objawy patologii jak i fizjologii, nie wymagającej leczenia [2]. Tak jak przy badaniu podmiotowym, tak i badanie fizykalne będzie swoiste dla każdego pacjenta, zwłaszcza pod kątem płci. 4.3.1. Badanie przedmiotowe kobiety Na badanie fizykalne kobiety składa się: badanie ogólne: masa ciała, BMI, ciśnienie krwi [12], ocena wzrokowa (cechy androgenizacji), budowa tarczycy, wygląd i wydzielina z gruczołów piersiowych [15], stan płuc i wątroby [12]; badanie ginekologiczne: ocena anatomiczna narządów rodnych, ocena cytologiczna tarczy i kanału szyjki macicy, badanie bakteriologiczne pochwy i śluzu szyjkowego [12]. Naprotechnologia jako metoda oceny płodności 4.3.2. Badanie przedmiotowe mężczyzny W przypadku mężczyzn oceniamy budowę: jąder; najądrzy; nasieniowodów; ewentualnie żylaków powrózka; prącia; piersi; okolicy pachwinowej. 4.4. Badania dodatkowe 4.4.1. Badania biochemiczne 1. Badania krwi: a) Gonadotropiny (LH, FSH): prawidłowy stosunek stężeń LH do FSH podczas fazy folikularnej wynosi 2:1; b) Prolaktyna (PRL): warto nadmienić, że w czasie ciąży jej poziom wzrasta, osiągając 200-300 ng/ml [16], a w czasie laktacji stężenie PRL wynosi ok. 100 ng/ml [16]. Podwyższenie ilości prolaktyny (hiperprolaktynemia) u kobiet wpływa na zaburzenie cykli miesięcznych, poprzez wywoływanie cykli nieowulacyjnych, a u mężczyzn może być przyczyną niepłodności i impotencji [9, 16, 17]. Dodatkowo, stężenie powyżej 100 mg/ml w surowicy (poza okresem ciąży oraz karmienia piersią) może sugerować obecność gruczolaka przysadki; c) Estrogeny (E2,E1,E3): W wieku rozrodczym głównym estrogenem produkowanym z komórek ziarnistych jest 17-beta-estradiol (E2) [18]. Jego stężenie poniżej normy jest typowym objawem dla hipogonadyzmuhipogonadotropowego i hipogonadyzmuhipergonadotropowego [16]. Aktywność estronu (E1) jest od 8 do 10 razy mniejsza od E2, jest on za to głównym estrogenem postmenopauzalnym [19]. Najsłabszym biologicznie jest estriol (E3), który działa cytotropowo w odniesieniu do zewnętrznych narządów płciowych, nie działa proliferacyjnie na endometrium oraz w obrębie sutka, blokując receptory dla estronu oraz estradiolu. Krauss i Koźlik [18] podają wskaźnik estrogenów (E3/(E1+E2)), którego normy wynoszą odpowiednio: 1/16 dla kobiet w fazie pęcherzykowej wczesnej oraz 1/24 w fazie przedmiesiączkowej. Obniżenie tych wartości wiąże się z zagrożeniem rakiem endometrium oraz sutka. 49 Natalia Dereń, Joanna Woźniak, Edyta Simińska d) Progesteron: jego oznaczenia stosuje się w celu oceny czynności ciałka żółtego. Jest nieodzowną częścią rozpoznania jego niewydolności, będącej przyczyną problemów z płodnością [9]; e) Testosteron: główny androgen, ważny wskaźnik przy ocenie hirsutyzmu i wirylizacji [16] jego stężenie wykazuje niewielkie wahania w cyklu miesięcznym, z tendencją wzrostową około owulacji [18]; f) Siarczan dehydroepiandrosteronu (DHEAS): oznaczenie tego związku ma znaczenie przede wszystkim w diagnostyce hiperandrogenizacji u kobiet, np. w zespole policystycznych jajników. Stężenia powyżej 700- 800µg/l sugerują występowanie guza nadnerczy, ponieważ jest on w 90% produkowany właśnie przez ten narząd. Jest on też wykładnikiem przedwczesnego oraz opóźnionego dojrzewania płciowego [16]; g) Tyreotropina(TSH), wolna tyroksyna (fT4), wolna trójjodo-tyronina (fT3): oznaczenia tych hormonów stosuje się w diagnostyce chorób tarczycy. Nadczynność tego narządu wiąże się z podwyższeniem stężenia gonadotropin oraz zwiększoną odpowiedzią na gonadoliberynę. U pacjentek obserwuje się zaburzenia miesiączkowania w postaci skąpych i rzadszych krwawień, jednak z zachowaną zdolnością owulacji. Natomiast hipotyreoza związana jest z wieloma zaburzeniami w pracy układu rozrodczego kobiety. Poczynając od nieprawidłowego rozwoju płciowego, poprzez wtórny brak miesiączki, po niepłodność [17]. Może prowadzić do takich powikłań jak: wczesne poronienia, porody przedwczesne, hipotrofie płodu, czy przedwczesnego oddzielenia się łożyska [20]. Ciężka niedoczynność tarczycy związana jest z całkowitym brakiem owulacji [17]; 2. Badania moczu: a) Obecnie na rynku dostępnych jest kilka aparatów służących do pomiaru hormonów w moczu, są to tzw. analizatory hormonalne. Badają one produkty rozpadu hormonów płciowych oraz LH. Około 50-80% krążących we krwi estrogenów zostaje wydalonych z moczem. Przeciętnie na 4 dni przed dniem „peaku” LH wzrasta ilość wydalanego estrono-3-glukoronianu (E1-3-G), stanowi on więc cenne źródło informacji o rozpoczynającej się płodności. Natomiast główny metabolit progesteronu, pregnandiolo-3-glukuronian, zostaje wydalony w pięć razy większym stężeniu tuż po jajeczkowaniu, służy więc określeniu końca fazy płodnej; Badaniu moczu poddaje się nie tylko kobiety, ale również mężczyzn: Naprotechnologia jako metoda oceny płodności Poejakulacyjne badanie moczu: Wykorzystuje się w diagnozie wytrysku wstecznego, warunkiem wykonania takiego badania jest objętość ejakulatu mniejsza niż 1 ml oraz brak rozpoznania hypogonadyzmu lub wrodzonego braku nasieniowodów. Mocz poddaje się wirowaniu, a otrzymany osad ocenia się pod mikroskopem w 400x powiększeniu. Obecność plemnika sugeruje występowanie wytrysku wstecznego. 3. Badanie śluzu. We wspomnianym wyżej modelu Creightona, jest to podstawowy wskaźnik, używany przy ocenie płodności kobiety. Rozróżnia się następujące typy śluzu: Śluz G (ang. gestagenic) – produkowany przez komórki szyjkowe tuż po miesiączce, zależny od progesteronu, wypełnia kanał szyjkowy, stanowiąc barierę pomiędzy macicą a pochwą. Zawiera liczne białka, chroniące macicę przed infekcją oraz, ze względu na dużą gęstość, jest on nieprzepuszczalny dla plemników. Stanowi głównie funkcję ochronną i nie krystalizuje; Śluz L (ang. loaf) – jego sekrecja następuje, gdy pobudzone zostają wzrostem poziomu estrogenów komórki szyjkowe typu „L”. Charakteryzuje się mniejszą lepkością niż śluz typu „G”, częściej spływa do pochwy dlatego jego obecność można odnotować w kartach obserwacji. Nie jest nieprzepuszczalny dla plemników, stanowi jednak barierę dla plemników o słabej ruchliwości czy wadliwej morfologii, dokonując swoistej segregacji potencjalnego materiału genetycznego. Po wysuszeniu krystalizuje; Śluz S (ang. string) – śluz najbardziej rozciągliwy oraz przezroczysty. Produkowany okołoowulacyjnie (±2 dni). Wraz ze śluzem „L” stanowi tzw. typ płodny śluzu. Jego micele układają się w kanały ułatwiające plemnikom wędrówkę w górę dróg rodnych, sprzyja on także zapłodnieniu pokrywając ich zapotrzebowanie energetyczne; Śluz P (ang. peak) – produkowany na kilka dni przed owulacją (typ „P2”, „P6”okołoowulacyjnie), wspomaga selekcję nasienia, „wadliwe” plemniki są kierowane na poprzeczne tory i wnikają w śluz typu „L” [14, 21, 22]. Badania śluzu dokonuje sama kobieta, podczas codziennych obserwacji na zasadach Modelu Creightona, lecz również lekarz w badaniu mikroskopowym. W badaniu mikroskopowym śluzu ocenia się obecność krystalizacji, sposób krystalizacji oraz jego skład chemiczny i ewentualną obecność przeciwciał [23]. 51 Natalia Dereń, Joanna Woźniak, Edyta Simińska 4. Badanie nasienia. Podstawowym testem diagnostycznym w ocenie płodności mężczyzny jest badanie nasienia. Powinno być ono przeprowadzone w warunkach standardowej oceny seminologicznej na zasadach Światowej Organizacji Zdrowia. Aby badanie mogło być wiarygodne, muszą zostać spełnione pewne warunki, mianowicie: pacjent powinien zachować kilkudniową abstynencję seksualną [24], nasienie powinno być oddane podczas współżycia z zastosowaniem specjalnego zestawu do zebrania oraz transportu nasienia, powinno być transportowane w temperaturze kilku stopni niższej od temperatury ciała oraz jak najszybciej poddane badaniu laboratoryjnemu. Zaleca się użycie poliuretanowej (nie lateksowej) prezerwatywy, która zawiera w budowie pory, celem umożliwienia ewentualnego zapłodnienia. Po zakończeniu współżycia nasienie umieszcza się w jałowym pojemniku i transportuje do laboratorium. Czas transportu nie powinien przekraczać jednej godziny. U niektórych pacjentów standardowa analiza nasienia nie jest wystarczającą metodą diagnostyczną. W tym celu stosuje się specjalne testy kliniczne ulepszające ocenę płodności męskiej. a) Test na liczebność leukocytów w nasieniu. Zwiększona ilość leukocytów wpływa na funkcje i ruchomość plemników. Aby odróżniać białe krwinki od niedojrzałych komórek szeregu spermatogenezy, które w obrazie mikroskopowym mają podobny, okrągły kształt, używa się technik barwiących oraz immunohistochemicznych. Pyospermię diagnozuje się, gdy liczba leukocytów wynosi >1mln/ml nasienia. b) Test na przeciwciała przeciwplemnikowe. Obecność przeciwciał przeciwplemnikowych (ang. Antispermantibodies – ASA) może zmniejszać płodność. Mogą być one produkowane zarówno przez organizm mężczyzny (autoimmunizacja) jak i kobiety [24]. Jedną z metod diagnostycznych w tym wypadku jest test MAR (ang. mixed antiglobulin reaction). Służy on do wykrywania przeciwciał w świeżo pobranym nasieniu. Inną metodą jest tzw. Immunobead Test. Przebieg testu podobny do opisanego wyżej testu MAR. Różni się on faktem, że nasienie jest poddane przygotowaniu, które polega na usunięciu składników nasienia mogących maskować przeciwciała. Może on być także użyty jako test pośredni, np. w badaniu surowicy krwi, w przypadku zbyt małej ruchliwości plemników [25]. c) Testy żywotności plemników. Żywotność plemników ocenia się dodając do świeżego nasienia tzw. barwników przyżyciowych (eozyna, błękit trypanu) lub wykorzystując test pęcznienia w środowisku hipoosmotycznym (ang. Hipoosmotic swelling test- HOS Test). Żywe, chociaż nieruchome plemniki nie wybarwiają się Naprotechnologia jako metoda oceny płodności w testach barwienia przyżyciowego, natomiast w HOS Test widocznie pęcznieją. d) Test po stosunku (PC-Test). Polega na mikroskopowej ocenie plemników obecnych w śluzie szyjkowym. Przeprowadza się go jak najbliżej spodziewanej owulacji, poddając ocenie obecność ruchomych plemników. e) Komputerowa analiza nasienia. Jest to analiza wspomagana komputerowo (ang. computer-aided sperm analysis – CASA), wymaga ona użycia skomplikowanych narzędzi diagnostycznych do oceny liczebności plemników uzyskanej z obrazu mikroskopowego. Służy ocenie dokładnej ilości, ruchliwości oraz morfologii plemników [24]. 4.4.2. Ultrasonografia Ultrasonografia polega na wykorzystaniu ultradźwięków celem obrazowania anatomii i fizjologii poszczególnych narządów w organizmie. Otrzymane obrazy odzwierciedlają różnice przenikliwości akustycznej tkanek, dzięki temu udaje się różnicować wyświetlany narząd, tkankę. Urządzenia skanujące, tzw. sondy, dzielimy ze względu na sposób stosowania na przezpochwowe oraz przezbrzuszne. a) USG przez powłoki brzuszne. Warunkiem koniecznym do prawidłowego przeprowadzenia tego badania jest możliwe maksymalne wypełnienie pęcherza moczowego. Większość specjalistów zaleca około godziny przed badaniem wypicie 1,5 l wody niegazowanej. W innym wypadku, zebrane gazy w ostatnim odcinku jelita, uniemożliwiają dostęp fali do struktur organizmu, jednak należy unikać nadmiernego wypełnienia pęcherza. Takowy będzie wpływał na położenie jajników – będzie przesuwał je za macicę lub bocznie za mięsień lędźwiowy [26]. b) USG przezpochwowe Jest wykonywane zdecydowanie częściej niż przezbrzuszne, ze względu na lepszą dostępność obrazu, omija takie przeszkody jak: otyłość, wypełnienie jelit, blizny [27]. Stanowi on nieodłączny element badania ginekologicznego. W celu uzyskania obrazu wykorzystuje się specjalną głowicę z długim uchwytem, na którą nakłada się wypełnioną żelem prezerwatywę, celem uzyskania dobrego kontaktu. Osłona taka spełnia także rolę ochrony przed infekcjami [26]. Badanie wykonuje się przy opróżnionym pęcherzu moczowym, najlepiej na fotelu ginekologicznym. Ten rodzaj badania ultrasonograficznego pozwala na ocenę jajników oraz znajdujących się w nich pęcherzyków, ze szczególnym uwzględnieniem pęcherzyka jajnikowego. Jest również przydatne w ocenie rozwoju 53 Natalia Dereń, Joanna Woźniak, Edyta Simińska endometrium, drożności jajowodów, budowie anatomicznej macicy oraz przebiegu nawet wczesnej ciąży. Badania tego nie wykonuje się u kobiet, które posiadają zachowaną błonę dziewiczą lub nie wyrażają zgody na takie badanie [28]. c) USG transrektalna (TRUS) Jest wskazana u pacjentów ze stwierdzoną azoospermią, w celu ustalenia drożności dróg wyprowadzających nasienie. Stwierdzenie poszerzenia pęcherzyków nasiennych (powyżej 1,5 cm) lub przewodów wyprowadzających i/lub pęcherzykowej struktury sterczu w linii pośrodkowej może sugerować problem z drożnością [24]. d) Hysterosalpingo- Contrast- Sonography (Hy-Co-Sy) Jest to metoda wykorzystująca ultrasonografię do badania drożności jajowodów. Prawidłowo, jajowody nie uwidaczniają się ani w USG przezpochwowym, ani przezbrzusznym, aby je uwidocznić używa się specjalnych środków kontrastujących zawierających jednorodnie rozproszone pęcherzyki powietrza. Wybrany środek podaje się do jamy macicy, gdzie pod kontrolą sondy, możemy ocenić jej kształt, a następnie przechodzi on do jajowodów. Podstawą stwierdzenia drożności jajowodów, jest zaobserwowanie wylania kontrastu do jamy otrzewnowej [4]. Niekwestionowaną zaletą tej metody jest możliwość obrazowania kształtu jamy macicy oraz drożności jajowodów bez konieczności narażania pacjentki na działanie promieni rentgenowskich [29]. 4.4.3. Histerosalpingografia (HSG) Badanie polega na wprowadzeniu do kanału szyjki macicy, jamy macicy oraz jajowodów środka cieniującego i uwidocznieniu tych struktur za pomocą promieni rentgenowskich. Badanie przeprowadza się 6. lub 7. dnia po zakończeniu miesiączki. Profesor Winston [30] zaleca delikatne zakładanie narzędzi oraz powolne wstrzykiwanie kontrastu co zmniejsza odczucia bólowe pacjentek. Na wykonanym zdjęciu rentgenowskim ocenia się kształt, wielkość jamy macicy a także jajowodów oraz ewentualne nieprawidłowości w ich budowie, np. zrosty. W normalnych warunkach płyn cieniujący przedostaje się do jamy otrzewnowej. Profesor Hilgers [13] zaleca w naprotechnologii stosowanie selektywnej histerosalpingografii, polegającej na wprowadzeniu cewnika do jajowodu, najpierw prawego, następnie lewego. Dzięki temu unika się skurczu ich mięśniówki, spowodowaną np. zbyt dużym ciśnieniem wprowadzania kontrastu, co wyklucza fałszywą diagnozę niedrożności. Naprotechnologia jako metoda oceny płodności 4.4.4. Persuflacja Jest to jedna z pierwszych metod oceny drożności jajowodów. Dzisiaj rzadko stosowana, jednak znajduje zastosowanie w naprotechnologii. Dawniej polegała na przedmuchiwaniu jajowodów powietrzem lub dwutlenkiem węgla, jednak ze względu na ryzyko wystąpienia zatoru powietrznego, obecnie wykorzystuje się tylko dwutlenek węgla, wprowadzany przez specjalną aparaturę. Zabieg należy wykonać między 5. a 10. dniem cyklu miesięcznego. Gaz podaje się po dokładnym uszczelnieniu kanału szyjki macicy, za pomocą aparatu insuflacyjnego z miernikiem ciśnienia i objętości podawanego ditlenku węgla. Drożność jajowodów ocenia się na podstawie zależności pomiędzy wartością ciśnienia wprowadzanego gazu, a jego objętością przechodzącego przez jajowody [4]. 4.4.5. Histeroskopia Jest to metoda diagnostyczna i operacyjna, która umożliwia makroskopową ocenę kanału szyjki, jamy macicy i macicznych ujść jajowodów oraz ewentualne zabiegi usunięcia stwierdzonych zmian patologicznych [32]. Zabieg powinien odbywać się na sali operacyjnej, poprzedzony dokładnym badaniem ginekologicznym celem oceny budowy macicy. Histeroskopię rozpoczyna ocena kanału szyjki macicy. Dzięki miniaturyzacji obecnie używanego sprzętu możliwe jest wprowadzenie endoskopu bez rozszerzania kanału. Po wprowadzeniu końcówki histeroskopu stosuje się odpowiedni środek rozszerzający światło jamy macicy. W ocenie zmian zachodzących w czasie cyklu miesięcznego wykorzystuje się histeroskopię kontaktową oraz mikrohisteroskopię, pozwalające na ocenę fragmentów tkanki w powiększeniu nawet 150-krotnym [33]. Przeciwwskazaniami do zastosowania histeroskopii są świeżo przebyte lub obecne stany zapalne narządów miednicy mniejszej, obfite krwawienia pochodzące z macicy, ciąża [32]. 4.4.6. Laparoskopia Należy do endoskopowych technik, polega na bezpośrednim wglądzie do jam ciała i oceny narządów za pomocą sprzętu wprowadzonego do ich wnętrza, wyposażonego w system optyczny z oświetleniem i transmisją obrazu. Dawniej była to jedynie metoda stosowana w celach rozpoznawczych, obecnie używana jest zarówno do diagnozy jak i leczenia ewentualnych zmian patologicznych. Zabieg odbywa się w warunkach sali operacyjnej, z pełnym nadzorem anestezjologicznym oraz z możliwością do natychmiastowej zmiany charakteru zabiegu na laparotomię. Pierwszym etapem laparoskopii jest wytworzenie odmy otrzewnowej, zazwyczaj odbywa się to przez wprowadzenie igły Veressa do jamy otrzewnowej 55 Natalia Dereń, Joanna Woźniak, Edyta Simińska w obrębie zagłębienia pępkowego oraz insuflację dwutlenku węgla. Po wytworzeniu odmy, usuwa się igłę i instaluje główny trokar, dzięki któremu można wprowadzić teleskop i dokonać wstępnej oceny jamy brzusznej. Po uzyskaniu kontaktu optycznego dokonuje się tzw. wkłucia dodatkowe, w ilości od jednego do trzech. Najczęstszym wskazaniem do laparoskopii jest niepłodność, gdzie technika ta jest wykorzystywana do precyzyjnej oceny jajowodów [32, 34]. Chirurdzy naprotechnolodzy zalecają oraz praktykują laparoskopię bliskiego kontaktu (ang. Near Contact Laparoscopy). Polega ona na zastosowaniu dużo większych powiększeń dzięki specjalnym szkłom powiększającym oraz przez powiększanie obrazu wideo. Taki sprzęt oraz mikrochirurgiczna metoda operacyjna pozwala na bardzo szczegółową diagnostykę, która odkrywa zazwyczaj niezauważalne zmiany. Figure1 Uwydatnienie zmian chorobowych po zbliżeniu obrazu. Źródło: http://www.naprotechnology.com/surgical.htm Powyższe fotografie dowodzą, że nawet z pozoru nieznaczne zmiany po zwiększeniu obrazu uwydatniają się znacznie bardziej. Chirurgia w Naprotechnology wymaga olbrzymiej precyzji, rozumienia przyczynowo-skutkowego, Piotr Klimas [35] nazywa ją nawet „chirurgią plastyczną miednicy mniejszej” 5. Kondycja psychiczna 5.1. Choroby psychiczne Nieodłączną częścią zdrowia, oprócz somatycznego, jest również zdrowie psychiczne człowieka. Rola psychologa w prawidłowej ocenie płodności będzie miała istotne znaczenie, na równi z badaniami wymienionymi we wcześniejszej części mojej pracy. Trudności, zaburzenia psychiczne czy emocjonalne należy poddawać analizie, celem określenia stopnia zaawansowania wpływu na działanie organizmu, zarówno w przypadku kobiet jak i mężczyzn. Znane są przypadki zamierzonej bezdzietności, wynikającej z problemów natury psychicznej. Patson [36] dokonał ich podziału na: a) powierzchowne: Naprotechnologia jako metoda oceny płodności anoreksja; żałoba; b) głębokie: poczucie winy; poczucie wstydu; lęk; nieprawidłowe relacje z otoczeniem. c) bardzo głębokie: nie osiągnięcie najwyższej fazy rozwoju psychospołecznego. Wpływ na płodność będą miały także wszelkie choroby psychiczne wpływające na zaburzenia miesiączkowania, np. anoreksja. 5.2. Stres Każdy bodziec emocjonalny jest stymulowany przez podwzgórze, oddziałujące zarówno na układ limbiczny, ale także na układ podwzgórzowoprzysadkowo-nadnerczowy (PPN), który odpowiada za uruchamianie reakcji stresowych. Pobudzanie osi PPN wpływa na wzrost sekrecji amin katecholowych, zwiększających wydzielanie prolaktyny, a co za tym idzie ryzyko wystąpienia hiperprolaktynemii. Pobudzanie podwzgórza przez stres często wpływa na rozregulowanie sekrecji gonadoliberyny, a tym samym na zaburzenia w funkcjonowaniu gruczołów płciowych [37]. Stres powoduje przyblokowanie procesów prowadzących do jajeczkowania, czego skutkiem jest przesunięcie owulacji [38]. Na płodność danej pary znaczący wpływ ma także stres psychospołeczny, w konsekwencji którego dochodzi do wielu zaburzeń na poziomie kontaktów międzyludzkich. U kobiet mogą one objawiać się oziębłością płciową, zaburzeniami osiągania orgazmu, cyklami bezowulacyjnymi czy pochwicą, natomiast u mężczyzn stres ten, będzie powodować najczęściej zaburzenia erekcji i ejakulacji, obniżenie jakości nasienia oraz zmniejszenie wydzielania testosteronu [37]. Często wyeliminowanie czynników stresogennych poprawia płodność pary i wspomaga leczenie niepłodności [1]. 5.3. Radość ze współżycia Do standardowych zaleceń, w przypadku prawidłowych parametrów zdrowia somatycznego należy zalecanie parze podejmowanie się nieustannych prób i częstszego odbywania stosunków płciowych. Działanie takie przyczynia się do kojarzenia współżycia jako swojego rodzaju „pracy”, czy obowiązku. Często powoduje to odczuwanie presji i stresu, co mija się z naturalnym odczuwaniem przyjemności podczas kontaktu seksualnego. W naprotechnologii, gdy zostały zbadane „medyczne” warunki płodności i z badań wynika, że nie powinno być żadnych przeszkód do 57 Natalia Dereń, Joanna Woźniak, Edyta Simińska poczęcia, zaleca się parze zaprzestanie starań o dziecko, a rozpoczęcie „kochania”. Jak podkreśla dr Phil Boyle [1], „dziecko jest owocem miłości, a nie ciężkiej pracy”. Zaleca się wyjazd na wakacje, podjęcie zaległego urlopu. Odpoczynek od uciążliwego starania się o dziecko. Działanie takie nie ma potwierdzenia z biologicznego punktu widzenia, jednak często słyszy się o przypadkach poczęcia po zaadoptowaniu dziecka, w momencie gdy para przestała myśleć o niepłodności. Zmęczeni ciągłym staraniem, niestabilni emocjonalnie i przepracowani para mogą mieć problemy z wydaniem potomstwa, ze powodu mechanizmów obronnych zapewnionych przez naturę. W ten sposób eliminuje ona powstanie jednostek osłabiających gatunek. Literatura Boyle P., Lepsze niż in vitro, rozm. przepr. Dudała Jarosław, Gość Niedzielny, nr 50, r. 2010 2. Barczentewicz M., NaProTechnology® – nowa wizja NPR w Polsce, Życie i płodność, 2009, Nr 2 3. Ostrowska A., Model Creightona- żyj w zgodzie z własnym rytmem, NaProTechnology®. Ekologia płodności, Wyd. Espe, Kraków 2009 4. Osuch B., Współczesna diagnostyka drożności jajowodów, Terapia, 2001, Nr 2, s. 8,9 5. Dzioba A., Karta obserwacji cyklu Creighton Model FertilityCare™System – klucz do zrozumienia płodności, Zdrowie prokreacyjne. NaProTECHNOLOGY® w diagnozowaniu i leczeniu niepłodności, Poznań 2010 6. Bielawska, Batorowicz i inni, Współpraca ginekologa i psychologa w leczeniu niepłodności, Ginekologia Polska, nr 64(11), r. 1993, s. 577-580 7. Podolska M., Niepłodność jako problem psychologiczny, Pielęgniarstwo Polskie, nr 2-3 (24-25), r. 2007, s. 87-92 8. Podolska M., Bidzan M., Infertility as a psychological problem, Ginekologia Polska, nr 82(1), r. 2011, s. 44-49 9. Opala T., Woźniak J., Rabiega D., Rzymski P., Epidemiologia i metody diagnostyczne, Ginekologia. Podręcznik dla położnych, pielęgniarek i fizjoterapeutów pod red. Opali T., Warszawa 2003, Wydawnictwo Lekarskie PZWL 10. Barczentewicz M., Niepłodność jako wieloczynnikowy problem choroby przewlekłej. Metody leczenia zachowawczego w NaProTECHNOLOGY™, NaProTECHNOLOGY™ w diagnozowaniu i leczeniu niepłodności. Szansewyzwania- efekty., Wrocław 2012 11. Grzechocińska B. i wsp., Analiza czynników biorących udział w niepłodności kobiecej, Ginekologia Polska, nr 69(12), r. 1998, s. 1126-1130 12. Skrzypczak J., Niepłodność żeńska, Ginekologia. Podręcznik dla położnych, pielęgniarek i fizjoterapeutów, pod red. Opali T., Warszawa 2003, Wydawnictwo Lekarskie PZWL 1. Naprotechnologia jako metoda oceny płodności 13. Barczentewicz M., NaProTechnology® – podstawy naukowe i skuteczność metody, NaProTechnology®. Ekologia Płodności, Wyd. Espe, Kraków 2009 14. Kopera E., Naprotechnology- Ekologia kobiecego cyklu, "Życie i płodność", 2002, nr 2 15. Radwan J., Badanie niepłodnej pary, Niepłodność i rozród wspomagany, pod red. Radwana J., Wołczyńskiego S., wyd. Termedia, Poznań 2011 16. Męczekalski B., Warenik- Szymankiewicz A., Diagnostyka w endokrynologii ginekologicznej, Położnictwo i ginekologia, pod. red. G.H. Bręborowicza, Warszawa 2005, Wydawnictwo Lekarskie PZWL 17. Putowski L., Tkaczyk- Włach J., Leczenie niepłodności uwarunkowanej zaburzeniami hormonalnymi, Leczenie niepłodności pod red. Lechosława Putowskiego, Wrocław 2011 18. Krauss H., Koźlik J., Fizjologia układu hormonalnego, Fizjologia człowieka z elementami patologii, red. Krauss H. i Sosnowski P., wyd. WSPiA, Poznań 2009 19. Rzepka-Górska I., Wołczyński S., Opala T., Endokrynologia ginekologiczna, Ginekologia. Podręcznik dla położnych, pielęgniarek i fizjoterapeutów, red. Opala T., Warszawa 2003, Wydawnictwo lekarskie PZWL; 20. Drews K., Seremak- Mrozikiewicz A., Choroby gruczołów dokrewnych, [w:] Położnictwo i ginekologia, pod. red. G.H. Bręborowicza, Warszawa 2005, Wydawnictwo Lekarskie PZWL 21. McLachlan R. I., Holden C., Diagnostyka niepłodności męskiej i testy czynnościowe nasienia, Wiadomości położniczo- ginekologiczne, Nr 3., 1996 22. Kinle M., Szymaniak M., Fazy cyklu miesiączkowego i objawy płodności w cyklu miesiączkowym, Rozpoznawanie płodności, Praca zbiorowa pod redakcją prof. Dr hab. Michała Troszyńskiego, Warszawa 2008, wyd. BONAMI 23. Hilgers T. W., Daly K. D., Hilgers S. K., Prebil A. M., CREIGHTON MODEL FertilityCareTM System, A Standartized, Case Management Approach to Teaching-Book I: Basic TeachingSkills. Second Edition, Pope Paul VI Institute Press, Omaha, Nebraska, 2002 24. Radwan M., Algorytmy diagnostyczno- lecznicze w niepłodności, red. S. Wołczyński, Łódź 2011 25. Mazumdar S., Levine A. S., Antispermantibodies: etiology, pathogenesis, diagnosis, and treatment, Fertility and Sterility, 1998 26. Palmer P.E.S., Diagnostyka ultrasonograficzna, Warszawa 1997, s. 206, 212, 214, 215, 224 27. Kaczmarek P., Ultrasonografia w niepłodności i rozrodzie wspomaganym, Niepłodność i rozród wspomagany, red. Radwan J., Wołczyński S., Poznań 2011 28. Rekomendacje sekcji ultrasonografii Polskiego Towarzystwa Ginekologicznego w zakresie przesiewowej diagnostyki ultrasonograficznej w ciąży o przebiegu prawidłowym w 2015r. 29. Kamiński K., Łagan J., Tkacz Z., Kleszczewski J., Zastosowanie histerokontrastosonografii w ambulatoryjnej ocenie jamy macicy i drożności jajowodów,Ginekologia Praktyczna, 1997, Nr 4 59 Natalia Dereń, Joanna Woźniak, Edyta Simińska 30. Winston R. M. L., Dlaczego nie mamy dziecka, Warszawa 1995, Springer PWN 31. http://www.zycieiplodnosc.pl/kwartalnik/artykul/24 32. Wilczak M., Woźniak J., Stężycka J., Sajdak S. Wilczak M., Woźniak J., Stężycka J., Sajdak S., Zabiegi i sprzęt endoskopowy używany w ginekologii, Ginekologia. Podręcznik dla położnych, pielęgniarek i fizjoterapeutów, red. Opala T., Warszawa 2003, Wydawnictwo Lekarskie PZWL 33. Sajdak S., Histeroskopia, Giekologia, red. Słomko Z., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2008, wyd 2 34. http://www.naprotechnology.com/surgical.htm 35. Klimas P., Chirurgia w NaProTECHNOLOGY™, Zdrowie prokreacyjne. NaPro TECHNOLOGY™ w diagnozowaniu i leczeniu niepłodności., Poznań 2010 36. Łuczak- Wawrzyniak J., Niepłodność aspekty psychologiczne, Zdrowie prokreacyjne. NaProTECHNOLOGY® w diagnozowaniu i leczeniu niepłodności, Poznań 2010 37. Bidzan M., Niepłodność w ujęciu bio-psycho-społecznym, Kraków 2010, Oficyna Wydawnicza Impuls 38. Szczawińska M., NPR w diagnostyce schorzeń ginekologiczno-położniczych, Służba życiu, nr 1/2011 Naprotechnologia jako metoda oceny płodności Szacuje się, że w Polsce problem niepłodności dotyczy ponad piętnastu procent par starających się o potomstwo. Obecnie prowadzone działania kliniczne w tym temaciekoncentrują się na metodzie zapłodnienia w warunkach sztucznych, a także pokrewnych technikach wspomaganego rozrodu. Nie każda para może jednak skorzystać z tego typu rozwiązań. Naprotechnologia jest alternatywną metodą leczenia niepłodności, której celem jest zidentyfikowanie nieprawidłowości, a następnie skoncentrowane leczenie zdiagnozowanego problemu. Metoda ta zajmuje się skutecznie także diagnostyką oraz leczeniem w przypadku niepłodności męskiej. Wykorzystując główne narzędzie w diagnostyce niepłodności żeńskiej, jakim jest Model Creightona™, Naprotechnologia jako metoda leczenia niepłodności eliminuje problemy etyczne, co pozwala na szerszą dostępność dla wszystkich pacjentów, niezależnie od poglądów. Natomiast wykorzystywanie najnowszej generacji sprzętu, m.in. do laparoskopii bliskiego kontaktu (ang. Near Contact Laparoscopy), oraz stale prowadzone badania nad efektami pracy Naprotechnologów, czynią ją nadzieją nakolejne lata dla coraz większej liczby osób mających problem z zajściem, a następnie utrzymaniem ciąży. Terapię w Naprotechnologii rozpoczynają spotkania z nauczycielem Modelu Creightona™. Cykl spotkań trwa zazwyczaj trzy miesiące, po tym czasie nierzadko możliwe jest wstępne określenie problemu niepłodności małżeńskiej. Jeżeli nie postawiono jednoznacznej diagnozy para korzysta z usług specjalistów, głównie ginekologów, położnych oraz psychologów. Po ustaleniu przyczyny niepłodności następuje skoncentrowane leczenie. Usunięcie stanu chorobowego umożliwia dotychczas niepłodnej parze uzyskanie zdrowej ciąży, której przebieg w dalszym ciągu jest monitorowany pod okiem specjalistów. Niniejsza praca poglądowa jest bazą do prowadzenia dalszych badań nad skutecznością oraz zasadnością korzystania z Naprotechnologii przez osoby borykające się z niepłodnością. Naprotechnologia jako metoda oceny płodności Naprotechnology as method of fertility evaluation It is estimated that in Poland, the problem of infertility relates to more than ten percent of couples trying to have children. Currently, clinical studies on this subject are focused on the method of insemination in artificial conditions, and related to another reproductive techniques. Not every couple is able to use that kind of methods. NaProTechnology is an alternative treatment for infertility, which aims to identify anomalies, and then concentrated treatment for the diagnosed problem. This method also effectively deals with the diagnosis and treatment for male infertility. Using the main tool in the diagnosis of female infertility, which is the Creighton Model System ™, NaProTechnology as a treatment for infertility eliminates ethical issues, allowing for wider accessibility for all patients, where does not matter which kind of philosophy they are following by. What‟s more, using of the latest generation of equipment, including to „Near Contact Laparoscopy‟, and continuously conducted research on the effects of naprotechnologist‟s work, make it the big hope for the next years for an increasing number of people who have trouble of getting and maintaining pregnancy. NaProTechnology begin therapy with the meeting with the teacher of Creighton Model System™. A series of meetings usually lasts for three months, after what, it is often possible to pre-define the problem of infertility. If there was no possibility for diagnose the main problem, couple uses the services of professional medicine workers, especially gynecologists, midwives and psychologists. After determining the reason of infertility, the team starts determined treatment. Removal of the disease state enables pre-infertile couple, achieves a healthy pregnancy and the course continues to be monitored under the supervision of specialists also. 61 Agnieszka Przybysz1, Agnieszka Gadomska-Gajadhur2, Paweł Ruśkowski3 Systemy leków o kontrolowanym czasie uwalniania 1. Wstęp Współczesne badania nad lekami poza poszukiwaniem nowych substancji aktywnych farmaceutycznie (z ang. Active Pharmaceutical Ingredient, API) skupiają się również nad sposobami ich efektywnego i bezpiecznego podawania. W latach sześćdziesiątych XX wieku rozpoczęto prace nad makroskopowymi systemami o kontrolowanym uwalnianiu (Controlled Drug Delivery, CDD), których pionierami byli dr n. med. Judah Folkman i Alexandro Zaffroni [1]. Początkowo były to głównie implanty. Dalszy rozwój badań zaowocował powstaniem biodegradowalnych mikroskopowych systemów leków o kontrolowanym czasie uwalniania terapeutyku, tzw. DDS (z ang. Drug Delivery Systems), które są dostępne komercyjnie od lat dziewięćdziesiątych ubiegłego stulecia [2]. Systemami leków o kontrolowanym czasie uwalniania są formy, które powodują uwalnianie substancji aktywnej do organizmu w określonym czasie lub pod wpływem czynnika zewnętrznego (np. temperatury, pH lub siły jonowej). Ta cecha powoduje, że DDS posiadają wiele zalet w porównaniu z tradycyjnymi formami leku. Stężenie efektywne API w organizmie utrzymywane jest znacznie dłużej, zatem dawkowanie jest rzadsze, a leki są bezpieczniejsze i bardziej skuteczne [3]. 2. Cel pracy Celem niniejszej pracy było przygotowanie przeglądu literaturowego dotyczącego systemów leków o kontrolowanym czasie uwalniania, które stanowiło bazę części literaturowej pracy dyplomowej głównej autorki [4]. NIE EDYTOWAĆ TEGO POLA Sympozjum ESKULAP 2015 1 [email protected], Laboratorium Procesów Technologicznych, Wydział Chemiczny, Politechnika Warszawska, http://lpt.ch.pw.edu.pl/ 2 [email protected], Laboratorium Procesów Technologicznych, Wydział Chemiczny, Politechnika Warszawska, http://lpt.ch.pw.edu.pl/ 3 [email protected], Laboratorium Procesów Technologicznych, Wydział Chemiczny, Politechnika Warszawska, http://lpt.ch.pw.edu.pl/ 62 Systemy leków o kontrolowanym czasie uwalniania 3. Obieg substancji aktywnej w organizmie Po podaniu leku do organizmu ulega on szeregowi przemian. Schemat obiegu substancji leczniczej w organizmie określa się akronimem ADME (z ang. absorption, distribution, metabolism, excretion) od słów oznaczających wchłanianie, dystrybucję, metabolizm i wydalanie [5]. Wchłanianie substancji aktywnej i jej dystrybucję w organizmie zazwyczaj poprzedza podanie API w odpowiedniej formie leku (tabletka, zastrzyk lub inne) a następnie z niej uwolnienie. W tym przypadku uwzględnia się jeszcze uwalnianie (ang. liberation) i stosuje skrót LADME (Rysunek 1). Substancja ta uwalniania jest do krwioobiegu, soku żołądkowego lub jelita cienkiego. Rysunek 1. Obieg leku z organizmie. Żółtym kolorem oznaczono ścieżkę LADME [opracowanie własne] Ze względu na sposób wprowadzania do organizmu wyróżniamy leki podawane transdermalnie, dożylnie, doustnie i dojelitowo. Leki dożylne są zawiesiną lub roztworem API w soli fizjologicznej. Podawane są do krwioobiegu iniekcyjnie. Możliwe jest również podawanie podskórne oraz domięśniowe. Leki transdermalne podaje się naskórnie w formie maści, plastra lub implantu. Substancja aktywna wchłania się przez warstwy skóry do układu krwionośnego lub limfatycznego. Zarówno leki doustne i dojelitowe podawane są w formie tabletki lub kapsułki do układu pokarmowego. Rozpad formy leku i uwolnienie API następuje w żołądku (tabletki i kapsułki doustne) lub w dwunastnicy (leki dojelitowe). Rozkład leku i wchłonięcie substancji aktywnej może nastąpić również w jamie ustnej (podanie podjęzykowe) [5]. 63 Agnieszka Przybysz, Agnieszka Gadomska-Gajadhur, Paweł Ruśkowski Możliwe jest również podawanie leku przez śluzówkę nosa, inhalacyjnie do pęcherzyków płucnych, doodbytniczo lub bezpośrednio do płynu mózgowo-rdzeniowego. Kolejnym etapem po uwolnieniu substancji z formy leku jest wchłanianie. terapeutyku. Opiera się ono głównie na mechanizmie biernej dyfuzji, wywołanej różnicą stężeń pomiędzy dwoma kompartmentami organizmu przedzielonymi błoną biologiczną [5]. W ten sposób substancje aktywne podawane w lekach doustnych wchłaniane są przez błony śluzowe kosmków jelitowych w jelicie cienkim a leki naskórne przenikają skórę. Reguła piątki Lipińskiego określa warunki jakie musi spełnić lek, aby efektywnie przenikać przez błony [6]. Jest to: posiadanie w swojej budowie nie więcej niż 5 donorów wiązania wodorowego i nie więcej niż 10 jego akceptorów, masa molowa poniżej 500 g/mol i dla współczynnik podziału n-oktanol–woda logP nie większy niż 5. Substancje aktywne są w organizmie metabolizowane. API ulega biotransformacjom do łatwo usuwalnych form, które są z organizmu wydalane. Część API może zostać wydalona bezpośrednio zanim zadziała w miejscu chorobowo zmienionym. Sposobem pozbywania się substancji jest, tak samo jak w przypadku jej metabolitów, wydalanie wraz z moczem, żółcią lub kałem. Przeciwną sytuacją jest magazynowanie substancji aktywnej np. w wątrobie lub mózgu. 4. Systemy leków o kontrolowanym czasie uwalniania Systemy kontrolowanego uwalniania leku (DDS – z ang. Drug Delivery Systems) charakteryzują się stopniowym uwalnianiem substancji aktywnej w organizmie. Lek, aby wywołać pożądany efekt terapeutyczny, musi być podany w ilości przekraczającej minimalne stężenie efektywne, a jednocześnie mniejszej niż maksymalne stężenie bezpieczne. Przekroczenie tej drugiej wartości nazywamy przedawkowaniem. Przedawkowanie zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia efektów ubocznych i może prowadzić do sytuacji niebezpiecznych dla życia i zdrowia leczonego. Leki podawane w postaci tradycyjnej tabletki osiągają stężenie maksymalne szybko, lecz już w kilka godzin po podaniu stężenie terapeutyku całkowicie zanika, co powoduje konieczność zażycia kolejnej dawki (Rysunek 2). Środki te mają też tendencję do krótkotrwałego przekraczania maksymalnego stężenia bezpiecznego bądź osiągania wartości nieznacznie niższych. Systemów o kontrolowanym czasie uwalniania nie należy mylić z lekami o przedłużonym działaniu, które różnią się od tradycyjnej formy leku nieznacznie dłuższym czasem trwania efektu terapeutycznego. W DDS w wyniku powolnego narastania stężenia Systemy leków o kontrolowanym czasie uwalniania leku, które następnie utrzymuje się na stałym poziomie przez dłuższy czas, farmakoterapia jest efektywniejsza. Rysunek 2. Porównanie profilu uwalniania rodzaju form leków [opracowanie własne] Zwiększony komfort pacjenta jest tylko jedną z wielu zalet systemów DDS. Można stosować je w terapii celowanej, gdzie lek podaje się bezpośrednio w miejsce chorobowo zmienione. Systemy leków o kontrolowanym czasie uwalniania można zazwyczaj wprowadzać bezpośrednio do krwioobiegu, iniekcyjnie lub przezskórnie, co zapobiega negatywnym skutkom długotrwałego zażywania doustnego niektórych leków, jak niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLZP), które powodują perforację żołądka. Zastosowanie to świetnie sprawdza się w przypadku terapeutyków, które są zbyt szybko rozkładane w układzie pokarmowym (np. rekombinowany hormon wzrostu). 5. Rodzaje DDS Wśród rodzajów DDS wyróżniamy hydrożele, liposomy, micele, pulmosfery oraz sfery i kapsułki w skali mikro- i nanometrycznej [7]. W ich przypadku kontrolowane uwalnianie odbywa się poprzez pokonywanie przez substancję aktywną barier fizycznych, takich jak warstwa lipidowa czy matryca polimerowa. Innym rodzajem DDS są proleki wielkocząsteczkowe, w których substancja aktywna jest połączona z polimerem wiązaniem chemicznym. 65 Agnieszka Przybysz, Agnieszka Gadomska-Gajadhur, Paweł Ruśkowski 5.1. Proleki wielkocząsteczkowe Prolek to substancja, która sama w sobie nie wykazuje efektu terapeutycznego, dopiero w wyniku metabolizmu uwalnia się substancję aktywną. W przypadku proleków wielkocząsteczkowych API połączone jest z łańcuchem polimeru. Proleki występują w organizmie naturalnie. Przykładem jest wytwarzana w trzustce proinsulina, która następnie rozkłada się na aktywną biologicznie insulinę i nieaktywne białko [8]. Przyłączenie substancji aktywnej do polimeru zwykle zwiększa lipofilowość leku co ułatwia transport bierny przez błony. Lipofilowość nie może być jednak zbyt duża, aby jednocześnie lek nie utracił rozpuszczalności w wodzie [8]. Problem otrzymywania proleków z biozgodnych i biodegradowalnych polimerów był przedmiotem prac badawczych wykonywanych w Naszym zakładzie [9]. 5.2. Hydrożele Hydrożel poza klasyczną emulsją typu olej w wodzie zawiera polimerowy środek żelujący, który tworzy sieci usztywniając układ i nadając mu konsystencję żelu, jak również zatrzymując wolne cząsteczki substancji aktywnej [10]. Jest to zatem podwójny system terapeutyczny o kontrolowanym czasie uwalniania. Uwalnianie leku odbywa się podobnie jak w przypadku opisanych później miceli. Hydrożele stosuje się w terapiach naskórnych. Wykazano, że jest to najefektywniejszy sposób podawania ketoprofenu [11]. Plastry hydrożelowe są stosowane w leczeniu oparzeń i ran. Naukowcy z Łodzi opracowali plastry hydrożelowe z tetrapeptydem ułatwiającym gojenie się ran cukrzycowych [12]. 5.3. Mikro i nanocząstki 5.3.1. Pulmosfery Pulmosfery to mikrocząstki o bardzo dużej, sięgającej 95% porowatości i gęstości nawet poniżej 0,06 g/cm3. Zbudowane są z fosfatydylo-choliny [13]. Otrzymywane są metodą suszenia rozpyłowego bez użycia polimeru. Porowatość uzyskuje się poprzez dodatki związków fluoro-wcowęglowych (np. bromek perfluorooktylu) [14]. Pulmosfery nie są jeszcze stosowane komercyjnie. Ich potencjalne zastosowanie to podawanie inhalacyjne bezpośrednio do płuc pacjenta. Systemy leków o kontrolowanym czasie uwalniania 5.3.2. Micele Emulsja to niestabilny termodynamicznie roztwór nierzeczywisty dwóch niemieszających się ze sobą faz: wodnej i olejowej. Na granicy faz cząsteczki emulgatora, który zawiera w swojej budowie zarówno część hydrofilową, jak i lipofilową, tworzą aglomeraty. Podczas tworzenia emulsji cząsteczki emulgatora. ustawiają się polarnymi główkami w kierunku fazy wodnej, a lipofilowymi łańcuchami w stronę fazy olejowej tworząc micele i stabilizując emulsję [15]. W przypadku emulsji typu olej w wodzie, hydrofilowe główki emulgatora kierują się ku fazie rozpraszanej, a lipofilowe łańcuchy ku fazie ciągłej tworząc tzw. micele odwrotne. Micele oraz micele odwrotne stosowane są głównie w naskórnej terapii celowanej. Ich działanie polega na zamykaniu leku w fazie rozproszonej, który powoli uwalniany jest do fazy ciągłej. W ten sposób przenika do powierzchni skóry, gdzie następuje jego wchłanianie [16]. Micele mogą być wykonane z polimerów. Rolę emulgatora może pełnić blokowy kopolimer o blokach hydrofilowych (np. z PEG, poli(glikolu etylenowego)) oraz hybrofobowych (jak PLA, polilaktyd) [17]. Genexol PM® jest lekiem dostępnym komercyjnie, zawierającym paklitaksel wewnątrz miceli wykonanych z PLA-b-PEG, stosowanym w leczeniu raka piersi. 5.3.3. Liposomy Liposomy to pęcherzyki, w których wstępuje co najmniej jedna podwójna warstwa lipidowa. Najczęściej zbudowane są z fosfolipidów, stąd ich podobieństwo do błon komórkowych [18]. Zasada działania liposomów jest podobna do miceli. Podwójna warstwa lipidowa stanowi naturalną barierę dla substancji aktywnej, która wydziela się do otoczenia powoli. Zwiększenie ilości tych warstw lub wbudowanie hydrofilowych polimerów w warstwę podwójną liposomu powoduje wydłużenie czasu uwalniania. Liposomy można używać zarówno do transportu leków o charakterze hydrofilowym jak i hydrofobowym. Dodatkowo powierzchnię sfery, która tworzą można modyfikować poprzez przyłączanie odpowiednich ligandów. Znane są komercyjne leki oparte na liposomach. Jest to m.in. DepoDur®, złożone z lizosomalnej morfiny, stosowanej po zabiegach chirurgicznych do uśmierzania bólu. Innym przykładem jest stosowana w leczeniu raka piersi lizosomalna doksorubicyna o nazwie handlowej Myocet®. W liposomach transportuje się również hormony, np. Estrasorb® stosowany w leczeniu menopauzy zawiera zamknięty w liposomach estradiol [19]. Duże powinowactwo do błon komórkowych wykazują kationowe liposomy. Przeznaczone są do zastosowania w terapii genowej ponieważ 67 Agnieszka Przybysz, Agnieszka Gadomska-Gajadhur, Paweł Ruśkowski kompensują ujemny ładunek kwasów nukleinowych co poprawia stabilność układu [20]. Zastosowanie kationowych liposomów jest jednak dopiero w fazie badań. 5.3.4. Kapsułki Kapsułki to formy leku zawierające substancję aktywną w formie stałej lub ciekłej, zamkniętą w otoczce polimerowej. Jest to bardzo popularna metoda podawania klasycznych leków. Kapsułki w rozmiarze mikro- lub manometrycznym tworzą systemy DDS. Istnieje kilka metod wytwarzania mikrokapsułek. Obejmują one metody koncentracji, polimeryzacji międzyfazowej, topliwej dyspersji, powlekania w bębnie obrotowym lub w fazie fluidalnej. Nanokapsułki wytwarza się w procesie tworzenia miceli i osadzania na nich monomeru, który następnie polimeryzuje [21]. Ich poważną wadą jest zmiana profilu uwalniania spowodowana uszkodzeniem zewnętrznej powłoczki polimerowej. Mikrokapsułki stosuje się w przemyśle farmaceutycznym, jako sposób wprowadzania do organizmu niestabilnych substancji aktywnych: antybiotyków, probiotyków, witamin A, C, E, olejków eterycznych czy enzymów [21]. Z szeregu zalet mikrokapsułek należy wymienić możliwość rozdzielenia substancji wzajemnie reagujących, zmniejszenie toksyczności, uodpornienie na działanie kwasów żołądkowych. W ten sposób np. zabezpiecza się białka przed utratą swojej trzeciorzędowej struktury przy jednoczesnym wydłużeniu czasu uwalniania [22]. Dodatkowo poprzez mikrokapsułkowanie można maskować nieprzyjemny smak i zapachu substancji aktywnej. Przykładem leków w postaci mikrokapsułek, które są już dostępne na rynku jest stosowany w leczeniu nowotworów Lupron Depot®. Lek ten złożony jest z enzymu – prolidazy zamkniętej w otoczce z PLGA. Innym przykładem są mikrokapsułki z rysperydonem, o nazwie handlowej Rispolept Consta® stosowane w leczeniu psychoz [21]. W kosmetyce stosowane są mikrokapsułki kwasu hialuronowego w kremach redukujących zmarszczki jak również preparaty zawierające witaminy. 5.3.5. Sfery Sfery różnią się od kapsułek, tym że substancja aktywna jest inkorporowana (rozproszona) w całej objętości sfery zbudowanej z matrycy polimerowej. API uwalniana jest z matrycy poprzez degradację polimeru, stąd wymagana jest jego biodegradowalność. Preparaty zawierające sfery polimerowe podaje się zwykle pozajelitowo, aczkolwiek znane są przypadki stosowania ich w kosmetyce Systemy leków o kontrolowanym czasie uwalniania – naskórnie. Np. seria kosmetyków Celebrity Collection® firmy Bielenda zawiera mikrosfery kwasu hialuronowego z substancjami aktywnymi. Przemysłowo otrzymuje się już leki w postaci mikrosfer. Do 2009 roku w Polsce zarejestrowano 16 takich leków [23]. Jest to np. Dodecapeptyl Depot® (tryptorelina w PLGA) stosowany w leczeniu raka gruczołu krokowego, endometriozie, mięśniaku macicy czy Lucrin Depot® (octan leuproreliny w PLA) o podobnym zastosowaniu. Nutropin Depot® zawiera rekombinowany hormon wzrostu w matrycy z PLGA i stosowany jest u dzieci, Vivitrol® (naltrekson w mikrosferach PLGA) używany jest w leczeniu alkoholizmu, a Risperdal Consta® (risperidon w PLGA) schizofrenii i innych zaburzeń psychotycznych. W literaturze znajduje się różne wartości graniczne średnic cząstek odróżniające nanosfery od mikrosfer. Najbardziej odpowiednia wydaje się być wartość wynikająca z definicji nanocząstki, tj. ≤100 nm. Nanosfery mają tę przewagę nad mikrosferami, że ze względu na mały rozmiar minimalizują ryzyko zakrzepów, mogą być podawane iniekcyjnie oraz pokonywać barierę krew-mózg. Jest to o tyle istotne, że 98% API nie przenika do mózgu [24]. Wykazano, że sfery o rozmiarze 100 nm absorbowane są 2,5 razy efektywniej niż mikrosfery o średnicy 1 μm i 6 razy efektywniej niż sfery 10 μm [25]. Ponadto sfery o rozmiarze poniżej 200 nm mają zdolność do kilkukrotnej cyrkulacji przez wątrobę i nerki zanim ulegną rozkładowi, dzięki czemu przebywają w organizmie dłużej [26]. Z drugiej strony większe cząstki uwalniają substancje aktywne przez dłuższy czas. Otrzymywanie sfer z API, w matrycy z biozgodnych i biodegradowalnych polimerów był przedmiotem zainteresowań Naszego zakładu [27†29]. 6. Podsumowanie Systemy leków o kontrolowanym czasie uwalniania są odpowiedzią na potrzeby pacjentów i przemysłu farmaceutycznego. Celem nadrzędnym w opracowywaniu nowych systemów jest zawsze dobro pacjenta: poprawa jego komfortu, bezpieczeństwo leków i ich skuteczność. Istnieje wiele rodzajów DDS, dostosowanych do właściwości substancji aktywnej i drogi podawania leku. Wśród ich rodzajów wyróżniamy proleki wielkocząsteczkowe, hydrożele, liposomy, micele, pulmosfery oraz sfery i kapsułki w skali mikro- i nanometrycznej Wiele z nich jest dopiero w fazie badań (np. pulmosfery), a te lepiej poznane wciąż wykorzystywane są w ograniczonym stopniu. 69 Agnieszka Przybysz, Agnieszka Gadomska-Gajadhur, Paweł Ruśkowski Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. FolkmanJ.,LongD.M.,RosenbauR., Silicone rubber-a new diffusion property useful for general anesthesia, Science, 154(1966), s.148-149 HoffmanA.S., The origin sand evolution of“controlled”drug delivery systems, Journal of Controlled Release, 132(2008), s.152-163 Singh A., Garg G., Sharma P.K., Nanospheres: a novel approach for targeted drug delivery systems, International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research, 5(2010), s. 84-88 Przybysz A.,Otrzymywanie hybrydowych nanosfer zawierających chlorofenezynę,pracadyplomowa magisterska,Warszawa2015 HarveyR.A.,ChampeP.C., Lippincott’sIlustrated Reviews: Pharmacology, wydanie4, Lippicott Williams&Wilkins, 2009 Lipinski C.A., Lead- and drug-like compounds: the rule-of-five revolution, Drug Discovery Today: Technologies, 1 (2004), s. 337-341 Soppimatha K.S., Aminabhavia T.M., Kulkarnia A.R., Rudziński W.E., Biodegradable polymeric nanoparticles as drug delivery devices, Journal of Controlled Release, 70 (2001), s. 1-20 Wang B., Siahaan T., Soltero R., Drug Delivery Systems: Principles and Applications, WILEY, 2005 Bijak V.,Otrzymywanie fungicydostatycznego produktu farmaceutycznego zawierającego chlorofenezynę związaną z matrycą polilaktydową, praca dyplomowa inżynierska,Warszawa 2014 Magdy I.M., Optimization of chlorphenesinemulgel formulation, The American Association of Pharmaceutical Scientist Journal,6(2004), s. 81-87 Kołodziejczyk M.K., Kołodziejska J., udostępnione online 27.05.2015 http://www.termedia.pl/reumatologia/Niskolepki-hydrozel-na-baziekarbopolu-jako-optymalna-forma-leku-z-ketoprofenem,17545.html Wach R.A., Rokita B., Bartoszek N., Katsumura Y., Ulański P., Rosiak J.M., Hydroxyl radical-induced crosslinking and radiation-initiated hydrogel formation in dilute aqueous solutions of carboxymethylcellulose, Carbohydrate Polymers, 112(2014), s. 412 Karolewicz B., Pluta J., Nowe rozwiązania w technologii leków wziewnych. Część I., Farmacja Polska, 11 (2009), s. 812-820 Vehring R., Pharmaceutical particle engineering via spray drying, Pharmaceutical Research, 25(2008), s. 999-1022 http://ztibsl.ch.pw.edu.pl/3wm/upl/1361801382.pdf Torchilin V.P., Targeted pharmaceutical nanocarriers for cancer therapy and imaging, Journal of Controlled Release, 73 (2001), s. 137-172 Bader R.A., Putnam D.A., Engineering polymer systems for improved drug delivery, WILEY, 2014 Douromis D., Fakr A., Siepmann J., Snowden M., Drug Delivery Strategies For Poorly Water-Soluble Drugs, WILEY, 2013 http://www.doz.pl Guy R., Current status and future prospects of transdermal drug delivery. Pharmaceutical Research 13 (1996), s. 1765-1769 Systemy leków o kontrolowanym czasie uwalniania 21. Szymańska E., Gazeta Farmaceutyczna, Mikrocząstki w lecznictwie – właściwości i zastosowanie, 10 (2009), s. 40-42 22. Sanders L.,Protein Delivery Physical Systems, Kluwer Academic Publishers; 1997 23. Szymańska E., Winnicka K., Mikrosfery – nowoczesna postać leku do oczu o kontrolowanym uwalnianiu, Farmacja Polska, 65(2009), s. 378-386 24. Pardridge W.M., The blood-brain barrier: bottleneck in brain drug development,NeuroRx, 2 (2005), s. 3-14 25. McConnell E., Fadda H., Basit A.,Gut instincts: explorations in intestinal physiology anddrug delivery.International Journal ofPharmaceutics364(2008), s. 213-226 26. Mustara G., Dinh S.M.,Approaches to oral delivery for challenging molecule,Critical Reviews for Therapeutic Drug Carrier Systems, 23 (2006), s. 111-135 27. Gadomska A., Mierzejewska J., Ruśkowski P, Synoradzki L., Otrzymywanie sfer polilaktydowych zawierających paracetamol, Przemysł Chemiczny, 10 (2015), s. 1676-1678 28. Gadomska A., Warych I.,Ruśkowski P, Synoradzki L., Otrzymywanie nanosfer polilaktydowych, Przemysł Chemiczny, 93 (2014), s. 1311-1314 29. Kruk A. et al., Optymalizacja otrzymywania sfer poliaktydowych zawierających neomycynę z wykorzystaniem matematycznych metod planowania doświadczeń, Przemysł Chemiczny, w druku Systemy leków o kontrolowanym czasie uwalniania Systemami leków o kontrolowanym czasie uwalniania (z ang. Drug Delivery Systems, DDS) są te formy leku, które powodują powolne uwalnianie substancji aktywnej do organizmu. Ta cecha powoduje, że DDS posiadają wiele zalet w porównaniu z tradycyjnymi formami leku. Stężenie efektywne API w organizmie utrzymywane jest znacznie dłużej, zatem dawkowanie jest rzadsze, a leki są bezpieczniejsze i bardziej skuteczne Przegląd ten przybliża problem obiegu substancji aktywnej w organizmie: uwalnianie, wchłanianie, dystrybucję, metabolizm i wydalanie. Opisuje również rodzaje DDS, wśród których wyróżniamy proleki wielkocząsteczkowe, hydrożele, liposomy, micele, pulmosfery oraz polimerowe sfery i kapsułki w skali mikro- i nanometrycznej. Na podstawie niniejszych badań literaturowych powstały dwie prace dyplomowe, w których zdecydowano się na badanie połączeń polimerów biodegradowalnych z chlorofenezyną. Finalny produkt miałby zastosowanie w leczeniu często pomijanych, a uciążliwych i przewlekłych chorób grzybiczych. Chlorofenezyna podawana naskórnie w formie DDS zapobiegałaby rozwojowi choroby i jej nawrotom. 71 Agnieszka Przybysz, Agnieszka Gadomska-Gajadhur, Paweł Ruśkowski Drug Delivery Systems Drug Delivery Systems (DDS) are drug forms that cause slow release of Active Pharmaceutical Ingredient (API) to organism. This feature makes DDS superior to classic drug forms. Effective API concentration is longer, dosage less frequent, drugs are safer and more efficient. This review depicts drug administration in organism: liberation, absorption, distribution, metabolism and excretion. It characterizes DDS‟ types: macromolecule prodrugs, hydrogels, liposomes, micelles, pulmospheres and polymeric micro- and nanospheres and capsules. Information included in this literature research resulted in two diplomas, both focused on biodegradable polymeric drug delivery systems with chlorphenesin. The final product can be potentially used in mycosis treatment. This condition is often ignored, although chronic and burdensome. Chlorphenesin in its on-skin DDS form should stop illness development and prevent recurrence. Véronique Petit1, Aleksandra Marzęda2, Joanna Szkatuła3, Konrad Rejdak4 Nowe perspektywy w leczeniu choroby Alzheimera 1. Wstęp Choroba Alzheimera (AD) jest postępującą chorobą zwyrodnieniową mózgu, spowodowaną odkładaniem się patologicznych białek [1, 2, 3]. Choroba ta, stanowi najczęstszą przyczynę otępienia w podeszłym wieku [4, 5]. Pierwszy opis choroby był opracowany przez Kraepelina w 1907r. [6, 7]. Głównymi objawami AD są zaburzenia poznawcze [1]. AD charakteryzuje się nie tylko utratą funkcji poznawczych, ale również zaburzeniami afektu oraz zachowania, prowadząc do śmierci [3, 4]. W Polsce około 500 tys. osób choruje na otępienie, w tym połowa na AD [2]. Choroba stanowi około 50% wszystkich otępień u osób po 65 roku życia [3]. Szacuje się, że na AD choruje na świecie 15-21 milionów osób [1, 2]. Zachorowalność na AD u osób pomiędzy 65 a 85 rokiem życia podwaja się mniej więcej co 5 lat [2, 8]. Po 85 roku życia, odsetek przypadków AD zmniejsza się, a wzrasta częstość występowania otępienia naczyniopochodnego [9]. Jedną z przyczyn występowania AD jest wydłużenie czasu życia. Starzenie się jest związane z wymieraniem neuronów cholinergicznych w przodomózgowiu [1]. W patomechanizmie choroby biorą udział złogi nieprawidłowych białek, które wypełniają neurony i stanowią charakterystyczne markery pod postacią splątków neurofibrylarnych utworzonych przez hiperfosforylowane białko tau, blokując transport wewnątrzaksonalny oraz tworząc blaszki starcze, zlokalizowane na zewnątrz neuronów [1, 3, 4, 5]. Pozakomórkowe strąty nierozpuszczalnych białek amyloidu ß stanowią tzw. centra blaszek starczych [4]. Wśród depozytów białkowych znajduje 1 [email protected], Katedra i Klinika Neurologii, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 2 a.marzę[email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Klinice Neurologii UM w Lublinie, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 3 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Klinice Neurologii UM w Lublinie, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 4 [email protected], Kierownik Katedry i Kliniki Neurologii UM w Lublinie, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 73 Véronique Petit, Aleksandra Marzęda, Joanna Szkatuła, Konrad Rejdak się enzym butyrylocholinesteraza, który rozkłada związki zawierające wiązania estrowe. W AD, dochodzi do depolimeryzacji mikrotubuli, prowadzącej do stanu zapalnego i do śmierci neuronu. Istnieją różne hipotezy odnośnie powstawania choroby, jednak, jednoznaczna przyczyna choroby nie jest jeszcze w pełni poznana. W hipotezie cholinergicznej przyjmuje się, że w AD dochodzi do niedostatku transmisji cholinergicznej w przodomózgowiu i zwojach podstawy, co powoduje, że tempo wymierania neuronów po 35 roku życia wzrasta gwałtownie po utracie 80% neuronów, a zdolności adaptacyjne mózgu nie pozwalają już na jego normalne funkcjonowanie mózgu, szczególnie między 60 a 80 rokiem życia [1]. Z kolei hipoteza glutaminergiczna zakłada udział nadmiernej aktywacji układu glutaminergicznego, związany z nadmiernym napływem jonów wapnia do neuronu [8, 10]. Podstawowym celem niniejszej pracy jest przedstawienie perspektyw w leczeniu AD w oparciu o omówione w kolejnych rozdziałach podstawy patogenetyczne, zasady diagnostyki, objawy kliniczne, czynniki ryzyka wystąpienia choroby oraz wprowadzane obecnie do praktyki klinicznej nowatorskie metody terapeutyczne. 2. Diagnostyka choroby Alzheimera, objawy kliniczne oraz czynniki ryzyka choroby 2.1. Diagnostyka choroby Alzheimera oraz objawy kliniczne choroby Pacjenci z AD skarżą się głównie na zaburzenia pamięci, które w jeszcze większym stopniu są zauważane przez rodzinę. W rozpoznaniu AD, bardzo pomocne są testy psychologiczne. Testami przesiewowymi w kierunku AD są: krótka skala oceny stanu psychicznego MINI-Mental (MMSE) oraz test rysowania zegara (CDT). W diagnostyce różnicowej, wymagane jest wykluczenie niedokrwistości, chorób tarczycy, zaburzeń elektrolitowych, gospodarki węglowodanowej i lipidowej oraz chorób układu moczowego. Konieczne jest również wykluczenie guza mózgu, wodogłowia i krwiaków śródczaszkowych, ważna jest także ocena obecności zmian o charakterze naczyniopochodnym w badaniu obrazowym głowy. Podstawą rozpoznania choroby są kryteria ICD-10 lub DSM-IV [2]. Funkcje wykonawcze są kontrolowane przez korę przedczołową. Zmiany patologiczne w AD rozpoczynają się w korze skroniowej i potylicznej, rozszerzając się do kory przedczołowej i powodując uszkodzenie funkcji wykonawczych [1]. Na początku choroby występują głównie zaburzenia poznawcze [3]. W miarę postępu choroby dołączają się zaburzenia pamięci i rozumienia, upośledzenie mowy, percepcji i zdolności Nowe perspektywy w leczeniu choroby Alzheimera konstrukcyjnych, a także zaburzenia praksji, umiejętności obliczania, orientacji przestrzennej, uwagi i przetwarzania informacji [1, 11]. Pacjent ma trudności w planowaniu, zapoczątkowaniu i monitorowaniu złożonych zachowań, rozwiązywania problemów życia codziennego oraz w samokontroli [1]. Opis objawów i przebieg kliniczny choroby zawarty jest w skali ogólnej deterioracji (Skala Global Deterioration Sacle – GDS). W bardzo łagodnych zaburzeniach poznawczych, pacjent skarży się na pogorszenie pamięci, najczęściej zgłasza, że zapomina, gdzie położył dobrze znane przedmioty lub nie może sobie przypomnieć dobrze znanych nazw. W razie nasilenia się objawów choroby, zaburzenia poznawcze stają się mniej łagodne i występuje wczesny stan dezorientacji. Pacjent może się czasem zgubić, jego współpracownicy zauważają, że chory gorzej wypełnia swoje zadania w pracy, a zaburzeniom pamięci często towarzyszy lęk [2]. U pacjentów z AD o wczesnym początku, występującym przed 65 rokiem życia, występuje więcej objawów zaburzeń lękowych i depresji [12]. W umiarkowanych zaburzeniach poznawczych, czyli w późnym stanie dezorientacji, pacjent nie pamięta wydarzeń we własnym życiu, zaburzona jest uwaga, pogarsza się umiejętność zarządzania własnymi finansami oraz występuje niemożność wykonywania złożonych zadań. Pojawiają się średnio głębokie zaburzenia poznawcze pod postacią zaburzeń orientacji co do czasu i miejsca oraz trudności w rozpoznawaniu znanych choremu miejsc i twarzy. Faza wczesnego otępienia charakteryzuje się niezdolnością do samodzielnej egzystencji. W tej fazie AD, mogą również występować spadki masy ciała [2]. Zanotowano również wzrost częstości występowania upadków. Utrata funkcji wykonawczych w zaawansowanych stadiach choroby powoduje stopniowo pełną utratę autonomii funkcjonowania w życiu codziennym [1]. W pośredniej fazie otępienia, występują zaburzenia osobowości, objawy pobudzenia, zachowania agresywne, apatia oraz utrata napędu [2, 3]. Z kolei późna faza otępienia charakteryzuje się bardzo głębokimi zaburzeniami poznawczymi, pacjent traci zdolności werbalne i zdolności ruchowe, a ponadto występuje nietrzymanie moczu. Przyczyną śmierci pacjentów z AD jest często infekcja dróg oddechowych, ogólne wyniszczenie, zachłyśniecie, powikłania upadków, przechłodzenie organizmu oraz odwodnienie. Choroba ma przebieg postępujący i trwa zwykle 8-20 lat [2]. Pacjenci z AD o wczesnym początku (earlyonsetAlzheimer's disease – EOAD) żyją krócej niż pacjenci z AD o późnym początku (late-onset Alzheimer's disease – LOAD) [12]. 75 Véronique Petit, Aleksandra Marzęda, Joanna Szkatuła, Konrad Rejdak 2.2. Czynniki ryzyka w chorobie Alzheimera Podstawowe czynniki ryzyka przedstawione zostały na rysunku 1. wystąpienia choroby Alzheimera Rysunek 1. Czynniki ryzyka choroby Alzheimera. Źródło: Opracowanie własne. Ważnym czynnikiem ryzyka AD jest wiek. Do istotnych czynników występowania ryzyka choroby należą: płeć żeńska, niski poziom wykształcenia, samotne życie, brak kontaktów towarzyskich i rodzinnych (Rysunek). W zespole Downa występują dodatkowe kopie genu ß-APP w przypadku trisomii chromosomu 21. U chorych z tym zespołem występuje większe ryzyko występowania AD. Istnieje również większe ryzyko występowania AD u osób z polimorfizmem genu dla 24-hydroksylazy cholesterolu (CYP 40). Dodatkowo, stwierdza się rodzinne występowanie AD u 10-20% przypadków choroby [2]. Zostały zidentyfikowane trzy jednogenowe postacie AD spowodowane mutacjami genów: białka prekursora amyloidu (ß-APP), preseniliny 1 (PSEN-1), preseniliny 2 (PSE-2), których geny zlokalizowane są odpowiednio na chromosomach 1, 14, 21. U pacjentów z otępieniem o wczesnym początku, zalecono wykonanie analizy molekularnej genów [2]. Oprócz wieku i obciążeń rodzinnych wymienia się również przebyte urazy głowy oraz duże stężenie homocysteiny [11]. W badaniach przeprowadzonych w 2009 roku przez C. Purnell i wspólników, stwierdzono, że nadciśnienie tętnicze i cukrzyca nie korelują z występowaniem AD [13]. W niektórych badaniach naukowych zaobserwowano jednak powiązanie między innymi chorobami przewlekłymi i AD. W badaniach przeprowadzonych przez Dublin i wsp. w 20011 roku stwierdzono, że wystąpienie migotania przedsionków wiąże się z większą częstością występowania otępienia, w tym także AD wynoszącą 40-50% [14]. W badaniach opublikowanych w 2015 oku przez Panegyres wykazano, że czynniki ryzyka związane z układem naczyniowym mózgu, takie jak: udar mózgu, nadciśnienie tętnicze, choroba niedokrwienna serca, hipercholesterolemia, migotanie przedsionków oraz niedoczynność tarczycy, Nowe perspektywy w leczeniu choroby Alzheimera mogą być istotnym czynnikiem ryzyka wystąpienia AD jedynie w przypadku LOAD, ale nie w EOAD [12]. W identyfikacji czynników ryzyka wystąpienia AD oraz monitorowaniu postępu choroby istotne znaczenie mają markery biologiczne wykorzystywane jako testy diagnostyczne [3]. 3. Leczenie w chorobie Alzheimera 3.1. Aktualne leczenie farmakologiczne w chorobie Alzheimera 3.1.1. Inhibitory acetylocholinoesterazy Powszechnie stosowaną grupą leków są inhibitory acetylocholinoesterazy. Działają one ośrodkowo i poprawiają neuroprzekaźnictwo cholinergiczne, nie wpływają natomiast na procesy degeneracyjne. Przedstawicielami tej grupy leków są Donepezil, Galantamina, Rywastygmina oraz niezarejestrowane w Polsce Takryna i Hupercyna. Wprowadzenie ich do leczenia wiąże się z hipotezą cholinergiczną choroby AD, sformułowaną w latach siedemdziesiątych XX wieku, na podstawie badań biochemii mózgu pacjentów [15]. Wykazano wtedy deficyt korowych stężeń acetylotransferazy cholinowej (ChAT), spadek wydzielania acetylocholiny i wychwytu choliny oraz selektywną utratę neuronów w jądrze podstawnym Meynerta oraz występowanie zdegenerowanych ciał neuronów cholinergicznych u pacjentów z AD [16]. Największą poprawę u pacjentów otrzymujących inhibitory acetylocholinoesterazy obserwuje się w zakresie funkcji wzrokowoprzestrzennych, uwagi, czujności, uczenia się oraz tempa przetwarzania informacji, natomiast inne funkcje poznawcze, takie jak pamięć i funkcje językowe słabo odpowiadają na leczenie. Trudno przewidzieć indywidualną odpowiedź pacjenta na zastosowaną terapię, dlatego ważne są regularne kontrole, z wykorzystaniem testów psychometrycznych [17]. Donepezil wielokrotnie silniej hamuje esterazę acetylocholinową zlokalizowaną w zakończeniach nerwowych w OUN niż cholinoesterazę butyrylową, znajdującą się głównie poza ośrodkowym układem nerwowym (OUN). U chorych z otępieniem w przebiegu AD Donepezil, w dawkach terapeutycznych hamuje 64-77% aktywności acetylocholinoesterazy erytrocytów. Podaje się go w pojedynczej dawce – początkowo 5 mg, zwykle na noc [18]. Dawkę można zwiększyć po pierwszym miesiącu stosowania leku do 10 mg/dobę, a jeżeli dawka 10 mg jest dobrze tolerowana, zaleca się ją podawać długoterminowo [19]. Galantaminę można podawać dożylnie, domięśniowo lub podskórnie. Terapię rozpoczyna się od dawki 8 mg/dobę (4 mg dwa razy dziennie), a następnie zwiększa się ją do dawki skutecznej klinicznie, tj. 12-24 mg/dobę [17]. 77 Véronique Petit, Aleksandra Marzęda, Joanna Szkatuła, Konrad Rejdak Rywastygmina jest nowszym, odwracalnym inhibitorem acetylocholinoesterazy, który ponadto wywiera wpływ na inny enzym w OUN, tzw. butyrylocholinoesterazę. Lek ten wywiera działanie hamujące w stosunku do cholinoesteraz, tworząc z nimi kompleksy za pomocą wiązań kowalencyjnych i powodując czasową ich inaktywację. Rywastygmina ma pozytywny wpływ na objawy ubytkowe dotyczące procesów poznawczych u pacjentów z otępieniem. Stosowana jest w leczeniu łagodnej i średnio ciężkiej postaci choroby AD. W badaniach klinicznych wykazano, że lek ten przyjmowany w dawkach podzielonych opóźnia wystąpienie uogólnionego upośledzenia funkcji poznawczych co najmniej o 6 miesięcy. Leczenie rozpoczyna się od dawki 3 mg (2 razy dziennie po 1,5 mg), przyjmowanej bezpośrednio po posiłku. Dawkę leku stopniowo zwiększa się, w odstępach miesięcznych, do dawki maksymalnie dobrze tolerowanej, wynoszącej zazwyczaj 6-12 mg/dobę [17]. Wprowadzono również plastry z Rywastygminą, stosowane raz na 24 godziny, co poprawia współpracę z pacjentem oraz ułatwia podawanie leku przez opiekuna. Dzięki systemowi transdermalnemu poziom leku we krwi pozostaje na względnie stałym poziomie przez całą dobę, ponadto dzięki takiej formie podania leku udaje się uniknąć działań niepożądanych ze strony przewodu pokarmowego [20]. 3.1.2. Antagoniści receptorów kwasu N-metylo-D-asparaginowego i leczenie skojarzone Inny mechanizm działania w porównaniu z wymienionymi powyżej lekami prezentuje Memantyna, która jest słabo działającym niekompetycyjnym antagonistą receptorów kwasu N-metylo-D-asparaginowego (NMDA) [15]. Przypisuje się jej działanie neuroprotekcyjne, gdyż działa poprzez łagodzenie ekscytotoksycznego działania kwasu glutaminowego, przeciwdziałając negatywnym skutkom stresu oksydacyjnego i utracie neuronów [18]. Memantyna w małym stopniu hamuje receptory nikotynowe oraz serotoninowe 5HT3. Lek ten, wskazany jest u pacjentów z chorobą AD o umiarkowanym lub ciężkim nasileniu. Podobnie jak w przypadku inhibitorów acetylocholinoesterazy, nie ma dowodów na hamujący wpływ Memantyny na procesy degeneracyjne. W randomizowanym badaniu TEAMAD (Trial of Vitamin E and Memantine in Alzheimer‟s Disease), przeprowadzonym metodą podwójnie ślepej próby w USA, po 4 latach obserwacji stwierdzono poprawę w zakresie czynności poznawczych w skali Alzheimer Disease Assessment Scale (ADAS-Cog), w grupie pacjentów, którzy przyjmowali Memantynę łącznie z witaminą E [21]. Liczne badania kliniczne wykazały korzyści z połączenia w terapii choroby AD leków o różnych mechanizmach działania, tj. Donepezilu i Memantyny [15, 19, 22, 23, 24]. Największy, pozytywny wpływ łącznego podawania Nowe perspektywy w leczeniu choroby Alzheimera tych leków zaobserwowano w zakresie sprawności poznawczych, komunikacyjnych i codziennej samodzielności u chorych w umiarkowanym i głębokim stadium AD. Mniejszy, pozytywny wpływ leczenia skojarzonego dotyczył zmniejszenia nasilenia zaburzeń zachowania i zapotrzebowaniu na leki uspokajające i nasenne, w porównaniu z grupą pacjentów leczonych jedynie Donepezilem. Leczenie skojarzone jest dobrze tolerowane przez pacjentów, a dołączenie Memantyny może nawet zwiększać tolerancję inhibitora cholinoesterazy [15]. 3.2. Nowości w badaniach naukowych oraz postępy w leczeniu choroby Alzheimera Rozwój nauki i medycyny XXI wieku daje nadzieje na wykorzystanie nowoczesnych technik również w terapii AD. Takimi innowacyjnymi metodami są m.in. terapia genowa, ultradźwięki, komórki macierzyste oraz podawanie immunoglobulin oraz komórki. Wszystkie te metody, znajdują się w fazie badań naukowych, ale niewykluczone, że w przyszłości przynajmniej część z nich, będzie wykorzystywana na szeroką skalę. 3.2.1. Terapia genowa Pierwsza próba kliniczna zastosowania terapii genowej w przypadku AD odbyła się w 2001 r. Do przodomózgowia myszy wprowadzono zmodyfikowane genetycznie komórki, które dzięki wprowadzeniu transgenu wykazywały ekspresję czynnika wzrostu nerwów (NGF). Czynnik ten działał na dwa sposoby – po pierwsze stymulował funkcjonowanie neuronów cholinergicznych, – po drugie hamował śmierć komórek mózgowych z nadekspresją amyloidu. NGF poprawiał zdolność uczenia się i pamięć myszy laboratoryjnych, sprawdzanych w testach pamięciowych, np. labiryncie. Inna próba genoterapii polegała na podaniu w wektorze AAV (adeno-associated viruses) fragmentu scFv przeciwciała wiążącego białko ß-amyloidu. Po takiej interwencji, stwierdzono u leczonych myszy zmniejszenie złogów β-amyloidu, w porównaniu do zwierząt kontrolnych [25]. W 2004r., rozpoczęto pierwszą fazę badań klinicznych z wykorzystaniem wektora AAV kodującego gen dla NGF, do której zostało zakwalifikowanych 12 pacjentów pomiędzy 50 a 80 rokiem życia, z łagodną bądź umiarkowaną postacią AD. Chorych podzielono na 3 grupy, z których każda otrzymywała inną dawkę preparatu. W ciągu 5 lat obserwacji u pacjentów stwierdzono znaczny wzrost aktywności metabolicznej w obrębie kory mózgowej. W 2009 r. rozpoczęto II fazę badań klinicznych z wykorzystaniem tego samego wektora wirusowego [26]. 79 Véronique Petit, Aleksandra Marzęda, Joanna Szkatuła, Konrad Rejdak 3.2.2. Wykorzystanie ultradźwięków Zespół badawczy z Queensland Brain Institute z Australii, opracował nieinwazyjną technologię ultradźwiękową jako metodę dającą duże szanse na usunięcie z mózgu złogów ß-amyloidu, a wyniki swoich badań opublikował w 2015 r. w Science Translational Medicine [27]. Badaczom przy użyciu skoncentrowanej fali ultradźwiękowej udało się delikatnie otworzyć barierę krew-mózg, nie uszkadzając przy tym tkanki mózgowej. W ten sposób otworzono drogę dla mikrogleju, który oczyszcza mózg ze szkodliwych złogów. Po otwarciu bariery krew-mózg może dotrzeć do złogów ß-amyloidu i usunąć je w ciągu kilku godzin, czyli w takim czasie, jaki jest potrzebny organizmowi do odtworzenia bariery krew-mózg. W powyższym badaniu udało się w pełni przywrócić pamięć u 75% badanych myszy. Innym zastosowaniem ultradźwięków w terapii AD jest ułatwienie przenikania leków przez barierę krew-mózg. Skoncentrowana fala ultradźwiękowa (Focus ultrasound – FUS) wywołuje w miejscu docelowym dwa ważne efekty. Po pierwsze – energia jest przekształcana w ciepło, co może być wykorzystane do aktywacji ciepłowrażliwych leków – jest to efekt termiczny. Drugi efekt, nietermiczny – polega na indukowaniu przez falę ultradźwiękową oscylacji pęcherzyków w tkankach, czyli kawitacji [28]. Wykazano, że dzięki temu energia FUS pozwala na czasowe i odwracalne otwarcie bariery krew-mózg, a tym samym na podaż leków wprost do miejsca docelowego działania. Próby podawania za pomocą ultradźwięków małych dawek przeciwciała anty-Aβ bezpośrednio do OUN udowodniły większą skuteczność w redukowaniu złogów ß-amyloidu, niż podawanie dużych dawek tradycyjną metodą. Precyzyjne miejsce podania leków, m.in. okolice hipokampa czy zakrętu zębatego określa się dzięki zastosowaniu rezonansu magnetycznego (MR Imaging–guided Focused Ultrasound – MRIgFUS) [28, 29, 30]. 3.2.3. Komórki macierzyste Coraz większe zainteresowanie budzi zastosowanie w terapii różnych chorób, komórek macierzystych. Ich największą zaletą jest plastyczność, czyli możliwość różnicowania się w inne komórki organizmu. Zastosowanie tych komórek w terapii AD jest ograniczone ze względu na słabą przeżywalność po wszczepieniu ich do mózgu. W celu zapobiegania ich obumierania, zaproponowano dostarczenie do nich czynników neurotroficznych, takich jak cerebrolizyna. W 2015 r., myszom laboratoryjnym leczonym ogólnoustrojowo cerebrolizyną wszczepiono nerwowe komórki macierzyste, a następnie analizowano ich przeżycie po 1, 3, 6 i 9 miesiącach. W porównaniu z grupą kontrolną, u myszy leczonych cerebrolizyną zaobserwowano większą przeżywalność komórek macierzystych Nowe perspektywy w leczeniu choroby Alzheimera i przekształcanie się ich w neuroblasty, a także większą ekspresję neurotropowego czynnika pochodzenia mózgowego (BDNF) oraz większą immonoreaktywność [31]. Naukowcy z Uniwersytetu w Kalifornii próbowali w 2015 r. nasilić produkcję neprylizyny (NEP), proteolitycznego enzymu, który rozkłada ß-amyloid i wykazuje słabszą aktywność w mózgu chorych z AD. Naukowcy postanowili ocenić możliwości dostarczania NEP bezpośrednio do mysiego mózgu. Dwóm modelom mysim wstrzyknięto zmodyfikowane nerwowe komórki macierzyste – z nadekspresją neprylizyny, które wytwarzały 25 razy więcej enzymu niż kontrolne komórki macierzyste (pod pozostałymi względami obie grupy komórek były identyczne). U myszy ze zmodyfikowanymi komórkami macierzystymi znacząco zmniejszyła się liczba blaszek amyloidowych, a efekt ten utrzymywał się nawet przez miesiąc po przeszczepie. Podejmowano także próby dostarczenia neprylizyny do OUN w wektorach wirusowych, jednak były one mniej skuteczne oraz wiązały się z indukowaniem odpowiedzi immunologicznej i wtórną toksycznością [32]. 3.2.4. Zastosowanie immunoglobulin Badania nad możliwością zastosowania immunoterapii w AD są konsekwencją pozytywnych wyników ekperymentów na modelach zwierzęcych. U myszy zaobserwowano obniżenie częstości występowania zmian patologicznych charakterystycznych dla AD oraz przywracanie funkcji poznawczych po immunizacji aktywnej i biernej, jednak mechanizm tego działania nie jest do końca poznany [11]. Badanie fazy II u 4 pacjentów z AD w łagodnym i średnim stadium choroby, oparte na podawaniu dożylnej immunoglobuliny (IVIG) przez okres 3 lat, wykazało u nich stabilizację zdolności poznawczych i zachorowania, jednak w badaniu III fazy, nie uzyskano równie zadowalających wyników [33]. 3.2.5. Inne nowatorskie metody terapeutyczne Z punktu widzenia profilaktyki AD, obiecującym mechanizmem działania przyszłych leków wydaje się być hamowanie syntezy i odkładania białka amyloidowego oraz hamowanie agregacji białka tau i aktywności enzymów: ß i ɤ-sekretazy [18]. Zakończone badania kliniczne nad preparatem Colostrinin, potwierdziły jego właściwości neuroprotekcyjne. Preparat ten, będący bogatym w prolinę kompleksem polipeptydowym, izolowanym z siary, w niektórych krajach dostępny jest jako suplement diety dla chorych cierpiących na AD [34]. Zwraca się też uwagę na nutraceutyki, składniki odżywcze, których niedobory mogą przyczyniać się do pogłębienia, a nawet zainicjowania 81 Véronique Petit, Aleksandra Marzęda, Joanna Szkatuła, Konrad Rejdak patologicznych zmian w układzie nerwowym [18]. Do badań przedklinicznch na modelach zwierzęcych wybrano następujące związki: nukleotyd urydyny, kwasy tłuszczowe omega-3 oraz cholinę. Substancje te zwiększają syntezę fosfolipidów w błonach komórkowych synaps, co stymuluje tworzenie nowych wypustek dendrytycznych w mózgu [18, 35, 36, 37]. Zastosowanie odpowiedniej kombinacji tych związków powoduje wzrost stężenia specyficznych białek synaptycznych, będących wykładnikiem nowych synaps odpowiedzialnych za poprawę funkcji poznawczych [18]. U chorych z łagodną fazą AD (20-26 punktów w skali MMSE) nie otrzymujących leczenia farmakologicznego, przeprowadzone badania kliniczne nad skutecznością doustnej diety przemysłowej Souvenaid, która zawierała wybrane składniki odżywcze, niezbędne do odbudowy błon komórkowych neuronów i tworzenia nowych synaps potwierdziły pozytywny wpływ tej diety na funkcje poznawcze [18]. U chorych po 12 i 24 tygodniach stosowania diety potwierdzono jej dobrą tolerancję oraz poprawę pamięci świeżej i odroczonej. Pewną rolę w zapobieganiu rozwojowi otępienia oraz we wspomaganiu leczenia AD odgrywają także witaminy o charakterze antyoksydacyjnym – A, C i E [38]. Choroba Alzheimera wciąż stanowi wyzwanie dla współczesnej medycyny i wymaga prowadzenia interdyscyplinarnych badań naukowych celem zrozumienia istoty procesów degeneracyjnych zachodzących w OUN, znalezienia metod skutecznego leczenia oraz poprawy jakości życia pacjentów. 4. Podsumowanie i wnioski Wśród chorób wieku podeszłego, AD będąca chorobą degeneracyjną mózgu, stanowi jeden z największych współczesnych problemów zdrowotnych [3]. Rozwój metod diagnostycznych przyczynił się do wczesnego wykrywania i efektywnego różnicowania choroby AD. W ostatnich latach zwrócono uwagę na istotną rolę układu immunologicznego w regulacji procesów neurodegeneracji [5]. Zasadniczym kierunkiem badań nad patogenezą chorób neurodegeneracyjnych są badania o podłożu genetycznym. Celem przyszłych badań naukowych powino być również poszukiwanie biologicznych markerów wczesnej fazy zachorowania [3]. Ponieważ patogeneza choroby nie jest jeszcze w pełni poznana, stosowane dotychczas leczenie nie jest w pełni skuteczne. Pomimo trwających już wiele lat badań nad leczeniem przyczynowym AD, wciąż nie udało się opracować terapii, która spowodowałaby u pacjentów przywrócenie funkcji poznawczych, na poziomie takim, jak przed zachorowaniem. Obecnie, leczenie choroby opiera się na leczeniu objawowym, obejmującym postępowanie farmakologiczne, trening pamięci, działania Nowe perspektywy w leczeniu choroby Alzheimera edukacyjne i wsparcie dla opiekuna chorego, mające na celu spowolnienie postępu choroby, a także poprawę funkcji poznawczych, stanu psychicznego oraz komfortu życia pacjenta [39]. Najpowszechniej stosowaną grupą leków są inhibitory acetylocholinoesterazy. Falmakologiczne leczenie skojarzone uwzgledniające dołączenie Memantyny jest dobre tolerowane przez pacjentów i może zwiększać tolerancję inhibitora cholinoesterazy. Obecnie farmakoterapia AD jest jednak mało skuteczna, co wynika głównie ze zbyt późnego, pomimo postępu nauk medycznych, rozpoznawania u pacjentów tej postaci otępienia. Rozwój nowych metod leczenia wymaga postawienia wczesniej diagnoz, gdyż w początkowym stadium choroby, stosowane leki są bardziej skuteczne. Obecnie prowadzone są badania nad innowacyjnymi metodami leczenia takimi jak m.in. terapia genowa, stosowanie komórek macierzystych, wykorzystanie ultradźwięków oraz podawanie immunoglobulin, które przynoszą zadowolające wyniki w niektórych próbach badawczych prowadzonych na modelach eksperymentalnych z użyciem myszy. Zwraca się też uwagę na jakość diety u chorych na AD, a szczególnie na odpowiednią zawartość składników odżywczych, których niedobory mogą przyczyniać się do pogłębienia, a czasem nawet zaincjonowania patologicznych zmian w układzie nerowwym. Jednak pomimo wspomnianych badań naukowych do chwili obecnej nie wyjaśniono jednoznacznie mechanizmu choroby i nie opracowano skutecznego leku przeciw tej chorobie. Aktualnie żadna z dostępnych metod terapeutycznych nie zapobiega rozwojowi choroby, ani nie hamuje w pełni jej postępu [8]. Choroba Alzheimra dotyczy nie tylko samego pacjenta, ale również modyfikuje styl życia całej rodziny. Opieka nad pacjentem z AD wymaga współudziału wielu specjalistów, a leczenie tych chorych wymaga dużych nakładów finansowych. Warto podkreślić, że wysokie koszty związane są z leczeniem zarówno samej AD, jak i schorzeń współistniejających [40]. W 2012r. szacowano, że koszt leczenia 5,4 miliona Amerykanów chorujących na AD w systemie opieki zdrowotnej stanowi ponad 200 miliardów dolarów [12]. Literatura 1. 2. 3. Vetulani J., Starzenie, choroba Alzheimera i butyrylocholinoesteraza, Psychogeriatria Polska, 5 (1) (2008), s. 1-13 Hausz-Piskorz B., Buckowski K. Diagnostyka i leczenie choroby Alzheimera warunkach praktyki lekarza rodzinnego, Forum Medycyny Rodzinnej, 7 (4) (2013), s. 198-207 Ożarowski M., Kupisz J., Torlińska T., Biologiczne czynniki ryzyka choroby Alzheimera, Nowiny Lekarskie, 75 (2), (2006), s. 193-198 83 Véronique Petit, Aleksandra Marzęda, Joanna Szkatuła, Konrad Rejdak 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Dobryszycka W., Leszek J., Diagnostyka laboratoryjna choroby Alzheimera, Advances in Clinical and Experimental Medicine, 15 (6) (2006), s. 1121-1127 Zabłocka A., Choroba Alkzheimera jako przykład schorzenia neurodegeneracyjnego, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 60, (2006), s. 209-216 Alzheimer A., Über eine eigenartige Erkankrung der Himrinde, Allgemeine Zeitschrift für Psychiatrie und Psychisch-Gerichtliche Medizin, 64 (1907), s. 146-148 Stelzmann R. A., Schnitzlein H. N., Murtagh F. R., An english translation of Alzheimer's 1907 paper ''Über eine eigenartige Erkankrung der Himrinde'', Clinical Anatomy 8 (1995), s. 429-431 Banasiak M., Pietras T., Dimebon: stary lek, nowe zastosowanie w leczeniu choroby Alzheimera, Postępy Psychiatrii i Neurologii, 18 (1) (2009), s. 79-83 Barcikowska M., Otępienie [w.] Interna Szczeklika. Pod redakcją Gajewski P, Medycyna Praktyczna, Kraków, (2012), s. 2058-2063 Vertulni J., Leszek J., Neurochemia zaburzeń procesów poznawczych. Perspektywy terapeutyczne [w.] Patofizjologia chórb otępiennych – wybrane zagadnienia, Pod redakcją Leszek J., Continui, Wrocław, (2003), s. 167-191 Kubiś A. M., Janusz M., Choroba Alzheimera – nowe możliwości terapeutyczne oraz stosowane modele eksperymentalne, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 62 (2008), s. 372-392 Panegyres P. K., Chen H. Y., Choroba Alzheimera o wczesnym początku: globalna analiza przekrojowa, Neurologia Praktyczna, 3 (2015), s. 23-30 Purnell C., Gao S., Callaban C. M., Hendrie H. C., Cardiovascular risk factors and incident Alzheimer disease, a systematic review of the literature, Alzheimer Disease and Associated Disorders, 23 (1) (2009), s. 1-10 Dublin S., Anderson M. L., Haneuse S. J., Heckbert S. R., Crane P. K., Breitner J. C., McCormick W., Bowen J. D., Teri L., McCurry S. M., Larson E. B., Atrial fibrillation and risk of dementia, a prospective cohort study, Journal of the American Geriatrics Society, 59 (2011), s. 1369-1375 Flirski M., Sobów T., Memantyna i inhibitory cholinesteraz: terapia skojarzona choroby Alzheimera, Farmakoterapia w Psychiatrii i Neurologii, 2 (2011), s. 75-83 Kilimann I., Grothe M., Heinsen H., Alho E. J., Grinberg L., Amaro E. Jr., Dos Santos G. A., Da Silva R. E., Mitchell A. J., Frison G. B., Bokde A. L., Fellgiebel A., Filippi M., Hampel H., Klöppel S., Teipel S. J., Subregional basal forebrain atrophy in Alzheimer's disease: a multicenter study, Journal of Alzheimer‟s Disease, 40 (3) (2014), s. 687-700 Kiejna A., Pacan P., Trypka E., Sobów T., Parnowski T., Kłoszewska I., Bidzan L., Borzym A., Antoniak D., Cieślak U., Paszkowska E., Jarema M., Standardy leczenia otępień, Psychogeriatria Polska, 5 (2) (2008), s. 59-94 Szczygieł B., Gaweł M., Ukleja A., Boniecka I., Rola wybranych składników odżywczych we wspomaganiu leczenia farmakologicznego choroby Alzheimera, Medycyna Wieku Podeszłego 4 (1) (2014), s. 7-15 Nowe perspektywy w leczeniu choroby Alzheimera 19. Jelic V., Darreh-Shori T., Donepezil: A review of pharmacological characteristics and role in the management of Alzheimer disease, Clinical Medicine Insights: Therapeutics (2010), s. 771-788 20. Winblad B., Cummings J., Andreasen N., A six-month double-blind, randomized, placebo-controlled study of a transdermal patch in Alzheimer's disease-rivastigmine patch versus capsule, International Journal of Geriatric Psychiatry, 22 (5) (2007), s. 456-67 21. Dysken M. W., Sano M., Asthana S., Vertrees J. E., Witamina E i memantyna w leczeniu cierpiących na chorobę Alzheimera o łagodnym lub umiarkowanym stopniu zaawansowania – wyniki badania TEAM-AD, Medycyna Praktyczna Psychiatria, 4 (2015), s. 57-61 22. Tariot P. N., Farlow M. R., Grossberg G. T., Graham S. M., McDonald S., Gergel I., Memantine treatment in patients with moderate to severe Alzheimer disease already receiving donepezil: a randomized controlled trial, Journal of the American Medical Association, 291 (3) (2004), s. 317-324 23. Atri A., Molinuevo J. L., Lemming O., Wirth Y., Pulte I., Wilkinson D., Memantine in patients with Alzheimer’s disease receiving donepezil: new analyses of efficacy and safety for combination therapy, Alzheimer‟s Research & Therapy, (2013), s. 5-6 24. McShane R., Memantine plus donepezil improves physical and mental health in people with Alzheimer's disease, Evidence-Based Mental Health, 7 (3) (2004), s. 76 25. Rutkowski A., Jaźwa A., Józkowicz A., Dulak J., Wektory AAV w terapii genowej, Biotechnologia, 3 (78) (2007), s. 33-44 26. Wawer A., Sznejder-Pachołek A., Joniec-Maciejak I., Schwenkgrub J., Członkowski A., Wirusy zależne od adenowirusów w terapiach genowych chorób neurodegeneracyjnych, Farmakoterapia w psychiatrii i neurologii, 1 (2012), s. 33-40 27. Leinenga G., Götz J., Scanning ultrasound removes amyloid-β and restores memory in an Alzheimer’s disease mouse model, Science Translational Medicine, 7 (278) (2015), s. 233 28. Burgess A., Aubert I., Hynynen K., Focused ultrasound: crossing barriers to treat Alzheimer’s disease, Therapeutic Delivery, 2 (3) (2011), s. 281-286 29. Jolesz F. A., Science to practice: Opening the blood-brain barrier with focused Ultrasound – A potential treatment for Alzheimer disease?, Radiology, 273 (3) (2014), s. 631-633 30. Burgess A., Dubey S., Yeung S., Hough O., Eterman N., Aubert I., Hynynen K., Alzheimer Disease in a mouse model: MR imaging-guided focused ultrasound targeted to the hippocampus opens the blood-brain barrier and improves pathologic abnormalities and behavior, Radiology, 273 (3) (2014), s. 736-745 31. Rockenstein E., Desplats P., Ubhi K., Mante M., Florio J., Adame A., Winter S., Brandstaetter H., Meier D., Masliah E., Neuro-peptide treatment with Cerebrolysin improves the survival of neural stem cell grafts in an APP transgenic model of Alzheimer disease, Stem Cell Research, 15 (1) (2015), s. 54-67 85 Véronique Petit, Aleksandra Marzęda, Joanna Szkatuła, Konrad Rejdak 32. Yuanli L., Wang J., Zhang S., Liu Z., Neprilysin gene transfer: A promising therapeutic approach for Alzheimer's disease, Journal of Neuroscience Research, 93 (9) (2015), s. 1325-1329 33. Loeffler D. A., Intravenous immunoglobulin and Alzheimer's disease: what now?, Journal of Neuroinflammation, 10 (70) (2013), s. 1-7 34. Bartoszewska M., Molekularne mechanizmy choroby Alzheimera, Postępy Biologii Komórki, 35 (2) (2008), s. 333-350 35. Wurtman R. J., Ulus I. H., Cansev M., Watkins C. J., Wang L., Marzloff G., Synaptic proteins and phospholipids are increased in gerbil brain by administering uridine plus docosahexaenoic acid orally, Brain Research, 1088 (2006), s. 83-92 36. Cansev M., Wurtman R. J., Sakamoto T., Ulus I. H., Oral administration of circulating precursors for membrane phosphatides can promote the synthesis of new brain synapses, Alzheimer‟s & dementia : Journal of the Alzheimer‟s Association, 4 (1) (2008), s. 153-168 37. Wurtman R. J., Cansev M., Sakamoto T., Ulus I., Nutritional modifiers of aging brain function: use of uridine and other phosphatide precursors to increase formation of brain synapses, Nutrition Reviews, 68 (2) (2010), s. 88-101 38. Birkner E., Zalejska-Fiolka J., Antoszewski Z., Aktywność enzymów antyoksydacyjnych i rola witamin o charakterze antyoksydacyjnym w chorobie Alzheimera, Postępy Higieny Medycyny Doświadczalnej, 58 (2004), s. 264-269 39. Kaliszan R., Macur K., Na tropie środków przydatnych w terapii lub profilaktyce choroby Alzheimera, Forum Medycyny Rodzinnej, 4 (1) (2010), s. 1-9 Nowe perspektywy w leczeniu choroby Alzheimera Choroba Alzheimera jest chorobą neurodegeneracyjną, która powoli i stopniowo niszczy komórki mózgu. Choroba ta, jest najbardziej rozpowszechnioną formą demencji, która dotyka 60-65% osób z demencją na świecie. Celem pracy jest przedstawienie charakterystyki choroby Alzheimera oraz nowych perspektyw w leczeniu tej choroby, w tym próby genetycznego modyfikowania komórek nerwowych oraz zastosowania ultradźwięków, komórek macierzystych i immunoglobulin w leczeniue tej choroby. Mimo stosowanych wielu różnorodnych modeli badawczych często trudno jest znaleźć w jaki sposób i jakimi czynnikami można spowolnić chorobę. Choroba Alzheimera wciąż stanowi wyzwanie dla współczesnej medycyny i wymaga prowadzenia interdyscyplinarnych działań w kierunku jej skutecznej terapii. New prospects for the treatment of Alzheimer's disease Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disease that slowly and progressively destroys brain cells. This disease is the most common form of dementia, affecting 60-65% percent of people with dementia. The aim of the study is to present Alzheimer's disease and new prospects for the treatment of this disease, among them the attempts to genetical modification of neural cells and application of ultrasound, stem cells and immunoglobulins in the treatment of this disease. Despite the use of many diverse research models it is often difficult to ascertain how and using which factors one can slow the course of disease. Alzheimer's disease is still a challenge for modern medicine and requires the conduct continuation of interdisciplinary work towards its effective therapy. Urszula Bojakowska1, Paweł Kalinowski2, Marta Kowalska3, Ewelina Kozłowska4 Cukrzyca – klasyfikacja, patogeneza i obraz kliniczny choroby 1. Wstęp i cel pracy Cukrzyca zwana epidemią XXI wieku stanowi jeden z głównych problemów zdrowotnych społeczeństw państw wysoko rozwiniętych. Na podstawie danych określających występowanie cukrzycy w różnych środowiskach i w różnych szerokościach geograficznych zalicza się ją do współczesnych chorób społecznych i cywilizacyjnych. Choroba ta dotyczy ludzi wszystkich ras, występuje na wszystkich kontynentach i może ujawnić się w każdym wieku. Celem pracy było przedstawienie istoty i klasyfikacji cukrzycy. Szczególną uwagę zwrócono na patogenezę oraz obraz kliniczny choroby. 2. Pojęcie, istota i klasyfikacja cukrzycy Cukrzyca to przewlekła choroba metaboliczna, która charakteryzuje się zwiększonym stężeniem glukozy we krwi (tzw. hiperglikemia), będącym wynikiem zaburzeń wydzielania lub działania insuliny. Chorobę tę definiuje się także, jako zespół zaburzeń metabolicznych związanych z nieprawidłową gospodarką węglowodanową organizmu, które zakłócają funkcjonowanie wielu narządów i układów takich jak: nerki, układ nerwowy, oczy, serce, naczynia krwionośne [1]. Klasyfikacja i nazewnictwo zmieniały się kilkakrotnie w XX wieku. Aktualnie obowiązujący podział, który klasyfikuje cukrzycę według etiologii zaproponowany został przez Światową Organizację Zdrowia w 1999 roku (Tabela I). Takie ujęcie pozwala na poszerzanie klasyfikacji w miarę postępu medycyny [2]. 1 [email protected], Samodzielna Pracownia Epidemiologii, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 2 [email protected], Samodzielna Pracownia Epidemiologii, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 3 [email protected], Samodzielna Pracownia Epidemiologii, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 4 [email protected], Samodzielna Pracownia Epidemiologii, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 87 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska Tabela I. Etiologiczna klasyfikacja cukrzycy według WHO (1999) Cukrzyca typu 1 – autoimmunologiczna – idiopatyczna Cukrzyca typu 2 Inne specyficzne typy cukrzycy Cukrzyca ciężarnych Źródło: Opracowanie własne Cukrzyca typu 1 obejmuje wszystkie rodzaje cukrzycy, w której życiowa i terapeutyczna insulinozależność jest bezwzględna. Wydzielanie egzogenne insuliny prawie nie występuje lub jest znacznie zmniejszone, ketonemia i hiperglikemia szybko narastają, powodując śpiączkę ketonową i w konsekwencji zgon, jeśli nie podejmuje się natychmiastowego leczenia insuliną [3]. W typie 1 wyróżnia się cukrzycę autoimmunologiczną oraz idiopatyczną. Cukrzyca autoimmunologiczna jest wynikiem autoimmunologicznej destrukcji komórek β wysp trzustki. Choroba rozwija się szczególnie szybko przede wszystkim u niemowląt i dzieci, a powoli głównie u dorosłych. Kolejny zasadniczy typ choroby to cukrzyca idiopatyczna, która nie ma ustalonej etiologii. Występuje w tym typie silna predyspozycja do dziedziczenia choroby. Cechuje się ona insulinopenią i skłonnością do kwasicy ketonowej, przy braku dowodów na jej autoimmunologiczne podłoże [4]. Cukrzyca typu 2 odnosi się do osób z insulinoopornością i zwykle względnym niż całkowitym niedoborem insuliny. Oporność na insulinę może ulec zmniejszeniu w skutek redukcji masy ciała i leczenia farmakologicznego hiperglikemii, jednak rzadko uzyskuje się stan prawidłowy. Większość pacjentów chorujących na ten typ cukrzycy to osoby z nadwagą lub otyłe, na wystąpienie choroby wpływa również wiek oraz niski poziom aktywności fizycznej. Zwykle cukrzyca typu 2 pozostaje przez wiele lat nierozpoznana, hiperglikemia bowiem rozwija się stopniowo [3]. Trzecia grupa w klasyfikacji WHO obejmuje inne specyficzne typy cukrzycy. Zaliczamy do niej wszystkie postaci choroby o poznanej etiologii lub wtórne w stosunku do innych zaburzeń. Kategoria ta z założenia powinna być uzupełniana oraz rozszerzana w miarę postępu wiedzy i odkrywania kolejnych typów cukrzycy. Zaliczamy tu przede wszystkim typy cukrzycy wywołane przez genetyczne defekty funkcji komórek β oraz działania insuliny, endokrynopatię, choroby zewnątrzwydzielniczej części trzustki, zakażenia, a także leki lub inne związki chemiczne. Do tej grupy Cukrzyca – klasyfikacja, patogeneza i obraz kliniczny choroby zalicza się również rzadkie postacie cukrzycy uwarunkowanej immunologicznie oraz typy cukrzycy występujące niekiedy w zespołach genetycznych [5]. W aktualnym podziale WHO utrzymano osobną kategorię dla cukrzycy rozpoznanej w czasie ciąży. Pojęciem tym określa się wszelkie zaburzenia glikemii, które pojawiają się w czasie ciąży i ustępują po porodzie. Prawie u 70% kobiet z cukrzycą ciężarnych rozwija się w późniejszym życiu inna postać cukrzycy [6]. 3. Etiologia i patogeneza cukrzycy Określenie „cukrzyca” sygnalizuje stan przewlekłej hiperglikemii na czczo, po posiłkach lub jego powikłania. Stan ten powodowany jest przez wiele różnych czynników i mechanizmów patogenetycznych. Stanowi to podstawę do różnicowania i klasyfikacji cukrzycy. Kliniczne rozpoznanie cukrzycy typu 1 opiera się na stwierdzeniu objawów spowodowanych niedoborem insuliny. Wykrycie choroby następuje zwykle w chwili, gdy wyspy trzustkowe nie są w stanie zapewnić organizmowi wystarczającej ilości tego hormonu, koniecznego do utrzymania prawidłowego stężenia glukozy we krwi [7]. Zdolność wydzielnicza zdrowej trzustki znacznie przekraczają przeciętne zapotrzebowanie organizmu na insulinę. Wartość graniczna, poniżej której utrzymanie prawidłowego stężenia glukozy we krwi staje się niemożliwe, stanowi około 20% całkowitej zdolności wydzielania insuliny. Oznacza to, że w chwili klinicznego rozpoznania cukrzycy typu 1 trzustka straciła 80% zdolności wytwarzania tego hormonu. Zwyczajowo wyróżnia się dwie fazy choroby: okres przedkliniczny cukrzycy typu 1 trwający do chwili rozpoznania oraz następujący po nim okres cukrzycy jawnej klinicznie [8]. W zapoczątkowaniu procesu chorobowego biorą udział czynniki genetyczne i środowiskowe, prowadzące do uruchomienia odpowiedzi humoralnej i komórkowej skierowanej przeciw komórkom β wysp Langerhansa. Powolna destrukcja tych komórek w stadium przedklinicznym cukrzycy doprowadza do stopniowej utraty zdolności wydzielania insuliny i w konsekwencji do bezwzględnego jej niedoboru. Okres przedcukrzycowy trwający od kilku miesięcy do kilkunastu lat, charakteryzuje się obecnością autoprzeciwciał skierowanych przeciwko strukturom wysp trzustkowych we krwi, upośledzeniem pierwszej fazy wydzielania insuliny oraz powolną, stopniową utratą masy wysp Langerhansa. Proces destrukcji komórek β może zostać zainicjowany już w okresie płodowym, a czas jego trwania jest bardzo różny – od kilku miesięcy do kilkudziesięciu lat przed wystąpieniem klinicznych objawów 89 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska cukrzycy typu 1, jak to ma miejsce w przypadku późno ujawniającej się cukrzycy typu 1 u dorosłych [9]. Bodziec inicjujący proces niszczenia komórek β wysp Langerhansa związany jest najprawdopodobniej z czynnikiem pochodzącym ze środowiska zewnętrznego i pomimo intensywnych badań pozostaje wciąż nieznany. Rozpatruje się możliwy udział w tym procesie czynników infekcyjnych oraz dietetycznych, a także substancji chemicznych. Spośród czynników zakaźnych w najbliższym związku z cukrzycą wydaję się pozostawać wirusy, najczęściej: wirusy Coxsackie, nagminne zapalenie przyusznic, różyczki oraz cytomegalowirus. Najczęściej rozpatrywanym mechanizmem, który mógłby prowadzić do destrukcji komórek tą drogą jest reakcja krzyżowa. Ma ona miejsce w przypadku, kiedy czynnik zewnątrzpochodny jest nośnikiem determinant antygenowych podobnych do struktur zakażonego ustroju, a wzbudzona reakcja immunologiczna zostaje skierowana przeciwko komórkom posiadającym takie struktury. Mimo wielu badań naukowych rola wirusów w etiopatogenezie cukrzycy typu 1 nadal nie jest znana [8]. Kolejnym czynnikiem uwzględnianym w rozważaniach ostatnich lat nad inicjowaniem procesów immunopatologicznych w cukrzycy typu 1 jest wpływ diety stosowanej w karmieniu niemowląt, głównie wiąże się to ze zwiększonym spożyciem mleka krowiego we wczesnym okresie dzieciństwa [7]. Obecnie wiadomo, że w proces doprowadzający do cukrzycy typu 1 zaangażowany jest układ immunologiczny. Charakter tych zjawisk nosi nazwę reakcji autoimmunologicznej. Oznacza to, że mechanizmy obronne organizmu doprowadzają do niszczenia własnych komórek [8]. Pod wpływem czynników środowiskowych u osób z predyspozycją genetyczną dochodzi do zapalnego nacieku wysp trzustkowych. Komórki te bezpośrednio lub pośrednio wydzielając czynniki zapalne, uszkadzają komórki β trzustki przez uruchomienie procesu apoptozy, pobudzenie indukcyjnej syntazy tlenku azotu oraz nacieku z komórek zapalnych [7]. Bezpośrednio za niszczenie komórek wytwarzających insulinę odpowiedzialna jest skierowana przeciwko nim odpowiedź komórkowa. Wskazuje na to analiza składu komórkowego nacieku w obrębie wysp, w którym dominują limfocyty T CD8+ (cytotoksyczne), CD4+ (pomocnicze) oraz makrofagi. Istotną rolę w patogenezie cukrzycy typu 1 odgrywać może zaburzenie równowagi między subpopulacjami limfocytów pomocniczych T (Th1 i Th2). Limfocyty Th1 indukują reakcję komórkowa, a Th2 reakcję hormonalną. Miejscowe wydzielanie cytokinin np interferonu gamma, co może mieć miejsce w czasie infekcji wirusowej, również może wpływać na utratę tolerancji immunologicznej. Dodatkowo duże stężenie Cukrzyca – klasyfikacja, patogeneza i obraz kliniczny choroby cytokinin w obrębie wysp jest jednym z elementów bezpośrednio uszkadzających komórki β [8]. U chorych na cukrzycę typu 1 wykrywa się obecność przeciwciał skierowanych przeciwko wyspom trzustki. Pojawiają się ona na wiele miesięcy, a nawet lat przed wykryciem cukrzycy, następnie stopniowo zanikają proporcjonalnie do czasu trwania choroby. Stanowią one dobre narzędzie wykrywania i monitorowania rozwoju procesu autoimmunologicznego w wyspach trzustki. Najwcześniej poznanym markerem są przeciwciała przeciwwyspowe (ICA) [7]. Wykrycie tych przeciwciał przed 10. rokiem życia wiąże się z 80% ryzykiem ujawnienia się cukrzycy w ciągu 5 lat, natomiast wśród dzieci starszych wynosi ono 20% [10]. Innym rodzajem przeciwciał skierowanych przeciwko strukturom komórek β są autoprzeciwciał przeciwinsulinowe (IAA). Stwierdza się je u połowy pacjentów jeszcze przed wystąpieniem pierwszych objawów choroby. W połączeniu z innymi autoprzeciwciałami stanowią cenne uzupełnienie diagnostyki przedklinicznej choroby. Kolejnym autoantygenem, przeciwko któremu skierowana jest reakcja immunologiczna jest enzym charakterystyczny dla komórek β i neuronów GABA-ergicznych – dekarboksylaza kwasu glutaminowego (GDA). Jest to najważniejszy spośród znanych obecnie antygenów zaangażowanych w patomechanizm destrukcji wysp trzustkowych. Przeciwciała skierowana przeciwko GDA stanowią wcześnie pojawiający się marker zachorowania. Wykrywa się je u większości chorych na cukrzycę typu 1 już w chwili jej rozpoznania. Następnym ważnym wskaźnikiem są przeciwciała skierowane przeciwko białkowej fosfatazie tyrozynowej IA–2/ICA 512. Przeciwciała te w większości przypadków cukrzycy typu 1 wykrywane są już w chwili rozpoznania choroby, stanowią one zatem ważny element w diagnostyce przedklinicznej. Pojawienie się ich jest zła prognozą i zapowiada szybkie wystąpienie objawów klinicznych [8]. Spostrzeżenia dotyczące związku cukrzycy z tłem genetycznym wskazują, że najbardziej zaangażowanym w kodowanie genetycznej predyspozycji do zachorowania na cukrzycę typu 1 są znajdujące się w chromosomie 6 geny głównego układu zgodności tkankowej HLA. Genetyczne uwarunkowanie cukrzycy typu 1 związane z regionem HLA nie może w pełni wyjaśnić zjawiska predyspozycji do zachorowania. Niektórzy oceniają, że układ ten determinuje w 40-50 % osobniczą skłonność rozwoju choroby. Współodpowiedzialny za stan predyspozycji do zachorowania na cukrzycę typu 1 może być również locus położony na ramieniu długim chromosomu drugiego. Region ten zawiera gen kodujący dla receptora limfocytów T, silnie powiązanego funkcjonalnie z przebiegiem apoptozy, ważnego procesu regulacyjnego układu immunologicznego [7]. 91 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska Określenie cukrzyca typu 2 odnosi się do metabolicznych zaburzeń objawiających się przewlekłą hiperglikemią i skojarzonymi z nią przewlekłymi zaburzeniami przemiany węglowodanów, tłuszczów, białek i innych składników [11]. Przyczyną cukrzycy typu 2 są dwa podstawowe defekty metaboliczne: upośledzone wydzielanie insuliny i spadek wrażliwości na ten hormon w tkankach obwodowych, takich jak mięsnie szkieletowe, mięsień sercowy, tkanka tłuszczowa, wątroba. W etiopatogenezie choroby zasadniczą rolę odgrywają uwarunkowania genetyczne i czynniki środowiskowe. Częstą przyczyną tego schorzenia jest interakcja pomiędzy tymi czynnikami [12]. Ważnymi czynnikami ryzyka cukrzycy typu 2, a jednocześnie objawami skojarzonymi z nią są: hipertriglicerydemia, otyłość, zwiększenie stężenia cholesterolu w LDL i zmniejszenie stężenia cholesterolu w HDL, nadciśnienie tętnicze, stłuszczenie wątroby, hiperurykemia, łuszczyca, szczawianica, zwiększona podatność na infekcje skóry i błon śluzowych, także grzybice, obciążające wywiady rodzinne, bezczynność mięśniowa, długotrwałe stosowanie leków diabetogennych,. Duży udział w rozwoju cukrzycy typu 2 przypisuje się także paleniu tytoniu [8]. Ważną rolę w patogenezie cukrzycy typu 2 może odgrywać dziedziczenie wielogenowe, nie ustalono jednak genów odpowiedzialnych za zachorowanie na ten typ cukrzycy [10]. Jak wynika z badań populacji, ok. 20% osób z cukrzycą typu 2 ma w bliskiej rodzinie chorego na cukrzycę, a pary jednojajowych bliźniaków wykazują zgodność zachorowań rzędu 80%. W badaniach genetycznych często identyfikuje się patogenne geny metodą genów – kandydatów oraz przeprowadza się biochemiczną analizę wybranych odcinków DNA zawierających badane geny. Badania genetyczne odnoszą się do przyczyn powstania insulinooporności i genezy niedoboru insuliny w cukrzycy typu 2 [11]. W zakresie upośledzenia wydzielania insuliny do genów kandydatów zalicza się geny transportery glukozy 2 (GLUT2), receptorów sulfonylomocznika, kanałów potasowych, kanałów wapniowych i całej kaskady wewnątrzkomórkowej przemiany wapnia oraz białek strukturalnych ziarnistości wydzielających insulinę. Za insulinooporność oprócz genetycznie uwarunkowanego defektu receptora insulinowego mogą odpowiadać geny kodujące białka postreceptorowe, takie jak substraty receptora insulinowego, kinazy białkowe, kinazy serynowe i transportazy glukozy. Diabetogenny wpływ maja polimorficzne geny odpowiedzialne za produkcję i wydzielanie wielu substancji i hormonów wytwarzanych przez tkankę tłuszczową. Mogą one decydować o nasileniu insulinooporności i poprzez swój udział w patogenezie zespołu metabolicznego mogą współuczestniczyć w rozwoju cukrzycy typu 2. Wymienione polimorfizmy wywierają wpływ diabetogenny najczęściej w połączeniu z innymi Cukrzyca – klasyfikacja, patogeneza i obraz kliniczny choroby polimorfizmami genów odpowiedzialnych za wydzielanie i działanie insuliny oraz czynnikami środowiskowymi [10]. Główne zwiększenie częstości występowania cukrzycy typu 2 tłumaczy się czynnikami środowiskowymi. Najistotniejszym czynnikiem rozwoju cukrzycy typu 2 jest wspomniana już otyłość, zwłaszcza brzuszna. Cukrzyca występuje 9 razy częściej wśród osób otyłych, 80% przypadków choroby kojarzy się z otyłością. Jedną z przyczyn tego stanu jest fakt, iż w otyłości pojawia się zmniejszenie wrażliwości adipocytów zarówno na endogenną, jak i egzogenną insulinę, którego nie wyrównuje zwiększone przenikanie insuliny z krwi wrotnej przez wątrobę do krwi obwodowej [8]. Udowodniono, że niski poziom aktywności fizycznej również odgrywa dużą rolę w rozwoju cukrzycy typu 2. Bezczynność ruchowa prowadzi do takich zaburzeń jak komórkowa insulinooporność i upośledzenie tolerancji glukozy, co w konsekwencji prowadzi do objawów cukrzycy typu 2. Jest to głównie insulinooporność receptorowa. Zauważono, że w stanach hipokinezji dochodzi do zmniejszenia biosyntezy komórkowych transporterów glukozy, np. GLUT – 4. Jednocześnie zmniejsza się biosynteza w komórkach adenozyny – substancji będącej ważnym pośrednikiem metabolicznych wpływów insuliny w komórkach. Brak aktywności fizycznej upośledza także transport glukozy do mięśni szkieletowych i jest przyczyną zmniejszenia masy ciała [9]. 4. Obraz kliniczny cukrzycy Kliniczne objawy wszystkich typów cukrzycy pojawiają się przy znacznie podwyższonym poziomie glukozy we krwi. Stanowią one zatem następstwo toczącego się od pewnego czasu procesu, który długo pozostaje niezauważony przez chorego i jest niemożliwy do stwierdzenia w czasie rutynowych badań lekarskich [7]. Początek cukrzycy typu 1 charakteryzuje się najczęściej szybkim postępowaniem i narastaniem objawów bezwzględnego niedoboru insuliny – w ciągu kilku dni. Niekiedy jednak ujawniają się one w ciągu kilku tygodni, a nawet dłużej. Do typowych objawów należą: spadek masy ciała, mimo nadmiernego łaknienia; wzmożone pragnienie i wielomocz; skłonność do rozwoju ketozy; ogólne osłabienie [13]. W około 30% przypadków, po burzliwym początku, w 2-3 miesiącu leczenia choroby występuje przejściowe wygaśnięcie objawów (remisja), które utrzymuje się niejednokrotnie kilka miesięcy lub dłużej [14]. 93 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska Cukrzyca typu 2 przez wiele lat przebiega w sposób utajony bez jakichkolwiek objawów. Bardzo często dotyczy osób otyłych. Nieuchwytny początek choroby stwierdza się u ponad 85% pacjentów, natomiast ostry początek choroby można stwierdzić tylko u 15% chorych. Zdarza się, że o chorobie mogą świadczyć uporczywa czyraczność, świąd w okolicy narządów płciowych (grzybica), zgorzel stopy, nagłe zaburzenia widzenia lub nerwobóle. Niedobór insuliny w tym typie cukrzycy zwykle narasta powoli i jest częściowy, dlatego w leczeniu wystarcza stosowanie diety lub połączenie jej z podawaniem doustnych leków przeciwcukrzycowych [13]. 5. Podsumowanie Cukrzyca pomimo ogromnego postępu badań naukowych nadal jest chorobą nieuleczalną, przewlekłą, wymagającą codziennych zabiegów leczniczych i terapeutycznych. Wszelkim podejmowanym działaniom i realizowanym programom powinna towarzyszyć myśl przewodnia, iż pomimo choroby możliwe jest osiągnięcie pełnej długości i dobrej jakości życia pacjentów. Dlatego tak ważne jest, by wiedza dotycząca choroby była możliwie jak najpełniejsza, dzięki temu łatwiej będzie zaakceptować ją oraz wynikające z niej ograniczenia. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Jarosz M., Cukrzyca: definicja, rozpoznanie, konsekwencje zdrowotne, społeczne i ekonomiczne,[w:] Cukrzyca. Zapobieganie i leczenie, red. Jarosz M., Kłosiewicz-Latoszek L. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2007, s. 9-14 Skupień J., Małecki M. T., Rozbudowywanie podziału cukrzycy – nowe podtypy i możliwości lecznicze, Diabetologia Praktyczna, 8 (1) (2007), s. 1-12 Tatoń J., Etiologiczna klasyfikacja cukrzycy, [w:] Diabetologia, tom 1, red. Tatoń J., Czech A., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2001, s. 2-13 Wyzgał J., Senatorski G., Cukrzyca, [w:] Choroby wewnętrzne. Podręcznik dla studentów Pielęgniarstwa i Położnictwa, red. Pączek L., Mucha K., Foroncewicz B., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2004, s. 501-511 Tatoń J., Czech A., Bernas M., Epidemiologia i klasyfikacja cukrzycy, [w:] Diabetologia Kliniczna, red. Tatoń J., Czech A., Bernas M., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2008, s. 53-90 Rydén L., Standy E. i wsp, Wytyczne ESC/EASD dotyczące cukrzycy, stanu przedcukrzycowego i chorób układu krążenia, Kardiologia Polska 65 (4) (2007), s. 377-423 Krokowski M., Etiologia i patogeneza cukrzycy typu 1. [w:] Diabetologia, tom 1, red. Tatoń J., Czech A., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2001, s. 134-150 Tatoń J., Czech A., Bernas M., Etiologia i patogeneza cukrzycy, Predyspozycje genetyczne do cukrzycy, [w:] Diabetologia Kliniczna, red. Cukrzyca – klasyfikacja, patogeneza i obraz kliniczny choroby 9. 10. 11. 12. 13. 14. Tatoń J., Czech A., Bernas M., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2008, s. 91-121 Siewko K., Szelachowska M. i wsp, Etiopatogeneza cukrzycy typu 1. Część I, Przegląd Kardiodiabetologiczny, 2 (3) (2007), s. 158-162 Sieradzki J., Cukrzyca i zespół metaboliczny, [w:] Choroby wewnętrzne, tom I, red. Szczeklik A, Wydawnictwo Medycyna Praktyczna, Kraków 2005, s. 1179-1215 Tatoń J., Etiologia i patogeneza cukrzycy typu 2, [w:] Diabetologia, tom 1, red. Tatoń J., Czech A., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2001, s. 151-166 Kłosiewicz-Latoszek L., Patogeneza i przyczyny cukrzycy, [w:] Cukrzyca. Zapobieganie i leczenie, red. Jarosz M., Kłosiewicz-Latoszek L., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2007, s. 19-21 Czech A., Tatoń J., Diagnostyka kliniczna, [w:] Cukrzyca, red. Czech A., Tatoń J., Wydawnictwo Elamed, Katowice 2009, s. 33-37 Tatoń J., Rozpoznanie cukrzycy, upośledzenia tolerancji glukozy, upośledzenia glikemii na czczo oraz stanu prawidłowego, [w:] Diabetologia, tom 1, red. Tatoń J., Czech A., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2001, s. 194-215 Cukrzyca – klasyfikacja, patogeneza i obraz kliniczny choroby Cukrzyca to przewlekła choroba metaboliczna, która charakteryzuje się zwiększonym stężeniem glukozy we krwi (tzw. hiperglikemia), będącym wynikiem zaburzeń wydzielania lub działania insuliny. Cukrzyca jest groźną, nieuleczalną chorobą przewlekłą, która stanowi coraz większy problem wśród populacji krajów wysokorozwiniętych. Określenie „cukrzyca” sygnalizuje stan przewlekłej hiperglikemii na czczo, po posiłkach lub jego powikłania. Stan ten powodowany jest przez wiele różnych czynników i mechanizmów patogenetycznych. Stanowi to podstawę do różnicowania i klasyfikacji cukrzycy. Dopiero w XX wieku nastąpił przełom w leczeniu tej śmiertelnej wcześniej choroby, poznano jej różnorodne postacie oraz lepiej zrozumiano ich złożoną patogenezę. W 1999 roku przyjęto zaproponowany przez komitet ekspertów WHO podział uwzględniający etiologię poszczególnych typów choroby. Diabetes – classification, pathogenesis and clinical picture Diabetes is a chronic metabolic disease, which is characterized by an increased blood glucose (hyperglycemia) resulting from abnormalities in insulin secretion and insulin action. Diabetes is a serious, incurable chronic disease, which is a growing problem among population in highly developed countries. The term "diabetes" indicates the state of chronic hyperglycemia, fasting after meals or its complications. This condition is caused by many different factors and pathogenic mechanisms. This is the basis for the differentiation and classification of diabetes. Not before the 20th century the breakthrough in management of this formerly lethal condition was achieved. The last century brought a better understanding of the pathogenesis and the heterogeneity of multiple disorders constituting distinct types of diabetes. In 1999 The Expert Committee of the World Health Organization has adopted the etiology-based classification of diabetes mellitus. 95 Paulina Pruszkowska-Przybylska1, Piotr Wróblewski2 Epigenetyczne spojrzenie na patogenezę cukrzycy typu 1 1. Wstęp Epigenetyka to nauka zajmująca się chemicznymi modyfikacjami materiału genetycznego, które wpływają na zmianę ekspresji genów [1]. Ta nowatorska gałąź nauki wydaje się być szczególnie interesująca z punktu widzenia etiologii cukrzycy typu 1, która wciąż pozostaje pod wielkim znakiem zapytania. Cukrzyca typu 1 to wieloczynnikowa choroba autoimmunologiczna skutkująca niszczeniem własnych komórek beta trzustki [2]. Obecny stan wiedzy na temat czynników sprawczych tejże choroby mówi o predyspozycjach genetycznych (haplotypy HLA), ale także elementach środowiskowych (metale ciężkie, pestycydy, dieta) [1†3]. Coraz bardziej prawdziwe staje się stwierdzenie, że epigenetyka jest kluczowym mechanizmem, w którym czynniki środowiskowe oddziałując na genom uruchamiają patologiczny ciąg procesów prowadzący do cukrzycy typu 1[3]. 2. Cel pracy Celem pracy jest przedstawienie najaktualniejszych informacji integrujących wiedzę z ostatnich dziesięciu lat na temat poznanych epigenetycznych mechanizmów wpływających na etiopatogenezę cukrzycy typu 1 z uwzględnieniem metylacji, fosforylacji, acetylacji, ubikwitynacji oraz aktywności wybranych mikroRNA. Ponadto zebrane zostaną najnowsze doniesienia na temat zastosowania mechanizmów epigenetycznych w bio-farmaceutyce. 3. Cukrzyca typu 1 – etiologia Na świecie ok. 382 milionów osób to diabetycy z czego 10% stanowią pacjenci z cukrzycą typu 1 [4]. W Europie obok astmy oskrzelowej stanowi najczęstszą przewlekłą chorobę wieku rozwojowego [5]. Dane epidemiologiczne wskazują, że liczba chorych dzieci poniżej 5 roku życia podwoi 1 [email protected], Zakład Immunopatologii i Genetyki, Wydział Lekarski, Uniwersytet Medyczny w Łodzi 2 [email protected] Zakład Immunopatologii i Genetyki, Wydział Lekarski, Uniwersytet Medyczny w Łodzi 96 Epigenetyczne spojrzenie na patogenezę cukrzycy typu 1 się do 2020 roku [2]. Cukrzyca typu 1 polega na formowaniu się wyspowo zależnych limfocytów T-cytotoksycznych, oraz autoprzeciwciał, a w końcu na destrukcji komórek beta trzustki [2]. Według zwolenników tzw.,,kopenhaskiego” modelu cukrzycy typu 1 proces autoimmunologiczny zachodzi bezpośrednio w komórkach beta trzustki według następującego mechanizmu: Komórki immunokompetentne (APC – ang. antigen presenting cells; głównie makrofagi i komórki dendrytyczne) prezentują przechwycony autoantygen. Proces prezentacji odbywa się dzięki obecności antygenów II klasy HLA na powierzchni komórek APC. Kluczową rolę w reakcji autoimmunologicznej odgrywają limfocyty pomocnicze T, które poprzez obecny receptor TCR (TCR – ang. T Cell Receptor) identyfikują antygeny prezentowane przez komórki APC i ulegają aktywacji. Zaktywowane limfocyty T produkują limfokiny mające cytotoksyczne działanie na komórki beta trzustki. Ponadto wpływają na migrację innych komórek immunologicznych tj. komórki NK czy makrofagi, a także na produkcję cytokin. Na skutek działania tychże czynników dochodzi do nacieku wysp trzustkowych komórkami mononuklearnymi [6]. Inni teoria mówi o tym, że obecność autorekatywnych limfocytów T w komórkach beta trzustki ma charakter wtórny i jest odpowiedzią na defekt reakcji immunologicznej, a także zaburzonej selekcji autoantygenów w grasicy [7]. 3.1. Czynniki genetyczne W związku z tym,że patogeneza cukrzycy typu 1 ściśle związana jest z odpowiedzią immunologiczną to czynniki genetyczne związane z autoagresją mogą odgrywać istotne znaczenie. Istnieje ponad 40 loci związanych z rozwojem cukrzycy typu 1 [8]. Region największego ryzyka koduje antygeny głównego układu zgodności tkankowej – HLA. Inne ważne loci zwiększające ryzyko zachorowania to: INS, CTLA4, PTPN22, IL2RA1-4 (Tab.1). 97 Paulina Pruszkowska-Przybylska, Piotr Wróblewski Tabela. 1 Znaczenie najważniejszych genów biorących udział w patogenezie cukrzycy typu 1 [8, 7, 9] Gen/ marker HLA DR i HLA DQ INS CTL A4 PTPN 22 Miejsce na chromosomie 6p21 11p15.5 2q33 1p13.2 Znaczenie Haplotypy zwiększające prawdopodobieństwo zachorowania: DQB1*02-DQA1*0301, DQB1*0302DQA1*0301, DRB1*03-DRB1*04 Heterozygotyczna forma powiązana z etiopatogenezą cukrzycy typu 1 Polimorfizm A/G w pozycji +49 związany z etiopatogenezą cukrzycy typu 1. Polimorfizm C/T w pozycji 1858 związany jest z predyspozycją do cukrzycy typu 1 3.2. Czynniki środowiskowe Niektóre czynniki środowiskowe mogą przyczynić się do rozwoju cukrzycy typu 1 [3]. Za kluczowe czynniki środowiskowe mogące wpływać na rozwój cukrzycy typu 1 uważa się: dietę, stres, wirusy, chemikalia [10]. 3.2.1. Dieta Już od pierwszych dni życia człowieka dieta stanowi ważny element również w aspekcie zachorowania na cukrzycę typu 1. Badania na temat wpływu karmienia piersią na rozwój cukrzycy typu 1 wykazały, że proces ten ma charakter protekcyjny. Wielu badaczy zauważyło pewien związek z podawaniem mleka krowiego od wczesnych miesięcy życia, a włączaniem autoimunnologicznego procesu niszczenia komórek beta trzustki [11]. Prawdopodobnie wynika to z podobieństwa niektórych białek mleka krowiego z przeciwciałami IA-2 i, reakcji krzyżowej z epitopami antygenów trzustkowych [12]. Ponadto naukowcy zwracają uwagę na stężenie witaminy D i jej niskiego stężenia z wyższym prawdopodobieństwem zachorowaniem na cukrzycę typu 1 [11]. 3.2.2. Stres Istnieją dowody wskazujące na to, że wysoki poziom stresu u dzieci związany m.in. ze stratą najbliższych krewnych [13], ekspozycją na codzienne wydarzenia stresogenne, presją rodziców oraz brakiem odpowiednich warunków socjoekonomicznych [14] przyczynia się do nierównowagi systemu immunologicznego oraz destrukcji komórek beta trzustki. Epigenetyczne spojrzenie na patogenezę cukrzycy typu 1 3.2.3. Wirusy Wśród wirusów odpowiedzialnych za rozwój cukrzycy typu 1 wymienia się rotawirusy, wirusy cytomegalii, świnki, różyczki, retrowirusy, czy Ljungan wirus [11]. Głównym podejrzanym wydaje się być wirus Coxackie B4, którego sekwencja aminokwasowa jest homologiczna do antygenu dekarboksylazy kwasu glutamionwego (GAD) jednego z przeciwciał cukrzycowych [15]. 3.2.4. Związki chemiczne Wśród związków chemicznych mogących mieć wpływ na rozwój cukrzycy typu 1 wymieni się m.in.:polichlorowane bifenyle (PCB), dioksyny (TCDD), metale ciężkie, produkty spalania dymu tytoniowego [16†17]. 3.3. Epigenetyczne zmiany Stan obecnej wiedzy bierze za pewnik kumulatywny efekt czynników środowiskowych i genetycznych. Okazuje się, że czynniki środowiskowe odpowiedzialne są za zmiany epigenetyczne genomu. Ponadto zmiany te nie są dziedziczone. Do głównych mechanizmów epigenetycznych zalicza się metylacje, potranslacyjne modyfikacje histonów, fosforylacje, ubikwitynacje, a także aktywność mikroRNA [10]. 3.3.1. Metylacje Metylacje to modyfikacje polegające na przyłączaniu reszt metylowych do różnych części DNA, najczęściej są to jednak wyspy CpG, znajdujące się w miejscach promotorowych genów. Zdarza się też, że do kowalencyjnego przyłączenia grup metylowych dochodzi w przypadkowo rozmieszonych miejscach CpG zwanych,,orphan islands”, a także w obszarach CpT szczególnie w komórkach macierzystych [1]. Zarówno hipermetylacje jak i hipometylacje konkretnych regionów mogą mieć wpływ na rozwój cukrzycy typu 1 poprzez regulację transkrypcji wpływającą na ekspresję genów [3]. W 2008 roku Miao i wsp. [18] wykazali wzrost metylacji w obwodowych limfocytach i monocytach histonu H3K9me2 pośród genów wzmożonego ryzyka dla cukrzycy typu 1. Inni badacze wykazali, iż hipermetylacje w obszarze promotorowym genu NfkappaB-p65 wpływają na podwyższenie glikemii warunkując hiperglikemie [19]. 99 Paulina Pruszkowska-Przybylska, Piotr Wróblewski 3.3.2. Acetylacje Najlepiej scharakteryzowane modyfikacje histonów to acetylacje w tym konkretnym przypadku dotyczące lizyny. N-acetylacje zapobiegają wiązaniom DNA z grupami Ɛ-aminokwasowymi pomagając w rozluźnianiu złożonej chromatyny. Natomiast deacetylacje terminalnie położonych lizyn wpływają na wyciszanie genów. Acetylacje histonów są regulowane przez acetylotransferazę histonową (HAT), przyłączającą reszty acetylowe to ogonów histonowych, natomiast deacetylaza histonowa (HDAC) odpowiada za proces odwrotny, czyli usuwa powyższe reszty z histonów [1]. Jak wskazują badania Miao i wsp. [20] hiperacetylacje histonów prowadzą do efektów patologicznych. Wykazali, iż 38 miejsc z obecnymi hiperacetylacjami jest powiązanych z licznymi komplikacjami metabolicznymi wśród pacjentów z cukrzycą typu 1. 3.3.3. Ubikwitynacje Ubikwitynacje polegają na związaniu wiązaniem izopeptydowym ubikwityny z grupą e-aminową przy udziale C-końcowej reszty glicyny, co ma miejsce podczas modyfikacji potranslacyjnych [21]. Wewnątrzkomórkowe ubikwitynacje proteiny A20 (zwana także TNFAIP3) odgrywają istotną rolę w wyłączaniu NF-κB w odpowiedzi na wielokrotne pobudzanie, a także regulują aktywność czynnika TNF indukującego apoptozę. Dlatego też tego typu modyfikacje również okazują się być istotne w rozwoju cukrzycy typu 1, oraz w innych chorobach autoimmunologicznych [22]. 3.3.4. Niekodujące RNA Niekodujące RNA (ncRNAs) mogą mieć wpływ na ekspresję i regulację genów aktywując je lub hamując. Badania GWAS (genome wide association studies) wykazały, że większość polimorfizmów pojedynczego nukleotydu (SNP- single nucleotide polimorphism) związanych z rozwojem cukrzycy typu 1 znajduje się w obrębie miejsc niekodujących ludzkiego genomu [23]. Niekodujące RNA podzielono na dwie główne grupy bazujące na ilości nukleotydów: cząsteczki krótkie – zawierające do dwudziestu-kilku nukleotydów mikroRNA, oraz cząsteczki długie – lncRNA. W ostatnich latach wykazano istotną zależność pomiędzy działalnością ncRNA, a patogenezą cukrzycy typu 1[24†26]. 3.3.4.1. Rola mikroRNA MikroRNA to krótkie dwudziesto-kilku nukleotydowe, niekodujące sekwencje RNA, będące potranskrypcyjnymi regulatorami. Wiążą cząsteczkę mRNA w regionie 3' nieulegającym transkrypcji (3'UTR), wpływając tym Epigenetyczne spojrzenie na patogenezę cukrzycy typu 1 samym na degradację mRNA i w efekcie na modyfikacje ekspresji genów [27]. Okazuje się, że miRNA odgrywają ważną rolę w rozwoju, różnicowaniu oraz regulowaniu funkcji komórek beta trzustki. Wiele cząsteczek miRNA jest regulowanych przez cytokiny, a także stężenie glukozy w komórkach beta trzustki gdzie miRNA modulują transkrypcję i sekrecję, proliferację, czy apoptozę [28]. W ostatnich latach identyfikowana jest coraz większa ilość tychże cząsteczek związanych z rozwojem cukrzycy typu 1, ale i tych, które mogą wpływać na powikłania u diabetyków [Tab. 2]. Publikowane są także doniesienia mówiące o tym, że komórki beta trzustki wydzielają egzosomalne miRNA, które mogą być przekazywane do sąsiadujących komórek wysp trzustki. Takie dane otwierają nowe możliwości oceny komunikacji pomiędzy miRNA, komórkami beta trzustki oraz innymi komórkami układu immunologicznego [29]. Tabela 2. Znaczenie wybranych mikroRNA w patogenezie cukrzycy typu 1. Nazwa mikroRNA mir-24 mir-25 miR-27a miR-146a mir-326 mir-375 let-7g Znaczenie -wpływa na zaburzenia działania miejsca promotorowego i poziomu mRNA insuliny [30] -związany z innymi chorobami autoimmunologicznymi: Nieswoiste zapalenie jelit (IBD), reumatoidalne zapalenie stawów (RA) [31] -związany z nieprawidłowym funkcjonowaniem komorek β trzustki [32] -wyższy poziom u pacjentów z cukrzycą typu 1 [32] -zwiazany z innymi chorobami autoimmunologicznymi: reumatoidalne zapalenie stawów, łuszczyca, toczeń rumieniowaty układowy [33] -podwyższony poziom ekspresji powiązany z wysokim mianem przeciwciał antyGAD w surowicy [34] - komórki Tregs wykazują wyższy poziom ekspresji miRNA-146a niż limfocyty T cells [35] -wykazuje wyższą ekspresję u pacjentów z cukrzycą typu 1 związany z reakcją autoimmunologiczną [36] -biomarker śmierci komórek β trzustki [37] -zwiazany z innymi chorobami autoimmunologicznymi chooba Graves'a (GD), choroba Hashimoto (HT) [38] -bierze udział w rozwoju trzustki, który jest regulowany przez takie geny jak: NeuroD1, Ngn3, Pdx1,Hnf6 [39] - specyficzny w obwodowych komórkach mononuklearnych u diabetyków [40] 101 Paulina Pruszkowska-Przybylska, Piotr Wróblewski 3.3.4.2. Rola lncRNA LncRNA to długie,niekodujące fragmenty RNA składające się z co najmniej 200 nukleotydów. Mogą regulować ekspresję genów zarówno pozytywną jak i negatywną poprzez różne poziomy transkrypcjne, posttranskrypcyjne oraz translacyjne. Na razie niewiele wiadomo na temat związku lncRNA i patogenezy cukrzycy typu 1 [41, 42]. 4. Farmakologia przyszłości Coraz lepsza znajomość modyfikacji epigenetycznych, staje się realnym narzędziem terapeutycznym. To, jak konkretne zmiany wpływają na ekspresję kluczowych dla rozwoju cukrzycy typu 1 genów może zostać wykorzystane w doborze odpowiednich leków. Jak wskazują doniesienia naukowe, inhibitory odwracające deacetylację histonów, a także wpływające na zmiany metylacji oraz aktywności mikroRNA warunkują zmiany ekspresji genów. To może dać efekt terapeutyczny w postaci zregenerowanych komórek B trzustki (Rys.1). Rysunek 1. Mechanizm indukowania procesu chorobotwórczego z możliwą do zastosowania terapią na poziomie epigenetycznym [43] 5. Podsumowanie Wieloczynnikowość choroby jaką jest cukrzyca typu 1 stanowi główny problem doboru właściwej terapii. Dzięki coraz szerszej wiedzy z zakresu epigenetyki pojawia się światło w tunelu w postaci nowych środków terapeutycznych dla wielu diabetyków. Epigenetyczne spojrzenie na patogenezę cukrzycy typu 1 Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. Ngoc Dang M., Buzzetti R., Pozzilli P., Epigenetics in autoimmune diseases with fokus on type 1 diabetes, Diabetes Metab Res Rev., 29 (2013), s. 8-18 Todd J. A., Etiology of type 1 Diabetes, Immunity, 32 (2010), s.457-467 Stefan M., Zhang W., Concepcion E., Yi Z., Tomer Y., DNA methylation profiles in type 1 diabetes twins point to strng epigenetic effects on etiology, Journal of Autoimmunity, 50 (2014), s. 33-37 Atlas, I. D., International Diabetes Federation, (2014), URL: http://www. idf. org/diabetesatlas. Accessed, 18. Jarosz-Chobot P., Epidemiologia cukrzycy typu 1, [w:] Cukrzyca typu 1., red. Otto-Buczkowska E., (2006), s. 57-61 Młynarski W., Wyka K., Bodalska-Lipińska J., Andrzejewski W., Zmysłowska A., Bodalski J, Wartość prognostyczna humoralnych i metabolicznych markerów w ocenie ryzyka rozwoju klinicznej postaci cukrzycy typu 1, Endokrynol. Diabetol. Przem. Mat. Wieku Rozwoj., (2003), s. 5-17 Krętkowiak, Młynarski W., Genetyka w cukrzycy [w:] Cukrzyca typu 1., red. Otto-Buczkowska E., (2006), s. 57-61 Barrett J. C., Clayton D. G., Concannon P., Akolkar B., Cooper J. D., Erlich H. A., Julier C., Morahan G., Nerup J., Nierras C., Plagnol V., Pociot F., Schuilenburg H., Smyth D. J.,Stevens H., Todd J. A., Walker N. M., Rich S. S., Type 1 Diabetes Genetics Consortium. Genome-wide association study and meta-analysis finds over 40 loci affect risk of type 1 diabetes, Nat Genet.41(6) (2009), s. 703-707 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene MacFarlane A. J. Strom A, Scott FW., Epigenetics: deciphering how environmental factors may modify autoimmune type 1 diabetes, Mamm Genome. 20 (9-10) (2009), s. 624-632 Knip M., Simell O., Environmental Triggers of Type 1 Diabetes, Cold Spring Harb Perspect Med. 2(7), (2012), s. 1-15 Harrison L. C., Honeyman M. C., Cow's milk and type 1 diabetes. The real debate is about mucosal immune function, Diabetes., 48 (1991), s. 1501-1507 Virk, J., Ritz, B., Li, J., Obel, C., & Olsen, J., Childhood Bereavement and Type 1 Diabetes: a Danish National Register Study, Paediatric and perinatal epidemiology. (2015) Carlsson E., Frostell, A., Ludvigsson J., & Faresjö M., Psychological stress in children may alter the immune response, The Journal of Immunology, 192(5), (2014), s. 2071-2081 Sadeharju K., HÄMÄLÄINEN A. M., Knip M., Lönnrot M., Koskela P., Virtanen S. M., Hyöty H., Enterovirus infections as a risk factor for type I diabetes: virus analyses in a dietary intervention trial, Clinical & Experimental Immunology, 132(2), (2003). s. 271-277 Bodin J., Stene L. C., Nygaard U. C., Can exposure to environmental chemicals increase the risk of diabetes type 1 development?,Bio Med research international, (2015) 103 Paulina Pruszkowska-Przybylska, Piotr Wróblewski 17. Chen Y. W., Yang C. Y., Huang C. F., Hung, D. Z., Leung Y. M., Liu,S. H., Heavy metals, islet function and diabetes development, Islets, 1(3),(2009) s. 169-176 18. Miao F., Smith D. D., Zhang L., Min A., Feng W., Natarajan, R., Lymphocytes from patients with type 1 diabetes display a distinct profile of chromatin histone H3 lysine 9 dimethylation an epigenetic study in diabetes, Diabetes, 57(12), (2008), s. 3189-3198 19. Gray S. G., De Meyts P, Role of histone and transcription factor acetylation in diabetes pathogenesis, Diabetes/Metabolism Research and Reviews 21(5), (2005), s. 416-433 20. Miao F., Chen Z., Genuth S., Paterson A. D., Zhang L., Wu X., Lorenzi G., Evaluating the Role of Epigenetic histone modifications in the Metabolic Memory of Type 1 Diabetes, Diabetes, DB_131251. (2014) 21. Bubko I., Gruber B. M., Anuszewska E. L., w Warszawie, N. I. L., & i Biofarmaceutyków, Z. B., Rola proteasomu w terapii chorób nieuleczalnych The role of the proteasome for therapy of incurable diseases, Journal cover, 69 (2015) 22. Vereecke L., Beyaert R., van Loo G., The ubiquitin-editing enzyme A20 (TNFAIP3) is a central regulator of immunopathology, Trends in immunology, 30(8), (2009), s. 383-391 23. Hindorff L. A, Sethupathy P, Junkins H. A, et al, Potential etiologic and functional implications of genome–wide association loci for human diseases and traits, Proc Natl Acad Sci U S A. 106, (2009), s: 9362-7 24. Eliasson L, Esguerra J. L., Role of non-coding RNAs in pancreatic beta-cell development and physiology, Acta Physiol (Oxf). 61., (2014), s. 273-84 25. Plaisance V., Waeber G., Regazzi R., et al, Role of microRNAs in islet beta-cell compensation and failure during diabetes, J Diabetes Res. (2014), s. 618-652 26. Guay C., Jacovetti C., Nesca V., et al, Emerging roles of non-coding RNAs in pancreatic beta-cell function and dysfunction, Diabetes Obes Metab.14 Suppl 3, (2012), s. 12-21 27. Bartel D. P., MicroRNAs: target recognition and regulatory function,. Cell. 136, (2009), s. 215-33 28. Özcan S., Minireview: microRNA function in pancreatic β cells, Mol Endocrinol. 28, (2014), s. 1922-33 29. Guay C., Menoud V., Rome S., et al, Horizontal transfer of exosomal microRNAs transduce apoptotic signals between pancreatic betacells, Cell Commun Signal, (2015), s. 13-17 30. Melkman-Zehavi T, Oren R, Kredo-Russo S, Shapira T, Mandelbaum AD, Rivkin N, Nir T, Lennox KA, Behlke MA, Dor Y, Hornstein E. miRNAs control insulin content is pancreatic β-cells via downregulation of transcriptional repressors. EMBO J 30. (2014), s: 835-845 31. Zigang Qu.,Wenhui Li., Baoquan Fu., MicroRNAs in Autoimmune Diseases. Hindawi Publishing Corporation BioMed Research International, (2014), s. 1-8 32. Nielsen L. B., Wang C., Sorensen K., Bang-Berthelsen C. H, Hansen L, Andersen M. L, Hougaard P., Juul A., Zhang C. Y., Pociot F., Mortensen H. B, Circulating levels of microRNA from children with newly diagnosed type 1 diabetes and healthy controls: evidence that miR-25 associates to residual Epigenetyczne spojrzenie na patogenezę cukrzycy typu 1 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. betacell function and glycaemic control during disease progression, Exp Diabetes Res, (2012), s, 8963-62 In‟t Veld P., Insulitis in human type 1 diabetes: a comparison between patients and animal model, Semin Immunopathol. 36, (2014), s. 569-579 Yang M., Ye L., Wang B., Gao J., Liu R., Hong J., Ning G., Decreased miR‐146 expression in peripheral blood mononuclear cells is correlated with ongoing islet autoimmunity in type 1 diabetes patients. Journal of diabetes, 7(2), (2015), s. 158-165 Hezova R., Slaby O., Faltejskova P., Mikulkova Z., Buresova I., Raja K. R., et al, microRNA-342, microRNA-191 and microRNA-510 are differentially expressed in T regulatory cells of type 1 diabetic patients, Cell. Immunol. 260, (2010) s. 70-7 Sebastiani G., Grieco F. A., Spagnuolo I., Galleri L., Cataldo D., Dotta F., Increased expression of microRNA miR‐326 in type 1 diabetic patients with ongoing islet autoimmunity, Diabetes/metabolism research and reviews, 27(8), (2011), s. 862-866 Erener S1., Mojibian M., Fox J. K., Kieffer T. J., Circulating miR-375 as a biomarker of β-cell death and diabeDenroche HCtes in mice, Endocrinology.154(2), (2013), s. 603-8 Yamada H., Itoh M., Hiratsuka I., Hashimoto S., Circulating microRNAs in autoimmune thyroid diseases, Clinical Endocrinology. 81, (2014), s. 276-281 Li, X. MiR-375, a microRNA related to diabetes. Gene, 533(1), (2014), s: 1-4 Collares C. V., Evangelista A. F., Xavier D. J., Rassi D. M., Arns T., FossFreitas M. C., Donadi E. A., Identifying common and specific microRNAs expressed in peripheral blood mononuclear cell of type 1, type 2, and gestational diabetes mellitus patients, BMC research notes, 6(1), (2013), s. 491 Wang K. C., Chang H. Y., Molecular mechanisms of long noncoding RNAs, Mol Cell. 43(72), (2011), s. 904-14 Knoll M., Lodish H. F., Sun L., Long non-coding RNAs as regulators of the endocrine system, Nat Rev Endocrinol. 11, (2015), s. 151-60 Jayaraman S., Novel methods of type 1 diabetes treatment, Discov Med.17(96), (2014), s. 347-55 105 Paulina Pruszkowska-Przybylska, Piotr Wróblewski Epigenetyczne spojrzenie na patogenezę cukrzycy typu 1 Cukrzyca typu pierwszego to choroba o podłożu autoimmunologicznym, na którą cierpi ok. 382 milionów osób z czego 10% stanowią pacjenci z cukrzycą typu 1. Pomimo wielu badań dotyczących etiologii schorzenia i detekcji czynników sprawczych, pozostaje wiele niewiadomych. Nowe światło na obecny stan wiedzy rzuca epigenetyka, będąca jak się okazuje jednym z kluczowych mechanizmów wpływających na rozwój T1DM (ang. Type 1 diabetes mellitus). T1DM polega na patologicznej degradacji komórek beta trzustki. Proces ten powiązany jest z genetyczną predyspozycją (m. in. haplotypy HLA), ale również z sygnałem płynącym z uszkodzonych komórek beta trzustki. Do grona czynników uszkadzających komórki beta zaliczane są m.in.: chemikalia występujące w środowisku (np. metale ciężkie, dioksyny), stres, dieta, wirusy, a także działanie tzw. akceleratorów wpływających na apoptozę komórek β warunkując rozwój reakcji autoimmunologicznej. Uważa się, że wyżej wspomniane czynniki środowiskowe są jednocześnie związane z uruchomieniem szlaku odpowiedzi epigenetycznej w formie: metylacji, fosforylacji, acetlylacji, ubikwitynacji, a także zmian anktywności mikroRNA, różnych części genomu. Głównym celem pracy jest przedstawienie najnowszych informacji na temat roli zdarzeń epigenetycznych w patogenezie T1DM uwzględniając najważniejsze poznane dotąd mechanizmy, a także możliwości wykorzystania tej wiedzy w bio-farmaceutyce Epigenetics in the pathogenesis of type 1 diabetes Type 1 diabetes mellitus (T1DM) is an autoimmunological disease. Nowadays 382 million of diabetes patients are under observation, 10% of them suffer from type 1 diabetes. Despite numerous efforts to identify factors affecting T1DM there the causative factor of the disease remains elusive. However, more and more recently gathered data suggest that that epigenetic mechanisms are play a key part of the development of T1DM. T1DM is a result of autoimmunological attack on the pancreas β-cells. This proces ic connected with genetic predisposition (ex. haplotype HLA) but also by a signal from destroyed pancreas βcells stem from nnvironmental factors like chemicals (ex. heavy metals, dioxins), stress, diet and viruses precipitate the dectruction of pancreatic β-cells. Environmental factors which were mentioned are also engaged in epigenetic modification of genome in the following forms: methylation, acetylation, phosphorylation, ubiquitination and activity of microRNAs. The aim of this work is to summarize the newest data about epigenetic modification in the pathogenesis of T1DM taking into account the most important known mechanisms as well as possible implementation of this knowledge in bio-pharmaceutic industry. Piotr Wróblewski1, Paulina Pruszkowska-Przybylska2 Krążące mikroRNA w cukrzycy typu 1 1. Wprowadzenie Cukrzyca typu 1 (ang. Type 1 diabetesmellitus; T1DM) jest chorobą autoimmunologiczną, której patogeneza nie jest do końca poznana. Obecnie uważa się, iż choroba ta dotyka osoby predysponowane genetycznie, po zadziałaniu czynników środowiskowych zapoczątko-wujących reakcje immunologiczną [1]. Przyczyną T1DM jest destrukcja komórek beta wysp Langerhansa wywołana złożoną odpowiedzią immunologiczną, zarówno humoralną, jak i komórkową. Proces niszczenia komórek beta wysp trzustkowych odpowiedzialnych za produkcję insuliny,zależny jest od działania limfocytów T cytotoksycznych i przebiega bezobjawowo przez wiele miesięcy, a nawet lat. Okres ten nazywa się „prediabetes”, czyli stanem przedcukrzycowym. Po uszko-dzeniu 85-90% komórek beta dochodzi do bezwzględnego niedoboru insuliny i rozwoju hiperglikemii, co skutkuje wystąpieniem burzliwych objawów klinicznych [2]. W zależności od nasilenia procesu immunolo-gicznego przebieg choroby różni się między pacjentami. Choć nie jest to regułą, zazwyczaj objawy kliniczne szybciej narastają u młodszych pacjentów, niż w populacji dorosłych. W czasie rozpoznania T1DM u 85-90% obecne są markery procesu autoimmunologicznego, czyli przeciwciała przeciw antygenom trzustki takim jak: przeciwwyspowe (ICA), przeciwko dekarboksylazie kwasu glutaminowego (anty-GAD), przeciwko fosfatazie tyrozyny białkowej (IA2), przeciwinsulinowe (IAA), oraz przeciw trans-porterowi cynku(ZnT8) (rys.1)[3]. Do klasycznych objawów stwierdzanych w chwili rozpoznania T1DM należą m.in. : nasilone pragnienie, często-mocz, potęgujące się osłabienie, spadek masy ciała, infekcje, postępujące osłabienie ostrości wzroku [2]. 1 [email protected], Klinika Pediatrii, Onkologii, Hematologii i Diabetologii, I Katedra Pediatrii, Wydział Nauk Biomedycznych i Kształcenia Podyplomowego, Uniwersytet Medyczny w Łodzi, www.umed.pl 2 [email protected], Klinika Pediatrii, Onkologii, Hematologii i Diabetologii, I Katedra Pediatrii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Medyczny w Łodzi, www.umed.pl 107 Piotr Wróblewski, Paulina Pruszkowska-Przybylska Rysunek 1. Fazy rozwoju cukrzycy typu 1 według modelu Eisenbartha [zmodyfikowano wgEisenbarth G.S., 1986] Szacuje się, że obecnie na cukrzycę choruje 382 mln osób (rys. 2), z czego 5-10% stanowią pacjenci z T1DM. Dane epidemiologiczne wskazują, że liczba ta zwiększy się do 592 mln do 2035 roku. Niewłaściwe zarządzanie procesem leczenia, przewlekłe hiperglikemie oraz hipoglikemiepowodują, że u pacjentów z cukrzycą typu 1 rozwijają się poważne powikłania, które zmniejszają jakość i długość ich życia. Tylko w 2013 roku, liczba zgonów spowodowanych bezpośrednio przez cukrzycę wyniosła 5,1mln [4]. 108 Krążące mikroRNA w cukrzycy typu 1 Rysunek 2. Liczba chorych na świecie i w poszczególnych obszarach geograficznych w 2013 roku [zmodyfikowano wg IDF Diabetes Atlas, 2013] T1DM to najczęściej spotykana choroba metaboliczna i endokrynna wśród dzieci i młodzieży. Szacuje się, że 75% osób chorujących na T1DM to młode osoby, poniżej 19 roku życia [2]. Głównymi przyczynami śmiertelności wśród tej grupy pacjentów są ostre powikłania choroby: cukrzycowa kwasica ketonowa (ang. Diabeticketoacidosis; DKA) oraz ciężka hipoglikemia (ang. Severehypoglycemia; SHG). 2. Kwasica ketonowa i ciężka hipoglikemia DKA jest stanem bezpośredniego zagrożenia życia, który ujawnia się w czasie naturalnego przebiegu T1DM. Najczęściej występuje w trakcie rozpoznania choroby. W przewlekłej T1DM pojawia się sporadycznie z częstością około 2,4 epizodów/ 100 pacjentów/ rok [5]. Każdy epizod DKA jest potencjalnie niebezpieczny dla życia i zdrowia osoby chorej. Przeprowadzone badania sugerują, że w 6 miesięcy po epizodzie DKA współistniejącym z obrzękiem mózgu, u 35% pacjentów dochodzi do nieodwracalnych zaburzeń neurologicznych takich jak: osłabienie wzroku, zaburzenie funkcji motorycznych, osłabienie pamięci krótkotrwałej oraz problemy z uczeniem się [6]. Kolejnym z ostrych powikłań T1DM jest hipoglikemia (ang. Hypoglycemia; HG). Jest to spadek stężenia glukozy we krwi będący potencjalnie szkodliwym dla zdrowia. Glikemia na poziomie niższym niż 70mg/dL jest ogólnie uznawana za HG, jednak próg ten jest indywidualny 109 Piotr Wróblewski, Paulina Pruszkowska-Przybylska dla każdego pacjenta [7]. SGH jest definiowana jako zdarzenie przebiegające z napadem drgawkowym lub też z utratą przytomności. Częstość SHG szacowana jest na 5-20 epizodów/ 100 pacjentów/ rok [8]. Wystąpienie SHG u dzieci z T1DM jest również związane z nieodwracalnymi następstwami. Należą do nich m.in. : osłabienie orientacji przestrzennej, obniżenie zdolności poznawczych, ograniczenie umiejętności psychoruchowych oraz upośledzenie funkcjonowania narządu przedsionkowego [9†11]. 3. Czynniki genetyczne związane z cukrzycą typu 1 W patogenezie T1DM znaczącą rolę odgrywają czynniki genetyczne. Z analizy danych epidemiologicznych wynika, że ryzyko wystąpienia cukrzycy typu 1 w obrębie rodzin osób dotkniętych chorobą jest znacznie wyższe, niż w przypadku osób z populacji generalnej, u których ryzyko to wynosi około 0,5%. Predyspozycje genetyczne przedstawiają się następująco [2]: 0,5% – brak cukrzycy w rodzinie; 1-4% – u potomstwa matek chorych na cukrzycę; 3-8% – u potomstwa ojców chorych na cukrzycę; 30% – u potomstwa obojga rodziców chorych na cukrzycę; 3-6% – u nie bliźniaczego rodzeństwa chorego na cukrzycę; 8% – u niezygotycznych bliźniąt chorego; 30% – u bliźniąt monozygotycznych w ciągu 10 lat od rozpoznania T1DM u chorego bliźniaka i 65% do wieku 65 lat. Związek patogenezy cukrzycy typu 1 z nieprawidłową aktywnością układu immunologicznego skłonił badaczy do identyfikacji genów odpowiedzialnych za wywołanie reakcji immunologicznej skierowanej przeciwko komórkom beta wysp trzustkowych. W ten sposób wytypowano ponad 40 loci genetycznych związanych z cukrzycą typu 1 [12]. Najsilniejszy związek wykazują geny głównego układu zgodności tkankowej (ang. Major histocompatibility complex; MHC), zlokalizowane w krótkim ramieniu chromosomu 6 (6p21)[13]. Geny znajdujące się w regionie 6p21 kodują antygeny ludzkich leukocytów (ang. Human leukocyte antygen; HLA). HLA to glikoproteiny znajdujące się na powierzchni komórek zaangażowane w procesy prezentacji antygenu limfocytom T. Istnieją 2 klasy HLA: HLA klasy 1 prezentujące antygen limfocytom T cytotoksycznym (CD8+), oraz HLA klasy 2 prezentujące antygen limfocytom T regulatorowym (CD4+). Zdolność wiązania antygenów przez glikoproteiny klasy 2 jest uzależniona od zawartości budujących je aminokwasów. Z tego względu, że aminokwasy są kodowane przez DNA uważa się, że niektóre polimorficzne warianty genów HLA klasy 2 mają 110 Krążące mikroRNA w cukrzycy typu 1 związek z cukrzycą typu 1. Są to głównie polimorfizmy genów kodujących podregiony DR i DQ. Zidentyfikowano 3 genotypy predysponujące do rozwoju cukrzycy oraz 1 genotyp ochronny. Największe ryzyko rozwoju cukrzycy typu 1 mają osoby posiadające heterozygotyczny genotyp HLA DR3/DR4. Są to osoby mające allele DQA1*501 oraz DQB1*0302. Nosicielstwo allela DRB1*0405 również związane jest ze zwiększonym ryzykiem zachorowania na cukrzycę typu 1, natomiast allele DRB1*0403 oraz DRB1*0406 uznawane są za allele ochronne. (tab. 1) [14†16]. Tabela 1. Iloraz szans (OR) rozwoju cukrzycy typu 1 na podstawie genotypowania HLA według Noble‟a i wsp., 2011 Genotyp HLA DR3/DR4 DR3/DR3 Pełny genotyp DRB1*0301-DQA1*0501DQB1*0201 i DRB1*0401/5DQA1*0301-DQB1*0302 DRB1*0301-DQA1*0501DQB1*0201 DR4/DR4 DRB1*0401/5-DQA1*0301DQB1*0302 DR2/DR2 DRB1*1501-DQA1*102DQB1*0602 Iloraz szans OR (95% CI) 16,59 (13,70-20,10) 6,32 (5,12-7,80) 5,68 (3,91-8,23) 0,03 (0,01-0,07) OR (odds ratio) – iloraz szans; CI (confidenceinterval) – przedział ufności 4. mikroRNA Uważa się, że RNA to jeden z podstawowych czynników odpowiedzialnych za kontrolę procesu ekspresji informacji genetycznej. Jak dotąd, opisano kilka typów krótkich regulatorowych RNA (ang. small regulatory RNA; srRNA), biorących udział w wyciszaniu genów na różnych poziomach molekularnych. Wyodrębniono dwie główne grupy srRNA: mikroRNA (ang. microRNA; miRNA) biorące udział w regulacji ekspresji genów na poziomie potranskrypcyjnym, oraz krótkie interferujące RNA (ang. Small interfering RNA; siRNA), odgrywające istotną rolę w wyciszaniu genów na poziomie zarówno transkrypcyjnym jak i potranskrypcyjnym [17†19]. Istnieje również grupa krótkich cząsteczek RNA, nazywanychpiRNA (ang. piwi-interacting RNA; piRNA), które poprzez tworzenie kompleksów z białkami PIWI wpływają na proces translacji oraz biorą udział w procesie związanym z tworzeniem się par przez chromosomy homologiczne [20]. 111 Piotr Wróblewski, Paulina Pruszkowska-Przybylska MikroRNA to najliczniejsza grupa jednoniciowych, niekodujących, endogennych cząsteczek RNA. Dojrzałe miRNA powstają z dwuniciowych prekursorów i zbudowane są zwykle z 21-23 nukleotydów. Pojedyncza cząsteczka miRNA może jednocześnie brać udział w regulacji ekspresji wielu docelowych genów [21]. Szacuje się, że ponad 30% genów kodujących białka w komórkach eukariotycznych podlega regulacji przez miRNA [22]. miRNA pełnią istotną rolę w przebiegu wielu procesów fizjologicznych oraz patofizjologicznych. Między innymi odgrywają ważną rolę w rozwoju, różnicowaniu oraz regulowaniu funkcji komórek beta trzustki [23]. Pierwszymi opisanymi w latach dziewięćdziesiątych miRNA były lin-4 i let-7 odpowiedzialne za rozwój i organogenezę nicienia Caenorhabditis elegans [24]. Za odkrycie zjawiska interferencji RNA-RNAi (ang. RNA interference; RNAi) Andrew Z. Fire i Craig C. Mello zostali uhonorowani w 2006 roku Nagrodą Nobla w zakresie biologii i medycyny [25]. W międzyczasie potwierdzono wszechobecność cząsteczek miRNA o różnej budowie i profilu ekspresji [26]. 4.1. Biogeneza miRNA Geny kodujące miRNA są transkrybowane w jądrze komórki przez enzym polimerazę II RNA, tworząc pierwotny prekursor miRNA, primiRNA, o charakterystycznej strukturze długiej, nieregularnej „spinki do włosów”. Dojrzewanie miRNA odbywa się w dwóch etapach katalizowanych przez rybonukleazy należące do rodziny RNaz III, Drosha oraz Dicer [27]. Jeszcze w jądrze komórki pri-miRNA jest cięte przez kompleks tzw. Mikroprocesora składającego się z enzymu Drosha oraz białka DGCR8. W ten sposób powstaje pre-miRNA, które następnie transportowane jest na zewnątrz jądra przez Eksportynę-5 (ang. Exportin-5; Exp-5) związaną z białkiem Ran zależnym od GTP [26]. W cytoplazmie komórki premiRNA jest cięte przez kompleks składający się z enzymu Dicer oraz białek Argonaute (Ago) oraz TRBP i/lub PACT. Produktem tego etapu biogenezy jest dupleks miRNA-miRNA, który może tworzyć dojrzałe aktywne kompleksy wyciszające ekspresję genów (ang. microRNA inducedsilencing complex; miRISC) (rys. 3) [28]. 112 Krążące mikroRNA w cukrzycy typu 1 Rysunek 3. Biogeneza mikroRNA [zmodyfikowano wg Winter J. i wsp., 2009] 4.2. Regulacyjna funkcja miRNA MiRNA biorą udział w regulacji ekspresji genów na poziomie potranskrypcyjnym. Wiążą cząsteczkę mRNAw regionie 3‟ nieulegającym transkrypcji (3‟UTR)[29].Wyciszanie ekspresji genów jest możliwe dzięki komplementarności par zasad miRNA oraz RNA informacyjnego. Regulacja ta może odbywać się w dwojaki sposób: poprzez degradację mRNA lub represję translacji. Do uruchomienia pierwszego mechanizmu niezbędna jest całkowita komplementarność. Wtedy białko Ago jest w stanie rozszczepić nić mRNA i doprowadzić do jej degradacji. MiRNA nie ulega podczas tego procesu uszkodzeniu i może wpływać na kolejne cząsteczki mRNA. Gdy nie ma całkowitej komplementarności translacja jest blokowana – mówi się wtedy o zahamowaniu translacji transkryptu (rys. 3)[30]. U zwierząt oraz ludzi dominuje właśnie ten mechanizm. Niestety nie jest on do końca poznany [31]. 113 Piotr Wróblewski, Paulina Pruszkowska-Przybylska 5. miRNA związane z cukrzycą typu 1 W 2012 roku Nielsen opublikował wyniki swojej pracy dotyczące analizy profili miRNA u pacjentów ze świeżo rozpoznaną cukrzycą typu 1. Badacz zidentyfikował 12 miRNA (miR-24, miR-25, miR-26a, miR-27a, miR-27b, miR-29a, miR-30a-5p, miR-148a, miR-152, miR-181a, miR200a oraz miR-210), których ekspresja znacząco różniła się u osób z cukrzycą typu 1, w porównaniu z grupą kontrolną, którą stanowiły dobrane wiekowo osoby zdrowe. W badaniu tym wykazano również korelację pomiędzy stężeniem miR-25 a resztkową funkcją komórek B (określoną na podstawie stężenia c-peptydu) oraz poziomem glikemii (określonym przy pomocy hemoglobiny glikowanej, HbA1c, po 3 miesiącach od rozpoznania choroby) [32]. Na spotkaniu Europejskiego Stowarzyszenia Badań nad Cukrzycą (ang. European Association for the Study of Diabetes; EASD) w 2012 roku, Sebastiani przedstawił wyniki swojej pracy dotyczącej porównania poziomów ekspresji miRNA u osób z cukrzycą typu 1 a zdrową grupa kontrolną. Z 206 miRNA wykrytych w surowicy osób badanych, 64 profile różniły się między grupami. Analiza zmienionych profili wykazała, że zidentyfikowane miRNA biorą udział w regulacji funkcji komórek układu odpornościowego (miR-31, miR-146a, miR-155, miR-181a oraz miR-199a) oraz komórek B (miR-9 oraz miR-34a). Sebastiani zaproponował również wykorzystanie profilu miR-375 jako stabilnego markera śmierci komórek B [33]. Postanowiono także zbadać poziomy miRNA w komórkach krwi, które mogą brać udział w odpowiedzi immunologicznej prowadzącej do destrukcji komórek B oraz powstania obrazu klinicznego cukrzycy typu 1. Salas-Perez zidentyfikował miRNA (miR-21a oraz miR-93), mające zmniejszoną ekspresję w komórkach jednojądrzastych z krwi obwodowej (ang. peripheralbloodmononuclearcells; PBMC) u pacjentów z cukrzycą typu 1. Badania in vitro wykazały, że ekspresja miR-21a zmienia się również w trakcie inkubacji PBMC w medium zawierającym wysokie stężenie glukozy (25mmol/l). Wyniki tego badania sugerują, że zmniejszenie ekspresji miR-21a może być spowodowane przewlekłą hiperglikemią [34]. Sebastiani w badaniu dotyczącym ekspresji miRNA w limfocytach z krwi od pacjentów z cukrzycą typu 1, zaobserwował podwyższoną ekspresję miR-326. Wykazał również, że poziom ekspresji miR-326 koreluje z procesem autoimmunizacji wysp trzustkowych. Yang wraz ze współpracownikami, zidentyfikował 26 miRNA, których ekspresja w PBMC była zaburzona u pacjentów ze świeżo rozpoznaną cukrzycą typu 1 w porównaniu ze zdrową grupą kontrolą. Badacz wykazał 114 Krążące mikroRNA w cukrzycy typu 1 związek pomiędzy zmniejszoną ekspresją miR-146a a wysokim mianem przeciwciał anty-GAD [35]. Takahashizidentyfikował u pacjentów z cukrzycą typu 1, 44 zmienione profile miRNA (35 o zwiększonej ekspresji oraz 9 o zmniejszonej ekspresji), które mogą stanowić potencjalne biomarkery cukrzycy. Przeprowadzono również analizę potencjalnych genów targetowych dla zmienionych profili miRNA. W ten sposób wytypowano 47 potencjalnych genów, prawdopodobnie regulowanych przez miRNA oraz związanych z cukrzycą typu 1 [36]. 6. Podsumowanie Cząsteczki miRNA nabierają coraz większego znaczenia w badaniach związanych z różnymi chorobami, w tym z T1DM. Niektóre miRNA uwalniane do krwiobiegu mogą zostać wykorzystane do oceny stanu zdrowia pacjentów oraz progresji choroby. Krążące miRNA mogą stać się w przyszłości narzędziem identyfikacji pacjentów w grupie wysokiego ryzyka rozwoju ostrych powikłań T1DM. Prawidłowe rozpoznanie zagrożenia może realnie wpłynąć na poprawę jakości opieki medycznej i tym samym na zapobieganie wystąpienia kolejnych epizodów DKA i HG oraz następstw tych ostrych powikłań T1DM. miRNA produkowane są wewnątrz komórek, ale są również uwalniane na zewnątrz, co umożliwia pomiar ich ekspresji w płynach ustrojowych, takich jak surowica lub osocze krwi. Z tego względu pozyskiwanie materiału do badań wydaje się być mniej kłopotliwe. Poza tym miRNA charakteryzują się większą stabilnością i odpornością na degradację niż mRNA. miRNA stanowią doskonały materiał badawczy, który można wykorzystać w celu dokładniejszego poznania choroby jaką jest T1DM. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. Stefan M., Zhang W., Concepcion E., et al, DNA methylation profiles in type 1 diabetes twins point to strong epigenetic effects on etiology, J Autoimmun, 2014 May;50:33-7 Sieradzki J., Cukrzyca. Tom 1, Gdańsk: VIA MEDICA; 2015 Winter W. E., Schatz D. A., Autoimmune markers in diabetes, Clin Chem, 2011 Feb;57(2):168-75 International Diabetes Federation, IDF Diabetes Atlas, 6 ed. Brussels, Belgium, International Diabetes Federation, 2013 Cherubini V., Pintaudi B., Rossi M. C., et al, Severe hypoglycemia and ketoacidosis over one year in Italian pediatric population with type 1 diabetes mellitus: a multicenter retrospective observational study, Nutr Metab Cardiovasc Dis, 2014 May;24(5):538-46 115 Piotr Wróblewski, Paulina Pruszkowska-Przybylska 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. Edge J., Hawkins M., Winter D., et al., The risk and outcome of cerebral oedema developing during diabetic ketoacidosis, Arch Dis Child, 2001 Jul;85(1):16-22 Seaquist E. R., Anderson J., Childs B., et al, Hypoglycemia and diabetes: a report of a workgroup of the American Diabetes Association and the Endocrine Society, Diabetes Care, 2013 May;36(5):1384-95 Ly T. T., Maahs D. M., Rewers A., et al, Assessment and management of hypoglycemia in children and adolescents with diabetes, Pediatr Diabetes, 2014 Jul;15(20):180-92 Hershey T., Perantie D. C., Warren S. L., et al, Frequency and timing of severe hypoglycemia affects spatial memory in children with type 1 diabetes, Diabetes Care, 2005 Oct;28(10):2372-7 Asvold B. O, Sand T., Hestad K., et al, Cognitive function in type 1 diabetic adults with early exposure to severe hypoglycemia: a 16-year follow-up study, Diabetes Care, 2010 Sep;33(9):1945-7 Gawron W., Pospiech L., Orendorz-Fraczkowska K., et al, Are there any disturbances in vestibular organ of children and young adults with Type I diabetes?, Diabetologia, 2002 May;45(5):728-34 Barrett J. C., Clayton D. G., Concannon P., et al, Genome-wide association study and meta-analysis find that over 40 loci affect risk of type 1 diabetes, Nat Genet, 2009 Jun;41(6):703-7 Nejentsev S., Howson J. M., Walker N.M., et al, Localization of type 1 diabetes susceptibility to the MHC class I genes HLA-B and HLA-A, Nature, 2007 Dec;450(7171):887-92 Noble J. A., Erlich H .A., Genetics of type 1 diabetes, Cold Spring Harb Perspect Med, 2012 Jan;2(1):a007732 Noble J. A., Valdes A.M., Genetics of the HLA region in the prediction of type 1 diabetes, Curr Diab Rep, 2011 Dec;11(6):533-42 Baisch J. M., Weeks T., Giles R., et al, Analysis of HLA-DQ genotypes and susceptibility in insulin-dependent diabetes mellitus, N Engl J Med, 1990 Jun;322(26):1836-41 Athanasius F., Bompfünewerer Consortium, Backofen R, Bernhart SH, et al., RNAs everywhere: genome-wide annotation of structured RNAs, J Exp Zool B Mol Dev Evol. 2007 Jan;308(1):1-25 Filip A., MikroRNA: nowe mechanizmy regulacji ekspresji genów, Post Bioch, 2007;53: 413-419 Li S. C., Tang P., Lin W.C., Intronic microRNA: discovery and biological implications, DNA Cell Biol, 2007 Apr;26(4):195-207 Ghildiyal M., Zamore P. D., Small silencing RNAs: an expanding universe, Nat Rev Genet, 2009 Feb;10(2):94-108 Satoh J., Tabunoki H., Comprehensive analysis of human microRNA target networks, Bio Data Min, 2011 Jun;4:17 Berezikov E., Guryev V., van de Belt J., et al, Phylogenetic shadowing and computational identification of human microRNA genes, Cell, 2005 Jan;120(1):21-4 116 Krążące mikroRNA w cukrzycy typu 1 23. Ozcan S., Minireview: microRNA function in pancreatic β cells, Mol Endocrinol, 2014 Dec;28(12):1922-33 24. Pasquinelli A. E., Ruvkun G., Control of developmental timing by micrornas and their targets, Annu Rev Cell Dev Biol, 2002 Jun;18:495-513 25. Fire A., Xu S., Montgomery M. K., et al, Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans, Nature, 1998 Feb;391(6669):806-11 26. Dominique L., Ouellet, Marjorie P. Perron, Lise-AndréeGobeil, et al., MicroRNAs in Gene Regulation: When the Smallest Governs It All, J Biomed Biotechnol. 2006 Jul;2006:69616 27. Guay C., Regazzi R., Circulating microRNAs as novel biomarkers for diabetes mellitus, Nat Rev Endocrinol, 2013 Sep;9(9):513-21 28. Winter J., Jung S., Keller S., et al, Many roads to maturity: microRNA biogenesis pathways and their regulation, Nat Cell Biol, 2009 Mar;11(3):228-34 29. Bartel D.P., MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function, Cell, 2004 Jan;116(2):281-97 30. Zeng Y., Wagner E. J., Cullen B.R., Both natural and designed micro RNAs can inhibit the expression of cognate mRNAs when expressed in human cells, Mol Cell. 2002 Jun;9(6):1327-33 31. John B., Enright A. J., Aravin A., et al, Human MicroRNA targets, PLoS Biol, 2004 Nov;2(11):e363 32. Nielsen L. B., Wang C., Sorensen K., et al, Circulating levels of microRNA from children with newly diagnosed type 1 diabetes and healthy controls: evidence that miR-25 associates to residual beta-cell function and glycaemic control during disease progression, Exp Diabetes Res, 2012 Jul;2012:896362 33. Sebastiani G., Spagnuolo I., Patti A., et al, MicroRNA expression fingerprint in serum of type 1 diabetic patients, Diabetologia, 2012 Oct;55:48 34. Salas-Pérez F., Codner E., Valencia E., et al, MicroRNAs miR-21a and miR-93 are down regulated in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from patients with type 1 diabetes, Immunobiology, 2013 May;218(5):733-7 35. Yang M., Ye L., Wang B., et al, Decreased miR-146 expression in peripheral blood mononuclear cells is correlated with ongoing islet autoimmunity in type 1 diabetes patients 1miR-146, J Diabetes, 2015 Mar;7(2):158-65 36. Takahashi P., Xavier D. J., Evangelista A. F., et al, MicroRNA expression profiling and functional annotation analysis of their targets in patients with type 1 diabetes mellitus, Gene, 2014 Apr;539(2):213-23 117 Piotr Wróblewski, Paulina Pruszkowska-Przybylska Krążące mikroRNA w cukrzycy typu 1 Cukrzyca typu 1 (ang. type 1 diabetesmellitus; T1DM) jest chorobą z autoagresji, której przyczyną jest zniszczenie komórek beta wysp trzustkowych przez proces autoimmunologiczny zależny od limfocytów T. Po uszkodzeniu ponad 90% komórek dochodzi do bezwzględnego niedoboru insuliny i rozwoju hiperglikemii, co skutkuje wystąpieniem zwykle burzliwych objawów klinicznych. T1DM może pojawić się u każdego, jednak najczęściej dotyka dzieci i młodych dorosłych. Szacuje się, że obecnie na cukrzycę choruje około 382 mln osób, z czego 10% stanowią pacjenci z T1DM. Dane epidemiologiczne wskazują, że liczba ta podwoi się do 2050 roku. Niewłaściwe zarządzanie procesem leczenia powoduje że, u pacjentów z T1DM rozwijają się poważne powikłania, które zmniejszają jakość i długość ich życia. Tylko w 2012 roku, liczba zgonów spowodowanych bezpośrednio przez cukrzycę wyniosła 1,5 mln. Cukrzycowa kwasica ketonowa (ang. diabeticketoacidosis; DKA) oraz ciężka hipoglikemia (ang. severehypoglycemia; SHG) to główne przyczyny śmiertelności u dzieci i młodzieży z rozpoznaną T1DM. Podstawowym wyzwaniem dla pediatrów oraz opiekunów diabetyków jest przeciwdziałanie wystąpieniu tych stanów, a także monitorowanie ich przebiegu. Rozpoznanie DKA oraz SHG jest relatywnie proste i polega na ocenie stężenia glukozy oraz gazometrii krwi. T1DM jest związana z wyraźnymi zmianami w profilu mikroRNA (miRNA) – cząsteczek niekodującego RNA, które odgrywają istotną rolę w regulacji ekspresji genów oraz uczestniczą w wielu procesach patofizjologicznych. miRNA produkowane są wewnątrz komórek, ale są również uwalniane na zewnątrz, co umożliwia pomiar ich ekspresji w płynach ustrojowych. Zmiany w funkcjonowaniu organizmu wywołane stanem patologicznym powodują zaburzenia poziomu ekspresji miRNA, a zmienione profile są charakterystyczne dla danej jednostki chorobowej. Z tego względu miRNA jest coraz częściej traktowane jako marker diagnostyczny w chorobach neurodegeneracyjnych, nowotworowych, czy układu immunologicznego organizmu. Niektóre miRNA uwalniane do krwiobiegu mogą zostać wykorzystane do oceny stanu zdrowia pacjentów z T1DM oraz progresji choroby. Krążące miRNA mogą stać się w przyszłości narzędziem identyfikacji pacjentów w grupie wysokiego ryzyka rozwoju ostrych powikłań T1DM. Prawidłowe rozpoznanie zagrożenia może realnie wpłynąć na poprawę jakości opieki medycznej i tym samym na zapobieganie wystąpienia kolejnych epizodów DKA i HG oraz następstw tych ostrych powikłań T1DM. Celem pracy jest usystematyzowanie wiedzy i informacji dotyczących zmian w obrębie profili miRNA spowodowanych wystąpieniem T1DM oraz jej ostrych powikłań: DKA i SHG. The circulating miRNome of type 1 diabetes Type 1 diabetes mellitus (T1DM) is an autoimmune disease that results from the destruction of pancreatic beta cells due to an autoimmune T cell-dependent process. After the destruction of more than 90% of the cells, the absolute insulin deficiency leads to hyperglycemia. Which manifests with turbulent clinical symptoms. T1DM can occur in anyone, but most commonly affects children and young adults. It is estimated that diabetes currently affects around 382 million people, of which 10% are patients with T1DM. Epidemiological data indicate that this number will double by 2050. Without proper management, patients with diabetes mellitus develop serious complications that reduce their quality of life and life expectancy. In 2012, an estimated 1.5 million deaths were directly caused by diabetes. Diabetic ketoacidosis (DKA) and severe hypoglycaemia (SHG) are major causes of mortality in children and adolescents with diagnosed T1DM. The primary challenge for pediatricians and caregivers of diabetics is to prevent the occurrence of these states, and monitor their progress. Diagnosis of DKA and SHG is relatively simple and is based on the assessment of glucose levels in blood and measurement of blood gases. 118 Krążące mikroRNA w cukrzycy typu 1 T1DM is associated with distinct modifications in the profile of microRNAs (miRNAs) – noncoding RNAs that play an important role in the regulation of gene expression and participate in many pathophysiological processes. miRNAs are produced inside the cells, but are also released to the bloodstream, which enables measurement of their expression in body fluids. Pathophysiological changes in the human body cause disturbances of miRNAs concentration, and these changes are characteristic of the disease entity. Therefore, miRNAs are used as a diagnostic marker in neurodegenerative diseases, cancers and immune response of the body more frequently. Some miRNAs are detectable in the serum or plasma and can be used to evaluate health status of patients with T1DM and disease progression. Circulating miRNAs might soon become a diagnostic tool to identify individuals at high risk of developing short term complications of T1DM. Proper identification of the hazards can actually lead to improved quality of healthcare and thereby prevent the onset of subsequent episodes of DKA and HG, and the consequences of these acute complications of T1DM. The aim of this work is to present systematically the knowledge and information relating to changes in the profiles of miRNAs resulted from the occurrence of T1DM and its acute complications: DKA and SHG. 119 Urszula Bojakowska1, Paweł Kalinowski2, Marta Kowalska3, Ewelina Kozłowska4 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. I 1. Wstęp i cel pracy Cukrzyca może prowadzić do groźnych powikłań wielu układów i narządów, które są związane głównie z hiperglikemią. Utrzymujące się złe wyrównanie cukrzycy skutkuje wystąpieniem ostrych powikłań, a trwająca dłużej cukrzyca, zwłaszcza leczona mało intensywnie, powoduje powstanie uszkodzeń narządów. Celem pracy było przedstawienie powikłań cukrzycy. Szczególną uwagę zwrócono na powikłania ostre wynikające z hiperglikemii, hipoglikemię oraz powikłania o charakterze mikroangiopatii. 2. Podział i charakterystyka powikłań cukrzycy Powikłania cukrzycy to grupa dolegliwości i objawów tworzących charakterystyczne zespoły, które występują w chorobie i determinują jej przebieg. Powikłania cukrzycy dzielimy na: Powikłania ostre – grupę tą stanowią pojawiające się nagle stany głębokiego zaburzenia metabolicznego, połączone z reguły z zaburzeniem równowagi kwasowo – zasadowej i gospodarki wodno – elektrolitowej, spowodowane ostrym niedoborem insuliny. Doprowadzają one szybko do znacznego upośledzenia stanu ogólnego, zaburzeń świadomości i często do śmierci. Do tej grupy zalicza się także powikłania związane z leczeniem insuliną. Powikłania przewlekłe – do grupy tej zaliczamy charakterystyczne zespoły dolegliwości i objawów będące klinicznym wykładnikiem zmian w naczyniach, nerwach i innych narządach. Pojawiają się one w miarę 1 [email protected], Samodzielna Pracownia Epidemiologii, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 2 [email protected], Samodzielna Pracownia Epidemiologii, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 3 [email protected], Samodzielna Pracownia Epidemiologii, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 4 [email protected], Samodzielna Pracownia Epidemiologii, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 120 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. I trwania cukrzycy i przyczyniają się do inwalidztwa oraz przedwczesnej umieralności. Zaliczamy tu zespół: mikroangiopatii – w wyniku indukowanych przez niedobór insuliny i hiperglikemię zaburzeń metabolicznych składników ściany włośniczek i małych naczyń – głównie retinopatii i nefropatii cukrzycowej; makroangiopatii – w wyniku zaburzeń metabolicznych i innych zmian w biologii ściany tętnic – przyspieszenie i modyfikowanie rozwoju miażdżycy tętnic mózgu, serca i kończyn dolnych; neuropatii cukrzycowej – zależne od toksycznego działania hiperglikemii i angiopatii w układzie nerwowym uszkodzenie ośrodkowego, obwodowego i autonomicznego układu nerwowego [1]. 2.1. Powikłania ostre Hiperglikemia występuje jeżeli poziom glukozy w osoczu krwi żylnej jest ≥ 7,8 mmol/l (140 mg/dl). Powstaje ona przede wszystkim w wyniku zaburzeń zależnych od upośledzenia regulacyjnego wpływu insuliny [2]. W cukrzycy w wyniku ostrego, bezwzględnego lub względnego niedoboru insuliny może dojść do rozwoju głębokich zaburzeń metabolicznych, które powodują powstanie ostrych zespołów klinicznych z zaburzeniami lub utratą przytomności [3]. Zaliczamy do nich: kwasicę ketonową, zespół hiperglikemiczno – hipermolalny oraz kwasicę mleczanową. Wszystkie te stany związane głównie z hiperglikemią powinno się traktować jako stany zagrażające życiu [4]. Kwasica i śpiączka ketonowa może wystąpić w cukrzycy każdego typu, jednak często jako pierwsza manifestuje się w cukrzycy typu 1. Śmiertelność w przebiegu tego powikłania szacuje się na 5-10%. Cukrzycowa kwasica ketonowa jest kompleksem ostrych zaburzeń przemiany glukozy, białek, tłuszczów, wody i elektrolitów, a także równowagi kwasowo-zasadowej [3]. Rozwija się w skutek bezwzględnego lub względnego niedoboru insuliny, współistniejącego ze zwiększeniem stężeń antaganistycznych w stosunku do insuliny hormonów katabolicznych. Spośród czynników ryzyka kwasicy i śpiączki ketonowej do najważniejszych należą ostre zakażenia bakteryjne i wirusowe oraz przerwanie insulinoterapii, a także błędy w jej stosowaniu. Wywołać ten stan mogą także ostre choroby sercowo – naczyniowe, takie jak udar mózgu czy zawał serca, opóźnione rozpoznanie cukrzycy oraz wszystkie stany powodujące gwałtowne zwiększenie zapotrzebowania na insulinę [5]. Ostro powstający niedobór insuliny łącznie z zaburzeniami zwiększającymi tkankową insulinooporność powoduje narastające zwiększanie się glukoneogenezy oraz zmniejszenie asymilacji glukozy w tkankach, przede 121 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska wszystkim w mięśniach i wątrobie. Powstaje szybko narastająca hiperglikemia wywołująca diurezę osmotyczną, ketonurię i glukozurię. W wyniku tych zaburzeń organizm traci energię wodę i elektrolity – K, Na, Mg, fosforany – powstaje ostry zespół odwodnienia z dyselektrolitemią. Jednocześnie intensywnemu nasileniu ulega lipoliza. Powoduje to zwiększenie wolnych kwasów tłuszczowych we krwi i ich przemiana do ciał ketonowych. Ketony działają jak dość silne kwasy – powodują kwasicę metaboliczną [6]. Kwasicę ketonową z reguły poprzedzają objawy ostrzegawcze, do których zaliczamy suchość w jamie ustnej, nadmierne pragnienie, ogólne osłabienie, wielomocz, ból brzucha i ból w klatce piersiowej, bóle i zawroty głowy, uczucie zmęczenia i senność. W wyniku postępującej kwasicy może dojść do zaburzeń świadomości i śpiączki. Do objawów przedmiotowych w przebiegu kwasicy i śpiączki ketonowej zaliczymy tachykardię, obniżenie ciśnienia tętniczego krwi, przyspieszony i głęboki oddech, a w późniejszym okresie płytki. Kwasicy ketonowej również towarzyszy odwodnienie, na które składa się utrata masy ciała i zmniejszone napięcie skóry. Często obserwuje się osłabienie odruchów ścięgnistych, zapach acetonu z ust i zaczerwienienie twarzy [5]. Określenie nasilenia zaburzeń metabolicznych dokonuje się zarówno na podstawie wyników badań biochemicznych, jak i stopnia zaburzeń świadomości. Łagodną kwasicę ketonową charakteryzuje hiperglikemia większa niż 19,4 mmol/l (350 mg/dl) z acetonurią oraz zmniejszeniem stężenia wodorowęglanów poniżej 18 mmol/l i pH mniejszym niż 7,36. Jeśli stężenie wodorowęglanów jest mniejsze niż 15 mmol/l, a pH mniejsze niż 7,2 i występuje znaczna acetonuria odpowiada to umiarkowanie ciężkiej kwasicy ketonowej. Gdy stężenie glukozy przekracza 27,8 mmol/l (500 mg/dl), zasób zasad jest mniejszy niż 10 mmol/l, a pH jest mniejsze niż 7,1, istnieje ketonuria lub zaburzenia świadomości to stan taki określa się jak ciężką kwasicę ketonową. Jeśli powyższym zaburzeniom towarzyszy utrata przytomności rozpoznaje się pełną śpiączkę ketonową [3]. Stwierdzenie kwasicy ketonowej nie jest równoznaczne z rozpoznaniem cukrzycowej kwasicy ketonowej (DAK), jej obecność bowiem może być związana z innymi stanami, jak ketoza głodowa czy alkoholowa. W rozpoznaniu wówczas pomocne jest zebranie wywiadu oraz oznaczenie glikemii, która w ketozie głodowej czy alkoholowej jest często obniżona, nawet do wartości hipoglikemii, nie występuje także charakterystyczny dla DAK cukromocz [4]. Leczenie ma na celu zahamowanie zaburzeń metabolicznych, które powstają w czasie rozwoju kwasicy ketonowej, a wiec zahamowanie katabolizmu białek, przywrócenie komórkowej asymilacji glukozy i innych substratów, zmniejszenie glukoneogenezy i lipolizy, wyrównanie niedoborów energii oraz wyrównanie niedoborów wody i elektrolitów [3]. 122 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. I Zespół hiperglikemiczno – hipermolalny to ostre powikłanie cukrzycy rozwijające się również w wyniku niedoboru insuliny, jednak najczęściej nie tak znacznego, jak w zespołach z ketozą [3]. Zespół ten występuje głównie u chorych na cukrzycę typu 2, zwłaszcza w wieku starszym, ale zdarza się również w cukrzycy typu 1 w młodszym wieku, nawet u dzieci. Śmiertelność w pełnoobjawowych zespołach nieketonowej śpiączki hipermolalnej wynosi około 15% [5]. Na czoło powikłań wysuwa się zapaść i niewydolność nerek, groźnym powikłaniem w przebiegu tego zaburzenia jest także obrzęk mózgu [4]. Wyjaśniając przyczynę zespołu hiperglikemiczno – hipermolalnego najczęściej wskazuje się niesprzyjający ektogenezie wpływ małego stężenia kwasów tłuszczowych we krwi i upośledzenia ich wytwarzania przez hepatocyty, a także bezpośrednie hamowanie enzymów ektogenezy przez częściowo zachowaną sekrecję insuliny [3]. Kliniczne zaburzenia zespołu obejmują hiperglikemię większą od 600 mg/dl (33,3 mmol/l), odwodnienie hiperosmotyczne, podwyższoną osmolalność osocza – 320-400 mOsm/l oraz spadek ciśnienia tętniczego [6]. Główne objawy towarzyszące temu zaburzeniu to utrata świadomości, aż do śpiączki, objawy znacznego odwodnienia, zaczerwienienie, tachykardia, przyspieszony i płytki oddech, często obniżenie ciśnienia tętniczego krwi. Leczenie polega przede wszystkim na uzupełnieni niedoboru wody, zmniejszeniu hiperglikemii, wyrównaniu zaburzeń elektrolitowych podobnie jak w kwasicy ketonowej oraz leczeniu przyczynowym [5]. Kolejnym ostrym powikłaniem związanym z zaburzeniami metabolicznymi jest cukrzycowa kwasica mleczanowa. Mianem kwasicy mleczanowej określa się zespół, który pod względem biochemicznym jest kwasicą metaboliczną spowodowaną nagromadzeniem się mleczanu we krwi w ilości większej niż 5 mmol/l oraz obniżeniem pH poniżej 7,37 [6]. Zespół ten spowodowany jest nadmiernym nagromadzeniem się we krwi kwasu mlekowego w wyniku zwiększonego jego wytwarzania, bądź ograniczenia zużycia – zwykle oba te zaburzenia występują równolegle [4]. Kwasica i śpiączka mleczanowa występują u pacjentów chorujących na cukrzycą rzadko, jednak śmiertelność w konsekwencji tego zaburzenia sięga 50%. Kwasica mleczanowa jest swoistym powikłaniem cukrzycy i najczęściej występuje u chorych we wstrząsie. Częściej zdarza się w cukrzycy typu 2, chodź zaawansowana mikroangiopatia (zwłaszcza w niewydolności nerek) może sprzyjać wystąpieniu kwasicy mleczanowej w cukrzycy typu 1 [5]. Pod względem patogenezy wyróżnia się dwa typy kwasicy mleczanowej: typ A i typ B. Do typu A należą te zespoły kwasicy metabolicznej, których przyczyną jest nadmierne wytwarzanie mleczanu spowodowane niedotlenieniem krwi tętniczej i tkanek. Typ B kwasicy mleczanowej powodowany jest zarówno przez hipoksję, jak i inne czynniki [6]. Obraz kliniczny tego zespołu jest mało charakterystyczny – zwykle 123 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska szybki początek, zwiększenie częstości i głębokości oddechów, wymioty, nudności, postępujące zaburzenia świadomości. Może wystąpić hipotermia, hipotensja i zaburzenia rytmu serca [4]. Leczenie kwasicy mleczanowej powinno się rozpocząć natychmiast po ustaleniu rozpoznania i przebiegać pod intensywnym nadzorem. Obejmuje ono takie działania jak przeciwdziałanie hipoksji i hipoksemii, wyrównanie odwodnienia i hipowolemii, przeciwdziałanie nadmiernemu wytwarzaniu kwasu mlekowego i zwiększenie jego wydzielania, a także wyrównanie kwasicy za pomocą wodorowęglanu sodu [3]. Stan hipoglikemii występuje, gdy stężenie glukozy w osoczu krwi żylnej jest mniejsze od 60 mg/dl (3,3 mmol/l) z reguły powoduje patologiczne objawy kliniczne. Przy znacznym spadku glikemii lub jego dłuższym trwaniu pojawić się może zupełna utrata świadomości oraz wiele zagrażających życiu uszkodzeń mózgu i innych narządów [7]. W chorych na cukrzycę typu 1, u których dąży się do utrzymania ścisłej kontroli glikemii, hipoglikemia występuje u 10% osób w tym średnio z 1 epizodem ciężkiej hipoglikemii w ciągu roku. U pacjentów leczących się z powodu cukrzycy typu 2 epizody hipoglikemii występują znacznie rzadziej, nawet przy stosowaniu intensywnej insulinoterapii. W zależności od poziomu glukozy we krwi hipoglikemię dzielimy na łagodną, którą chory sam potrafi opanować przyjmując dodatkowy pokarm w postaci kostki cukru lub wypijając słodzony płyn. W hipoglikemii umiarkowanej wymagana jest pomoc drugiej osoby, która poda dodatkowy pokarm, cukier prosty lub wstrzyknie glukagon. Najbardziej niebezpieczna jest postać ciężka, w której dochodzi do utraty przytomności, wymaga ona hospitalizacji [5]. Główną przyczyną zwiększenia częstości występowania epizodów hipoglikemii poinsulinowej, w tym także jej ciężkiej postaci jest upowszechnienie wśród pacjentów intensywnej insulinoterapii. Zastosowanie insulinoterapii, w tym szczególnie intensywnej wymaga odpowiedniego doboru pacjentów oraz odpowiedniego przygotowania do niej, istotny jest także zwiększony nadzór ze strony lekarzy i zespołów medycznych [8]. Do głównych czynników ryzyka hipoglikemii zaliczamy: Nadmierne stężenie insuliny we krwi spowodowane za dużą dawką insuliny lub doustnego leku hipoglikemizującego, błędami lekarza lub farmaceuty, wyborem złego algorytmu wstrzyknięć (niedostosowanego do stylu życia pacjenta), zwiększenie biodostępności, świadome przedawkowanie insuliny, podanie insuliny do tkanki tłuszczowej, zwiększenie wchłaniania poprzez ogrzanie lub masaż miejsca wstrzyknięć, uszkodzenie nerek (metabolizmu insuliny), remisja cukrzycy; 124 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. I Mały pobór węglowodanów ze względu na nieprzestrzeganie diety, odchudzanie czy choroby psychiczne, takie jak anoreksja czy bulimia; Zwiększenie wrażliwości na insulinę głównie z powodu niedoboru hormonów przeciwregulacyjnych w niedoczynności przysadki i chorobie Addisona. Stan taki powoduje także wychudzenie zmiany w cyklu miesiączkowym oraz intensywny trening fizyczny; Inne czynniki, do których zaliczamy alkohol powodujący spadek wątrobowego wytwarzania glukozy oraz niektóre leki [7]. W prewencji hipoglikemii niezwykle ważna rolę ma samoobserwacja pod kątem objawów, które sygnalizują obniżenie glukozy we krwi lub zapowiadają jego nadchodzenie. Mogą to być różnego rodzaju odczucia, które rozpozna każdy pacjent, jeśli prowadzi samokontrolę, a także jeśli objawy te znikają już po spożyciu niewielkiej ilości pokarmu bogatego w cukry proste [9]. Do najczęstszych objawów wskazujących na stan hipoglikemii zaliczymy: Objawy autonomiczne takie jak kołatanie serca, zaburzenia rytmu serca, poty, drżenie mięśni, głód i wzrost ciśnienia tętniczego krwi; Objawy neuroglikopeniczne, wśród których najbardziej charakterystyczny jest brak orientacji, zaburzenia myślenia i nielogiczne kojarzenie, zawroty głowy, może pojawić się także zaburzenia mowy i widzenia, parestezje w obrębie twarzy, halucynacje, śpiączka, upośledzenie koordynacji ruchowej i nietypowe zachowania; Objawy wtórne, głównie bóle głowy, wymioty, skutki urazu, pogorszenie kontaktów społecznych i towarzyskich, a także lęk przed powtórzeniem się stanu hipoglikemii [8]; Przedłużanie się hipoglikemii z jakichkolwiek powodów może spowodować nieodwracalne zmiany martwicze w mózgu, wątrobie i sercu. Z tego powodu ważne jest, aby zapobiegać znacznemu obniżeniu poziomu glukozy we krwi, które polega przede wszystkim na unikaniu nagłych zmian w diecie i dawkach insuliny oraz wysiłku fizycznym, a także spożywanie małych posiłków między większymi posiłkami, niezależnie od apetytu [7]. 2.2. Przewlekłe powikłania cukrzycy 2.2.1. Mikroangiopatia cukrzycowa Mikroangiopatia jest to swoisty dla cukrzycy proces patologiczny, który toczy się w obrębie układu naczyń włosowatych oraz najdrobniejszych tętnic i żył (o średnicy mniejszej niż 100 nm). Polega ona na zmianach zwyrodnieniowych włośniczek szczególnie w obrębie siatkówki i nerek [10]. 125 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska 2.2.2. Choroby narządu wzroku Cukrzyca wywołuje wiele chorób narządu wzroku. Skuteczne leczenie zaburzeń metabolicznych spowodowanych cukrzycą znacznie ogranicza ryzyko powstania tych powikłań, a jeśli już one się pojawią, zwalnia lub hamuje tempo ich narastania. Zaniedbania w leczeniu cukrzycy znacznie zwiększają zapadalność i chorobowość z powodu retinopatii i innych powikłań ocznych [11]. Wśród powikłań narządu wzroku spowodowanych cukrzycą wyróżnia się: powikłania o podłożu naczyniowym, do których zalicza się retinopatię cukrzycową z makulopatią cukrzycową; inne rodzaje powikłań, takie jak jaskra pierwotna i wtórna, zaćma; schyłkową chorobę cukrzycową oczu prowadzącą do utraty widzenia końcowe, sumaryczne stadium wszystkich powikłań cukrzycowych narządu wzroku [12]. Retinopatia cukrzycowa jest mikroangiopatią dotyczącą tętniczek przedwłosowatych, włośniczek i drobnych naczyń żylnych. Większe naczynia również mogą być wciągnięte w proces chorobowy. Retinopatię charakteryzuje zarówno zamknięcie drobnych naczyń, jak i zwiększona ich przepuszczalność Klinicznie rozróżnia się trzy główne typy retinopatii cukrzycowej nieproliferacyjny, przedproliferacyjny i proliferacyjny [13]. Wraz z czasem trwania cukrzycy wzrasta zapadalność na retinopatię wśród pacjentów. W ciągu 5–tego roku cukrzycy retinopatia rozwija się u 1/100 pacjentów, natomiast w ciągu 14-tego u 11/100 pacjentów, którzy nie mieli do tego czasu zaburzeń wzroku. Po 15 latach trwania cukrzycy większość pacjentów ma pewne zmiany o charakterze retinopatii [14]. Główny czynnik ryzyka w retinopatii cukrzycowej to czas trwania cukrzycy. U chorych, u których rozpoznano cukrzycę przed 30 r.ż. prawdopodobieństwo wystąpienia retinopatii cukrzycowej po 10 latach ocenia się na 50%, a po 30 latach na 90%. Wyjątkowo rzadko choroba pojawia się w ciągu pierwszych 5 lat. Prawidłowa kontrola metabolizmu nie chroni przed wystąpieniem retinopatii cukrzycowej, ale może opóźnić jej wystąpienie o kilka lat. Przeciwnie, zła kontrola metabolizmu może doprowadzić do wcześniejszego wystąpienia zmian. Inne czynniki, które mogą mieć niekorzystny wpływ na nasilenie retinopatii cukrzycowej to: ciąża, choroby nerek, niedokrwistość i nadciśnienie tętnicze. W miarę możliwości ostatnie trzy czynniki powinny być pod ścisłą kontrolą [13]. Retinopatia cukrzycowa ulega progresji od etapu łagodnych nieproliferacyjnych zmian, charakteryzujących się zwiększoną przepuszczalnością naczyń poprzez stadium umiarkowanej i nasilonej retinopatii nieproliferacyjnej, która cechuje się zamknięciem naczyń, aż do retinopatii proliferacyjnej, charakteryzującej się rozrostem nowych naczyń 126 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. I w obszarze siatkówki oraz tylnej powierzchni ciała szklistego. Na każdym etapie rozwoju retinopatii może dojść do powstania obrzęku plamki żółtej, czyli pogrubienia siat-kówki na skutek zwiększonej przepuszczalności oraz wysięku z naczyń [15]. Inną chorobą równie często diagnozowaną wśród pacjentów leczących się z powodu cukrzycy jest zaćma. Choroba ta jest najczęściej spotykanym stanem patologicznym soczewki, polegającym na jej częściowym lub całkowitym zmętnieniu. Powoduje ona, że soczewka traci swoją podstawową cechę optyczną, tzn. przejrzystość [16]. Wśród chorych na cukrzycę zarówno typu 1 jak i typu 2, zaćma pojawia się około 2 razy częściej niż w ogólnej populacji, a postęp zmętnienia soczewki jest przeważnie szybszy. Zaćma wywołana bezpośrednio przez cukrzycę powstaje w wyniku dłużej trwających okresów hiperglikemii. Oprócz bezpośredniego wpływu na przejrzystość soczewki zwiększonego stężenia glukozy i glikacji krystality – białka, z którego zbudowana jest soczewka, działają w tych przypadkach także mechanizmy patogenetyczne, które wywołują zaćmę u osób bez cukrzycy [11]. Właściwa zaćma cukrzycowa występuje u dzieci i młodzieży z cukrzycą i jest spowodowana m.in. zaburzeniami osmotycznymi wynikłymi z przechodzenia glukozy w sorbitol, wzrastającym uwodnieniem oraz dalszymi zaburzeniami w biochemicznych procesach soczewki. Zmiany zaćmowe u młodych pacjentów rozpoczynają się zmętnieniami podtorebkowymi w formie „płatków śniegu” lub też „rozety” w obrębie tylnej komory soczewki. Zmętnienia bardzo szybko zagęszczają się i rozszerzają – w ciągu kilku dni może powstać zaćma całkowita. Charakterystyczne dla zaćmy o tej etiologii jest to, że w niektórych przypadkach może nastąpić wycofanie się zmętnienia soczewki po wyrównaniu gospodarki węglowodanowej [34]. Wśród chorych na cukrzycę zarówno typu 1, jak i typu 2 zaćma pojawia się około 2 razy częściej niż w ogólnej populacji, a postęp zmętnienia soczewki jest przeważnie znacznie szybszy [11]. Inny rodzaj nieprawidłowości soczewki, który może być obserwowany w przebiegu cukrzycy, to wzrost jej współczynniki załamania, powodujący przejściową krótkowzroczność. Może być ona sygnałem alarmującym zwracającym uwagę na istnienie nierozpoznanej cukrzycy [16]. Często spotykaną chorobą w przebiegu cukrzycy jest jaskra, w której występują: podwyższone ciśnienie śródoczne, zagłębienie lub postępujący zanik nerwu wzrokowego oraz postępujące ubytki w polu widzenia [17]. W cukrzycy częściej pojawia się jaskra wtórna powstająca w wyniku rozplemu naczyń na tęczówce oka. Ten typ jaskry powoduje najczęściej dolegliwości bólowe ze znacznym pogorszeniem widzenia, niereagującym na tradycyjne metody terapii, źle odpowiada na leczenie zachowawcze i jest zazwyczaj skazany na terapię chirurgiczną, niestety często 127 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska ograniczoną do zabiegów przetokowych czy zabiegów z użyciem zastawek filtrujących. W cukrzycy występuje także jaskra pokrwotoczna, która powstaje w wyniku zaczopowania beleczkowania kąta rogówkowotwardówkowego przez krwinki pozostałe po wylewach krwi do komory przedniej oraz do ciała szklistego. Cukrzyca sprzyja też powstawaniu jaskry o nieznanej etiologii, tak zwanej jaskry pierwotnej otwartego kąta, która odpowiednio wcześnie wykryta i leczona może być kontrolowana [12]. 2.2.3. Nefropatia cukrzycowa Cukrzyca, zwłaszcza niedostatecznie leczona, powoduje powstanie w obrębie mikronaczyń kłębuszków nerkowych i innych części nefronu postępujących zmian zwyrodnieniowych [18]. Zmiany w błonie podstawnej prowadzą do zmniejszenia jej ładunku ujemnego, zwiększenia porów i wzrostu ciśnienia wewnątrzkłębuszkowego wskutek hiperglikemii (zwiększenie przepływu nerkowego i obkurczenie naczyń odprowadzających kłębuszków nerkowych) powoduje to przesączanie albumin, najpierw w postaci mikroalbuminurii, a nastepnie jawnego białkomoczu [5]. Nefropatia cukrzycowa jest z reguły składnikiem uogólnionej angiopatii cukrzycowej i współwystępuje z innymi naczyniopochodnymi uszkodzeniami narządów [19]. Jawna nefropatia cukrzycowa powstaje u 20-35% pacjentów z cukrzycą typu 1, u pozostałych pacjentów zadowalająca funkcja nerek utrzymuje się przez wiele lat, mimo obecności charakterystycznych dla cukrzycy strukturalnych zmian w nerkach. U pacjentów chorujących na cukrzycę typu 2 schyłkowa niewydolność nerek jest również dość częsta szczególnie, jeśli cukrzyca ujawniła się we względnie młodym wieku. Szacuje się, że wartość wskaźnika chorobowości wśród pacjentów z rozpoznaną cukrzycą mieści się w przedziale 8-20% [18]. W procesie uszkadzania nerek u chorych na cukrzycę uczestniczy wiele czynników. Zgodnie z definicją najczęstszym czynnikiem etiologicznym u chorych na cukrzycę z nefropatią jest hiperglikemia, ale istotne są także predyspozycje genetyczne oraz palenie tytoniu. Najważniejsze jest jednak występowanie nadciśnienia tętniczego, nie tylko przed i we wczesnych etapach pojawienia się mikroalbuminurii, ale także jako inny rodzinny czynnik ryzyka, ponieważ u chorych na cukrzycę z dodatnim wywiadem rodzinnym w kierunku nadciśnienia tętniczego występuje większe ryzyko nefropatii [20]. Do czynników ryzyka nefropatii zaliczyć można także nadmierną podaż białka w diecie, hiperlipidemię oraz otyłość zwłaszcza brzuszną. Przewlekła hiperglikemia przyspiesza rozwój nefropatii cukrzycowej w wyniku zwiększonej przemiany glukozy na szlaku polionowym, zwiększonej glikacji białek, zaburzeń czynności śródbłonka i nasilenia stresu oksydacyjnego, 128 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. I zwiększenia wydzielania hormonów, a także powodowania zaburzeń hemostatycznych [18]. Nadciśnienie tętnicze prawdopodobnie stanowi przyczynę i następstwo nefropatii cukrzycowej. Wczesne oddziaływanie układowego nadciśnienia tętniczego na kłębuszki nerkowe prowadzi do rozszerzenia tętniczek doprowadzających, co powoduje nadciśnienie wewnątrzkłębuszkowe, hiperfiltrację i uszkodzenie wywołane zaburzeniami hemodynamicznymi. W przypadku nefropatii cukrzycowej interakcje nerek z układem reninaangiotensyna mogą być zaburzone. Dlatego preparaty prowadzące do normalizacji ciśnienia wewnątrz kłębuszkowego są lekami z wyboru w terapii nadciśnienia tętniczego u chorych na cukrzycę. Inhibitory ACE swoiście zmniejszają ciśnienie w tętniczce odprowadzającej, a przez to ciśnienie wewnątrzkłębuszkowe i chronią kłębuszki przed dalszym uszkodzeniem poprzez korzystny wpływ na mikroalbuminurię. Kontrola metaboliczna jest jedynym czynnikiem zapobiegającym rozwojowi choroby nerek, szczególnie gdy występuje już mikroalbuminuria. Nadciśnienie tętnicze na tym etapie wskazuje na szybką progresję uszkodzenia nerek. Kontrola ciśnienia tętniczego ma coraz większe znaczenie wraz z wystąpieniem i rozwojem uszkodzenia nerek [20]. U chorych z nefropatią cukrzycową należy systematycznie oceniać czynność nerek. Pozwala to na określenie czasu wystąpienia niewydolności nerek oraz kontrolę wyników stosowanego leczenia [19]. 3. Podsumowanie Powikłania będące następstwem niewyrównaniej cukrzycy lub wieloletniej choroby stanowią istotny problem wśród pacjentów chorujących na cukrzycę. Utrzymanie poziomów glukozy w granicach normy, odpowiednie zabiegi pielęgnacyjne oraz wykonywanie badań profilaktycznych w dużej mierze chroni pacjenta przed nimi oraz przyczynia się do opóźnienia czasu wystąpienia tych powikłań. Literatura 1. 2. 3. Czech A., Tatoń J., Definicja, epidemiometria i wskaźniki rozwoju epidemii cukrzycy, [w:] Cukrzyca, red. Czech A., Tatoń J., Wydawnictwo Elamed, Katowice (2009), s. 17-27 Tatoń J., Główne zaburzenia pośredniego metabolizmu w cukrzycy, [w:] Diabetologia tom 1, red. Tatoń J., Czech A., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2001), s. 61-79 Tatoń J., Czech A., Stany ostrego niedoboru insuliny – śpiączki hiperglikemiczne, [w:] Diabetologia tom 1, red. Tatoń J., Czech A, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2001), s. 402-436 129 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Otto – Buczkowska E., Ostre powikłania cukrzycy – kwasice metaboliczne, [w:] Cukrzyca w populacji wieku rozwojowego – co nowego, red. OttoBuczkowska E., Wydawnictwo Cornetis, Wrocław (2009), s. 268-291 Sieradzki J., Cukrzyca i zespół metaboliczny, [w:] Choroby wewnętrzne tom I, red. Szczeklik A., Wydawnictwo Medycyna Praktyczna, Kraków (2005), s. 1179-1215 Czech A., Tatoń J., Prewencja i leczenie metabolicznych stanów naglących w cukrzycy, [w:] Cukrzyca, red. Czech A., Tatoń J., Wydawnictwo Elamed, Katowice (2009), s. 241-254 Czech A., Tatoń J., Ryzyko hipoglikemii – metody prewencji i leczenia, Zespół „nieświadomości hipoglikemii”, [w:] Cukrzyca, red. Czech A., Tatoń J., Wydawnictwo Elamed, Katowice (2009), s. 255-265 Tatoń J., Ryzyko hipoglikemii poinsulinowej – metody prewencji i leczenia, Zespół „nieświadomości hipoglikemii”, [w:] Intensywne leczenie cukrzycy typu 1, red. Tatoń J., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2004), s. 172-184 Tatoń J., Bernas M., Hipoglikemia i neuroglikopenia u osób z cukrzycą, [w:] Diabetologia tom 1, red. Tatoń J., Czech A., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2001), s. 402-436 Tatoń J., Etiologia i patogeneza angiopatii cukrzycowej, [w:] Diabetologia tom 2, red. Tatoń J., Czech A., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2001), s. 2-21 Tatoń J., Jamiołkowska E., Choroby narządu wzroku powodowane przez cukrzycę, [w:] Diabetologia tom 2, red. Tatoń J., Czech A., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2001), s. 80-119 Pieczyński J., Bandurska – Stankiewicz E., i wsp, Cukrzycowa choroba oczu, Diabetologia Doświadczalna i Kliniczna, 10,1 (2010), s. 1-10 Kański J. J., Choroby siatkówki pochodzenia naczyniowego, [w:] Okulistyka kliniczna, red. Zagórski Z. Wydawnictwo Medyczne Urban & Partner, Wrocław (1997), s. 344-379 Idzior-Waluś B., Epidemiologia przewlekłych powikłań cukrzycy, [w:] Przewlekłe powikłania cukrzycy, red. Sieradzki J. Wydawnictwo Fundacji Rozwoju Diagnostyki Laboratoryjnej, Kraków (1998), s. 19-31 Fong D. S., Aiello L., i wsp, Retinopatia cukrzycowa, Diabetologia Praktyczna, 5, supl. A (2004), s. A127-A131 Niżankowska M. H., Choroby soczewki, [w:] Podstawy okulistyki, Podręcznik dla lekarzy i studentów medycyny, red. Niżankowska M. H. Wydawnictwo Volumed, Wrocław (2000), s. 207-224 Pyzowski J., Zarys chorób narządu wzroku, [w:] Zarys okulistyki, Podręcznik dla szkół medycznych, red. Litwin M. B., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (1997), s. 28-62 Czech A., Tatoń J., Planowe ujęcie prewencji, diagnostyki i terapii cukrzycowych chorób układu moczowego, [w:] Cukrzyca, red. Czech A., Tatoń J., Wydawnictwo Elamed, Katowice (2009), s. 281-296 130 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. I 19. Tatoń J., Czech A., Choroby nerek powodowane przez cukrzycę, [w:] Diabetologia tom 2, red. Tatoń J., Czech A., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2001), s. 120-175 20. Evans T. C., Capell P., Nefropatia cukrzycowa, Diabetologia Praktyczna, 2, 1 (2001), s. 15-23 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. I Cukrzyca jest poważną chorobą prowadzącą do groźnych powikłań wielu układów i narządów, które są związane głownie z hiperglikemią. Utrzymujące się złe wyrównanie cukrzycy skutkuje wystąpieniem ostrych powikłań, a trwająca dłużej cukrzyca, zwłaszcza leczona mało intensywnie, powoduje powstanie uszkodzeń narządów z powodu zmian zwyrodnieniowych w małych i średnich naczyniach oraz w dużych tętnicach. Mikroangiopatia jest to swoisty dla cukrzycy proces patologiczny, który toczy się w obrębie układu naczyń włosowatych oraz najdrobniejszych tętnic i żył. Polega ona na zmianach zwyrodnieniowych włośniczek szczególnie w obrębie siatkówki i nerek. Retinopatia cukrzycowa rozwijająca się w większości przypadków wieloletniej cukrzycy, niezależnie od jej typu prowadzi do głębokiego upośledzenie widzenia lub całkowitej utraty wzroku. Stały wzrost liczby zachorowań, a także przedłużenie życia chorych na cukrzycę jest głównym powodem nieodwracalnej ślepoty szczególnie w krajach rozwiniętych. Nefropatia cukrzycowa jest główną przyczyną schyłkowej niewydolności nerek i znacząco pogarsza jakość życia pacjentów. Complications of diabetes – review of literature part I Diabetes is a serious illness leading to dangerous complications of many systems and organs that are mainly related to hyperglycemia. Incorrect sugar level results in acute complications. Longlasting diabetes, especially not cured intensively, results in organs damage because of degenerative changes in small and medium-sized vessels, and in large arteries. Microangiopathy is specific for diabetes pathological process that takes place within the capillaries and the smallest arteries and veins. It consists in degenerative capillary especially retinal and renal. The most important diabetic eye complication is diabetic retinopathy which is the most frequent cause of new cases of blindness. Diabetic nephropathy as the main cause of the end stage renal disease and leading for significant worsening the quality of life. 131 Urszula Bojakowska1, Paweł Kalinowski2, Marta Kowalska3, Ewelina Kozłowska4 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. II 1. Wstęp i cel pracy Powikłania cukrzycy to heterogenna grupa dolegliwości i objawów tworzących charakterystyczne zespoły, które występują w chorobie i determinują jej przebieg. Powikłania cukrzycy stanowią ogromny problem dla pacjentów i niejednokrotnie jeśli nie są odpowiednio leczone doprowadzają do trwałego kalectwa lub śmierci pacjentów. Celem pracy było przedstawienie informacji na temat powikłań cukrzycy o charakterze makroangiopatii oraz neuropatii cukrzycowej. 2. Makroangiopatia cukrzycowa Makroangiopatia cukrzycowa to termin stosowany w odniesieniu do procesu miażdżycowego, w dużej mierze powodowanego i kształtowanego przez czynniki etiologiczne i patogenetyczne wynikające z cukrzycy. Obejmują one oddziaływanie: biochemiczne na komórki i macierz międzykomórkową ściany, głównie małych i średnich tętnic, a także czynników hemodynamicznych i hemostatycznych [1]. 2.1. Choroba niedokrwienna serca Cukrzyca wyraźnie zwiększa ryzyko rozwoju miażdżycy, prowadząc do powstania charakterystycznych zespołów naczyniowych. Choroba niedokrwienna serca jest najczęstszym zespołem klinicznym spowodowanym makroangiopatią u chorych, zwłaszcza na typ 2 cukrzycy [2]. Z prowadzonych badań epidemiologicznych wynika, że choroba niedokrwienna serca występuje u osób z cukrzycą 2-3 razy częściej, aniżeli w populacji, w której oni żyją [3]. Do zwiększenia chorobowości i śmiertelności z powodu choroby niedokrwiennej serca u osób z cukrzycą 1 [email protected], Samodzielna Pracownia Epidemiologii, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 2 [email protected], Samodzielna Pracownia Epidemiologii, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 3 [email protected], Samodzielna Pracownia Epidemiologii, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 4 [email protected], Samodzielna Pracownia Epidemiologii, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 132 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. II znamiennie przyczynia się długotrwale utrzymująca się w skutek niedostatecznego leczenia hiperglikemia, a zwiększone stężenie hemoglobiny glikowanej łączy się ze zwiększoną śmiertelnością z powodu zawału serca [4]. Ryzyko choroby niedokrwiennej serca wiąże się zarówno z klasycznymi czynnikami ryzyka, jak i ze specyficznymi czynnikami zależnymi od cukrzycy [5]. Do czynników ryzyka choroby niedokrwiennej serca bezpośrednio zależnych od cukrzycy zaliczamy nasilenie hiperglikemii i glikacji białek, w tym hemoglobiny glikowanej, wtórną hiprercholesterolemię i hipertriglicerydemię, nefropatię cukrzycową, otyłość brzuszną, nadciśnienie tętnicze związane z cukrzycą, zespół metaboliczny, poziom stresu oksydacyjnego, nadkrzepliwość, upośledzenie fibrynolizy, aktywację płytek krwi, hiperurykemię, cechy dysfunkcji śródbłonka zależne od hiperglikemii oraz czas trwania cukrzycy [2]. Obraz kliniczny choroby niedokrwiennej serca, a w szczególności zawału serca u chorych na cukrzycę nie różni się od obrazu tej choroby w ogólnej populacji. Rozpoznanie opiera się na powszechnie przyjętych kryteriach. W cukrzycy dość często zawał przebiega bezbólowo lub ból jest słabo nasilony, tak więc u tych chorych należy liczyć się z możliwością tak zwanego „niemego” zawału serca częściej, niż u pacjentów bez cukrzycy [3]. Przeprowadzenie badań diagnostycznych w kierunku choroby niedokrwiennej serca jest wskazane, gdy objawy podmiotowe lub przedmiotowe nasuwają podejrzenie choroby sercowo naczyniowej, zmiany w spoczynkowym EKG wskazują na niedokrwienie lub przebyty zawał serca, występuje miażdżyca tętnic szyjnych i obwodowych, planowana jest rozpoczęcie intensywnych ćwiczeń fizycznych wśród osób po 35 r.ż., w przeszłości mało aktywnych fizycznie, cukrzyca typu 1 trwa dłużej niż 15 lat. Występują ≥2 spośród następujących czynników ryzyka, takich jak: nadciśnienie tętnicze, palenie tytoniu, dyslipidemia, neuropatia autonomiczna, przedwczesna miażdżyca w rodzinie, mikro lub makroalbuminuria, [6]. Typowe badanie obejmuje wykonanie odpowiednich testów. Powszechnie stosowaną metodą jest elektrokardiogram spoczynkowy. Umożliwia ono wykrycie między innymi niemego niedokrwienia lub blizny po przebytym bezbólowym zawale serca. Czułość badania EKG jest niewielka, z tego powodu u pacjentów z cukrzycą i obecnością jednego lub większej liczby czynników ryzyka powinno wykonać się test wysiłkowy. Test wysiłkowy pozwala stwierdzić obecność niedokrwienia, ocenić związek zaburzeń rytmu z niedokrwieniem i określić odpowiedź hemodynamiczną na wysiłek [7]. U wielu osób z cukrzycą przeprowadzenie testu wysiłkowego bywa trudne ze względu na obniżenie sprawności fizycznej i obecności neuropatii obwodowej. Jeśli jednak podejrzenie choroby niedokrwiennej serca jest znaczne, należy wykonać badanie o większej czułości i swoistości diagnostycznej – echokardiografię obciążeniową oraz scyntygrafię serca [4]. 133 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska Badanie echokardiograficzne pozwala wykryć zaburzenia kurczliwości ścian i funkcji lewej komory serca oraz ocenić ewentualny przerost mięśnia lewej komory w przypadkach nadciśnienia tętniczego i wielkość frakcji wyrzutowej. Wskazane jest ono w przypadku uzyskania niejednoznacznych lub niemożliwych do interpretacji wyników testu wysiłkowego oraz u osób z chorobami uniemożliwiającymi jego wykonanie [7]. Scyntygrafia perfuzyjna mięśnia serca to badanie wskazane, jeśli u pacjenta nie można wykonać EKG wysiłkowego, jego interpretacja jest utrudniona lub jeśli nie występują objawy niedokrwiennej choroby serca, a obraz EKG wskazuje na przebyty zawał. Metoda ta charakteryzuje się największa czułością i swoistością. Scyntygrafię perfuzyjną mięśnia sercowego najczęściej wykonuje się metodą tomografii emisyjnej pojedynczego fotonu z użyciem talu 201 lub technetu. Ocena polega na porównywaniu scyntygramów mięśnia lewej komory w czasie stosowania bodźców zwiększających przepływ wieńcowy ze scyntygrafem spoczynkowym. Słabsze gromadzenie się znacznika na scyntygrafach wysiłkowych przy prawidłowym gromadzeniu się w spoczynku wskazuje na przemijające niedokrwienie mięśnia sercowego [2]. Wykrycie jakichkolwiek zmian odpowiadających niedokrwiennej chorobie serca za pomocą wymienionych nieinwazyjnych badań jest u osób z cukrzycą pełnym wskazaniem do wykonania koronarografii [7]. Chociaż zależność między rozwojem choroby niedokrwiennej serca, a stopniem zaburzeń metabolicznych w cukrzycy jest różnie oceniana, optymalne wyrównanie tych zaburzeń od początku choroby stanowi jeden z podstawowych warunków zapobiegania występowaniu zmian w naczyniach wieńcowych u chorych na cukrzycę. Ponadto istotne znaczenie ma eliminowanie wpływu innych czynników ryzyka choroby niedokrwiennej serca, niezależnych od cukrzycy. Można oczekiwać, ze bardzo dokładny nadzór metaboliczny i stosowanie z reguły insuliny przyczyni się do zmniejszenia liczby zgonów w przebiegu już rozwiniętego zawału serca u chorych na cukrzycę [3]. 2.2. Choroby naczyniowe mózgu Choroba naczyniowa mózgu jest to zbiór nieswoistych dla cukrzycy zespołów neurologicznych, będących klinicznym wyrazem zaburzeń ukrwienia mózgu, spowodowanych miażdżycą tętnic i stwardnieniem tętniczek [3]. Najczęstszym powikłaniem angiopatii tętnic mózgu jest udar niedokrwienny. Udar mózgu jest ostro powstałym ogniskowym uszkodzeniem mózgu spowodowanym zamknięciem dopływu krwi w skutek niedrożności tętnicy. 134 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. II Udar niedokrwienny powstaje na skutek zamknięcia tętnicy przez materiał zatorowy lub zakrzep, najczęściej powstający miejscowo w łączności z blaszką miażdżycową [8]. Udar niedokrwienny mózgu stanowi około 70-80% wszystkich rodzajów udarów mózgu. Uważa się, ze u chorych na cukrzycę występuje częściej, niż u osób bez cukrzycy i cechuje się cięższym przebiegiem oraz większą śmiertelnością [9]. Choroby naczyniowe mózgu, choć odbierane przez chorego i jego rodzinę jako nagła katastrofa życiowa, poprzedzone są długotrwałym procesem oddziaływania różnych czynników ryzyka. Czynniki te można podzielić na niemodyfikowalne i modyfikowalne. Wśród czynników niemodyfikowalnych wyróżnia się wiek, począwszy od 55 r.ż. zachorowalność wyraźnie wzrasta i podwaja się z każdą kolejna dekadą, czynniki genetyczne oraz płeć męska. Do modyfikowalnych czynników ryzyka należy nadciśnienie tętnicze, podwyższone stężenie cholesterolu całkowitego, niska aktywność fizyczna, otyłość, palenie tytoniu oraz nadużywanie alkoholu. Ryzyko wystąpienia udaru niedokrwiennego zwiększają także choroby sercowo-naczyniowe, choroby autoimmunologiczne, cukrzyca, dna moczanowa oraz niedoczynność tarczycy [9]. Każdy chory na cukrzycę powinien podlegać wcześnie planowanym badaniom diagnostycznym i terapii zapobiegającej udarowi mózgu. W profilaktyce konieczne jest wykonanie planowej, wczesnej oceny tętnic szyjnych i mózgowych za pomocą USG lub MR [8]. W profilaktyce pierwotnej udarów mózgu istotną rolę odgrywa nadciśnienie tętnicze. Doprowadza ono do przebudowy tętnic i w konsekwencji do zmniejszenia ich elastyczności. Skutkiem czego jest obniżona tolerancja na wahania ciśnienia, co sprzyja udarowi niedokrwiennemu mózgu. Ważną rolę w prewencji udaru mózgu spełnia także kontrola glikemii, ponieważ hiperglikemia jest jednym z najważniejszych czynników uszkadzających naczynia krwionośne, co w konsekwencji zwiększa ryzyko zachorowania na choroby naczyniowe, w tym naczyń mózgowych [9]. Leczenie nadciśnienia tętniczego u chorych na cukrzycę doprowadza do wyraźnego spadku zachorowalności na udary mózgu. Intensywne leczenie hiperglikemii również jest istotne, ma jednak nieco mniejsze znaczenie [10]. 2.3. Zespół stopy cukrzycowej Zmiany zwyrodnieniowe w obrębie wszystkich tkanek stóp objawiające się zniekształceniami, owrzodzeniami, martwicą i zakażeniem określane są jak zespół stopy cukrzycowej [11]. 135 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska Zespół stopy cukrzycowej jest istotnym problemem w terapii osób chorych na cukrzycę. W tej grupie pacjentów występuje około 40-60% amputacji kończyny dolnej nie spowodowanych urazem. W 85% przypadków amputacje poprzedza wystąpienie owrzodzenia, a jego częstość w populacji chorych na cukrzycę wynosi 4-10% [12]. Przyczynami rozwoju zespołu stopy cukrzycowej są: niedokrwienie wynikające z miażdżycy i mikroangiopatii, neuropatia stopy oraz zakażenie. W zależności od głównego czynnika etiologicznego wyróżnia się: zespół stopy cukrzycowej niedokrwiennej; zespół stopy cukrzycowej neuropatycznej; zespół stopy cukrzycowej mieszanej [13]. Zespół stopy cukrzycowej niedokrwiennej powstaje w wyniku miażdżycy tętnic, zmian stwardnieniowych w drobnych tętniczkach oraz często zmian zwyrodnieniowych w naczyniach włosowatych tkanek stóp. Miażdżyca tętnic kończyn u chorych na cukrzycę najczęściej dotyczy naczyń goleni i małych tętnic stóp. Ma ona z reguły wieloodcinkowy, rozsiany charakter, zwykle szybko postępuje i powoduje znaczne nasilone powikłania niedokrwienne i martwicze. Niedokrwienną stopę cukrzycową znamionują zachowanie unerwienia czuciowego i prawidłowe, a czasami nawet wzmożone odczuwanie bólu, z jednoczesnym upośledzeniem ukrwienia. Proces niedokrwienia u pacjentów z cukrzycą postępuje szybko, często dotyczy młodych pacjentów, prowadzi do wieloodcinkowych, obustronnych niedrożności tętnic – głównie piszczelowych, strzałkowych i mniejszych [14]. Wczesnymi objawami niedokrwienia kończyn dolnych są: cienka, sucha skóra (dyshydroza); zanik włosków na skórze stopy; zanik tkanek miękkich; skłonność do powstawania pęknięć na skórze pięt i innych wyniosłościach w obrębie stopy; wydłużenie czasu wypełniania żylnego powyżej 20 sekund; brak tętna na tętnicy grzbietowej stopy oraz piszczelowej tylnej; bladość stóp po uniesieniu kończyn powyżej poziomu ciała; zasinienie palców lub całych stóp po opuszczeniu kończyn dolnych [15]. Późne objawy niedokrwienia kończyn są zazwyczaj bardzo wyraźne i łączą się ze zniszczeniami tkanek. Niedokrwiona stopa jest ogólnie niedożywiona, zanikająca, zmniejszona i zasiniała. Skóra wykazuje cechy zanikowe, bywa pomarszczona, sucha, traci większe włosy rosnące często u nasady palców, jak i meszek włosowy. Ponadto jest spękana, a także szybko i wyraźnie blednie po 136 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. II uniesieniu kończyny. Oprócz braku tętna na tętnicy grzbietowej stopy, często stwierdza się zmniejszenie tętna lub jego zanik nad tętnicą podkolanową i udową. Jeśli niedokrwienie dotyczy całej kończyny dolnej, mięśnie w jej obrębie ulegają ogólnemu zanikowi [16]. Zespół stopy cukrzycowej neuropatycznej powstaje w wyniku czynnościowego oraz anatomicznego uszkodzenia czuciowego, ruchowego oraz autonomicznego unerwienia tkanek stopy powodowanego przez cukrzycę. Uszkodzenie unerwienia powoduję zaburzenia regulacji przepływu krwi polegające na jego zwiększeniu, ale z niekorzystnymi dla odżywienia stopy zaburzeniami dystrybucji krwi. Otwierają się połączenia tętniczo-żylne, a krew mija właściwe łożysko naczyń włosowatych. Zmiany te powodują zwiększenie szybkości przepływu krwi i ciśnienia w krążeniu stopy oraz wtórne stwardnienie tętniczek [11]. W zespole stopy cukrzycowej, która powstaje w wyniku neuropatii, z reguły stwierdza się upośledzenie różnych rodzajów czucia oraz jednocześnie oznaki utrzymania względnie dobrego krążenia. Wszystkie szczególne cechy przebiegu tego rodzaju zespołu wynikają z faktu, że utrata czucia sprzyja niekontrolowanym urazom stóp, a względne utrzymanie krążenia ułatwia gojenie się ran i ograniczenie infekcji [16]. Do typowych objawów w stopie cukrzycowej zależnej od neuropatii należą: utrzymanie względnie dobrego stanu odżywienia tkanek; zmniejszenie lub brak czucia dotyku, temperatury, bólu, wibracji, brak odruchów ścięgnowych w kończynach dolnych; obecność tętna na tętnicach grzbietowych stopy i tętnicy piszczelowej tylnej; powstawanie palców młoteczkowanych i wysokiego łuku sklepienia stóp; zniekształcenia stawów – artropatia Charcota; modzele w punktach podparcia stóp; nakładanie się na wymienione powyżej objawy objawów infekcji, owrzodzeń; zapalenia kości; opadanie stóp w przypadkach nasilonych [15]. Konsekwencją długotrwałego zespołu stopy cukrzycowej jest artropatia Charcota, która jest postępującym, przewlekłym schorzeniem kości i stawów, charakteryzującym się bolesną lub bezbolesną destrukcją kości i stawów kończyny pozbawionej czucia bólu [17]. Najczęściej występującą formą zespołu stopy cukrzycowej jest stopa mieszana. Zespół stopy cukrzycowej mieszanej charakteryzuje się 137 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska jednoczesnym wystąpieniem objawów niedokrwienia stóp i uszkodzeniem unerwienia ich tkanek (czuciowe, ruchowe i autonomiczne). Wynika to z faktu, że powstanie zarówno angiopatii, jak i neuropatii uzależnione jest od podobnych czynników klinicznych, jak podłoże genetyczne, stopień wyrównania metabolicznego i długość trwania cukrzycy [18]. Działania profilaktyczne zespołu stopy cukrzycowej powinny być wdrażane już od momentu rozpoznania u chorego cukrzycy. Zasadniczą rolę w prewencji zespołu stopy cukrzycowej odgrywa edukacja, która powinna obejmować zarówno samych pacjentów, jak i personel medyczny. Podstawową zasadą jest regularna kontrola stóp chorego na cukrzycę, badanie w kierunku neuropatii oraz innych czynników ryzyka owrzodzeń i amputacji. Stwierdzenie cech uszkodzenia włókien nerwowych powoduje, że pacjent taki znajduje się w grupie ryzyka rozwoju owrzodzenia i powinien zostać przeszkolony w zakresie zasad postępowania [19]. Zasady te obejmują codzienną kontrolę stóp pod kątem obecności drobnych ran i odleżyn, unikanie chodzenia boso, codzienne oglądania stóp, stosowanie odpowiednio dopasowanego obuwia, unikania ogrzewania stóp o piece i kaloryfery, właściwą pielęgnację paznokci i leczenie paznokci wrastających. Istotne w prewencji zespołu stopy cukrzycowej jest także stosowanie odpowiednio dobranych ćwiczeń stóp [13]. Działania profilaktyczne obejmują również regularne usuwanie obszarów hiperkeratozy (modzeli) za pomocą skalpela. Główną barierę w skutecznym leczeniu zespołu stopy cukrzycowej jest najczęściej brak zrozumienia roli, jaką odgrywa zanik czucia bólu w rozwoju owrzodzeń, a także szczególnego podłoża patogenetycznego ran stopy u chorych na cukrzycę, jak również lekceważenie wczesnych zmian, które od samego początku wymagają intensywnego leczenia [19]. 3. Neuropatia cukrzycowa Neuropatia cukrzycowa to opisowy termin, oznaczający chorobę manifestującą się klinicznie lub podklinicznie, występującą w przebiegu cukrzycy i bez związku z innymi możliwymi przyczynami neuropatii. Objawy tej choroby wynikają z zajęcia zarówno somatycznego, jak i autonomicznego obwodowego układu nerwowego [20]. Częstość występowania neuropatii cukrzycowej w populacji chorych na cukrzycę jest szacowana na 8-90%. Rozbieżności te wynikają z braku ustalonych kryteriów klasyfikacji i różnego obrazu klinicznego neuropatii cukrzycowej [21]. Przyczyną neuropatii jest uszkodzenie komórek nerwów obwodowych przez hiperglikemię. Najbardziej wrażliwe są komórki najdłuższe, o największej liczbie przerw w osłonce mielinowej, czyli neurony 138 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. II czuciowe i ruchowe sięgające najbardziej dystalnych części ciała – rąk i nóg. Z tego powodu istotnym czynnikiem ryzyka neuropatii cukrzycowej jest wzrost. W badaniach epidemiologicznych wykazano, że ważnym czynnikiem ryzyka jest także płeć męska, ale może to wynikać z faktu, że mężczyźni mają zazwyczaj wyższy wzrost niż kobiety. Innym czynnikiem ryzyka rozwoju neuropatii jest picie alkoholu oraz palenie tytoniu [22]. Patogeneza neuropatii cukrzycowej nie jest wyjaśniona, a hipotezy jej rozwoju obejmują wiele czynników. Do najbardziej istotnych należy teoria metaboliczna i naczyniowa [23]. Teoria metaboliczna, zdaniem większości autorów uznawana za najważniejsza wskazuje, że główna przyczyna neuropatii cukrzycowej to hiperglikemia. Wskazuje na to częste występowanie uszkodzenia obwodowego układu nerwowego w cukrzycy źle kontrolowanej, występowanie skomplikowanej subklinicznej neuropatii u dzieci chorujących krótko oraz przynajmniej częściowa poprawa lub stabilizacja procesu chorobowego w nerwach obwodowych po poprawieniu kontroli metabolicznej. U ludzi zdrowych glukoza metabolizowana jest w układzie nerwowym głównie w szlaku kwasu pirogronowego, w mniejszym stopniu zachodzi przemiana w sorbitol i fruktozę. U chorych na cukrzycę hiperglikemia prowadzi do aktywacji enzymu reduktazy aldozowej, która pośredniczy w przemianie glukozy w sorbitol, a ten zostaje utleniony do fruktozy. W efekcie dochodzi do nagromadzenia w komórce glukozy, sorbitolu i fruktozy. Nieprawidłowości te prowadzą z jednej strony do obrzęku hemocytów, z drugiej do upośledzenia aktywności ATP-azy sodowopotasowej. W skutek upośledzenia transportu aksonalnego i syntezy białek podporowych dochodzi do uszkodzenia aksonów [24]. W patogenezie neuropatii cukrzycowej od wielu lat zwracano uwagę na znaczenie angiopatii. W wielu badaniach anatomopatologicznych wykazano współwystępowanie neuropatii i mikroangiopatii u chorych z długo trwającą cukrzycą. Jest kilka mechanizmów, które mogą prowadzić do zmniejszenia przepływu krwi w naczyniach odżywiających nerw. Przyczyną zaburzeń funkcji śródbłonka włośniczek wewnątrznerwowych, mogą być opisane wcześniej zaburzenia metaboliczne. Ponadto upośledzenie mikrokrążenia może również wynikać z występujących w cukrzycy zmian reologicznych krwi. Prowadzi to do zmniejszenia przepływu krwi w naczyniach odżywiających nerw, jego hipoksji i uszkodzenia. Niedokrwienie nerwu może również wystąpić w wyniku bezpośredniego zamknięcia naczynia [23]. Opracowano kilka klasyfikacji neuropatii cukrzycowej. Najbardziej przydatny z klinicznego punktu widzenia wydaje się następujący podział neuropatii: 139 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska neuropatia obwodowego układu nerwowego (somatyczna): – obwodowa, symetryczna czuciowo – ruchowa neuropatia; – neuropatia jedno- i wieloogniskowa. neuropatia układu autonomicznego (neuropatia trzewna) [25]. Neuropatia obwodowa, symetryczna czuciowo-ruchowa jest najczęstszą postacią neuropatii, cechującej się wcześniejszym i bardziej nasilonym uszkodzeniem nerwów czuciowych, mniejszym nerwów ruchowych, przy czym miejscem predylekcyjnym tych zmian są kończyny dolne, rzadziej kończyny górne. Zaburzenia występują obustronnie, symetrycznie i stopniowo się nasilają. W początkowym okresie chorzy uskarżają się na takie dolegliwości jak: pieczenie, mrowienie, rzadziej piekące i rwące bóle stóp. Dolegliwości te występują w spoczynku, nasilają się w porze nocnej, pod wpływem ciepła. Nierzadko występuje zespół „niespokojnych nóg”. W neuropatia średnio ciężkiej dolegliwości nasilają się, zwłaszcza bardzo dokuczliwe staje się pieczenie stóp, a równocześnie pojawiają się obszary zmniejszonego czucia powierzchownego. Cechą znamienną jest wcześniejsze zaburzenie czucia bólu i temperatury, aniżeli czucia dotyku i wibracji. W ciężkiej neuropatii następuje zaburzenie wszystkich form czucia powierzchniowego oraz wibracji i nasila się tak dalece, że chory ma wrażenie „martwych nóg” [3]. Ruchowa neuropatia jedno- lub wieloogniskowa (czaszkowa lub obwodowa) występuje wśród pacjentów rzadziej niż obwodowa, symetryczna polineuropatia. Powstaje ona nagle zwykle u chorych na cukrzycę typu 2 w starszym wieku. Nie wykazuje zależności od czasu trwania cukrzycy. Najczęściej dotyczy III i VI nerwu czaszkowego powodując jednostronną oftalmoplegię i niekiedy ból głowy. Objawy ustępują po kilku tygodniach lub miesiącach. Rzadziej uszkodzeniu ulega nerw IV i VII. Często uszkodzeniu ulegają nerwy obwodowe: pośrodkowy i łokciowy oraz udowy i strzałkowy. U większości chorych dolegliwości pod postacią bólu i osłabienia siły mięśniowej występują stopniowo i są poprzedzone okresem złej kontroli cukrzycy. Objawy chorobowe ustępują samoistnie po 6-12 miesiącach [25]. Neuropatia układu autonomicznego jest najbardziej skomplikowanym typem uszkodzeń układu nerwowego w cukrzycy. Uszkodzenie układu autonomicznego obserwuje się przede wszystkim u pacjentów z wieloletnią cukrzycą typu 1 o niestabilnym przebiegu [23]. W neuropatii autonomicznej dochodzi do rozlanego uszkodzenia włókien cholinergicznych, adrenergicznych i peptydergicznych. Uszkodzenie włókien może być ujawnione klinicznie lub wykrywalne tylko testami. 140 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. II Objawy kliniczne neuropatii autonomicznej to ze strony: przewodu pokarmowego – atonia żołądka i pęcherzyka żółciowego, enteropatia przełyku, upośledzona czynność ruchowa jelita grubego z biegunkami i zaparciami oraz zaburzenie czynności zwieracza odbytu; układu sercowo-naczyniowego – częstoskurcz serca w spoczynku, upośledzenie odpowiedzi układu sercowo-naczyniowego na wysiłek oraz hipotonia ortostatyczna; układu moczowo-płciowego – osłabienie czucia wypełnienia pęcherza, nawracające infekcje dróg moczowych, u kobiet upośledzenie wydzielania śluzu w pochwie, a u mężczyzn upośledzenie erekcji i wsteczna ejakulacja; skóry – upośledzenie wydzielania potu w obwodowych partiach kończyn dolnych oraz nadmierne pocenia się skóry tułowia; źrenic – zmniejszenie średnicy oraz upośledzenie reakcji na światło [24]. Neuropatia cukrzycowa należy do powikłań cukrzycy najtrudniej poddających się leczeniu. Współczesna medycyna nie dysponuje lekami, które poprawiłyby istotnie czynność uszkodzonych neuronów. Leczenie utrudnia także złożona patogeneza neuropatii cukrzycowej, z tego powodu stosowanie jednej metody jest zazwyczaj nieskuteczne. Leczenie neuropatii może mieć charakter: przyczynowy (optymalizacja wyrównania glikemii), metaboliczny (korekta zaburzeń metabolizmu neuronów) oraz objawowy (leczenie przeciwbólowe oraz zmniejszenie dolegliwości związanych z neuropatią autonomiczną) [22]. 4. Podsumowanie Cukrzyca stanowi istotny problem dotyczący ponad 194 milionów osób na całym świecie [7]. Dane epidemiologiczne wskazują na systematyczny, a może nawet lawinowy trend narastania przypadków cukrzycy w ostatnim 10-leciu, co spowodowało nawet określenie schyłku XX wieku mianem epidemii cukrzycowej [8]. Choroba ta jest zatem jednym z głównych i narastających problemów zdrowotnych na świecie. W związku z tym, że prowadzi do licznych powikłań należy zwracać uwagę zarówno pacjentów jak i personelu medycznego na posiadanie jak najpełniejszej wiedzy z zakresu powikłań cukrzycy oraz sposobów zapobiegania im. 141 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. Czech A., Tatoń J., Prewencja i leczenie metabolicznych stanów naglących w cukrzycy, [w:] Cukrzyca, red. Czech A., Tatoń J., Wydawnictwo Elamed, Katowice (2009), s. 241-254 Tatoń J., Niedokrwienna choroba serca u osób z cukrzycą, [w:] Diabetologia tom 2, red. Tatoń J., Czech A., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2001), s. 196-227 Czyżyk A., Powikłania cukrzycy, [w:] Patofizjologia i klinika cukrzycy, red. Czyżyk A., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa (1997), s. 439-536 Tatoń J., Czech A., Bernas M., Intensyfikacja diagnostyki, prewencji i leczenia niedokrwiennej choroby serca u osób z cukrzycą, [w:] Diabetologia Kliniczna, red. Tatoń J., Czech A., Bernas M., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2008), s. 665-720 Kozek E., Choroba wieńcowa u chorych na cukrzycę – odrębności kliniczne, Diabetologia Praktyczna, 3, 4 (2002), s. 197-211 Sieradzki J., Cukrzyca i zespół metaboliczny, [w:] Choroby wewnętrzne tom I, red. Szczeklik A., Wydawnictwo Medycyna Praktyczna, Kraków (2005), s. 1179-1215 Czech A., Tatoń J., Planowa, kompleksowa diagnostyka, prewencja i leczenie niedokrwiennej choroby serca, [w:] Cukrzyca, red. Czech A., Tatoń J., Wydawnictwo Elamed, Katowice (2009), s. 297-314 Tatoń J., Czech A., Bernas M., Angiopatia tętnic szyjnych i mózgu i jej powikłania u osób z cukrzycą, [w:] Diabetologia Kliniczna, red. Tatoń J., Czech A., Bernas M., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2008), s. 669-672 Zagórski J., Udar niedokrwienny mózgu u chorego na cukrzycę, [w:] Diabetologia, red. Moczulski D, Wydawnictwo Medical Tribune Polska, Warszawa (2010), s. 197-202 Tatoń J., Angiopatia mózgu i jej powikłania u osób z cukrzycą, [w:] Diabetologia tom 2, red. Tatoń J., Czech A, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2001), s. 235-242 Tatoń J., Zespół stopy cukrzycowej, [w:] Diabetologia tom 2, red. Tatoń J., Czech A., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2001), s. 243-267 Edmonds M., Korzon – Burakowska A., Wielodyscyplinarne poradnie stopy cukrzycowej, Diabetologia Praktyczna, 6, 2, (2005), s. 81-83 Krasowski G., Kruk M., Zespół stopy cukrzycowej, [w:] Leczenie odleżyn i ran przewlekłych, red. Krasowski G, Kruk M., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2008) s. 59-64 Głuszek S., Rączka M., Zagórska S., Stopa cukrzycowa jako trudny interdyscyplinarny problem kliniczny, Studia Medyczne Akademii Świętokrzyskiej, 8, (2007), s. 61-66 Tatoń J., Intensyfikacja postępowania medycznego w zespole stopy cukrzycowej – prewencja amputacji, Medycyna Metaboliczna, 4 (2009), s. 76-82 142 Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. II 16. Czech A., Tatoń J., Plan intensyfikacji postępowania medycznego w zespole stopy cukrzycowej – prewencja amputacji, [w:] Cukrzyca, red. Czech A. Tatoń J., Wydawnictwo Elamed, Katowice (2009), s. 315-329 17. Friedlein J., Zmiany kostne w stopie cukrzycowej, Diabetologia Praktyczna, 6, 2 (2005), s. 84-87 18. Tatoń J., Czech A., Bernas M., Intensywne postępowanie w zespole stopy cukrzycowej – prewencja amputacji, [w:] Intensywne leczenie cukrzycy typu 2. Rekomendacje dla lekarzy praktyków, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2005), s. 271-283 19. Korzon – Burakowska A., Zespół stopy cukrzycowej – patogeneza i praktyczne aspekty postępowania, Choroby serca i naczyń, 4,2 (2007), s. 93-98 20. Rajewski P., Rajewski P., Etiologia i patogeneza neuropatii cukrzycowej w świetle aktualnych badań, Przegląd Kardiodiabetologiczny, 2,4 (2007), s. 267-272 21. Tatoń J., Neuropatia obwodowego układu nerwowego spowodowana przez cukrzycę, [w:] Diabetologia tom 2, red. Tatoń J., Czech A., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2001), s. 268-280 22. Czupryniak L., Neuropatia cukrzycowa. Spojrzenie diabetologa, [w:] Diabetologia, red. Moczulski D, Wydawnictwo Medical Tribune Polska, Warszawa (2010), s. 148-157 23. Łabuz – Roszak B., Pierzchała K., Neuropatia cukrzycowa. Spojrzenie neurologa, [w:] Diabetologia, red. Moczulski D, Wydawnictwo Medical Tribune Polska, Warszawa (2010), s. 158-168 24. Kazibutowska Z., Neuropatia cukrzycowa – obwodowa i autonomiczna, [w:] Cukrzyca wieku rozwojowego, red. Otto Buczkowska E, Wydawnictwo Medyczne Urban & Partner, Wrocław (1999), s. 163-169 25. Tatoń J., Czech A., Bernas M., Kliniczne zespoły neuropatii wikłające przebieg cukrzycy typu 2 – szansa wtórnej prewencji, [w:] Intensywne leczenie cukrzycy typu 2. Rekomendacje dla lekarzy praktyków, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa (2005), s. 284-289 26. Czech A., Tatoń J., Definicja, epidemiometria i wskaźniki rozwoju epidemii cukrzycy, [w:] Cukrzyca, red. Czech A., Tatoń J., Wydawnictwo Elamed, Katowice (2009), s. 17-27 27. Nowakowski A., Epidemiologia cukrzycy, Diabetologia Praktyczna, 3, 4 (2002), s.181-185 143 Urszula Bojakowska, Paweł Kalinowski, Marta Kowalska, Ewelina Kozłowska Powikłania cukrzycy – przegląd literatury cz. II Powikłania będące następstwem wieloletniej cukrzycy stanowią istotny problem wśród pacjentów chorujących na cukrzycę. Cukrzyca wyraźnie zwiększa ryzyko rozwoju miażdżycy, prowadząc do powstania charakterystycznych zespołów naczyniowych. Choroba niedokrwienna serca jest najczęstszym zespołem klinicznym spowodowanym makroangiopatią u chorych, zwłaszcza na typ 2 cukrzycy. Choroba naczyniowa mózgu jest to zbiór nieswoistych dla cukrzycy zespołów neurologicznych, będących klinicznym wyrazem zaburzeń ukrwienia mózgu, spowodowanych miażdżycą tętnic i stwardnieniem tętniczek. Najczęstszym powikłaniem angiopatii tętnic mózgu jest udar niedokrwienny. Neuropatia cukrzycowa oznacza chorobę manifestującą się klinicznie lub podklinicznie, występującą w przebiegu cukrzycy i bez związku z innymi możliwymi przyczynami neuropatii. Objawy tej choroby wynikają z zajęcia zarówno somatycznego, jak i autonomicznego obwodowego układu nerwowego. Zmiany zwyrodnieniowe w obrębie wszystkich tkanek stóp objawiające się zniekształceniami, martwicą i zakażeniem określane są jako zespół stopy cukrzycowej. Stanowi on poważny problem szczególnie wśród pacjentów z wieloletnim przebiegiem cukrzycy i jest wśród tych pacjentów główna przyczyną amputacji. Utrzymywanie poziomu glukozy w granicach normy, odpowiednie zabiegi pielęgnacyjne oraz wykonywanie badań profilaktycznych w dużej mierze chroni pacjenta przed nimi oraz przyczynia się do opóźnienie czasu wystąpienia tych powikłań. Complications of diabetes – review of literature part II Complications resulting from long-standing diabetes are major problem among patients with diabetes. Diabetes significantly increases the risk of developing atherosclerosis, which leads to characteristic vascular syndrome. Coronary heart disease is the most common clinical syndrome caused by macrovascular disease patients, especially type 2 diabetes. Vascular disease of the brain is a collection of nonspecific for diabetes, neurological syndromes, which are the clinical expression of brain blood flow disorders caused by atherosclerosis and hardening of the arterioles. The most common complication angiopathy of the arteries of the brain is ischemic stroke. Diabetic neuropathy is a disease manifested by clinical or sub-clinical, occurring in diabetes and without reference to other possible causes of neuropathy. The symptoms of the disease result from activities of both somatic and autonomic peripheral nervous system. Degenerative changes within all the tissues of interest manifested by distortion, necrosis and infection are referred as diabetic food syndrome. It is a serious problem especially among patients with long-term course of diabetes and is the leading cause of amputation. Keeping glucose levels within normal limits, appropriate treatments and performing examinations largely protect a patient from the complications and contribute to the delay time of their appearance. 144 Angelika Dobrowolska1, Dariusz Baranowski2, Robert Karpiński3, Konrad Rejdak4 Retrospektywna analiza modyfikowalnych czynników ryzyka niedokrwiennego udaru mózgu 1. Wprowadzenie Udar mózgu (łac. insultus cerebri, apoplexia cerebri, ang. stroke) według definicji Światowej Organizacji Zdrowia (WHO, World Health Organization) z 1980 r. to nagłe wystąpienie ogniskowych lub uogólnionych zaburzeń czynności mózgu, trwających dłużej niż 24 godziny (o ile uprzednio nie doprowadzą do zgonu chorego), spowodowanych wyłącznie przyczynami naczyniowymi, związanymi z mózgowym przepływem krwi. Definicja została zmodyfikowana w 2013 r. i obecnie obejmuje również sytuacje, w których charakterystyczne objawy kliniczne udaru mózgu trwały krócej niż 24 godziny, jeżeli ognisko niedokrwienne jest jednoznacznie udokumentowane za pomocą badań neuroobrazowych [1]. Ograniczenie przepływu krwi poprzez zamknięte zakrzepem lub materiałem zatorowym tętnicze naczynie domózgowe prowadzi do ograniczenia dopływu tlenu i glukozy do tkanki mózgowej z następczym zaburzeniem jej procesów metabolicznych i rozwojem kwasicy metabolicznej, a końcowym efektem tych procesów jest zawał mózgu i śmierć istotnych funkcjonalnie komórek nerwowych. Udar niedokrwienny mózgu należy postrzegać w zarówno w kontekście medycznym, jak i społecznym. Skalę problemu obrazuje fakt, iż z powodu udaru mózgu umiera rocznie ok. 4,5 miliona osób, co czyni tę chorobę trzecią co do częstości przyczyną zgonów na świecie [2]. Globalnie udar mózgu stanowi główną przyczynę trwałego inwalidztwa u osób dorosłych, co skutkuje konsekwencjami socjalnymi i ekonomicznymi, na które 1 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Klinice Neurologii, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 2 [email protected], Katedra i Klinika Neurologii, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 3 [email protected], Kierownik Katedry i Kliniki Neurologii UM w Lublinie, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 4 [email protected], Koło Naukowe Technologii Materiałów, Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska 145 Angelika Dobrowolska, Dariusz Baranowski, Robert Karpiński, Konrad Rejdak składają się wykluczenie zawodowe czy konieczność zapewnienia stałej opieki i pielęgnacji chorym z rezydualnym deficytem ruchowym lub poznawczym [3]. Ze względu na dużą liczbę urazów komunikacyjnych ze skutkiem śmiertelnym, w Polsce udar mózgu stanowi czwartą przyczynę zgonów. Co roku w naszym kraju udaru mózgu doznaje około 60 000 osób, spośród których około 1/3 umiera w ciągu jednego roku [4]. W populacji polskiej, ze względu na duże rozpowszechnienie, leżących u podłoża patogenezy udaru niedokrwiennego mózgu schorzeń sercowo-naczyniowych, chorzy częściej doświadczają rozległych udarów półkulowych mózgu [5]. Jak pokazują wyniki badań epidemiologicznych całkowity koszt leczenia w ciągu całego roku jednego pacjenta z udarem mózgu w Polsce opiewa na kwotę około 60 000 PLN [6]. Tylko µ chorych po przebytym udarze mózgu powraca do wykonywanej pracy [7]. 2. Modyfikowalne czynniki ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu Wśród modyfikowalnych czynników ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu można wyróżnić: przyczyny kardioemboliczne (migotanie przedsionków, stenoza mitralna i aortalna, pozawałowa odcinkowa hipokineza lewej komory serca); choroby dużych naczyń domózgowych (miażdżyca, rozwarstwienie); choroby małych naczyń mózgowych (nadciśnienie tętnicze, cukrzyca dyslipidemia); inne (nikotynizm, nadużywanie alkoholu). Nadciśnienie tętnicze to jeden z najwcześniej uznanych czynników ryzyka udaru mózgu. Wraz ze wzrostem ciśnienia tętniczego ryzyko wystąpienia pierwszego udaru zwiększa się liniowo, przy czym nie potwierdzono istnienia wartości progowej, poniżej której zależność ta nie występuje [14]. W długotrwałej obserwacji wzrost ciśnienia rozkurczowego o 5 mmHg wiąże się z 34% wzrostem ryzyka udaru mózgu [15]. Wyniki szeregu badań klinicznych dowiodły, że spadek ciśnienia skurczowego o 10-12 mmHg i ciśnienia rozkurczowego o 5-6 mmHg skutkuje 37% spadkiem ryzyka wystąpienia udaru mózgu i 40% spadkiem ryzyka zgonu z powodu tej choroby [16, 17]. W innych badaniach udokumentowano, że obniżenie ciśnienia tętniczego krwi o kilka mmHg, wliczając także osoby z prawidłowym ciśnieniem, przyczynia się do obniżenia ryzyka udaru o 30-40% [16, 17]. Nadciśnienie tętnicze wywołuje zmiany zwyrodnieniowe w drobnych naczyniach przeszywających mózgu, prowadząc do wystąpienia udarów lakunarnych (zatokowych). Przyczynia się także do powstawania zmian miażdżycowych w dużych naczyniach 146 Retrospektywna analiza modyfikowalnych czynników ryzyka niedokrwiennego udaru mózgu mózgowych, co prowadzi do udarów niedokrwiennych na podłożu zmian zakrzepowych. Nadciśnienie tętnicze koreluje również z przerostem lewej komory, chorobą niedokrwienną serca czy migotaniem przedsionków. Wymienione stany chorobowe mogą powodować udary niedokrwienne na bazie zatorowości kardiogennej. Jako graniczne wartości ciśnienia tętniczego krwi w prewencji udaru mózgu uznaje się 140 mmHg dla ciśnienia skurczowego i 90 mmHg dla ciśnienia rozkurczowego. U pacjentów z chorobami sercowo-naczyniowymi i cukrzycą zaleca się dążenie do uzyskania niższych wartości ciśnienia [16, 18]. Najlepsze wyniki i skuteczność w profilaktyce udarów mózgu osiągnięto korzystając z inhibitorów konwertazy angiotensyny (ang. angiotensin-convertingenzyme inhibitors, ACEI) i diuretyków tiazydowych [16, 17]. Leki betaadrenolityczne są równie efektywne, jednak biorąc pod uwagę ich działania uboczne są sporadycznie zalecane i są preferowane zwłaszcza u pacjentów z chorobą niedokrwienną serca. Migotanie przedsionków (ang. atrial fibrillation, AF) to najczęściej spotykane zaburzenie rytmu serca będące przyczyną udaru niedokrwiennego mózgu. Osoby z migotaniem przedsionków mają 3-5% roczne ryzyko wystąpienia udaru mózgu. AF odpowiada za około połowę wszystkich zakrzepowo-zatorowych udarów mózgu. Wraz z wiekiem ryzyko udaru mózgu u chorych z migotaniem przedsionków zwiększa się. W grupie wiekowej 80-89 lat ponad 20% wszystkich udarów występuje u pacjentów z tą arytmią serca [19]. Istnieje istotne powiązanie pomiędzy podwyższonym stężeniem cholesterolu we krwi i wtórnym rozwojem zmian miażdżycowych w dużych naczyniach krwionośnych, a częstością występowania udarów niedokrwiennych mózgu. W przeprowadzonych badaniach klinicznych wykazano, że stosowanie statyn (inhibitorów reduktazy HMG-CoA), leków o działaniu plejotropowym, zmniejszających poziom lipidów w surowicy, a w szczególności atorwastatyny i simwastatyny, powoduje redukcję ryzyka udaru mózgu u chorych z chorobą niedokrwienną serca o prawie 30% [20]. Dowodzi to, że inhibitory reduktazy HMG-CoA poprzez swoje wielokierunkowe działanie mogą skutecznie oddziaływać na ograniczenie ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu. Osoby uzależnione od nikotyny mają 2-krotnie większe ryzyko udaru niedokrwiennego mózgu i wzrasta ono u osób intensywnie palących [11, 21]. Wydaje się, że u palaczy częściej występują małe udary, czyli udary lakunarne. Palenie tytoniu pobudza rozwój miażdżycy, bardzo niekorzystny z punktu widzenia wzrostu ryzyka udaru mózgu. Cukrzyca jest modyfikowalnym czynnikiem udaru niedokrwiennego mózgu zwiększającym ryzyko jego wystąpienia około 1,5-4 razy [11]. W wyniku zwiększenia stężenia glukozy we krwi łatwiej powstają zaawan147 Angelika Dobrowolska, Dariusz Baranowski, Robert Karpiński, Konrad Rejdak sowane produkty glikacji białek, lipoprotein, kwasów nukleinowych. Taki stan sprzyja także wewnątrzkomórkowemu gromadzeniu się sorbitolu. Autooksydacja glukozy niesie ze sobą negatywne skutki w postaci zwiększonego wydzielania wysoce reaktywnych wolnych rodników, uszkadzających struktury komórkowe. Hiperglikemia wpływa niekorzystnie na hemodynamikę w naczyniach poprzez zmiany szybkości przepływu krwi i wzrostu tarcia śródnaczyniowego. Prowadzi to do nasilenia zmian miażdżycowych i jednocześnie do zwiększenia ryzyka udarów niedokrwiennych mózgu [22]. U 7-10% mężczyzn i 5-7% kobiet przekraczających wiek 65 lat potwierdza się występowanie zwężenia tętnic szyjnych wynoszącego ponad 50% średnicy światła naczynia. U takich osób ryzyko udaru wynosi 1-2% w skali roku [23, 24]. W ramach profilaktyki wystąpienia udarów niedokrwiennych mózgu u tych chorych wykonywana jest endarterektomia tętnic szyjnych (ang. carotid endarterectomy, CEA) – zabieg operacyjny, którego celem jest eliminacja blaszek miażdżycowych z tętnic szyjnych. Przed tą procedurą pacjent powinien być dokładnie zbadany, powinny być wzięte pod uwagę choroby towarzyszące, płeć oraz przewidywana długość życia chorego. Lekarz jest zobowiązany do poinformowania chorego o ryzyku, ewentualnych powikłaniach i korzyściach płynących z proponowanego sposobu leczenia chirurgicznego. Dieta może istotnie wpływać na zwiększanie bądź zmniejszanie ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu. Za produkty żywnościowe przyczyniające się do podwyższenia tego ryzyka uważa się tłuszcze zwierzęce, sól i kawę, natomiast ryby, owoce, warzywa i witaminy wykazują działanie protekcyjne w tym zakresie. Dotychczas brak jest niestety poprawnie przeprowadzonych badań klinicznych, które potwierdziłyby lub zaprzeczyły pozytywnym i negatywnym działaniom wymienionych pokarmów w ramach profilaktyki udarów niedokrwiennych mózgu. Wysiłek fizyczny korzystnie wpływa na czynność układu sercowonaczyniowego, a także przyczynia się do normalizacji ciśnienia tętniczego krwi i redukcji masy ciała. Wyniki badań potwierdziły pozytywne znaczenie umiarkowanego i dużego wysiłku fizycznego stosowanego w ramach profilaktyki udaru mózgu na stan organizmu pacjentów [25]. Wzrost stężenia homocysteiny odgrywa kluczową rolę w powstawaniu zmian miażdżycowych i uchodzi za niezależny czynnik ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu. Częstość hiperhomocysteinemii u osób z udarem mózgu określa się na 19-42%. Hiperhomocysteinemia występuje częściej u osób w podeszłym wieku, płci męskiej, z niedoborem kwasu foliowego. Homocysteina poprzez działanie cytotoksyczne powoduje uszkadzanie śródbłonka naczyń. Neutralizuje również pozytywne działanie naczyniorozszerzające tlenku azotu, wiążąc się z nim, co prowadzi do skurczu 148 Retrospektywna analiza modyfikowalnych czynników ryzyka niedokrwiennego udaru mózgu naczyń i zwiększa zdolność płytek krwi do agregacji. Podwyższone stężenie homocysteiny może wynikać z czynników egzo- i endogennych. Do grupy czynników egzogennych należą: głodzenie, niedobór witamin z grupy B, alkoholizm, nadużywanie kofeiny, nikotynizm, terapia niektórymi lekami, metotreksat (inhibitor reduktazy dihydrofolianowej), fenytoina, karbamazepina, antagoniści kwasu foliowego i lewodopa oraz niektóre choroby, takie jak nowotwory złośliwe i niedoczynność tarczycy. Podstawową przyczyną endogenną hiperhomocysteinemii są mutacje w genach kodujących główne enzymy szlaku metabolicznego homocysteiny: MTHFR, MS, CBS i / lub obniżenie aktywności tych enzymów [26]. 3. Cel pracy Celem niniejszej pracy była retrospektywna analiza istotności klinicznej poszczególnych czynników ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu w kontekście pierwotnej i wtórnej jego profilaktyki, ze szczególnym uwzględnieniem obecności wielu czynników ryzyka u jednego chorego i procentowej częstość ich występowania uwzględniającej poszczególne rozpoznania zawału mózgu według Międzynarodowej Klasyfikacji Chorób ICD-10 (ang. International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems). 4. Materiały i metody Badania przeprowadzono na podstawie danych statystycznych populacji pacjentów z rozpoznaniem udaru niedokrwiennego mózgu (zawału mózgu) hospitalizowanych w Pododdziale Udarowym Kliniki Neurologii Samodzielnego Publicznego Szpitala Klinicznego nr 4 w Lublinie w pierwszej połowie 2015 r. Liczba badanych pacjentów wynosiła 273, z których 136 osób (49,82%) stanowili mężczyźni, a 137 osób (50,18%) kobiety. Wszystkich pacjentów podzielono na 8 grup z uwzględnieniem rozpoznania zawału mózgu ustalonego w oparciu o klasyfikację ICD-10, których kolejność odpowiada liczebności pacjentów w określonej grupie: 1. zawał mózgu spowodowany przez zator tętnic mózgowych; 2. nieokreślony zawał mózgu; 3. zawał mózgu spowodowany przez zakrzep tętnic mózgowych; 4. inny zawał mózgu; 5. zawał mózgu spowodowany przez nieokreśloną niedrożność lub zwężenie tętnic mózgowych; 6. zawał mózgu spowodowany przez zakrzep tętnic przedmózgowych; 7. zawał mózgu spowodowany przez nieokreśloną niedrożność lub zwężenie tętnic przedmózgowych; 149 Angelika Dobrowolska, Dariusz Baranowski, Robert Karpiński, Konrad Rejdak 8. udar mózgu spowodowany przez zator tętnic przedmózgowych. W każdej grupie pacjentów oceniono częstość występowania poszczególnych czynników ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu. 5. Omówienie wyników W badanej grupie było 273 osoby, w tym 136 mężczyzn = (49,82%) badanych i 137 kobiet = (50,18%) badanych. Pacjenci zostali podzieleni na 8 grup, według rozpoznania ICD-10. Rozkład procentowy liczebności pacjentów w poszczególnych grupach przedstawia tabela 1. Tabela 1.Rozkład procentowy liczby pacjentów w poszczególnych grupach wg ICD-10 kod liczba % pacjentów pacjentów 101 37,00 I63.4 73 26,74 I63.9 66 24,18 I63.3 15 5,49 I63.8 ICD- rozpoznanie 10 zawał mózgu spowodowany przez zator tętnic mózgowych nieokreślony zawał mózgu zawał mózgu spowodowany przez zakrzep tętnic mózgowych inny zawał mózgu zawał mózgu spowodowany przez 7 2.56 I63.5 nieokreśloną niedrożność lub zwężenie tętnic mózgowych 7 2,56 I63.0 zawał mózgu spowodowany przez zakrzep tętnic przedmózgowych zawał mózgu spowodowany przez 3 1,1 I63.2 nieokreśloną niedrożność lub zwężenie tętnic przedmózgowych 1 0,37 I63.1 zawał mózgu spowodowany przez zator tętnic przedmózgowych Źródło: Opracowanie własne W grupie pierwszej, w której zawał mózgu spowodowany był przez zator tętnic mózgowych, dominującymi czynnikami ryzyka były choroby 150 Retrospektywna analiza modyfikowalnych czynników ryzyka niedokrwiennego udaru mózgu układu krążenia. Cierpiało na nie łącznie 80 pacjentów, co stanowi 79,21% wszystkich chorych w tej grupie. Wśród tych chorych najliczniejszą grupę stanowili pacjenci z nadciśnieniem tętniczym – 56 osób (55,45%), następnie pacjenci z migotaniem i trzepotaniem przedsionków – 43 osoby, (42,57%), oraz pacjenci z chorobą niedokrwienną serca – 20 osób (19,80%). Pozostałymi zidentyfikowanymi chorobami układu krążenia w tej grupie były m.in. niewydolność serca, inne zaburzenia rytmu serca, niedomykalność zastawki dwudzielnej. Częstość występowania chorób naczyń w tej grupie chorych nie przekraczała 2%, a były to niedrożność i zwężenie tętnicy szyjnej wewnętrznej, nie prowadzące do zawału mózgu oraz zator i zakrzep tętnic kończyn górnych. Cukrzyca występowała u 18,81% pacjentów tej grupy, przy czym dominowali chorzy z cukrzycą typu 2 (16 osób), a chorych z cukrzycą typu 1 było jedynie 3. Zaburzenia metabolizmu lipoprotein i inne lipidemie, w tym czysta hipercholesterolemia i czysta hiperglicerydemia występowały w tej grupie u 3,96% pacjentów. U jednego pacjenta (0,99%) stwierdzono otyłość prostą. Ponadto u 1 pacjenta z tej grupy zidentyfikowano chorobę krwi i narządów krwiotwórczych (niedokrwistość z niedoboru żelaza) a u 1 chorobę przebiegającą z udziałem mechanizmów immunologicznych (niedokrwistość autoimmunohemolityczną). W drugiej grupie pacjentów z nieokreślonym zawałem mózgu wśród czynników ryzyka udaru również dominowały choroby układu krążenia – łącznie 69,86% chorych, w tym najczęściej nadciśnienie tętnicze (45,20%), migotanie i trzepotanie przedsionków (8,22%) i niewydolność serca (5,45%). Cukrzycę stwierdzono u 13,70% pacjentów, przy czym ponad 2-krotnie częściej była to cukrzyca typu 2. U blisko 3% pacjentów z tej grupy występowały zaburzenia lipidowe, a u jednego pacjenta niedokrwistość z niedoboru żelaza. W trzeciej grupie, pacjentów z zawałem mózgu spowodowanym przez zakrzep tętnic mózgowych 80,30% stanowili pacjenci z chorobami układu krążenia, w tym z nadciśnieniem tętniczym (68,18%), chorobą niedokrwienną serca (13,64%), niewydolnością serca (9,09%) oraz migotaniem i trzepotaniem przedsionków (4,55%). Cukrzyca występowała u 16,67% pacjentów z tej grupy, przy czym dwukrotnie częściej była to cukrzyca typu 2 niż typu 1. U 18,18% chorób współistniały zaburzenia lipidowe, głównie hipercholesterolemia i inne zaburzenia przemian lipoprotein. Ponadto w tej grupie u jednego pacjenta stwierdzono otyłość, u dwóch pacjentów rozpoznano zaburzenia krzepnięcia krwi, a jeden pacjent uzależniony od nikotyny. W czwartej grupie, pacjentów z innym zawałem mózgu choroby układu krążenia występowały u 33,33% chorych, w tym 26,67% pacjentów miało 151 Angelika Dobrowolska, Dariusz Baranowski, Robert Karpiński, Konrad Rejdak nadciśnienie tętnicze. U 6.67% pacjentów z tej grupy rozpoznano zaburzenia przemian lipoprotein. W piątej grupie, chorych z zawałem mózgu spowodowanym przez nieokreśloną niedrożnością lub zwężeniem tętnic mózgowych odsetek pacjentów z chorobami układu krążenia wynosił 57,14%, a trzech spośród siedmiu pacjentów miało cukrzycę typu 2. W szóstej grupie, pacjentów z zawałem mózgu spowodowanym przez zakrzep tętnic przedmózgowych, wśród kardiologicznych czynników ryzyka udaru dominowało nadciśnienie tętnicze, które stwierdzono u 57,14% chorych. W tej grupie pacjentów relatywnie często występowały cukrzyca typu 2 (28,57%) i czysta hipercholesterolemia (14,29%). W siódmej grupie, pacjentów z zawałem mózgu spowodowanym przez nieokreśloną niedrożność lub zwężenie tętnic przedmózgowych u wszystkich 3 pacjentów (100%) występowały choroby układu krążenia, w grupie tej był pacjent z nadciśnieniem tętniczym, pacjent z chorobą niedokrwienną serca oraz chory u którego stwierdzono niedrożność i zwężenie tętnicy szyjnej wewnętrznej. W ostatniej grupie, pacjentów z zawałem mózgu spowodowanym przez zakrzep tętnic przedmózgowych u jedynego pacjenta nie stwierdzono czynników ryzyka udaru mózgu. 6. Profilaktyka pierwotna i wtórna udaru niedokrwiennego mózgu Obecnie badania klinicznie, skupiające się na identyfikacji czynników ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu, wytyczają metody ich optymalnej kontroli, przez co zmniejsza się zapadalność na tę niebezpieczną jednostkę chorobową. W praktyce klinicznej, aby efektywnie ograniczyć deficyt neurologiczny wynikający z następstw udaru mózgu, neurolodzy i lekarze POZ muszą skupić się na [6]: aktywnym poszukiwaniu i identyfikacji czynników ryzyka udaru mózgu, obecnych zwłaszcza w populacji pacjentów obciążonych chorobami układu krążenia w ramach prewencji pierwotnej udaru mózgu, optymalizacji efektywnego postępowania z pacjentami w ostrym okresie udaru niedokrwiennego (sieć oddziałów udarowych, doświadczenie kliniczne w leczeniu zachowawczym i inwazyjnym), prewencji wtórnej po epizodzie udaru mózgu, mającej na celu ograniczenie ryzyka kolejnego udaru, ograniczenie skutków udaru mózgu, poprzez logoterapię, psychoterapię i rehabilitację ruchową [6]. 152 Retrospektywna analiza modyfikowalnych czynników ryzyka niedokrwiennego udaru mózgu 6.1. Główne założenia profilaktyki pierwotnej mózgu Zminimalizowanie ryzyka wystąpienia pierwszego epizodu udaru niedokrwiennego, dzięki redukcji czynników ryzyka to główny cel profilaktyki pierwotnej udaru niedokrwiennego mózgu. Można to osiągnąć poprzez oddziaływanie na tzw. modyfikowalne czynniki ryzyka, to jest takie, których rozpropagowanie, można zmienić za pomocą działań medycznych lub też przez zmianę stylu życia i norm zachowania [8]. W konsekwencji zmniejsza się liczba osób narażonych na wystąpienie choroby. Na prewencję pierwotną incydentów naczyniowo-mózgowych składają się: optymalna kontrola wartości ciśnienia tętniczego krwi, często wymagająca skojarzonego leczenia hipotensyjnego (wartości graniczne: 140/90 mmHg, a u chorych na cukrzycę: 130/80 mmHg), całodobowe monitorowanie ciśnienia tętniczego krwi, w celu wykrycia zaburzeń dobowego rytmu zmienności ciśnienia oraz nadciśnienia utajonego; aktywne poszukiwanie i skuteczne leczenie zaburzeń gospodarki węglowodanowej (dieta cukrzycowa, zmniejszenie masy ciała); terapia hipolipemizująca, sugerowane inhibitory reduktazy HMGCoA (statyny) (redukcja stężenia cholesterolu całkowitego poniżej 5 mmol/l = 193 mg/dl), a przy współistnieniu powyżej 2 czynników ryzyka redukcja stężenia frakcji LDL poniżej 135 mg/dl); profilaktyka przeciwkrzepliwa u chorych ze wskazaniami: migotanie przedsionków, wrodzone lub nabyte zaburzenia układu krzepnięcia (trombofilie), wady zastawkowe serca (zakres zalecanych wartości INR wynosi 2-3, a w przypadku zastawek mechanicznych 3-4); leczenie chirurgiczne zwężenia tętnicy szyjnej (przy objawowym zwężeniu tętnicy domózgowej oszacowanym na > 70% i przy braku przeciwwskazań); zmiana stylu życia: regularny wysiłek fizyczny, zaniechanie palenia tytoniu, unikanie nadmiernego spożycia alkoholu (możliwy korzystny wpływ umiarkowanych ilości alkoholu); zmniejszenie wskaźnika masy ciała BMI < 30 kg/m2 (pożądany BMI <27 kg/m2). 6.2. Profilaktyka wtórna Kolejny udar mózgu wiąże się ze zmniejszeniem szans przeżycia pacjenta, pogorszeniem jego poudarowej sprawności ruchowej i wydłużeniem czasu hospitalizacji [9]. Ponad 3% nawrotów udaru mózgu następuje w ciągu pierwszych 30 dni po pierwszym incydencie 153 Angelika Dobrowolska, Dariusz Baranowski, Robert Karpiński, Konrad Rejdak naczyniowo-mózgowym, co wskazuje na wczesny okres poudarowy jako czas newralgiczny [10,11]. Stąd u każdego chorego z udarem mózgu lub TIA (ang. Transient Ischemic Attack, – przemijający atak niedokrwienny) powinny być przeprowadzone badania w kierunku ustalenia etiologii i czynników ryzyka, a także ocenione wskazania i wdrożenie odpowiedniego postępowania profilaktycznego. Profilaktyka wtórna udarów powinna dotyczyć: leczenia przeciwpłytkowego i / lub doustnego przeciwkrzepliwego, modyfikacji stylu życia i czynników ryzyka, leczenia chirurgicznego zmian miażdżycowych w tętnicach. Leczenie przeciwpłytkowe obejmuje następujące zalecenia [12, 13]: każdemu choremu z udarem niedokrwiennym mózgu, nie poddanemu leczeniu trombolitycznemu, należy podać ASA w dawce 150-325 mg w ciągu pierwszych 48 godzin (po trombolizie leczenie takie włącza się po wykluczeniu wtórnego ukrwotocznienia, najczęściej w drugiej dobie leczenia udaru); chorzy powinni kontynuować leczenie przeciwpłytkowe, by zapobiec nawrotowi udaru mózgu i następnym incydentom naczyniowym: ASA w dawce 50-325 mg na dobę lub klopidogrel w dawce 75 mg na dobę (skuteczniejszy niż ASA) lub tiklopidyna w dawce 250 mg 2 razy na dobę. Podając tiklopidynę, należy kontrolować morfologię krwi co 2 tygodnie w ciągu pierwszych 3 miesięcy; aby zmniejszyć ryzyko nawrotu udaru mózgu, należy stosować ASA w dawce 50-325mg; w porównaniu z ASA klopidogrel (75 mg/d) skuteczniej zapobiega kolejnym incydentom naczyniowym; klopidogrel można stosować jako lek pierwszego wyboru w przypadkach, gdy ASA jest źle tolerowany, a także u osób obciążonych dużym ryzykiem udaru mózgu; u chorych, u których rozpoczyna się leczenie pochodną tienopirydyny (klopidogrel, tiklopidyna), należy zamiast tiklopidyny stosować klopidogrel rzadziej powodujący działania niepożądane. Tiklopidynę stosuje się w dawce 250 mg 2 razy na dobę. Aktualnie obowiązują następujące zalecenia odnośnie leczenia przeciwkrzepliwego: należy rozważyć leczenie antykoagulacyjne u wszystkich chorych po udarze sercowo-pochodnym (kardioembolicznym); w przypadku antagonistów witaminy K, lek wprowadza się stopniowo, zwiększając dawkę aż do osiągnięcia wartości INR w zakresie 2,0-3,0; 154 Retrospektywna analiza modyfikowalnych czynników ryzyka niedokrwiennego udaru mózgu w przypadku przeciwwskazań do stosowania antykoagulantów należy podawać lek przeciwpłytkowy. Zmiana trybu życia i minimalizowanie czynników ryzyka w zasadzie pokrywają się z zasadami profilaktyki pierwotnej. Zasady leczenia operacyjnego w ramach profilaktyki wtórnej obejmują: rozważenie endarterektomii (CEA) u wszystkich chorych z objawowym zwężeniem tętnicy szyjnej powyżej 70%; nie wykonywać zabiegu w przypadkach przeciwwskazań do CEA lub zwężeń w miejscach niedostępnych chirurgicznie; rozważenie zabiegu PTA u pacjentów z restenozą po CEA oraz u chorych ze zwężeniem tętnicy po radioterapii. 7. Podsumowanie W przeprowadzonej retrospektywnej analizie danych klinicznych najistotniejszą grupą modyfikowalnych czynników ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu były choroby układu krążenia, stwierdzane u 73,63% spośród 273 badanych pacjentów. Spośród chorób układu krążenia najczęstszym czynnikiem ryzyka udaru było nadciśnienie tętnicze – 53,85% ogółu, drugim choroba niedokrwienna serca – 24,54%, a trzecim migotanie i trzepotanie przedsionków 19,05%. Istotną rolę odgrywały także zaburzenia gospodarki węglowodanowej – cukrzyca typu 1 i 2 – 16,48% oraz zaburzenia lipidowe – 7,32%. Co niezwykle ważne, najczęściej stwierdzano współistnienie 2 czynników ryzyka – 36,63%. Współwystępowanie kilku czynników ryzyka było częste i w istotny sposób zwiększało ryzyko wystąpienia udaru mózgu. Współistnienie w badanej populacji chorych kilku czynników ryzyka u jednego chorego, wskazuje że czynniki te są ze sobą powiązane i działają w sposób addycyjny, a rzadko niezależnie. Analiza czynników ryzyka udaru mózgu przeprowadzona na podstawie badań statystycznych ma decydujące znaczenie w określeniu optymalnych metod postępowania profilaktycznego omówionych w ostatniej części pracy. Literatura 1. 2. 3. 4. Gajewski P., i wsp., Interna Szczeklika. Podręcznik chorób wewnętrznych, Medycyna Praktyczna, Kraków 2014, s.2094-2103 Kopyta I., Marszał E., Czynniki ryzyka udaru mózgu u dzieci I. Wybrane biochemiczne i immunologiczne czynniki ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu u dzieci, Udar mózgu, 2 (2004), s.47-55 Kozubski W., Liberski P., Neurologia. Podręcznik dla studentów medycyny, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2012 Członkowska A., Świderski W., Udar mózgu: zapobieganie, leczenie, rehabilitacja, Instytut Psychiatrii i Neurologii, Warszawa 1997 155 Angelika Dobrowolska, Dariusz Baranowski, Robert Karpiński, Konrad Rejdak 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. Błaszczyk B., Czernecki R., Prędota-Panecka H., Profilaktyka pierwotna i wtórna udarów mózgu, Studia Medyczne, 9 (2008); s.71-75 Pankiewicz J. Dembińska-Kieć A., Słowik A., Rudzińska M., Szczudlik A., Rola statyn w prewencji udaru niedokrwiennego mózgu, Przegląd Lekarski 57(8) (2000), s.406-410 Ryglewicz D., Wiszniewska M., Cichy S., Lechowicz W., Członkowska A., Ischemic strokes are more severe in Poland than in the United States, Neurology 54 (2000), s. 513-515 Brola W., Fudala M., Profilaktyka udaru mózgu- rola lekarza rodzinnego, Przegląd Medyczny Uniwersytetu Rzeszowskiego i Narodowego Instytutu Leków w Warszawie, 1 (2011), s.128-140 Rincon F., Sacco R.L., Secondary stroke prevention, Journal of Cardiovascular Nursing, 1 (2008), s. 34-41 Graham G. D., Secondary stroke prevention: from guidelines to clinical practice, Journal of the National Medical Association, 10 (2008), s.1125-1137 Paciaroni M., Bogousslavsky J., Primary and secondary prevention of ischemic stroke, European Neurology, 63(5) (2010), s.267-278 Adams H., Adams R., Del Zoppa G., Goldstein L.B., Guidelines for the early Management of Patients with Ischemic Stroke. 2005 Guidelines update, A Scientific statement from the Stroke Council of the American Heart Association, American Stroke Assiociation. Stroke, 36 (2005), s. 916 Coull B. M., Williams L.S., Goldstein L.B., Meschia J.F., Heitzman D., Chaturvedi S., et al, Anticoagulants and antiplatelet agents in acute ischemic stroke: report of the Joint Stroke Guideline Development Commitee of the American Academy of Neurology and the American Stroke Association (a division of the American Heart Association), Neurology, 59 (2002), s.13-22 MacMahon S., Peto R., Cutler J., Collins R., Sorlie P., Neaton J., et al, Blood pressure, stroke, and coronary heart disease, Part 1, Prolonged differences in blood pressure: prospective observational studies corrected for the regression dilution bias, Lancet, 335 (1990), s. 765-774 Czarnecka D., Zabojszcz M., Nadciśnienie tętnicze a udar mózgu, Choroby Serca i Naczyń, 1 (2004), s.19-25 Staessen J. A., Wang J., Blood-pressure lowering for secondary prevention of stroke, Lancet, 358 (2001), s.1026-1027 PROGRESS Collaborative Group, Randomised trial of perindopril-based blood-pressure lowering regimen among 6105 individuals with previous stroke or transient ischaemic attack. Lancet 2001;358,1033-1041 Feinberg W. M., Primary and secondary stroke prevention. Current Opinion in Neurology, 9 (1996), s.46-52 Garcia D., Hylek E, Stroke prevention in elderly patients with atrial fibrillation, Lancet, 370(2007) s. 460-461 Blauw G. J., Lagaay M., Smelt A. H. M., Westendorp R. J. H., Stroke, statins and cholesterol: a meta analysis of randomised, placebo controlled, double blind trials with HMG-CoA reductase inhibitors, Stroke 28 (1997), s.346-350 Goldstein L. B., Adams R., Alberts M. J., Appel L. J., Brass L. M., Bushnell C. D., et al, Primary prevention of ischemic stroke: a guideline from the American Heart Association/American Stroke Association Stroke Council: cosponsored by the Atherosclerotic Peripheral Vascular Disease 156 Retrospektywna analiza modyfikowalnych czynników ryzyka niedokrwiennego udaru mózgu 22. 23. 24. 25. 26. Interdisciplinary Working Group; Cardiovascular Nursing Council; Clinical Cardiology Council; Nutrition, Physical Activity, and Metabolism Council; and the Quality of Care and Outcomes Research Interdisciplinary Working Group: the American Academy of Neurology affirms the value of this guideline. Stroke 37(6) (2006), s.1583-1633 Kropiwnicka A., Drzewoski J., Udary mózgu u chorych na cukrzycę. Stroke in diabetes, Diabetologia Praktyczna,2(3) (2001), s. 183-189 Nowacki P., Bajer-Czajkowska A., Profilaktyka wtórna niedokrwiennego udaru mózgu w świetle medycyny opartej na dowodach, Polski Przegląd Neurologiczny, 3(2008), s.147-152 Alamowitch S., Eliasziw M., Algra A., North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial.Risk, causes and prevention of ischaemic stroke in eldery patients with symptomatic internal carotid artery stenosis, Lancet, 357 (2001), s.1154-1160 Chiuve S. E., Rexrode K. M., Spiegelman D., Logroscino G., Manson J. E., Rimm E. B., Primary prevention of stroke by healthy lifestyle, Circulation, 118 (2008), s. 947-954 Banecka-Majkutewicz Z., Gąsecki D., Jakóbkiewicz-Banecka J., Banecki B., Węgrzyn G., Nyka W., Hiperhomocysteinemia – ważny czynnik ryzyka udaru mózgu. Hyperhomocysteinemia – important risk factor for ischemic stroke, Udar Mózgu, 2 (2005), s. 61-65 Retrospektywna analiza modyfikowalnych czynników ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu Udar niedokrwienny mózgu jest jednocześnie problemem medycznym i społecznym. Statystycznie stanowi drugą, po chorobie niedokrwiennej serca, przyczynę zgonów na świecie (trzecią w Polsce). Szacuje się, że co 2 sekundy jedna osoba na świecie doznaje udaru mózgu, w Polsce dochodzi do tego co 8 minut. Problem dotyczy nie tylko osób starszych, ale także 30-sto i 40-stolatków. Udar niedokrwienny mózgu jest główną przyczyną trwałej niepełnosprawności u osób po 40 r.ż., co skutkuje konsekwencjami socjalnymi i ekonomicznymi (wykluczenie zawodowe, konieczność zapewnienia stałej opieki). Najważniejsze poddające się modyfikacji czynniki ryzyka udaru mózgu to choroba niedokrwienna serca, migotanie przedsionków, nadciśnienie tętnicze, cukrzyca, dyslipidemia. Rzadziej za wystąpienie udaru odpowiadają zaburzenia krzepliwości krwi. Wykrywanie i leczenie modyfikowalnych czynników ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu może ograniczyć liczbę udarów w populacji oraz korzystnie wpływać na przebieg zachorowania, zmniejszając stopień inwalidztwa i śmiertelność poudarową. Celem pracy była retrospektywna analiza istotności klinicznej czynników ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu w kontekście pierwotnej i wtórnej jego profilaktyki. Została ona przeprowadzona na podstawie danych statystycznych populacji 273 pacjentów z udarem niedokrwiennym mózgu hospitalizowanych w pierwszej połowie 2015 r. w Pododdziale Udarowym Kliniki Neurologii SPSK 4 w Lublinie. Wykazano, że najistotniejszą grupą modyfikowanych czynników ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu były choroby układu krążenia, stwierdzane u 73,63% spośród 273 badanych pacjentów, w tym nadciśnienie tętnicze (53,85%) choroba niedokrwienna serca (24,54%) oraz migotanie i trzepotanie przedsionków (19,05%). Istotnymi czynnikami ryzyka były także cukrzyca typu 1 i 2 (16,48%) oraz zaburzenia lipidowe (7,32%). Współistnienie 2 czynników ryzyka udaru potwierdzono u 36,63% pacjentów. W pracy przedstawiono ponadto aktualne zasady profilaktyki pierwotnej i wtórnej udaru niedokrwiennego mózgu 157 Angelika Dobrowolska, Dariusz Baranowski, Robert Karpiński, Konrad Rejdak A retrospective analysis of modifiable risk factors for ischemic brain brain stroke An ischemic stroke is both medical and social problem. Statistically is the second, after ischemic heart disease, the cause of death worldwide (third in Poland). It is estimated that every two seconds one person in the world suffer stroke, Poland reaches every 8 minutes. The problem concerns not only the elderly, but also the 30-and 40-year olds. An ischemic stroke is the leading cause of permanent disability in people over age 40, resulting in social and economic consequences (exclusion unions, the need to provide permanent care). The most important modifiable factors making the risk of stroke are ischemic heart disease, atrial fibrillation, hypertension, diabetes, dyslipidemia. Less likely to have a stroke are responsible for blood clotting disorders. Detection and treatment of modifiable risk factors for stroke can reduce the number of strokes in the population and favorably affect the course of the disease, reducing the degree of disability and mortality post-stroke. The aim of the study was a retrospective analysis of the clinical significance of risk factors for stroke in the context of the primary and secondary prevention. Analysis was based on statistical data of the population of 273 patients with ischaemic brain stroke hospitalized in the first half of 201. in a Stroke Unit Teaching Hospital Department of Neurology No 4 in Lublin. It was found that the most important group of modifiable risk factors for ischemic brain stroke were diseases of circulation detected in 73,63% from 273 analysed patients, among them arterial hypertension (53, 85%), ischaemic heart disease (24,54%) as well as atrial fibrillation and flagellation (19,05%). Significant risk factors were also diabetes type 1 and 2 (16,48%) and dyslipidemia (7,32%). Coexistence of 2 risk factors for stroke was confirmed in 36,63% of patients. The actual rules of primary and secondary prophylaxis of ischaemic brain stroke were also presented in the paper. 158 Marta Nowak1 Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia 1. Wstęp Procesy wzrastania dzieci i młodzieży stanowią przedmiot zainteresowania wielu środowisk naukowych. Wartość biologiczna młodego pokolenia jest uzależniona od zapewnienia mu odpowiednich warunków niezbędnych do wszechstronnego rozwoju, który stanowi podstawę stanu zdrowia w okresach: dzieciństwa, młodości oraz dojrzałości. W ostatnich dekadach na gruncie antropologii ontogenetycznej oraz pediatrii powstała nauka zwana auksologią, zajmująca się wieloma aspektami rozwoju biologicznego człowieka. Pojęcie auksologii (z gr. auksein – wzrastać, rosnąć, rozwijać się) wprowadził francuski lekarz i antropolog P. Godin w 1903 r. [1, 2]. Tematyka auksologiczna obejmuje kilka nurtów badawczych. Uwzględnia ona zagadnienia z zakresu: prawidłowości rozwoju wielu właściwości morfologicznych i funkcjonalnych, badania roli społecznych modyfikatorów rozwoju, tendencji przemian międzypokoleniowych, zróżnicowania dymorficznego rozwoju cech biologicznych, wpływu chorób i zaburzeń rozwojowych na procesy wzrastania i dojrzewania, różnic międzypopulacyjnych czy wewnątrzpopulacyjnych, jak również tworzenia norm rozwojowych (regionalnych, ogólnopolskich) [3†5]. Fenotypowy obraz cechy jest uzależniony od wpływu: determinatorów genetycznych, stymulatorów paragenetycznych oraz modyfikatorów naturalnych i społeczno-kulturowych. Na skutek ich wzajemnych oddziaływań organizmy ludzkie charakteryzują się bardzo dużą zmiennością międzyosobniczą [5]. Znajomość tych zjawisk umożliwia kontrolowanie procesów wzrastania oraz dojrzewania dzieci i młodzieży, natomiast informacje z tego zakresu należą do tzw. pozytywnych mierników stanu zdrowia [2]. Rozwój fizyczny, sprawność motoryczna, poziom rozwoju umysłowego i aktywność fizyczna są zaliczane do bezpośrednich pozytywnych mierników stanu zdrowia [6]. W ocenie rozwoju fizycznego wykorzystywane są biologiczne układy odniesienia – normy rozwojowe. Norma biologiczna stanowi funkcjonalne 1 [email protected], Zakład Anatomii Porównawczej Kręgowców i Antropologii, Uniwersytet Rzeszowski 159 Marta Nowak optimum jednostki, populacji lub gatunku, natomiast w przypadku normalnego rozkładu cech jej wzmocnieniem może być norma statystyczna. W biologii norma określana jest przez wielkość danej cechy najbardziej charakterystyczną dla zbioru badanych cech, który najczęściej wykazuje zgodność z przeciętnym stanem. Granice norm biologicznych nie są ostre [4]. Wyróżnia się kilka rodzajów norm: populacyjne (środowiskowe – tworzone dla populacji wielkomiejskiej, małomiejskiej i wiejskiej oraz regionalne – opracowywane dla dzieci z różnych regionów kraju); grupowe – uwzględniające czynniki genetyczne w formie cech rodziców; docelowe – skonstruowane dla wyselekcjonowanej populacji żyjącej w najlepszych warunkach społeczno-ekonomicznych; uwzględniające somatotyp osobnika [4, 7]. Wyniki badań krajowych wykazały występowanie różnic środowiskowych oraz regionalnych w rozwoju somatycznym dzieci i młodzieży [8]. Z uwagi na to najczęściej wykorzystywanymi standardami rozwojowymi, umożliwiającymi wstępną analizę stanu rozwoju biologicznego danej populacji, są normy populacyjne. W ocenie rozwoju morfologicznego stosuje się kilka rodzajów norm rozwojowych, wśród których należy wymienić: tablice liczbowe Pirqueta, siatki centylowe, morfogramy i graficzną metodę oceny wieku rozwojowego oraz proporcji wagowowzrostowych. W praktycznej ocenie procesów wzrastania dzieci i młodzieży najczęściej wykorzystywane są siatki centylowe [4]. 2. Cel pracy Celem pracy było opracowanie zakresów referencyjnych w postaci siatek centylowych pięciu cech somatometrycznych dla chłopców i dziewcząt wiejskich w wieku szkolnym z województwa podkarpackiego. 3. Materiały i metody Materiał badawczy stanowią chłopcy i dziewczęta wiejskie w wieku 6-19 lat z województwa podkarpackiego. Pomiary antropometryczne przeprowadzono w roku szkolnym 2004/05 na terenie siedmiu centralnie położonych powiatów województwa: rzeszowskiego, kolbuszowskiego, ropczycko-sędziszowskiego, strzyżowskiego, brzozowskiego, łańcuckiego oraz przeworskiego. Badania uczniów wykonano w gabinetach higieny szkolnej w szkołach o wszystkich profilach kształcenia. Grupy wieku kalendarzowego z uwzględnieniem podziału na płeć utworzono stosując system dziesiętny, a zatem odpowiedni wiek był średnią arytmetyczną 160 Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia górnej i dolnej granicy przedziału klasowego. Liczebność grupy badawczej dobrano w sposób statystycznie reprezentatywny tak, aby w każdej klasie wieku wynosiła co najmniej 3,5 % populacji generalnej. Pomiarami objęto 1 887 chłopców oraz 1 809 dziewcząt, a łączna liczba przebadanych wynosi 3 696 osób. Liczebność grupy badawczej z wyszczególnieniem podziału na wiek i płeć zawiera Tabela 1. Tabela 1. Liczebność chłopców i dziewcząt wiejskich w badanych grupach wieku Wiek [lata] Chłopcy Dziewczęta 6 109 104 7 114 108 8 119 113 9 122 116 10 125 120 11 130 128 12 137 138 13 145 144 14 149 143 15 151 142 16 147 137 17 146 138 18 147 138 19 146 140 Łącznie 1 887 1 809 W badaniach zastosowano dwie metody: pomiarową – opartą na technice Martina [Martin, Saller 1957 za: [9]] oraz statystyczne [10]. W niniejszej pracy uwzględniono wyniki pomiarów pięciu cech somatometrycznych tj. długość tułowia (sst-sy), długość kończyny górnej (a-daIII), długość kończyny dolnej (B-sy), szerokość barków (a-a) oraz szerokość bioder (ic-ic). Na podstawie średniej arytmetycznej oraz odchylenia standardowego wskazanych parametrów morfologicznych obliczono ich wielkości na poziomie: 3., 10., 25., 50., 75., 90. oraz 97. centyla oddzielnie dla każdej badanej grupy wieku i płci. W obliczeniach zastosowano wzór: C p x U p SD , gdzie Cp – wielkość cechy na poziomie p-tego centyla, x – średnia arytmetyczna, SD – odchylenie standardowe, Up – wielkość zmiennej losowej U odczytana z tablicy kwantyli 161 Marta Nowak rozkładu normalnego na poziomie odpowiedniego centyla [4, 7].Otrzymane linie centylowe wygładzono z zastosowaniem wyrównywania matematycznego krzywych. Metoda ta wykorzystuje tzw. średnią ruchomą – polega ona na obliczeniu poprawki dla określonego punktu z uwzględnieniem sąsiednich punktów [11]. W oparciu o otrzymane dane, przedstawione w tabelach 2-11, skonstruowano siatki centylowe dla badanych cech somatycznych. Na osi odciętych układu współrzędnych zaznaczono grupy wieku, zaś na osi rzędnych – wielkości cechy. Przebiegające linie centylowe wyznaczają odsetek dzieci znajdujący się w każdej grupie wieku poniżej ich poziomu. 4. Analiza wyników Otrzymane dane stały się podstawą do skonstruowania siatek centylowych pięciu przedstawionych parametrów dla populacji dzieci i młodzieży wiejskiej z województwa podkarpackiego. Tabele oraz siatki centylowe dla podstawowych cech somatycznych – wysokości i masy ciała, jak również dla siedmiu obwodów ciała, grubości trzech fałdów skórnotłuszczowych oraz wybranych wskaźników proporcji (w tym BMI) zostały opublikowane w monografii Nowak [1]. Wielkości centylowe długości tułowia chłopców wiejskich przedstawiono w tabeli 2, natomiast dziewcząt – w tabeli 3. Siatki centylowe wskazanego parametru dla obu płci zilustrowano odpowiednio na rycinach 1 oraz 2. U chłopców w wieku 6-9 lat linie centylowe długości tułowia przebiegają raczej na wyrównanym poziomie. Przyrosty wielkości centyli w tym okresie są niewielkie i wahają się w granicach od: 0,29 (6-7 r.ż. dla 3. centyla) do 1,41 cm (8-9 r.ż. dla 97. centyla). W odcinku ontogenezy 9-15 lat u badanych zaobserwowano najbardziej dynamiczny rozwój tej cechy, mniej dynamiczny – pomiędzy 15-19 r.ż. W pierwszym wymienionym przedziale wieku przyrosty międzyrocznikowe wykazują zmienność w zakresie wartości od: 1,13 (9-10 r.ż.) na poziomie 3. centyla do 2,56 cm (12-13 r.ż.) dla 75. centyla, natomiast w drugim okresie od: 0,52 (18-19 r.ż. – 3. centyl) do 1,72 cm (15-16 r.ż. – 10. centyl). Podobną tendencję w rozwoju długości tułowia stwierdzono u dziewcząt w wieku 6-14 lat. Pomiędzy 6-9 r.ż. odnotowano niewielkie przyrosty roczne tej cechy wahające się w granicach od: 0,45 (6-7 r.ż.) dla 3. centyla do 1,77 cm (6-7 r.ż.) na poziomie 97. centyla, a zatem nieco większymi aniżeli u chłopców. W okresie 9-14 lat u dziewcząt zaobserwowano przyśpieszenie zjawiska wydłużania się tułowia, a wielkości przyrostów rocznych utrzymują się w zakresie od: 1,05 (9-10 r.ż. – 3. centyl) do 2,52 cm (12-13 r.ż. – 3. centyl). U dziewcząt w wieku 14-19 lat rozwój badanego parametru ulega stabilizacji. 162 Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia W okresie 6-8 oraz 15-19 lat linie centylowe długości tułowia na ogół przebiegają na wyższym poziomie u chłopców w porównaniu z ich rówieśnicami. Różnice o większych wartościach (w zakresie od: 0,53-5,34 cm) oraz wzrastające wraz z wiekiem badanych odnotowano w wycinku ontogenezy 15-19 r.ż. W okresie 9-14 lat dziewczęta wykazują niewielką przewagę nad chłopcami w zakresie wielkości centylowych długości tułowia. Tabela 2. Wartości centylowe długości tułowia (sst-sy) chłopców wiejskich [cm] Wiek [lata] 6 C3 31,91 C10 33,11 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 32,20 32,68 33,32 34,45 35,71 37,36 39,52 42,01 44,19 45,87 47,05 48,03 48,55 33,51 34,07 34,85 36,04 37,42 39,15 41,44 43,89 45,92 47,64 48,73 49,64 50,26 Chłopcy Centyle – długość tułowia (sst-sy) C25 C50 C75 C90 34,34 35,55 36,82 38,11 34,90 35,53 36,42 37,62 39,17 40,88 43,32 45,87 47,75 49,26 50,41 51,39 51,97 36,33 37,10 38,09 39,45 41,06 42,98 45,42 47,88 49,86 51,21 52,20 53,18 53,89 163 37,73 38,58 39,76 41,22 42,89 44,83 47,39 49,92 51,77 53,05 54,03 54,94 55,81 39,20 40,22 41,49 43,07 44,8 46,78 49,25 51,76 53,62 54,79 55,71 56,67 57,55 C97 39,48 40,62 41,69 43,10 44,90 46,69 48,81 51,18 53,59 55,37 56,50 57,46 58,36 59,27 Marta Nowak Tabela 3. Wartości centylowe długości tułowia (sst-sy) dziewcząt wiejskich [cm] Wiek [lata] Dziewczęta Centyle – długość tułowia (sst-sy) C25 C50 C75 C90 33,35 34,66 35,97 37,17 34,14 35,73 37,18 38,72 35,04 36,78 38,53 40,24 C3 30,98 31,43 31,94 C10 32,15 32,79 33,48 32,71 33,76 35,18 34,32 35,55 37,16 36,07 37,35 39,00 37,88 39,35 41,07 39,86 41,32 43,22 41,68 43,27 45,13 43,50 45,24 47,14 13 14 37,35 39,87 42,20 39,26 41,68 43,91 41,12 43,49 45,50 43,21 45,43 47,24 45,28 47,45 48,98 47,28 49,22 50,57 49,22 51,04 52,13 15 16 17 18 19 43,66 44,38 44,74 45,00 45,05 45,15 45,83 46,11 46,39 46,51 46,61 47,18 47,56 47,84 47,95 48,11 48,68 49,00 49,36 49,51 49,65 50,18 50,52 50,83 51,07 51,17 51,56 51,98 52,27 52,51 52,68 53,06 53,50 53,73 53,93 6 7 8 9 10 11 12 Rycina 1. Siatka centylowa długości tułowia (sst-sy) chłopców wiejskich [cm] 164 C97 38,34 40,11 41,84 Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia Rycina 2. Siatka centylowa długości tułowia (sst-sy) dziewcząt wiejskich [cm] Rozkłady centylowe długości kończyny górnej dla chłopców wiejskich zawiera tabela 4, zaś dla dziewcząt – tabela 5. Na rycinach 3 oraz 4 przedstawiono siatki centylowe omawianej cechy morfologicznej odpowiednio dla badanych obu płci. W serii chłopców w wieku 6-16 lat zaobserwowano dynamiczny rozwój długości kończyny górnej. Szczególnie w okresie 8-16 r.ż. przyrosty roczne wielkości centylowych tej cechy wahają się w wąskim zakresie od: 2,03 (8-9 r.ż. – 3. centyl) do 3,23 cm (11-12 r.ż. – 97. centyl). W wycinku ontogenezy 16-19 lat długość kończyny górnej u chłopców wykazuje stabilizację rozwojową. Świadczą o tym małe wartości przyrostów międzyrocznikowych należące do przedziału od: -0,09 do 0,85 cm na poziomie odpowiednich centyli. W grupie dziewcząt w wieku 6-14 r.ż. stwierdzono zbliżone przyrosty centyli długości kończyny górnej. W okresie 6-8 lat ich wielkości wahają się w granicach od: 1,91 (7-8 r.ż.) dla 3. centyla do 2,27 cm (7-8 r.ż.) na poziomie 97. centyla. W wycinku ontogenezy 8-14 lat przyrosty roczne wykazują zmienność w zakresie od: 2,03 (8-9 i 9-10 r.ż. – odpowiednio – 3. oraz 10. centyl) do 2,95 cm (9-10 r.ż. – 97. centyl). W grupie dziewcząt w okresie 14-19 lat linie centylowe omawianej cechy przebiegają na wyrównanym poziomie wskazującym na jej stabilizację. Wielkości długości kończyny górnej obliczone dla poszczególnych centyli we wszystkich grupach wieku są większe w serii chłopców na tle dziewcząt. Na ogół różnice o mniejszych wartościach odnotowano 165 Marta Nowak pomiędzy 6-14 r.ż. (0,50-3,42 cm), natomiast większe zaznaczają się w przedziale wieku 15-19 lat (3,00-7,64 cm). Wielkości centylowe długości kończyny dolnej dla chłopców i dziewcząt wiejskich zamieszczono odpowiednio w tabelach 6 oraz 7, zaś graficzny obraz krzywych zilustrowano na rycinach 5 i 6. Dynamika rozwoju linii centylowych wskazanego parametru somatycznego kształtuje się w bardzo zbliżony do linii długości kończyny górnej u obu płci, chociaż przebiega na wyższym poziomie. Wśród chłopców w wieku 6-16 lat przyrosty międzyrocznikowe długości kończyny dolnej wahają się w granicach od: 1,89 (15-16 r.ż.) dla 97. centyla do 4,38 cm (7-8 r.ż.) na poziomie tego samego centyla. W okresie 16-19 lat powyższa cecha ulega stabilizacji rozwojowej. W wycinku ontogenezy 6-13 r.ż. u dziewcząt zaobserwowano zjawisko dynamicznego wydłużania się kończyny dolnej. W wymienionym przedziale wieku przyrosty roczne wartości centylowych należą do zakresu od: 2,49 (12-13 r.ż. – 10. centyl) do 4,09 cm (8-9 r.ż. – 97. centyl). Zatem w serii dziewcząt już od 13 r.ż. do końca badanego okresu ontogenezy stwierdzono tendencję do stabilizowania się rozwoju tego parametru. Tabela 4. Wartości centylowe długości kończyny górnej (a-daIII) chłopców wiejskich [cm] 6 7 8 9 C3 47,49 48,96 50,81 52,84 Chłopcy Centyle – długość kończyny górnej(a-daIII) C10 C25 C50 C75 C90 49,04 50,59 52,18 53,75 55,28 50,64 52,34 54,12 55,84 57,62 52,47 54,20 56,10 57,98 59,85 54,55 56,42 58,34 60,37 62,41 10 11 12 13 14 15 16 17 18 55,13 57,57 60,31 63,13 65,97 68,89 71,58 72,42 72,54 56,90 59,51 62,19 65,07 68,03 71,03 73,58 74,43 74,57 58,76 61,38 64,13 67,11 70,12 73,25 75,59 76,39 76,51 60,83 63,58 66,45 69,44 72,58 75,59 77,80 78,60 78,63 62,88 65,76 68,75 71,90 75,10 77,84 80,01 80,79 80,78 64,93 67,93 71,05 74,26 77,41 80,18 82,02 82,79 82,74 67,18 70,08 73,31 76,45 79,64 82,28 84,00 84,61 84,52 19 72,79 74,78 76,72 78,67 80,70 82,67 84,50 Wiek [lata] 166 C97 56,71 59,28 61,76 64,43 Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia Tabela 5. Wartości centylowe długości kończyny górnej (a-daIII) dziewcząt wiejskich [cm] 6 7 C3 46,53 48,42 Dziewczęta Centyle – długość kończyny górnej (a-daIII) C10 C25 C50 C75 C90 48,07 49,64 51,36 53,08 54,65 50,01 51,60 53,39 55,13 56,70 C97 56,19 58,37 8 9 10 11 12 13 14 50,33 52,36 54,62 56,98 59,55 62,26 65,02 51,97 54,00 56,26 58,72 61,36 64,13 66,81 53,60 55,70 58,04 60,53 63,21 66,03 68,62 55,37 57,55 59,92 62,50 65,23 68,15 70,62 57,06 59,45 61,89 64,64 67,48 70,29 72,62 58,92 61,32 64,10 66,87 69,63 72,16 74,43 60,64 63,16 66,11 68,94 71,68 74,13 76,22 15 16 17 18 19 65,89 65,94 66,24 66,39 66,41 67,66 67,77 67,89 68,14 68,07 69,47 69,57 69,57 69,77 69,75 71,45 71,58 71,61 71,68 71,60 73,43 73,49 73,46 73,40 73,45 75,24 75,42 75,18 75,14 75,13 77,01 77,07 76,97 76,91 76,92 Wiek [lata] Rycina 3. Siatka centylowa długości kończyny górnej (a-daIII) chłopców wiejskich [cm] 167 Marta Nowak Rycina 4. Siatka centylowa długości kończyny górnej (a-daIII) dziewcząt wiejskich [cm] Tabela 6. Wartości centylowe długości kończyny dolnej (B-sy) chłopców wiejskich [cm] 6 7 8 C3 51,59 54,83 58,11 Chłopcy Centyle – długość kończyny dolnej (B-sy) C10 C25 C50 C75 C90 53,38 55,19 57,19 59,19 61,00 56,81 58,79 60,99 63,19 65,13 60,32 62,49 64,94 67,13 69,12 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 61,37 64,54 67,77 71,04 74,02 76,78 79,56 81,84 82,44 82,21 63,69 66,96 70,31 73,62 76,46 79,29 81,99 84,40 84,72 84,51 66,06 69,46 72,86 76,04 79,11 81,91 84,63 86,92 87,44 87,00 68,64 72,25 75,71 78,94 81,97 84,69 87,48 89,59 90,32 89,74 70,85 74,49 78,15 81,58 84,62 87,60 90,29 92,46 92,79 91,97 73,13 76,76 80,31 83,84 87,31 90,28 92,87 94,88 95,14 94,32 75,33 79,13 82,82 86,30 89,77 93,00 95,56 97,45 97,64 96,69 19 82,03 84,38 86,66 89,07 91,28 93,51 95,73 Wiek [lata] 168 C97 62,79 67,03 71,41 Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia Tabela 7. Wartości centylowe długości kończyny dolnej (B-sy) dziewcząt wiejskich [cm] 6 7 C3 51,57 55,11 Dziewczęta Centyle – długość kończyny dolnej (B-sy) C10 C25 C50 C75 C90 53,51 55,49 57,63 59,75 61,81 57,09 58,96 61,02 63,14 65,31 C97 63,75 67,27 8 9 10 11 12 13 14 58,77 62,25 65,67 69,24 72,77 75,45 75,98 60,76 64,32 67,85 71,45 75,02 77,51 78,22 62,66 66,34 69,83 73,51 77,08 79,83 80,52 64,67 68,49 72,23 75,86 79,29 82,06 82,89 66,86 70,83 74,57 78,21 81,75 84,59 85,47 68,88 72,97 76,75 80,35 84,04 87,13 87,91 71,03 75,13 79,01 82,72 86,38 89,53 90,55 15 16 17 18 19 76,30 76,65 76,73 76,74 76,82 78,47 78,87 79,03 79,01 79,00 80,81 81,13 81,17 81,09 81,20 83,20 83,44 83,51 83,58 83,63 85,94 86,09 86,02 86,11 86,06 88,34 88,35 88,27 88,39 88,26 90,61 90,57 90,55 90,63 90,44 Wiek [lata] Rycina 5. Siatka centylowa długości kończyny dolnej (B-sy) chłopców wiejskich [cm] 169 Marta Nowak Rycina 6. Siatka centylowa długości kończyny dolnej (B-sy) dziewcząt wiejskich [cm] Ponadto w okresie 6-13 lat odnotowano na ogół większe lub zbliżone wartości centylowe długości kończyny dolnej wśród dziewcząt w porównaniu z chłopcami. Natomiast w wieku 14-19 r.ż. przewagę w tym zakresie wykazują chłopcy. Szczególnie duże różnice dymorficzne zaobserwowano w wycinku ontogenezy 15-19 lat, a ich wartości wahają się w granicach od: 3,26 (15 r.ż.) na poziomie 3. centyla do 7,09 cm (17 r.ż.) dla 97. centyla. W tabeli 8 zaprezentowano wielkości centylowe szerokości barków dla chłopców, natomiast w 9 – dla dziewcząt. Graficzne przedstawienie krzywych centylowych tej cechy morfologicznej u obu płci zilustrowano odpowiednio na rycinach 7 oraz 8. W odcinku ontogenezy 6-11 lat w grupie chłopców wartości centyli szerokości barków nieznacznie wzrastają wraz z wiekiem badanych. We wskazanym okresie wielkości przyrostów rocznych omawianego parametru należą do zakresu od: 0,08 (6-7 r.ż. – 3. centyl) do 1,28 cm (10-11 r.ż. – 97. centyl). Największy skok wzrastania szerokości barków zaobserwowano u chłopców w wieku 11-13 lat – wartości przyrostów międzyrocznikowych wahają się w granicach od: 1,79 (6-7 r.ż.) dla 3. centyla do 2,31 cm (12-13 r.ż.) na poziomie 75. centyla. W wycinku ontogenezy 13-17 lat dynamika rozwoju tej cechy zmniejsza się wraz z wiekiem, natomiast pomiędzy 17-19 r.ż. ulega stabilizacji. Podobnie przedstawia się dynamika rozwoju szerokości barków u dziewcząt w okresie 6-11 lat, jak u chłopców. Duży skok wzrastania 170 Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia omawianego parametru odnotowano w wieku 11-13 r.ż. (wielkości przyrostów rocznych mieszczą się w zakresie od: 1,75 (12-13 r.ż. – 3. centyl) do 2,34 cm (12-13 r.ż. – 97. centyl)), mniejszy w odcinku ontogenezy 13-15 lat. W okresie 15-19 lat u dziewcząt linie centylowe szerokości barków przebiegają na stałym poziomie wskazującym na stabilizację rozwoju. W całym badanym okresie u chłopców zaobserwowano na ogół większe wartości szerokości barków lub wielkości różnic dymorficznych wyrównują się. Mniejsze różnice odnotowano w wycinku ontogenezy 6-14 r.ż., natomiast w wieku 15-19 lat ich wartości znacznie wzrastają wraz z wiekiem badanych w granicach od: 1,31 (15 r.ż.) na poziomie 3. centyla do 5,12 cm (19 r.ż.) dla 97. centyla. W tabelach 10 oraz 11 zestawiono rozkłady centylowe szerokości bioder odpowiednio dla chłopców i dziewcząt wiejskich. Siatki centylowe tego parametru morfologicznego dla obu płci przedstawiono na rycinach 9 oraz 10. U chłopców w wieku 6-16 lat wielkości centylowe szerokości bioder wzrastają regularnie wraz z wiekiem badanych. Wartości przyrostów rocznych wahają się w wąskim zakresie od: 0,47 (15-16 r.ż.) dla 97. centyla do 1,16 cm (6-7 r.ż.) na poziomie 97. centyla. W okresie 16-19 lat zaobserwowano stabilizację rozwoju badanej cechy. Tabela 8. Wartości centylowe szerokości barków (a-a) chłopców wiejskich [cm] Wiek [lata] Chłopcy Centyle – szerokość barków (a-a) C25 C50 C75 C90 24,83 25,53 26,29 26,98 25,22 26,09 27,04 27,90 6 7 C3 23,46 23,54 C10 24,14 24,41 8 9 10 11 12 13 14 15 16 23,84 24,21 24,75 25,76 27,55 29,74 31,40 32,83 34,19 24,75 25,16 25,80 26,80 28,69 30,88 32,54 33,98 35,31 25,63 26,17 26,80 27,85 29,96 32,09 33,71 35,17 36,43 26,64 27,24 27,91 29,07 31,20 33,36 35,09 36,48 37,69 27,74 28,41 29,14 30,29 32,38 34,69 36,38 37,77 38,98 28,70 29,45 30,29 31,48 33,60 35,89 37,68 39,03 40,24 29,58 30,46 31,41 32,69 34,87 37,05 38,79 40,22 41,36 17 18 19 35,31 35,93 36,29 36,42 36,99 37,36 37,47 38,11 38,45 38,75 39,34 39,64 39,94 40,49 40,83 41,19 41,67 41,92 42,27 42,75 42,99 171 C97 27,72 28,71 Marta Nowak Tabela 9. Wartości centylowe szerokości barków (a-a) dziewcząt wiejskich [cm] Wiek [lata] Dziewczęta Centyle –szerokość barków (a-a) C25 C50 C75 C90 24,67 25,50 26,33 27,09 25,06 25,94 26,75 27,51 25,41 26,25 27,09 27,85 6 7 8 C3 23,17 23,54 23,90 C10 23,91 24,29 24,65 9 10 11 12 13 14 24,23 24,81 25,82 27,60 29,35 30,75 25,06 25,63 26,56 28,57 30,25 31,73 25,83 26,42 27,32 29,40 31,21 32,68 26,67 27,28 28,15 30,30 32,38 33,73 27,50 28,08 28,98 31,20 33,45 34,78 28,34 28,92 29,77 32,03 34,45 35,73 29,11 29,68 30,62 32,84 35,18 36,66 15 16 17 18 19 31,52 31,91 32,17 32,27 32,27 32,46 32,87 33,06 33,13 33,15 33,42 33,76 34,03 34,07 34,05 34,47 34,78 34,97 35,03 35,03 35,52 35,81 35,93 36,09 36,01 36,48 36,76 36,89 37,03 36,96 37,42 37,75 37,86 37,94 37,87 Rycina 7. Siatka centylowa szerokości barków (a-a) chłopców wiejskich [cm] 172 C97 27,83 28,26 28,60 Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia Rycina 8. Siatka centylowa szerokości barków (a-a) dziewcząt wiejskich [cm] Tabela 10. Wartości centylowe szerokości bioder (ic-ic) chłopców wiejskich [cm] Wiek [lata] 6 7 8 C3 16,18 16,81 17,44 C10 17,02 17,73 18,44 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 18,11 18,85 19,63 20,44 21,29 22,16 23,13 23,97 24,46 24,65 24,84 19,16 19,90 20,68 21,46 22,27 23,18 24,12 24,94 25,37 25,53 25,74 Chłopcy Centyle – szerokość bioder (ic-ic) C25 C50 C75 17,85 18,76 19,59 18,61 19,59 20,58 19,38 20,46 21,57 20,17 20,97 21,76 22,55 23,36 24,21 25,06 25,85 26,19 26,37 26,57 21,34 22,24 23,05 23,76 24,51 25,33 26,17 26,84 27,16 27,32 27,52 173 22,51 23,43 24,20 24,98 25,74 26,48 27,19 27,86 28,13 28,32 28,40 C90 20,46 21,54 22,61 C97 21,32 22,48 23,54 23,60 24,52 25,34 26,10 26,83 27,56 28,19 28,78 29,01 29,16 29,21 24,59 25,55 26,42 27,20 27,90 28,59 29,18 29,65 29,90 30,02 30,00 Marta Nowak Tabela 11. Wartości centylowe szerokości bioder (ic-ic) dziewcząt wiejskich [cm] Wiek [lata] Dziewczęta Centyle – szerokość bioder (ic-ic) C25 C50 C75 17,81 18,61 19,38 18,48 19,38 20,21 19,22 20,21 21,11 6 7 8 C3 16,36 16,87 17,48 C10 17,09 17,69 18,35 9 10 11 12 13 14 18,17 18,89 19,68 20,53 21,42 22,29 19,12 19,90 20,74 21,61 22,48 23,31 20,04 20,91 21,78 22,65 23,49 24,27 21,11 22,03 22,94 23,83 24,65 25,44 15 16 17 18 19 23,05 23,56 23,78 23,93 24,08 24,02 24,52 24,71 24,93 24,99 24,98 25,39 25,62 25,83 25,90 26,05 26,41 26,64 26,79 26,89 C90 20,11 21,08 22,07 C97 20,85 21,92 23,01 22,09 23,08 24,05 24,96 25,82 26,52 23,08 24,09 25,07 26,02 26,85 27,59 24,10 25,17 26,19 27,14 28,01 28,69 27,10 27,47 27,69 27,81 27,88 28,17 28,61 28,76 28,79 28,78 29,27 29,66 29,80 29,79 29,67 Rycina 9. Siatka centylowa szerokości bioder (ic-ic) chłopców wiejskich [cm] 174 Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia Rycina 10. Siatka centylowa szerokości bioder (ic-ic) dziewcząt wiejskich [cm] W wycinku ontogenezy 6-15 r.ż. w serii dziewcząt stwierdzono zbliżone przyrosty roczne wielkości centylowych szerokości bioder. Ich wartości należą do wąskiego zakresu od: 0,51 (6-7 r.ż. – 3. centyl) do 1,09 cm (7-8 oraz 8-9 r.ż. – 97. centyl). W wieku 15-19 lat dynamika rozwoju linii centylowych zmniejsza się wraz z wiekiem badanych dziewcząt, a zatem badana cecha wykazuje tendencję do stabilizacji. W okresach: 6-10 oraz 15-19 lat u chłopców stwierdzono na ogół większe lub zbliżone wielkości centyli szerokości bioder na tle rówieśnic. W wieku 11-14 r.ż. u dziewcząt zaobserwowano tendencję do występowania nieco większych wartości szerokości bioder na poziomie odpowiednich centyli w porównaniu z chłopcami. 5. Dyskusja Parametry antropometryczne są istotnymi i obiektywnymi wskaźnikami stosowanymi w ocenie stanu rozwoju fizycznego dzieci i młodzieży [12, 13]. Dane referencyjne umożliwiają monitorowanie rozwoju i są wykorzystywane przez lekarzy pediatrów, pracowników służby zdrowia do diagnozowania m.in. stanów niedożywienia, nadwagi, otyłości, niskorosłości czy zaburzeń endokrynologicznych [14]. Wielkości wskaźników antropometrycznych są zróżnicowane w określonych populacjach i mogą ulegać zmianom w zależności od: przynależności rasowej i etnicznej, zachowań żywieniowych czy trybu życia [12, 15]. 175 Marta Nowak Siatki centylowe są najważniejszym narzędziem stosowanym w ocenie wzrastania dzieci i młodzieży, co ma duże znaczenie dla podjęcia odpowiednich działań profilaktycznych [16]. Pierwszą siatkę centylową skonstruował pod koniec XVIII w. hr. Philibert de Montbeillard [17]. Siatki centylowe są graficzną metodą stosowaną do monitorowania poziomu rozwoju osiąganego przez dziecko na tle prawidłowej populacji dzieci w tym samym wieku i o tej samej płci. Z uwagi na statystyczną zmienność próbki referencyjnej krzywe centylowe otrzymane na podstawie surowych danych są nieregularne, dlatego powinny zostać wygładzone [13, 18]. P-ty centyl jest to taka wartość cechy, która występuje u mniej niż p % osobników w określonej grupie wieku i płci [4]. Siatki centylowe pokazują zarówno określone wymiary danego dziecka, jak i tempo jego wzrastania czy wiek wystąpienia i wielkość skoku pokwiatniowego. Tempo wzrastania może być wyrażone w jednostkach pomiarowych, np. cm/rok, lub alternatywnie – w wartościach centylowych w całym badanym okresie [17]. Badania nad regionalnym zróżnicowaniem rozwoju fizycznego i motorycznego dzieci i młodzieży w Polsce mają bogatą tradycję [5]. Wiele krajowych ośrodków antropologicznych utworzyło normy populacyjne dla dzieci z różnych regionów i miast Polski: Poznania i Wielkopolski [7, 19†21], Łodzi [2, 22, 23], Gdańska [24], Krakowa [25†27], kieleckiego [28, 29], Warszawy [30], konińskiego [3], Rzeszowa i podkarpackiego [1, 31], kujawsko-pomorskiego [32†34],bialskopodlaskiego i bialskiego [35, 36], żywieckiego [37],lubuskiego [38] oraz Nowego Sącza [39]. Znane są również normy ogólnopolskie [8, 40†45] skonstruowane na podstawie statystycznie reprezentatywnej próbki dzieci i młodzieży zebranej z wszystkich województw w kraju. Ukazały się ogólnokrajowe normy rozwojowe, głównie wysokości, masy ciała oraz BMI, dla populacji dzieci i młodzieży z innych państw: Wielkiej Brytanii [17, 46], Francji [47, 48], Niemiec [49, 50], Białorusi [51], Iranu [15, 16], Indii [14, 52], Chin [53, 54], Brazylii [55, 56], USA [12, 57], Kanady [58], czy Nowej Zelandii [13]. Liczne doniesienia wykazały zróżnicowanie środowiskowe rozwoju fizycznego, zarówno w skali kraju, jak i w badaniach populacji lokalnych [5]. Z uwagi na to, wielkości badanych parametrów wysokościowych oraz szerokościowych, oszacowane na poziomie poszczególnych centyli dla chłopców i dziewcząt wiejskich z Podkarpacia, porównano z dostępnymi aktualnymi danymi dla populacji dzieci i młodzieży z innych regionów kraju – bialskiego [36] oraz nowosądeckiego [39]. W badanej serii zarówno chłopców, jak i dziewcząt linie centylowe długości kończyny dolnej, a zwłaszcza szerokości bioder, na ogół utrzymują się na niższym poziomie na tle populacji dzieci i młodzieży wiejskiej z powiatu bialskiego [36]. Odmienne dane otrzymano w wyniku zestawienia wielkości centyli szerokości barków 176 Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia i bioder w badanej populacji z dziećmi nowosądeckimi [39]. Z wyjątkiem 97. centyla, u badanych obu płci z województwa podkarpackiego stwierdzono większe wartości szerokości bioder dla pozostałych centyli. Na ogół większą szerokość barków zarejestrowano w serii chłopców i dziewcząt z Podkarpacia na poziomie: 3., 10., 25. i 50. centyla (w zależności od grupy wieku), natomiast mniejszą dla: 75., 90. i 97. centyla na tle dzieci z Nowego Sącza. Wykazane różnice w poziomie rozwoju porównywanych populacji przemawiają za koniecznością stosowania regionalnych norm rozwojowych [59]. Dynamika wzrastania przedstawionych w niniejszej pracy cech morfologicznych jest zgodna z ogólnie znanymi w auksologii prawidłowościami rozwojowymi [7]. W serii wiejskiej z województwa podkarpackiego w okresie przedpokwiatniowym (6-10 lub 11 r.ż. – w zależności od omawianego parametru) odnotowano mało dynamiczny rozwój długości tułowia i szerokości barków, natomiast przyśpieszenie stwierdzono w odcinku ontogenezy: 10 lub 11-14 r.ż., natomiast stabilizację u chłopców w okresie 17-19 lat, zaś u dziewcząt 14-19 lat. Regularne przyrosty wielkości centylowych długości kończyny górnej i dolnej oraz szerokości bioder wraz z wiekiem badanych zarejestrowano wśród chłopców w wieku 6-16 r.ż., natomiast w grupie dziewcząt w okresie 6-13 lub 14 r.ż. Tendencję do stabilizacji rozwojowej wymienionych parametrów zaobserwowano u chłopców w przedziale 16-19 lat, natomiast u dziewcząt wcześniej od 13 lub 14 r.ż. Z przeglądu literatury wynika, że różnice dymorficzne w zakresie cech somatycznych najsilniej zaznaczają się w czasie pokwitania oraz w okresie popokwitaniowym, najmniej w grupie młodszych dzieci – przed wejściem w fazę dojrzewania [60†65]. Wielu autorów podkreśla, że wielkość zmian dymorficznych jest uzależniona od wielkości miejsca zamieszkania – największe różnice obserwuje się w dużych miastach, natomiast najmniejsze w środowisku wiejskim. Powyższa prawidłowość wynika z wolniejszego tempa rozwoju dzieci wiejskich w zakresie wymiarów ciała i dojrzałości biologicznej oraz odmiennego sposobu spędzania wolnego czasu przez dzieci pochodzące z różnych środowisk [65]. Rozwój długości tułowia w populacji wiejskiej z Podkarpacia w zasadzie nie odbiega od danych innych autorów. W odcinkach ontogenezy: 6-8 i 15-19 lat wartości centylowe długości tułowia utrzymują się na wyższym poziomie w serii chłopców w porównaniu z dziewczętami. Wzrastające wraz z wiekiem różnice dymorficzne w okresie 14-19 r.ż. mają bogatą dokumentację w literaturze [66]. U dziewcząt w okresie 9-14 lat stwierdzono słabo zaznaczającą się tendencję do występowania dłuższego tułowia na tle rówieśników, na co wskazują rezultaty badań przeprowadzonych w populacjach: miasta Poznania (10-13 r.ż.) [7], miasta 177 Marta Nowak Rzeszowa (12-13 r.ż.) [67], trzebnickiej (9-13 lat) oraz lubińskiej (11-13 lat) [68] czy dolnośląskiej (11-13 lat) [66]. W całym badanym okresie ontogenezy u chłopców wiejskich z Podkarpacia odnotowano większe wartości długości kończyny górnej obliczone na poziomie poszczególnych centyli w porównaniu z dziewczętami. Najmniejsze różnice dymorficzne zaobserwowano w wycinku ontogenezy 6-14 lat. W okresie 14-17 r.ż. różnice ulegają zwiększeniu, natomiast 18-19 lat – względnej stabilizacji. Zgodność z wyżej przedstawionymi danymi, wyrażającą się w występowaniu dłuższego tułowia u chłopców aniżeli dziewcząt, wykazali również: Burdukiewicz i in. [61, 62] w grupie dzieci z Lubina pomiędzy 7-14 r.ż., Radochońska [67] w populacji rzeszowskiej (6-18 lat) oraz Nowicki [69] w badaniach longitudinalnych populacji z regionu bydgoskiego (7,5-19,5 r.ż.). Wzrastanie dymorfizmu wskazanej cechy metrycznej powyżej 14 r.ż. odnotowali wszyscy wyżej cytowani autorzy. W okresie 6-13 lat rozwój długości kończyny dolnej w zasadzie przebiega na nieco wyższym lub zbliżonym poziomie w serii dziewcząt z Podkarpacia na tle chłopców. Tendencję do występowania dłuższej kończyny dolnej u dziewcząt odnotowano również w badaniach populacji: dzieci wiejskich z Lubina w okresach: 7-8 i 10-12 lat [63], 7-12 lat [68], w 7 i 12 r.ż. oraz 9-10 lat [62], miejskiej z Rzeszowa w 10 r.ż. i 12-13 lat [67] i z regionu Bydgoszczy (7,5-8,5 lat) [69]. Niewielkie różnice dymorficzne w zakresie wielkości tej cechy w okresie 6-15 lat wykazali także Zaworski, Młyńska [70]. Powyższe zjawisko silniej zaznaczyło się w seriach dzieci pochodzących z terenu: Trzebnicy w przedziałach wiekowych: 9-12 lat [61], 9-12 i w 7 r.ż. [68], 7-13 lat [62], z miasta Poznania 10-12 r.ż. [7] oraz z obszarów wiejskich Dolnego Śląska 11-13 lat [66]. Występowanie większych różnic dymorficznych w zakresie długości kończyny dolnej zaobserwowano w wieku 14-19 lat. Powyższe spostrzeżenia znalazły potwierdzenie w materiałach zebranych przez innych autorów [7, 69]. Wskazane zjawisko jest wynikiem stabilizacji cech wysokościowych u dziewcząt ok. 15-16 r.ż. oraz ich dalszego wzrastania w grupie chłopców. Względne wyhamowanie tempa rozwoju wymienionych parametrów w tej ostatniej grupie ma miejsce w okresie 18-19 lat. W przedziale wieku 6-13 r.ż. wielkości centylowe szerokości barków u chłopców wiejskich z województwa podkarpackiego utrzymują się na nieco wyższym lub zbliżonym poziomie w porównaniu z dziewczętami. Wyrównywanie się różnic dymorficznych pomiędzy 10-13 r.ż. jest spowodowane większym tempem wzrastaniatego parametru w serii dziewcząt aniżeli chłopców. Podobnie kształtuje się szerokość barków w populacji bydgoskiej [69]. W odcinku ontogenezy 14-19 lat w serii 178 Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia z Podkarpacia obserwuje się wzrastanie różnic dymorficznych wraz z wiekiem. Otrzymane wyniki są zgodne z doniesieniami innych autorów [7, 67, 69]. Kształtowanie się wielkości szerokości bioder w populacji wiejskiej z województwa podkarpackiego potwierdza ogólnie znane prawidłowości rozwojowe. W okresach: 6-10 oraz 15-19 lat większe wartości centylowe tej cechy stwierdzono u chłopców. Pomiędzy 11-14 r.ż. ich wielkości są nieco większe u dziewcząt lub ulegają wyrównaniu u obu płci na skutek ich szybszego wejścia w fazę pokwitania. Powyższe zjawisko jest zgodne z wynikami badań innych autorów, lecz dotyczy ono szerszego przedziału wiekowego, np. 10-15 lat [7], 10-14 lat [67], 12-15 lat [71] oraz 12,5-13,5 lat [69]. Przewagę chłopców nad dziewczętami w zakresie wartości tej cechy w drugim wymienionym okresie w odnotowali również: Radochońska [67] w wieku 16-18 r.ż. oraz Nowicki [69] w wycinku ontogenezy 14,5-19,5 lat. Doniesienia Zaworskiego, Młyńskiej [70] z badań dzieci z terenu Kaszub wskazują na słabo zaznaczający się dymorfizm powyższego parametru w okresie od 6-15 r.ż., co znajduje potwierdzenie w niniejszej pracy. 6. Wnioski Siatki centylowe opracowane na podstawie statystycznie reprezentatywnej próby dla populacji chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia umożliwiają ocenę wielkości przedstawionych parametrów wysokościowych i szerokościowych ciała. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. Nowak M., Dziecko wiejskie podkarpackie, The rural child of podkarpackie province, Wyd. Uniwersytetu Rzeszowskiego, Rzeszów 2011 Malinowski A., Chlebna-Sokół D., (red.), Dziecko łódzkie: metody badań i normy rozwoju biologicznego, Wyd. Ankal, Łódź 1998 Grabowska J., (red.), Dziecko konińskie: rozwój fizyczny dzieci i młodzieży województwa konińskiego, Wyd. Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź 1998 Malinowski A., Auksologia. Rozwój osobniczy człowieka w ujęciu biomedycznym, Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra 2009 Jaworski J., Środowiskowe i rodzinne uwarunkowania poziomu wybranych koordynacyjnych zdolności motorycznych. Longitudinalne badania dzieci wiejskich w wieku od 7 do 11 lat, Wyd. AWF, Kraków 2012 Jopkiewicz A., Przychodni A., Jopkiewicz A., Krzystanek K., Pozytywne wskaźniki zdrowia dzieci i młodzieży kieleckiej, Wyd. Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji – Państwowego Instytutu Badawczego, Radom – Kielce 2011 179 Marta Nowak 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. Cieślik J., Kaczmarek M., Kaliszewska-Drozdowska M. D., Dziecko poznańskie’90: wzrastanie, dojrzewanie, normy i metody oceny rozwoju, Wyd. Naukowe Bogucki, Poznań 1994 Kułaga Z., Różdżyńska R., Palczewska I., Grajda A., Gorzkowska B., Napieralska E., Litwin M. oraz Grupa Badaczy OLAF, Siatki centylowe wysokości, masy ciała i wskaźnika masy ciała dzieci i młodzieży w Polsce – wyniki badania OLAF, Standardy Medyczne/Pediatria 2010a; 7:690-700 Malinowski A., Bożiłow W., Podstawy antropometrii. Metody, techniki, normy, PWN, Warszawa – Łódź 1997 Grzegorzewski P., Bobecka K., Dembińska A., Pusz J., Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka, Wydawnictwo Wyższej Szkoły Informatyki Stosowanej i Zarządzania w Warszawie, Warszawa 2008 Wolański N., Metody kontroli i normy rozwoju dzieci i młodzieży, PZWL, Warszawa 1975 Kuczmarsky R. J., Ogden C. L., Guo S. S., Grummer-Strawn L. M., Flegal K. M., Mei Z., Wei R., Curtin L. R., Roche A. F., Johnson C. L., 2000 CDC growth charts for United States: methods and development,Vital Health Stat 11. 2002; (246): 1-190 Ramsden L., Day A. S., Paediatric growth charts: How do we use them and can we use them better?,j J. Paediatr. Child Health,2012; 48: 22-25 Khadilkar V., KhadilkarA., Growth charts: A diagnostic tool, Indian J., Endocrinol, Metab, 2011; 15 Suppl. 3: 166-171 Kelishadi R., Heidari-Beni M., Azizi-Soleiman F., Ardalan G., Khoshhali M., Heshmat R., Hosseini S. M., Reference curves of anthropometric indices in two national studies conducted among Iranian children in 2003-2004 and 2009-2010, The Caspian study, J. Res. Med. Sci, 2014; 19: 709-14 Abtahi M., Doustmohammadian A., Abbdollahi M., Construction of National Standards of Weight and Height and Growth Charts of Iranian Children,A Review Article. Int. J. Prev. Med. 2011; 2(3): 122-126 Cole T. J., The development of growth references and growth charts. Ann. Hum. Biol. 2012; 39 (5): 382-394 Flegal K. M., Cole T. J., Construction of LMS Parameters for the Centers for Disease Control and Prevention 2000 Growth Charts, Natl. Health Stat. Report. Nr 63, February 11, 2013 Malinowski A., (red.), Dziecko poznańskie. Normy i metody kontroli rozwoju fizycznego, Wyd. UAM, Poznań 1976 Malinowski A., (red.), Dziecko wielkopolskie. Normy rozwoju fizycznego dzieci i młodzieży z różnych środowisk Wielkopolski, Wyd. UAM, Poznań 1978 Krzyżaniak A., Stawińska-Witoszyńska B., Krzywińska-Wiewiórowska M., Gałęcki J. Sowińska A., Zdrowie poznańskich uczniów, Wydawnictwo Miejskie, Poznań 2009 Nawarycz T., Ostrowska-Nawarycz L., Wskaźnik masy ciała u dzieci i młodzieży łódzkiej w wieku szkolnym, Pol. Merk. Lek. 2007a; 23 (135): 264-270 Nawarycz T., Ostrowska-Nawarycz L., Otyłość brzuszna u dzieci i młodzieży – doświadczenia łódzkie, Endokrynol. Otyłość. 2007b; 3 (1): 1-8 180 Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia 24. Rożnowski F., Dziecko pomorskie: normy rozwoju fizycznego dzieci i młodzieży. Wyd. WSP, Słupsk 1984 25. Chrzanowska M., Gołąb S., Bocheńska Z., Panek S., Dziecko krakowskie: poziom rozwoju biologicznego dzieci i młodzieży miasta Krakowa, Wyd. Monograficzne AWF, Kraków 1988 26. Chrzanowska M., Gołąb S., Bocheńska Z., Panek S., Dziecko krakowskie: poziom rozwoju biologicznego dzieci i młodzieży miasta Krakowa, Wyd. Monograficzne AWF, Kraków 1992 27. Chrzanowska M., Gołąb S., Żarów R., Sobiecki J., Brudecki J., Dziecko krakowskie 2000: poziom rozwoju biologicznego dzieci i młodzieży miasta Krakowa, Gołąb S. Chrzanowska M. (red.), Wyd. AWF, Kraków 2002 28. Jopkiewicz A., Dziecko kieleckie: normy rozwoju biologicznego, Wyd. Instytutu Technologii Eksploatacji, WSP, Kielce – Radom 1996 29. Jopkiewicz A., Dziecko kieleckie: normy rozwoju biologicznego, Wyd. Instytutu Technologii Eksploatacji, WSP, Kielce – Radom 2000 30. Palczewska I., Niedźwiedzka Z., Siatki centylowe do oceny rozwoju somatycznego dzieci i młodzieży, Instytut Matki i Dziecka 1999 31. Radochońska A., Perenc L., Aktualizacja norm do oceny rozwoju fizycznego chłopców i dziewcząt z Rzeszowa w wieku od 3 do 18 lat, Prz. Nauk. Inst. Wychow. Fiz. Z. 1999; 3-4: 7-21 32. Napierała M. P., Dziecko z regionu kujawsko-pomorskiego: rozwój fizyczny i motoryczny dzieci z klas początkowych, Wyd. Uczelniane Akademii Bydgoskiej, Bydgoszcz 2000 33. Napierała M., Siatki centylowe jako jednocechowe metody oceny rozwoju somatycznego dzieci i młodzieży z województwa kujawsko-pomorskiego, Ann. UMCS Sect. D. 2005; 60, Suppl. 16 (346): 48-51 34. Nowicki G., Wskaźniki rozwoju biologicznego dzieci i młodzieży regionu kujawsko-pomorskiego, Wyd. Kujawsko-Pomorskiej Szkoły Wyższej, Bydgoszcz 2006 35. Skład M., Popławska H., Dziecko wiejskie bialskopodlaskie, Wyd. ZWWF, Biała Podlaska 2004 36. Górniak K., Popławska H., Wilczewski A., Lichota M., Dmitruk A., Hołub W., Huk-Wieliczuk E., Czeczuk A., Kargulewicz B., Dziecko wiejskie bialskie, Wyd. AWF w Warszawie, WWF w Białej Podlaskiej, Biała Podlaska 2010 37. Głąb H., Haduch E., Kaczanowski K., Mayer B., Niedźwiecka E., Schmager J., Szczepanek A., Szostek K. Wronka I., Dziecko żywieckie, Kaczanowski K. (red.), Wyd. Zakład Antropologii UJ, PiT, Kraków 2005 38. Malinowski A. (red.), Asienkiewicz R., Tatarczuk J., Stuła A., Wandycz A., Dziecko lubuskie, Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra 2005 39. Sztafa K., Kożuch P., Adamowicz I., Sławecki K., Dziecko nowosądeckie – normy rozwoju somatycznego i sprawności fizycznej dzieci oraz młodzieży Nowego Sącza, Chrzanowska M. (red.). Wyd. Naukowe Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej w Nowym Sączu, Nowy Sącz 2010 181 Marta Nowak 40. Kułaga Z., Litwin M., Tkaczyk M., Różdżyńska A., Barwicka K., Grajda A., Świąder A., Gurzkowska B., Napieralska E., Pan H., The height-, weight-, and BMI-for-age of Polish school-aged children and adolescents relative to international and local growth references, BMC Public Health. 2010b; 10:109 41. Kułaga Z., Litwin M., Tkaczyk M., Palczewska I., Zajączkowska M., Zwolińska D., Krynicki T., Wasilewska A., Moczulska A., Morawiec-Knysak A., Barwicka K., Grajda A., Gurzkowska B., Napieralska E., Pan H., Polish 2010 growth references for school-aged children and adolescents, Eur. J. Pediatr. 2011; 170: 599-609 42. Kułaga Z., Grajda A., Gurzkowska B., Góźdź M., Świąder A., RóżdżyńskaŚwiątkowska A., Litwin M., Polish 2012 growth references for preschool children, Eur. J. Pediatr. 2013; 172: 753-761 43. Wojnarowska B., Palczewska I., Oblacińska A., Standardy rozwoju fizycznego dzieci w wieku 0-5 lat. Siatki centylowe długości/wysokości i masy ciała, wskaźnika masy ciała BMI i obwodu głowy, Med. WiekuRozwoj. 2012; 16 (3): 232-239 44. Jaworski M., Kułaga Z., Płudowski P., Grajda A., Gurzkowska B., Napieralska E., Świąder A., Pan H., Litwin M., Population-based centile curves for triceps, subscapular, and abdominal skinfold thicknesses in Polish children and adolescents – the OLAF study, Eur. J. Pediatr. 2012; 171: 1215-1221 45. Gurzkowska B., Kułaga Z., Litwin M., Grajda A., Świąder A., Kułaga K., Góźdź M., Wojtyło M., The relationship between selected socioeconomic factors and basic anthropometric parameters of school-aged children and adolescents in Poland, Eur. J. Pediatr. 2014; 173: 45-52 46. Cameron N., British growth charts for height and weight with recommendations concerning their use in auxological assessment, Ann. Hum. Biol. 2002; 29 (1): 1-10 47. Heude B., Kettaneh A., de Lauzon Guillain B., Lommez A., Borys J.-M., Ducimetie`re P., Charles M.-A., the Fleurbaix Laventie Ville Sante´ Group, Growth curves of anthropometric indices in a general population of French children and comparison with reference data, Eur. J. Clin. Nutr. 2006; 60: 1430-1436 48. Scherdel P., Botton J., Rolland-Cachera M.-F., Léger J., Pelé F., Yves Ancel P., Simon C., Castetbon K., Salanave B., Thibault H., Lioret S., Péneau S., Gusto G., Charles M.-A., Heude B., Should the WHO Growth Charts Be Used in France?, PLoS ONE 2015; 10 (3): e0120806. doi:10.1371/journal. pone.0120806 49. Kromeyer-Hauschild K., Wabitsch M., Kunze D., Geller F., Geiß H.C., Hesse V., von Hippel A., Jaeger U., Johnsen D., Korte W., Menner K., Müller G., Müller J.M., Niemann-Pilatus A., Remer T., Schaefer F., Wittchen H.-U., Zabransky S., Zellner K., Ziegler A., Hebebrand J., Perzentile für den Bodymass-Index für das Kindes- und Jugendalter unter Heranziehung verschiedener deutscher Stichproben, Monatsschr. Kinderheilk. 2001; 149: 807-819 182 Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia 50. Schaffrath Rosario A., Schienkiewitz A., Neuhauser H., German height references for children aged 0 to under 18 years compared to WHO and CDC growth charts, Ann. Hum. Biol. 2011; 38(2): 121-130 51. Hurbo T., Secular changes in height, weight and chest circumference of 4-7 year old children from Minsk in the 20th century, Acta Med. Litu. 2008; 15 (4): 222-228 52. Kumar S., Kumar Bhalla A., Mukhopadhyay K., Narang A., Postnatal percentile growth charts for Indian appriopriate for gestational age (AGA) very low birth weight babies, Acta Paediatr. 2012; 101: 422-425 53. Hui L. L., Schooling C. M., Cowling B. J., Leung S. S. L., Lam T. H., Leung G. M., Are universal standards for optimal infant growth appropriate? Evidence from a Hong Kong Chinese birth kohort, Arch. Dis. Child. 2008; 93: 561-565 54. Zong X.-N., Li H., Construction of a New Growth References for China Based on Urban Chinese Children: Comparison with the WHO Growth Standards, PLoS ONE 2013; 8(3): e59569. doi:10.1371/journal.pone.0059569 55. Gigante D. P., Nazmi A., Lima R. C., Barros F. C., Victora C. G., Epidemiology of early and late growth in height, leg and trunk length: findings from a birth cohort of Brazilian males, Eur. J. Clin. Nutr. 2009 ; 63: 375-381 56. Guedes D. P., Beltrão de Matos J. A., Lopes V. P., Ferreirinha J. E., Silva A. J., Physical growth of schoolchildren from the Jequitinhonha Valley, Minas Gerais, Brazil: Comparison with the CDC-2000 reference using the LMS method, Ann. Hum. Biol. 2010; 37 (4): 574-584 57. Mei Z., Grummer-Strawn L. M., Comparison of Changes in Growth Percentiles of US Children on CDC 2000 Growth Charts With Corresponding Changes on WHO 2006 Growth Charts, Clin. Pediatr. 2011; 50 (5): 402-407 58. Lawrence S., Cummings E., Chanoine J. P., Metzger D., Palmert M., Sharma A., Rodd C., Use of growth charts in Canada: A National Canadian Paediatric Surveillance Program survey, Paediatr. Child Health. 2015; 20 (4): 1205-7088 59. Gelander L., Children’s growth: A health indicator and a diagnostic tool, Acta Paediatr.2006; 95: 517-518 60. Henneberg M., Pezacka M., Stan rozwoju fizycznego ludności wsi Wielkie Drogi w przedziale wieku 2-80 lat, Prz. Antrop. 1988; 54 (1-2): 49-58 61. Burdukiewicz A., Janusz A., Miałkowska J., Charakterystyka morfologiczna dzieci i młodzieży wiejskiej z okolic Trzebnicy i Lubina, [W:] Janusz A., Ignasiak Z. (red.) Populacja dzieci wiejskich w badaniach longitudinalnych.Cz. 1. Studia i Monografie (36) AWF/ Wrocław, 1993; 31-53 62. Burdukiewicz A., Janusz A., Pietraszewska J., Ogólna charakterystyka morfologii ciała dzieci i młodzieży wiejskiej z okolic Trzebnicy i Lubina, [W:] Janusz A., Burdukiewicz A. (red.) Populacja dzieci wiejskich w badaniach longitudinalnych. Cz. 3. Studia i Monografie (51), AWF/ Wrocław, 1997; 17-42 63. Burdukiewicz A., Janusz A., Miałkowska J., Pietraszewska J., Dymorfizm płciowy cech wydolności fizycznej dzieci i młodzieży wiejskiej, 183 Marta Nowak 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. [W:] Gąsiorowski A, Gurba J., Kozak-Zychman W. (red.) Człowiek wczoraj, dziś, jutro. Wyd. UMCS, Lublin 1998; 81-85 Łuba R., Malinowski A., Stolarczyk H., Rozwój fizyczny dzieci łódzkich i regionu łódzkiego w latach 1975-1976, [W:] Malinowski A., Łuczak B., Grabowska J. (red.) Antropologia a medycyna i promocja zdrowia. T. 2. Wyd. UŁ, Łódź 1996; 245-257 Bukszyński W., Malinowski A., Próba określenia wpływu czynników społecznych na nasilenie dymorfizmu płciowego u dzieci przedszkolnych regionu gdańskiego gdyńskich, [W:] Malinowski A., Tatarczuk J., Asienkiewicz R. (red.) Ontogeneza i promocja zdrowia w aspekcie medycyny, antropologii i wychowania fizycznego. Wyd. Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra 2002; 98-102 Miałkowska J., Pietraszewska J., Powiązania cech somatycznych i zdolności siłowych u dzieci wiejskich w okresie pokwitania, [W:] Jopkiewicz A. (red.) Auksologia a promocja zdrowia. t.3, KTN, Kielce 2004; 105-112 Radochońska A., Zmiany w rozwoju somatycznym dzieci i młodzieży z Rzeszowa w latach 1978-94, Prz. Nauk. Inst. Wychow. Fiz. Rzeszów 1998; 3 (2): 23-34 Burdukiewicz A., Janusz A., Miałkowska J., Zmiany z wiekiem cech somatycznych u dzieci i młodzieży z regionu Trzebnicy i Lubina, [W:] Janusz A., Ignasiak Z. (red.) Populacja dzieci wiejskich w badaniach longitudinalnych. Cz. 2. Studia i Monografie (42), AWF/ Wrocław, 1994; 39-66 Nowicki G., Rozwój fizyczny dzieci i młodzieży w rodzinach wiejskich, Wyd. KPSW, Bydgoszcz 2004 Zaworski B., Młyńska D., Zróżnicowanie płciowe budowy ciała dzieci kaszubskich, [W:] Zagórski J., Popławska H., Skład M. (red.) Uwarunkowania rozwoju dzieci i młodzieży wiejskiej. Monografia IMW, Lublin 2004; 254-265 Rzepka J., Przybyła E., Rozwój somatyczny dzieci i młodzieży w wieku 6-15 lat szkół podstawowych wsi podbeskidzkich (Doniesienie wstępne), [W:] Malinowski A., Łuczak B., Grabowska J. (red.) Antropologia a medycyna i promocja zdrowia. T. 2, Wyd. Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź 1996; 314-335 184 Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia Normy rozwoju fizycznego dla chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia Wstęp Procesy wzrastania dzieci i młodzieży stanowią przedmiot zainteresowania badaczy zjawisk rozwojowych. W ocenie rozwoju fizycznego stosowane są biologiczne układy odniesienia – standardy rozwojowe. W praktyce duże znaczenie mają normy populacyjne, wśród których wyróżnia się: normy środowiskowe – opracowane dla dzieci wielkomiejskich, małomiejskich i wiejskich oraz regionalne – uwzględniające badanych z różnych regionów kraju. Cel Celem było opracowanie zakresów referencyjnych w postaci siatek centylowych pięciu parametrów somatometrycznych dla dzieci wiejskich z Podkarpacia. Materiał i metody Materiał badawczy stanowią chłopcy i dziewczęta wiejskie w wieku 6-19 lat. Badania przeprowadzono w roku szkolnym 2004/05 na terenie 7 centralnie położonych powiatów województwapodkarpackiego. W każdej grupie wieku uwzględniono próbkę statystyczną wynoszącą nie mniej niż 3,5 % populacji generalnej, a łączna liczba przebadanych wynosi 3696 osób – 1887 chłopców oraz 1809 dziewcząt. W badaniach zastosowano 2 metody: pomiarową – opartą na technice Martina oraz statystyczne. Wykonano pomiary 5 cech somatometrycznych tj. długości: tułowia, kończyny górnej i kończyny dolnej oraz szerokości barków i bioder. Obliczono wartości wymienionych parametrów z uwzględnieniem podziału na wiek i płeć badanych na poziomie: 3., 10., 25., 50., 75., 90. oraz 97. centyla z wykorzystaniem wzoru: C p x U p SD , gdzie Cp – wielkość cechy na poziomie p-tego centyla, x – średnia arytmetyczna, SD – odchylenie standardowe, Up – wielkość zmiennej losowej U odczytana z tablicy kwantyli rozkładu normalnego na poziomie odpowiedniego centyla. Linie centylowe wygładzono z zastosowaniem wyrównywania matematycznego krzywych. Wyniki Otrzymane dane stały się podstawą do skonstruowania siatek centylowych 5 badanych cech dla dzieci wiejskich z województwa podkarpackiego. Zakresy referencyjne oraz siatki centylowe m.in. dla podstawowych parametrów somatometrycznych – wysokości i masy ciała zostały opublikowane w monografii Nowak [1]. Wśród chłopców wiejskich z Podkarpacia wielkości długości kończyny górnej i szerokości barków obliczone na poziomie poszczególnych centyli są większe w badanych grupach wieku w porównaniu z serią rówieśnic. Natomiast dziewczęta na ogół osiągają większe wartości centylowe: długości tułowia, długości kończyny dolnej oraz szerokości bioder wyłącznie w okresie pokwitania na tle chłopców. Ponadto u dziewcząt zaobserwowano wcześniejszą stabilizację rozwoju w zakresie wszystkich badanych cech morfologicznych w porównaniu z rówieśnikami. Zróżnicowana specyfika rozwoju wynika z przynależności badanych do grup płci. Kinetyka wzrastania omawianych parametrów jest zgodna z ogólnie znanymi w auksologii prawidłowościami rozwojowymi. Wnioski Siatki centylowe opracowane na podstawie statystycznie reprezentatywnej próby dla populacji chłopców i dziewcząt wiejskich z regionu Podkarpacia umożliwiają ocenę wielkości przedstawionych parametrów wysokościowych i szerokościowych ciała. Standards of physical development for rural boys and girls from the Subcarpatian region Introduction Processes of growth in children and adolescents are in interest of researchers of the developmental phenomena. Biological reference systems, growth standards, are used in the assessment of physical development. In practice, the population standards are very important, including environmental standards – prepared for urban, suburban and rural children and regional ones – taking account of those from different regions of the country. Aim The objective was to prepare the reference ranges in the form of percentile charts of five somatometric parameters for rural children from the Subcarpathia. Material and methods The research material are the rural boys and girls aged 6-19 years. The survey was conducted in the school year 2004/05 in 7 centrally located districts of the 185 Marta Nowak Subcarpathian voivodeship. The statistical sample of not less than 3.5% of the general population was included in each age group, and the total number surveyed individuals is 3,696-1,887 boys and 1,809 girls. Two methods were used in the study: the measuring one, based on Martin techniques, and the statistical one. Five somatometric features, i.e. the lengths of the trunk, upper extremity and lower extremity, and the widths of the shoulders and hips were measured. The values of these parameters with the division into age and sex of the examined individuals on the level of the 3rd, 10th, 25th, 50th, 75th, 90th and 97th percentile were calculated by using the following formula: C p x U p SD , where Cp – the value of the feature on the level of p-th percentile, x - the arithmetic mean, SD – the standard deviation, Up– the value of the random variable U read from the array of the quantile normal distribution on the level of the appropriate percentile. The percentile lines were smoothed by using the mathematical equalization of curves. Results The obtained data were the basis for constructing the percentile charts of 5 surveyed somatometric features for the children in the rural areas from the Subcarpathian voivodeship. The reference ranges and the percentile charts, including the basic somatometric parameters – the body height and weight, were published in the monograph Nowak [1]. The values of the upper extremity length and the width of shoulders calculated on the level of particular percentiles in the rural boys from the Subcarpathia are higher in the studied age groups in comparison with the series of their peers. Whereas, the girls generally have larger percentile values of the length of the trunk, the lower extremity length and the width of hips only at puberty in comparison with the boys. Moreover, the earlier developmental stabilization of all the examined morphological features in comparison with their peers was observed among the girls. The varied specificity of growth stems from the membership of the surveyed persons to sex groups. The developmental kinetics of the discussed parameters is consistent with the generally known developmental rules in auxology. Conclusions The percentile charts prepared on the basis of a statistically representative sample of the population of the rural boys and girls from the Subcarpathian region allow to assess the size of the lengthwise and width body dimensions. 186 Anna Brudniak-Drąg1 Zaburzenia integracji sensorycznej u dzieci w wieku przedszkolnym 1. Wstęp Integracją sensoryczna (SI), zmysłową, J. Ayers nazywa możliwość rejestrowania świata zewnętrznego przez narządy zmysłów, ich przetwarzanie w ośrodkowym układzie nerwowym i wykorzystanie do celowego działania [1]. Dzięki integracji sensorycznej każdy człowiek może funkcjonować, utrzymywać równowagę ciała, odbierać bodźce ze środowiska zewnętrznego. ntegracja czynności zmysłowo-ruchowych, jest to takie porządkowanie wrażeń zmysłowych, aby mogły być wykorzystane w celowym działaniu [2]. Integracja sensoryczna postrzega człowieka poprzez zmysły oraz determinanty warunkujące jego prawidłowy rozwój psychoruchowy. Odbieranie bodźców ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego organizmu człowieka to zdolność zwana zmysłami. Prawidłowy odbiór bodźców przez poszczególne zmysły, które współdziałają ze sobą, określa poprawne przetwarzanie informacji sensorycznej – integrację zmysłową [3]. Celem pracy jest zwrócenie uwagi na problem zaburzenia integracji sensorycznej u jak najmłodszych dzieci. Im wcześniejsza obserwacja dziecka, prowadząca do diagnozy zaburzenia tym szybsza i skuteczniejsza terapia SI. 2. Przetwarzanie bodźców sensorycznych Bodźce płynące ze środowiska zewnętrznego są odbierane przez podstawowe zmysły, jakimi są zmysł smaku, węchu, wzroku, słuchu oraz dotyku, ale SI podkreśla znaczenie zmysłów, które znajdują się wewnątrz człowieka i mają istotny wpływ na całą organizację funkcjonalną. Mowa o zmysłach interoceptywnym, przedsionkowym i proprioceptywnym [3]. Zmysły dostarczają informacji zarówno o fizycznej kondycji ciała jak i o otoczeniu wokół człowieka. Dane pochodzą z receptorów zmysłów. Mózg nieustannie organizuje wiadomości – lokalizując je, rozpoznając, segregując i integrując. Gdy wiadomości płyną w należytej organizacji, mózg może użyć ich do formułowania percepcji, planowania ruchu, 1 [email protected], Akademia Ignatianum w Krakowie, Koło Naukowe Studentów Resocialis 187 Anna Brudniak-Drąg napięcia mięśniowego, postawy, emocji, mowy, uczenia się (pisania, czytania) i wielu innych [4]. Z biegiem czasu i wraz z rozwojem dziecka rozwija się zdolność do organizacji wrażeń sensorycznych. Kształtuje się koncentracja na doznaniach sensorycznych, właściwa rejestracja i przetwarzanie. Rozwija się integracja sensoryczna, która prowadzi do koordynacji ruchów ciała oraz organizacji zachowań. Bezbłędna integracja sensoryczna jest fundamentem do prawidłowego rozwoju ruchowego, uczenia się i zachowania. Koordynacja ruchowa, planowanie ruchu, percepcja słuchowa, czy wzrokowa: mowa, czytanie, pisanie, liczenie, te skomplikowane procesy zależne są od procesów integracyjnych dokonujących się w ośrodkowym układzie nerwowym [5]. Początek procesów integracyjnych zaczyna się w pniu mózgu, gdzie dokonuje się organizacja wrażeń. Wówczas, po przejściu pnia mózgu, może dokonywać się bardziej szczegółowe opracowywanie wrażeń sensorycznych w korze mózgowej, bowiem mózg funkcjonuje jako całość2 [6]. Na poprawność procesów korowych, takich jak np. percepcja wzrokowa, zdolność do czytania, pisania, mają wpływ procesy integracyjne, dokonujące się w ośrodkach podkorowych i na odwrót, na zasadzie sprzężenia zwrotnego [4]. 2.1. Zmysły Zmysły są podstawowym narzędziem człowieka do eksplorowania świata oraz do zdobywania doświadczeń związanych z właściwościami obiektów. Prawidłowe funkcjonowanie zmysłów jest podstawą rozwoju dziecka. Jakiekolwiek zakłócenie na tym etapie rozwoju powoduje zaburzenie w rozwoju poznawczym, emocjonalnym, motorycznym czy społecznym [7]. Najwcześniej dojrzewającym zmysłem u człowieka jest zmysł dotyku, następnie proprioceptywny i przedsionkowy. Stanowią one podstawę, która wraz z rozwojem i integracją odruchów stanowi podstawę rozwoju dziecka [8]. Zmysł dotyku ma szczególne znaczenie dla właściwego rozwoju fizycznego, emocjonalnego i psychicznego człowieka. Poprzez dotyk dziecko poznaje siebie oraz otaczający go świat (uścisk, głaskanie, muśnięcie, szarpanie, ból, ciepło, zimno, przytulanie). Znajdujący się w uchu wewnętrznym zmysł przedsionkowy, dojrzewający już w okresie płodowym, dostarcza wiele doświadczeń sensorycznych niezbędnych do rozwoju pozostałych zmysłów. Odpowiada za utrzymanie równowagi, informuje o położeniu ciała w przestrzeni, pozwala na sprawne poruszanie się, odnalezienie właściwej pozycji ciała oraz integruje wrażenia płynące z innych układów zmysłów. Ze zmysłem dotyku i przedsionkowym 2 Integracja sensoryczna to funkcjonowanie, czynność ośrodkowego układu nerwowego 188 Zaburzenia integracji sensorycznej u dzieci w wieku przedszkolnym związany jest zmysł proprioceptywny (zmysł pozycji, mięśniowy), odpowiadający za czucie głębokie [3]. Dzięki temu zmysłowi człowiek posiada niezbędne informacje dotyczące schematu własnego ciała, poprawnie porusza się krok za krokiem. [3]. By organizm przeżył, są mu potrzebne informacje, płynące z organów wewnętrznych np. poczucie głodu, łaknienia, emocji, tętna, dostarczane przez zmysł interoceptywny [5]. Równie ważnymi zmysłami dla człowieka są smak, węch, wzrok i słuch. Bardzo szybko, bo już w trzecim trymestrze ciąży, rozwija się smak. Dostarcza małemu człowiekowi wiele przyjemnych doznań i stanowi ważny element rozwoju emocjonalnego. Zmysłem węchu człowiek posługuje się nieświadomie, wpływa on na poczucie równowagi emocjonalnej i poczucie bezpieczeństwa. Najbardziej złożonym systemem zmysłowym człowieka jest wzrok. Zdolność widzenia wpływa na pozytywny rozwój psychiki człowieka, nieodzownie związana z procesem uczenia się, orientację w przestrzeni [3]. Umiejętność selekcji, różnorodność postrzegania, adaptacja, fiksacja, konwergencja, akomodacja, odruch chwytny oczu, orientacja w kierunku góra-dół, to mechanizmy istotne dla percepcji wzrokowej, uwarunkowane współpracą gałek ocznych z układem przedsionkowym [5]. Ostatnim ze zmysłów jest słuch, determinujący prawidłowy rozwój umysłu, pozwalający na komunikację werbalną. Już w życiu wewnątrzłonowym reagują na bodźce oraz współpracują ze sobą, osiągając pewien stopień integracji zmysły: dotyku (eksterocepcja), równowagi (układ przedsionkowy), czucia głębokiego (propriocepcja). Kolejne etapy w rozwoju współdziałania narządów zmysłów wyróżnić można po narodzinach dziecka. Etap I obejmuje okres noworodkowy i pierwsze miesiące życia. Można w nim wyróżnić: typowe odruchy bezwarunkowe, stopniowy rozwój pracy mięśni przeciw sile grawitacji (praca antygrawitacyjna), który przejawia się zmianą ułożenia ciała (postawy), początek współpracy mięśni poruszających gałkami ocznymi, dzięki pozytywnym doznaniom, płynącym z układu dotykowego i równowagi, podczas zabiegów pielęgnacyjnych i karmienia rozwija się więź uczuciowa z matką. Zmysły dotyku, propriocepcji i równowagi coraz lepiej współpracują ze sobą [2]. Zmiana odruchów pierwotnych w coraz bardziej złożone reakcje i wykształcanie się ruchów dowolnych to etap drugi. Układ czucia powierzchownego (dotykowy, propriocepcja) i narząd równowagi współpracują jeszcze ściślej [2]. Na etapie III następuje dalszy rozwój celowej i dowolnej aktywności ruchowej, rozwój koordynacji wzrokoworuchowej i percepcji wzrokowej, współdziałania zmysłu słuchu i wzroku ze współpracującymi już ze sobą zmysłami dotyku, równowagi i czucia głębokiego. U dziecka zaczyna rozwijać się mowa oraz bardziej skomplikowane umiejętności ruchowe, takie jak: obroty, pełzanie, 189 Anna Brudniak-Drąg raczkowanie, stanie czy chodzenie. Jest to możliwe dzięki wyhamowaniu odruchów bezwarunkowych i rozwojowi tak zwanych reakcji prostowania i równowagi, co osiąga się wraz z dojrzewaniem ośrodkowego układu nerwowego [3]. Etap IV rozwija się do końca okresu przedszkolnego. Następuje wytworzenie podstawowej integracji układów zmysłów, której wynikiem końcowym powinno być osiągnięcie: zdolności do koncentracji, zdolności do organizacji wszelkich zamiarów, działań i własnych myśli, poczucia własnej wartości, opanowania, pewności siebie, zdolności do nauki, abstrakcyjnego myślenia i rozumowania, dominacji jednej strony ciała i półkuli mózgu, przyswojenia odpowiednich, obowiązujących w danej kulturze wzorców zachowania [4]. Należy podkreślić, że przejście przez kolejne etapy rozwoju integracji jest warunkiem prawidłowego rozwoju funkcji wymienionych jako wynik końcowy. 3. Zaburzenia integracji sensorycznej Zaburzenia integracji sensorycznej – dysfunkcję ośrodkowego układu nerwowego, można zaobserwować już u noworodka, w pierwszych dziesięciu dniach jego życia. W zależności od zaburzonych funkcji danego zmysłu zależne będą objawy dysfunkcji, dlatego rozróżniono kilka rodzajów zaburzenia przetwarzania sensorycznego: zaburzenia modulacji sensorycznej: nadreaktywność, podreaktywność; dzieci poszukujące wrażeń sensorycznych; zaburzenia dyskryminacji sensorycznej; zaburzenia motoryczne o podłożu sensorycznym: zaburzenia posturalne, dyspraksja rozwojowa [4]. Pierwszą grupą zaburzeń, modulacji sensorycznej, stanowią dzieci, które są nadreaktywne, podreaktywne lub poszukujące wrażeń sensorycznych. Dzieci nadreaktywne mają problemy ze słuchaniem, obserwowaniem, zapamiętywaniem co zaburza proces uczenia się. Unikają bliskości, dotyku, wszelkich zabrudzeń, aktywności ruchowej. W zabawach statycznych czują się bezpiecznie. Często mają chorobę lokomocyjną. Dziecko odbierane jest jako „sztywne” i „leniwe”. Dzieci broniąc się przed nadmierną ilością bodźców wzrokowych czy słuchowych zasłaniają oczy lub uszy, są bardziej wrażliwe na zapachy i smaki [3]. Często są rozdrażnione, wycofane w wyniku dotknięcia, rozproszone lub przerażone, zalęknione nową zabawą [6]. Przeciwieństwem nadreaktywności jest podreaktywność. Dzieci z tym zaburzeniem reagują na bodźce z niewystarczającą intensywnością. Dziecko aby zareagować na bodziec potrzebuje jego dużej liczby. Jest spokojne, bierne, wycofane, często znudzone, nie podtrzymuje zainteresowania zabawą, nie domaga się uwagi czy towarzystwa innych, ale poddaje 190 Zaburzenia integracji sensorycznej u dzieci w wieku przedszkolnym się innym, nie potrafi przewidzieć niebezpieczeństwa. Aktywnie uczestniczy w zabawach siłowych takich jak przeciąganie, noszenie. Dzieci te mają często problem w nawiązaniu relacji społecznych, problemy emocjonalne czy niskie poczucie własnej wartości. Ignorują bodźce słuchowe, wzrokowe, powonienia i smaku [3]. Dzieci wpadające na innych, mało delikatne, bardzo ruchliwe, energiczne, kręcące się w kółko, wokół własnej osi lub na karuzeli, lubiące huśtawki to dzieci poszukujące wrażeń sensorycznych. Uwielbiają bodźce wzrokowe, poszukują bodźców zapachowych (wszystko wąchają), smakowych, a bodźce dźwiękowe im nie przeszkadzają – lubią dziwne dźwięki [4]. Nieumiejętność rozróżnienia bodźców (dziecko nie wie w którą część ciała zostało dotknięte) jest objawem zaburzenia dyskryminacji sensorycznej. Dzieci z tymi zaburzeniami są niezdarne, nie radzą sobie z precyzyjnymi czynnościami, nie potrafią rozpoznać przedmiotu tylko za pomocą dotyku, nie są w stanie rozpoznać stopnia bólu czy temperatury ciała. Po zabawach obrotowych często są słabo zorientowane w przestrzeni, słabo kontrolują pozycje ciała i mięśni. Słabo lub wcale nie różnicują bodźców wzrokowych, smakowych czy słuchowych [3]. Zaburzenia posturalne i dyspraksja rozwojowa stanowią trzecią grupę zaburzeń motorycznych o podłożu sensorycznym. Nieprawidłowości w zakresie wzorców ruchu, równowagi czy koordynacji obustronnej zaliczamy do zaburzeń posturalnych. Dzieci te są słabe, zmęczone, niezgrabne, nie są w stanie dostosować siły do potrzeb, mają obniżone napięcie mięśniowe, nie potrafią skoordynować ruchów obu rąk równocześnie, mają problemy z używaniem ręki – nogi czy oka po przeciwnej stronie ciała. Aby uzyskać optymalny poziom funkcjonowania potrzebują dużo ruchu [4]. Dzieci, które mają trudności z planowaniem nowych zadań, z zabawami konstrukcyjnymi, lub zabawami z instrukcją i czynnościami angażującymi małą motorykę przejawiają rozwojowe zaburzenie koordynacji i celowości działań – dyspraksję rozwojową [3]. 3.1. Przyczyny zaburzeń integracji sensorycznej Procesy integracji sensorycznej rozwijają się od życia prenatalnego do koło 7-8 roku życia dziecka. Są wynikiem źle funkcjonującego układu nerwowego, który niewłaściwie odbiera i organizuje bodźce sensoryczne w obrębie ośrodkowego układu nerwowego, w konsekwencji nieprawidłowo na nie reaguje. Dysfunkcje integracji sensorycznej nie wynikają z uszkodzenia narządów zmysłu, lecz z powikłań powstałych na różnych etapach rozwoju płodu/dziecka i dotyczą nieprawidłowości w zakresie 191 Anna Brudniak-Drąg przetwarzana bodźców sensorycznych w obrębie systemów czuciowego, przedsionkowego, słuchowego, wzrokowego, węchowego i smakowego. Jednymi z odpowiedzialnych za dysfunkcję integracji sensorycznej mogą być powikłania związane z: okresem prenatalnym i przebytymi infekcjami przez kobietę, przyjmowanie używek, powikłania w ciąży (zagrożenie poronieniem – związane z leżeniem, nadciśnienie tętnicze, toksoplazmoza, niekontrolowana cukrzyca, stres, urazy mechaniczne); okresem okołoporodowym, powikłaniami okołoporodowymi, przedwczesnym lub po terminie, wywoływanym porodem, cesarskim cieciem, niedotlenieniem itp.); okresem kolejnych faz życia dziecka np. opóźnieniem w rozwoju psychoruchowym, uwarunkowaniami genetycznymi, ciężkimi chorobami związanymi z unieruchomieniem dziecka [9]. Należy pamiętać, że w rozwoju dziecka ruch, odbiór i przetwarzanie bodźców zmysłowych jest ze sobą ściśle powiązane i wzajemnie na siebie oddziaływają. Własna aktywność, różnorodne działania uczą dziecko rozumienia otoczenia. Dlatego dodatkowym czynnikiem, wpływającym na zaburzenie SI jest niewielka ilość ruchu dziecka, statyczny tryb życia, wyręczanie dziecka przez osoby dorosłe w najprostszych czynnościach samoobsługowych [4]. Dziecko prowadzące taki tryb życia będzie miało w przyszłości problemy z koordynacją ruchów, utrzymaniem równowagi i postawy ciała, sprawnością motoryki małej i dużej, odczuwaniem czy interpretacją własnego schematu ciała [10]. 4. Zaburzona integracja sensoryczna u czterolatków – badania własne Przedmiotem badań uczyniono zaburzenia integracji sensorycznej w grupie czterolatków. Głównym celem przeprowadzonych badań było uzyskanie informacji czy w danej grupie wiekowej są dzieci, u których może występować zaburzona integracja sensoryczna. Jakie obszary SI są najczęściej zaburzone. Jaką wiedzę na temat SI posiadają nauczyciele. Czy rodzice i nauczyciele znają charakterystyczne zachowania wskazujące na SI. Jedną z intencji prowadzenia badań dotyczących SI było zwrócenie uwagi na jak najwcześniejsze podjecie działań, które zmierzałby do minimalizacji tych zaburzeń u dziecka. Badania zostały przeprowadzone w listopadzie 2014 r. w Publicznym Punkcie Przedszkolnym „Bajeczna Kraina” w Krakowie. W badaniach zastosowano metodę sondażu diagnostycznego – ankietę. Skorzystano z istniejącego już narzędzia badawczego, kwestionariusza ankiety SI stworzonego przez Wojciecha Kozłowskiego [11]. Kwestionariusz ankiety zawierał 8 obszarów zaburzeń: 192 Zaburzenia integracji sensorycznej u dzieci w wieku przedszkolnym dotyk, równowaga i ruch (podreaktywność, nadreaktywność), koordynacja, napięcie mięśni, słuch, wzrok, węch, uwaga i zachowanie. W każdym obszarze wymieniono po 10 charakterystycznych zachowań, które mogłyby wskazywać na możliwość występowania SI. Kwestionariusz ankiety zawierał pytania zamknięte. Zadaniem rodzica lub nauczycieli było zaznaczenie pytań, gdzie odpowiedz potwierdzała prawdziwość zdania. W tabeli nr 1 przedstawiono skalę według której sprawdzano kwestionariusze ankiet. Dla zmysłów: dotyku, równowagi i ruchu (podreaktywność), napięcia mięśni, słuchu oraz uwagi i zachowania norma wynosiła od 0 do 2. W pozostałych obszarach zmysłu: koordynacji, wzroku i węchu norma wynosiła od 0 do 3. Wyjątek stanowił obszar równowagi i ruchu – nadreaktywność, gdzie norma wynosiła 0. Norma dla danego obszaru to maksimum 2 lub 3 potwierdzające odpowiedzi na zadane pytanie. Jeżeli u badanego dziecka, w minimum pięciu obszarach została przekroczona norma, może to wskazywać na możliwość wystąpienia zaburzeń przetwarzania sensorycznego. Tabela 1. Skala kwestionariusza ankiety SI W. Kozłowskiego Skala Dotyk Równowaga i ruch: podreaktywność Równowaga i ruch: nadreaktywność Koordynacja Napięcie mięśni Słuch Wzrok Węch Uwaga i zachowanie Norma 0-2 Ryzyko 3-10 0-2 3-7 0 1-6 0-3 0-2 0-2 0-3 0-3 0-2 4-10 3-10 3-10 4-10 4-10 3-10 Źródło: W. Kozłowski, Kwestionariusz SI, http://www.si-poznan.pl/kwestionariusz_SI.html%20%20test%20dla%20rodzic%C3%B3w (24.10.2014) Badaniami objęto pięćdziesiąt czterolatków (27 chłopców i 23 dziewczynki) uczęszczających do przedszkola oraz ich rodziców i dwie nauczycielki – wychowawczynie grupy. Nauczycielki, prowadziły własną obserwację podczas zajęć edukacyjnych, zabaw zorganizowanych czy swobodnych. Rodzicom przedstawiono ten sam kwestionariusz ankiety. Dotyk W obszarze zmysłu dotyku 24 rodziców, zaznaczyło 3 lub więcej potwierdzających pytania odpowiedzi. Zauważyli, że ich dziecko przesadnie zwraca uwagę na ból, unika aktywności związanych z brudzeniem rąk, nie lubi 193 Anna Brudniak-Drąg niespodziewanego dotyku, preferuje pewne ubrania – często narzeka na metki lub drapiące ubrania. Pozostała część rodziców, (26 osób), twierdząco odpowiedziała na 1 lub 2 zadane pytania i wskazała na szczególną łaskotliwość dzieci (9 rodziców), poszukiwanie dotyku (6 rodziców), brudzenie się podczas różnych aktywności (7 rodziców), nie zwracanie uwagi na drobne skaleczenia czy siniaki (4 rodziców). Z obserwacji nauczycielek wynika, że aż 16 dzieci może mieć zaburzony obszar zmysłu dotyku. Większość dzieci zarówno mieszczących się w normie jaki i poza nią skarżyła się na metki lub drapiące ubrania. Spośród wyłonionej 16 osobowej grupy dzieci, 12 miało problemy ze szczególną łaskotliwością, bardzo lubiło dotyk lub unikało dotyku innych, unikało aktywności z brudzeniem rąk lub lubiło aktywności związane z brudzeniem rąk. U czterech chłopców dodatkowo zaobserwowano poszukiwanie agresywnego kontaktu np. poprzez uderzanie głową w ścianę, w inny przedmiot lub nadmierne prowokowanie bójek. Widoczna jest różnica w obserwacjach dokonanych przez rodzica i nauczyciela. Tabela 2. Zaburzenia w obszarze zmysłu dotyku zaobserwowane przez rodzica i nauczyciela Norma=0-2 3-5 6-8 Liczba dzieci obserwowanych przez rodziców 26 19 7 Liczba dzieci obserwowanych przez nauczycielki 34 12 4 Źródło: Opracowanie własne Równowaga i ruch W obszarze ruchu i równowagi (tabela nr 3) 36% (18) rodziców uważa, że ich dziecko uwielbiało szybki ruch, lubiło ruch który samo inicjowało, lubiło kręcić się na karuzeli czy krześle obrotowym, wokół własnej osi, często huśtało się na krześle. Pozostali rodzice – 64%, wskazali na trudności w nauce jazdy na rowerze – 14% (7), słabą równowagę dziecka – 10% (5), podpieranie głowy podczas rysowania – 12% (6), unikanie szybkiego ruchu – 6% (3),unikanie huśtania – 10% (5), unikanie wspinania się – 8% (4), wskazali lęk wysokości – 16% (8). Podczas monitorowania nauczycielki dostrzegły u 24% (12) czterolatków problemy w tym obszarze. Dzieci te nie podejmowały aktywności fizycznych, nie lubiły huśtania się, wspinania, szybkiego ruchu z innymi dziećmi, inicjowały swój ruch, często się przewracały lub wpadały na inne dzieci, podczas rysowania lub posiłków podpierały głowę. U 76% (38) przedszkolaków zaobserwowano pojedyncze zaburzenia. 194 Zaburzenia integracji sensorycznej u dzieci w wieku przedszkolnym Niektóre dzieci miały ulubioną formę ruchu np. huśtanie – 54% (27), kręcenie się na karuzeli – 36% (18), zbieganie z górki – 18% (9) czy wspinanie się – 6% (3). Tabela 3. Zaburzenia w obszarze ruchu i równowagi zaobserwowane przez rodziców i nauczycieli Liczba dzieci obserwowanych przez rodziców Norma podreaktywności=0-2 3-5 6-8 Norma nadreaktywności=0 1-8 Liczba dzieci obserwowanych przez nauczycielki 32 38 13 4 8 3 49 49 1 1 Źródło: Opracowanie własne Koordynacja Znaczna część rodziców – 32% (16), zaobserwowała, że dziecko ma problemy z manipulacją, nie trzyma kartki podczas rysowania, źle trzyma ołówek lub kredki, ma trudności z zapinaniem guzików czy ubieraniem butów na rzepy, nie rozróżnia prawego i lewego buta, ma trudności w łapaniu piłki lub nauki nowych czynności. Pozostali rodzice, 68% (34) dostrzegli, że ich dziecko podczas rysowania wyjeżdża poza linię – 14% (7), brzydko maluje kredkami – 18% (9). Z zapinaniem guzików nie radzi sobie 12% (6) czterolatków, a z ubieraniem butów 10% (5) czterolatków. Obserwacje nauczycielek pokrywają się ze spostrzeżeniami rodziców. Tabela 4. Zaburzenia w obszarze koordynacji zaobserwowane przez rodziców i nauczycielki Norma=0-3 4-6 7-8 Liczba dzieci obserwowanych przez rodziców 34 11 5 Liczba dzieci obserwowanych przez nauczycielki 34 11 5 Źródło: Opracowanie własne Napięcie mięśni Zbyt mocne lub słabe ściskanie np. ołówka, skażenie się na ból dłoni, szybką męczliwość, wypadanie z rąk kredek, trudności z podnoszeniem przedmiotów czy nieprawidłowe siedzenie u swojego dziecka dostrzegło 34% (17) rodziców. Inni rodzice – 66% (33), zwrócili uwagę na pewną 195 Anna Brudniak-Drąg niezgrabność ruchową – 4% (2), siedzący tryb życia dziecka – 6% (3), rozluźnienie i słabą postawę ciała – 8% (4), unikanie zabaw ruchowych – 4% (2), zbyt mocne ściskanie ołówka – 16% (8), zbyt słabe trzymanie ołówka – 10% (5). Problemy z napięciem mięśni nauczycielki dostrzegły u 38% (19) przedszkolaków. Najczęstszym problemem było zbyt słabe lub zbyt mocne trzymanie ołówka, co wpływało na ból i szybką męczliwość dłoni. Zaobserwowano również problemy z podnoszeniem przedmiotów oraz dostosowaniem siły chwytu podczas podnoszenia. Postawa ciała podczas stania i siedzenia była kolejnym problemem u czterolatków z grupy ryzyka. Inne czterolatki nie miały problemów – 52% (26) lub powijały się pojedyncze problemy z obszaru napięcia mięśni – 10% (5). Tabela 5. Zaburzenia z obszaru napięcia mięśni zaobserwowane przez rodziców i nauczycielki Norma = 0-2 3-5 6-8 Liczba dzieci obserwowanych przez rodziców 33 14 3 Liczba dzieci obserwowanych przez nauczycielki 31 15 3 Źródło: Opracowanie własne Słuch Najczęściej zauważanym problemem w obszarze słuchu dziecka przez rodziców było powtarzanie przez nich poleceń. U 16% (8) dzieci rodzice zaobserwowali irytację lub lęk w miejscach hałaśliwych, zatykanie uszu przez dziecko, mruczenie lub śpiewanie podczas wykonywania czynności, powtórzenia polecenia, wrażliwość na dźwięki. Dziwnymi dźwiękami interesowało się 24% (12) czterolatków. Myliło podobne dźwięki w słowach 10% (5) czterolatków. Z obserwacji nauczycielek wynika, że 16% (8) przedszkolaków ma problemy z wykonywaniem poleceń, nie rozumie ich, fiksuje się na jednym dźwięku i powtarza go lub zatyka uszy by go nie słyszeć, nie może się skupić w miejscach głośnych, jest pobudzone lub zalęknione w miejscach hałaśliwych. Kolejnym problemem było mylenie lub zamienianie podobnych dźwięków w słowach -14% (7), unikanie zabawek wydających dźwięki – 6% (3), a 34% (17) przedszkolaków lubiło słuchać dźwięków a następnie powtarzać je. 196 Zaburzenia integracji sensorycznej u dzieci w wieku przedszkolnym Tabela 6. Zaburzenia w obszarze słuchu zaobserwowane przez rodziców i nauczycielki Norma = 0-2 3-5 6-8 Liczba dzieci obserwowanych przez rodziców 42 7 1 Liczba dzieci obserwowanych przez nauczycielki 42 6 2 Źródło: Opracowanie własne Wzrok W obszarze wzroku prawie wszyscy rodzice dostrzegli, że ich dzieci mrużą oczy podczas słonecznego dnia, wolą światło rozproszone. Aż 16% (8) miało problemy z zasłanianiem oczu i ograniczaniem pola widzenia podczas zabaw, z różnicowaniem kształtów, skupieniem wzroku na danym przedmiocie, rysując odwracało kształty, często mrugało. Krótki okres fiksacji zauważono u 24% (12) czterolatków, z trudnością śledziło przedmioty 6% (3) dzieci, było bardzo pobudzone gdy miało do czynienia z wieloma bodźcami wzrokowymi 8% (4) przedszkolaków. Podobne spostrzeżenia, jak rodzice, miały nauczycielki. Spośród pięćdziesięcioosobowej grupy czterolatków u 8 zaobserwowano liczne zaburzenia w obszarze wzroku. U pozostałej części grupy zaobserwowano od 1 do 3 zaburzeń w tym obszarze. Najczęściej były to zaburzenia związane ze skupieniem uwagi, odwracaniem liter czy niechęcią zasłaniania oczu podczas zabawy. Tabela 7. Zaburzenia w obszarze wzroku zaobserwowane przez rodziców i nauczycielki Liczba dzieci obserwowanych przez rodziców 42 Liczba dzieci obserwowanych przez nauczycielki 42 4-6 6 6 7-8 2 2 Norma = 0-3 Źródło: Opracowanie własne Węch Zdaniem 32% (16) rodziców ich dziecko było wrażliwe na zapachy, często zatykało nos, nie jadło pokarmów bez wcześniejszego wąchania, nadwrażliwe na zapach perfum czy środków czystości, miało łatwy odruch wymiotny na wiele zapachów i preferowało pokarmy o łagodnym smaku. U 16% (8) zaobserwowano wąchanie przedmiotów nie przeznaczonych do jedzenia, u 4% (2) ignorowanie nawet bardzo nieprzyjemnych zapachów, 197 Anna Brudniak-Drąg a 12% (6) czterolatków lubiło spożywać pokarmy o intensywnym zapachu przypraw. W przedszkolu nauczycielki zaobserwowały podobne zachowania u czterolatków. Aż 30% (15) dzieci było nadwrażliwe na pewne zapachy, wąchało pokarmy przed posiłkiem, było nadwrażliwe na zapachy perfum czy środków higienicznych, preferowało pokarmy o łagodnym smaku. Pozostała część dzieci była np. nadwrażliwa na zapachy – 4% (2), miało odruch wymiotny czując pewne zapachy – 8% (4), ignorowało nieprzyjemne zapachy 10% (5), lubiło wąchać przedmioty – 20% (10), lubiło doprawione potrawy 14% (7) przedszkolaków. Tabela 8. Zaburzenia w obszarze węchu zaobserwowane przez rodziców i nauczycielki Norma = 0-3 4-6 7-8 Liczba dzieci obserwowanych przez rodziców 34 13 3 Liczba dzieci obserwowanych przez nauczycielki 35 12 3 Źródło: Opracowanie własne Uwaga i zachowanie W obszarze uwagi i zachowania 28% (14) rodziców zaobserwowało u dziecka nerwowość, pobudzenie, impulsywność, problemy z organizacją zadań i ich wykonywaniem, niespokojność wtedy kiedy trzeba się skupić, szybkie i łatwe pobudzenie przez dźwięki czy światło. U 10% (5) dzieci zauważono ciągły ruch i brak uwagi i skupienia. Labilność emocjonalną dostrzeżono u 4% (2) czterolatków, problemy ze skupieniem uwagi miało 12% (6) dzieci, a z impulsywnością 16% (8) przedszkolaków. Podczas zajęć w przedszkolu nauczycielki zaobserwowały u 32% (16) nerwowość, impulsywność, pobudzenie, problemy z wykonywaniem zadań i ich organizacją, szybkie rozpraszanie się. Znaczna część grupy 66% (33) bardzo lubiła ruch (podskoki, biegi). U 12% zaobserwowano krótki czas skupienia uwagi, a u 14% (7) niespokojność wtedy kiedy trzeba być cicho. Tabela 9. Zaburzenia w obszarze uwagi i zachowania zaobserwowane przez rodziców i nauczycielki Norma = 0- 2 3-5 6-8 Liczba dzieci obserwowanych przez rodziców 36 9 5 Źródło: Opracowanie własne 198 Liczba dzieci obserwowanych przez nauczycielki 34 10 6 Zaburzenia integracji sensorycznej u dzieci w wieku przedszkolnym Ośmioosobowa (16%) grupa rodziców, zaobserwowała u swojego dziecka trudności we wszystkich obszarach zachowań. Czterech (8%) rodziców uważało, że ich dziecko może mieć trudności w sześciu z ośmiu obszarów. W pięciu z ośmiu obszarów zaburzenia zaobserwowało 6% (3) rodziców, w czterech z ośmiu obszarów 14% (7), a w trzech z ośmiu 12% (6) rodziców. Prócz zaburzeń w obszarach dotyku, równowagi I ruchu, koordynacji i napięcia mięśni zauważali trudności w skupieniu uwagi i w zachowaniu oraz w słuchaniu. Największym problemem okazała się nerwowość dziecka, pobudzenie i impulsywność, brak momentu skupienia uwagi, szybkie rozpraszanie się, niespokojność dziecka wtedy kiedy trzeba być cicho. W obszarze słuchu dzieci miały największe trudności w rozumieniu poleceń, nie lubiły głośnych dźwięków, myliły dźwięki, zatykały uszy słysząc niektóre dźwięki. 5. Wnioski Dziewięcioro (18%) rodziców spostrzegło u swojego dziecka trudności w dwóch obszarach. Troje rodziców zauważyło bardzo krótki czas fiksacji wzrokowej – skupienia wzroku na przedmiocie, nadwrażliwość na światło, częsty ból głowy, czy trudności w śledzeniu poruszającego się przedmiotu. Drugim obszarem, gdzie ich dziecko miało problemy to uwaga I zachowanie (brak skupienia uwagi na zadaniu, szybko sie rozprasza). Czworo rodziców uważało, że ich dziecko jest nadwrażliwe na zapachy, często zatyka nos mówiąc że coś nieprzyjemnie pachnie. Preferowało jedzenie zmielone, zmiksowane o lepkiej konsystencji, nie doprawione, najlepiej bezwonne. Dwoje rodziców zauważyło trudności w sferze dotyku i wzroku. Dziecko aby coś rozpoznać musiało widzieć przedmiot, miało problemy z różnicowaniem kształtów, mrużyło oczy podczas słonecznego dnia, unikało aktywności związanych z brudzeniem, nie lubiło eksploracji dotykowej obiektów, przeszkadzały mu metki lub skarżyło się na drapiące ubrania. Spośród pięćdziesięcioosobowej grupy rodziców trzynaścioro (26%) zauważyło trudności w jednym z obszarów. Dwanaścioro rodziców zaobserwowało, że ich dziecko było szczególnie łaskotliwe, lubiło szybki ruch, huśtanie, kręcenie się wokół własnej osi, bało się wysokości. Jeden z rodziców uważał że jego dziecko musi wszystko wąchać. Obserwacje rodziców pokrywały się ze spostrzeżeniami nauczycielek. 199 Anna Brudniak-Drąg Wykres 1. Zaburzona ilość obszarów w badanej grupie czterolatków Źródło: Opracowanie własne W badanej grupie zaobserwowano pewne zachowania u czterolatków, które wskazywałby na możliwość wystąpienia SI. Zarówno rodzice jak i nauczyciele bardzo dokładnie opisali obszary zmysłów oraz odbiegające od normy zachowania dzieci. Grupę ryzyka stanowiły czterolatki u których zaobserwowano zaburzenia w co najmniej pięciu obszarach zmysłów. Niektóre ze spostrzeżeń nauczycieli rodziców były niepokojące i mogły wskazywać na trudności, które mogły być wskaźnikiem do podjęcia diagnozy SI. Interesującym wydaje się fakt, że dzieci u których zaobserwowano zachowania, w więcej niż pięciu obszarach, mogące wskazywać na możliwość występowania SI, były wcześniakami, dziećmi z „trudnych porodów” lub urodzone przez cesarskie cięcie. Oznacza to, że mogą mieć deficyty w pewnych obszarach przetwarzania sensorycznego, które należy poprzez odpowiednią terapię, stymulowanie niwelować. Deficyty czy zaburzenia nie znikną wraz z rozwojem dziecka, wręcz przeciwnie, będą się pogłębiać. Dziecko będzie odnosiło mniejsze sukcesy w nauce, lub będzie miało trudności w nauce czytania, pisania czy kontaktach społecznych. Po obserwacji dzieci przez terapeutę SI, u siedmiorga zostały zdiagnozowane zaburzenia integracji sensorycznej: u trójki dzieci zdiagnozowano nadwrażliwość, u dwójki podwrażliwość, u pozostałej dwójki dyspraksję rozwojową i posturalną, a u trzech pewne deficyty w przetwarzaniu bodźców sensorycznych. U czwórki dzieci nie zdiagnozowano zaburzeń ani deficytów SI, zasugerowano wizytę u psychologa. Terapeuta objął terapią indywidualną zdiagnozowane dzieci. 200 Zaburzenia integracji sensorycznej u dzieci w wieku przedszkolnym W przedszkolu podjęto działania mające na celu pomoc w usprawnieniu terapii. Dzieci z zaburzeniami SI objęto szczególna uwagą, w czasie zabaw wprowadzono, wskazane przez terapeutę, zestawy ćwiczeń. Miejsce w szatni, przy stole dostosowano do ich możliwości oraz wymagań wskazanych przez terapeutę. W ramach zapobiegania I usprawniania, wprowadzono również program zabaw, ćwiczeń i gier stymulujących różne zmysły wszystkich dzieci. Zabawy i ćwiczenia miały na celu dostarczyć dzieciom, kontrolowanej ilości bodźców sensorycznych, wywołujących w konsekwencji poprawę integracji bodźców docierających do dziecka z otoczenia oraz z jego ciała. Stosowanie odpowiednich zestawów ćwiczeń eliminuje, wyhamowuje lub ogranicza niepożądane bodźce. Takie wielotorowe ale jednolite współdziałania, podjęte przez terapeutę podczas terapii, nauczycieli w przedszkolu oraz rodziców domu mogą sprawić że dziecko z zaburzeniami SI zacznie odnosić sukcesy w coraz większej ilości różnych zadań. Wpłynie to na podniesienie własnej samooceny, dziecko chętniej będzie uczestniczyć w nowych zabawach. To z kolei wpłynie na inne postrzeganie dziecka przez otoczenie i grupę rówieśniczą oraz jego relacje z innymi dziećmi. Badania wskazują, że aż 15% polskich dzieci ma problem z integracja sensoryczną [12]. Zarówno rodzice jak i nauczyciele nie powinni bagatelizować problemu zaburzeń przetwarzania sensorycznego, który nie zniknie wraz z czasem dorastania dziecka, muszą podjąć współpracę, i wspólnie dążyć do niwelowania występujących dysfunkcji czy zaburzeń. Można je tylko skorygować pod okiem terapeuty, uczęszczając na terapię integracji sensorycznej, która działa na ośrodkowy układ nerwowy i rozwija prawidłowy odbiór różnorodnych bodźców. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. Maas V. W., Integracja sensoryczna a neuronauka- od narodzin do starości, Fundacja Innowacaja i Wyższa Szkoła Społeczno – Ekonomiczna, Warszawa 2007, pp. 32 Borkowska M., Wagh K., Integracja sensoryczna na co dzień, PZWL, Warszawa 2013, pp. 15 Kohut D., Integracja sensoryczna, [w:] Dziecko o specjalnych potrzebach w kręgu interdyscyplinarnej terapii, D. Kohut (red.), Impuls, Kraków 2013, pp.33-51 Przyrowski Z., Integracja sensoryczna. Wybrane wskaźniki zaburzeń, reEdukacja – internetowy serwis pedagogiczny, http://www.reedukacja.pl/default.aspx?action=view&item=22 [21.11.2014] Eliot L., Co tam się dzieje?, Media Rodzina, Poznań 2010, pp. 203-210, 203-217, 218, 121-124 Przyrowski Z., Integracja sensoryczna. Wprowadzenie do teorii, diagnozy i terapii, Empis, Warszawa 2012, pp.49-51 201 Anna Brudniak-Drąg Cichosz-Sadowska J., Zrozumieć dziecko z zaburzeniami integracji sensorycznej, Sztuka leczenia 1-2, pp. 25 8. Maas V. W., Uczenie się przez zmysły. Wprowadzenie do teorii integracji sensorycznej, WSiP, Warszawa 1998, pp. 53 9. Emmons Godwin P., Anderson McKendry L., Dzieci z zaburzeniem integracji sensorycznej, K.E. Liber, Warszawa 2007, pp. 29-39 10. Jakie mogą być przyczyny zaburzeń integracji sensorycznej, Simba, Wspomaganie Rozwoju Dziecko i Młodzieży, http://www.simbaterapia.pl/jakie-mog-by-przyczyny-zaburze-integracji-sensorycznej (25.11.2014) 11. Kozłowski W., Kwestionariusz SI, w: http://www.sipoznan.pl/kwestionariusz_SI.html – test dla rodziców (27.10.2014) 12. Polskie Towarzystwo Integracji Sensorycznej, http://www.integracjasensoryczna.org.pl (18.11.2014) 7. Zaburzenia integracji sensorycznej u dzieci w wieku przedszkolnym Prócz determinantów fizycznych, widocznych u dziecka mogą pojawić się te niewidoczne, które warunkują jego prawidłowy rozwój psychoruchowy. Mowa o integracji sensorycznej. Zrozumienie integracji sensorycznej pozwala na identyfikację problemów rozwojowych pojawiających się u dziecka. Celem artykułu jest zwrócenie uwagi na problem zaburzeń integracji sensorycznej oraz współpracy rodziców, nauczycieli i lekarzy, specjalistów, terapeutów. Im wcześniejsze rozpoznanie problemów, deficytów pojawiających się u dziecka tym wcześniejsza interwencja, terapia, która ma na celu niwelowanie, zapobieganie dalszym zaburzeniom lub odnaleźć sposób na przezwyciężenie danych trudności. Już w wieku przedszkolnym nauczyciele czy rodzice, rzadziej pediatrzy, zwracają uwagę i zgłaszają pewne pojawiające się problemy w zachowaniu dziecka. Częstą reakcją jednej ze stron jest tłumaczenie, racjonalizowanie nieodpowiednich zachowań dziecka lub zbywanie, uspokajanie, że takie zdarzenia mogą mieć miejsce z racji charakteru lub wieku rozwojowego dziecka. W jednym z krakowskich przedszkoli prowadzono dwutorową (przez rodziców oraz nauczycieli) obserwację czterolatków. Badania wykazały, że u kilkorga czterolatków zaobserwowano poważne problemy wskazujące na zaburzenie przetwarzania sensorycznego. Dzieci te trafiły do terapeuty integracji sensorycznej, który zdiagnozował różne rodzaje zaburzeń przetwarzania sensorycznego. Drugą grupą były czterolatki, u których również zauważono pewne zachowania wskazujące na problemy z integracją sensoryczną, wobec nich zastosowano terapie zapobiegawczą. W przedszkolu wprowadzono specjalny program ćwiczeń, mający na celu stymulowanie i pobudzanie zmysłów wszystkich dzieci. Współpraca rodziców oraz nauczycieli, wymiana doświadczeń, przemyśleń oraz pomysłów na pracę z dzieckiem przyniosły pozytywne efekty w postaci poprawy funkcjonowania dziecka w domu i w grupie. 202 Zaburzenia integracji sensorycznej u dzieci w wieku przedszkolnym Disruptions of sensory integration with kids at preschool age Except physical determinants, seen in child, there can also be those not seen, which determine his right psychomotor development. We‟re talking about sensory integration. Understanding of sensory integration allows identifying development problems manifesting in child. Point of this article is to focus attention on sensory integration problems and on cooperation of parents, teachers, doctors, specialists and therapists. The sooner the recognition of problems, deficits appearing in child, the sooner we can intervene, begin therapy which goal is to eliminate and prevent further disruptions or to find a way to overcome said difficulties. Already at preschool age of a child, teachers or parents, mostly pediatricians, notice and report some problems that appear in child‟s behavior. Most common reaction of one of the sides is explaining, rationalizing of wrong behaviors or disposing, reassuring that those kinds of actions can come from specific character Or from development age of a child. In one of Kraków preschools there was conducted a double track (by teachers and parents) observation of four year olds. Research has shown, that with few of said four year olds there were serious problems observed, pointing at disruption of sensory processing. Those kids got a sensory integration therapist who diagnosed different types of disruptions of sensory processing. Second group was four year olds, in which also some problems with sensory integration were noticed and preventive therapy was applied. Said preschool implemented special program of exercises that goal is to stimulate and induce senses of all children. Cooperation of parents and teachers, exchange of experiences, thoughts and ideas for working with children brought positive effects such as increase in child‟s functioning at home and in group. 203 Danuta Smoląg1 Aktywność w środowisku wodnym jako element wspomagania rozwoju psychomotorycznego niemowląt i dzieci w wieku poniemowlęcym 1. Wstęp 1.1. Wprowadzenie Ruch stanowi podstawę rozwoju człowieka od momentu jego poczęcia. Stymuluje rozwój Centralnego Układu Nerwowego, toruje procesy uczenia się, zapamiętywania, zdolności psychospołeczne oraz adaptacyjne. Wszystkie wyżej wymienione cechy stanowią potencjał, jaki dziecko będzie wykorzystywało w swoim dalszym, dorosłym życiu. Prawidłowy rozwój młodego organizmu wpływa na zmniejszanie barier w przystosowaniu człowieka do mikro-, mezo- i makrośrodowiska. Praktyczne połączenie wiedzy z zakresu psychologii, pedagogiki, neurofizjologii i anatomii daje możliwości wykorzystania naturalnego ruchu i aktywności fizycznej do organizowania pracy mózgu. Środowisko wodne stwarza bardzo dobre warunki do stymulacji układu przedsionkowego, który jest odpowiedzialny za ruchy antygrawitacyjne, równowagę, orientację przestrzenną oraz usprawnianie koordynacji oko-ruchowej. Jego atutem jest działanie bodźców fizykalnych (temperatura, ciśnienie, …) w połączeniu ze wzmożoną propriocepcją. Pływanie i aktywność w wodzie stanowić powinny stały element programu wczesnego wspomagania rozwoju dzieci dysfunkcyjnych, co byłoby innowacją w aktualnym podejściu do ogólnodostępnej terapii. 1.2. Definicje 1.2.1. Hydroterapia Hydroterapia określana również jako wodolecznictwo lub akwaterapia to metoda terapeutyczna polegającą na zewnętrznym zastosowaniu wody w stanie ciekłym, stałym lub też gazowym. Zasada działania terapii opiera 1 [email protected], doktorantka Wydziału Lekarskiego Collegium Medicum, Uniwersytet Jagielloński 204 Aktywność w środowisku wodnym jako element wspomagania rozwoju psychomotorycznego niemowląt i dzieci w wieku poniemowlęcym się na wykorzystaniu wody o odpowiedniej temperaturze i ciśnieniu. W przypadku aktywności niemowląt i małych dzieci w wodzie, jej temperatura powinna wynosić ok.33-34 stopnie Celsjusza. 1.2.2. Oswajanie dzieci z wodą – pływanie niemowląt Środowisko wodne jest pierwotnym środowiskiem rozwoju człowieka. Płodowe umiejętności pływania wygasają jednak w pierwszych miesiącach po nadrodzinach, w związku z czym kluczowym dla ponownej adaptacji do środowiska wodnego jest czas w jakim podejmuje się pierwsze próby oswajania dziecka z wodą. Zjawisko pływania niemowląt i dzieci w wieku poniemowlęcym znane było już w starożytności (Grecja, Japonia). Aktywność w wodzie jako element usprawniający rozwój dostrzeżona została w latach 60-tych XX wieku. Za prekursorkę teorii pływania niemowląt uznać należy Virginię Hunt Newman (USA), która stworzyła pierwsze programy adaptacji niemowląt i małych dzieci do środowiska wodnego. Idea ta rozwijała się także w Rosji, Australii, Wielkiej Brytanii, Holandii, Niemczech. W krajach Skandynawskich programy przyjęte zostały w latach 80-tych; w Polsce „moda” na takie zajęcia pojawiła się dopiero kilka lat temu. Od 2006 roku istnieje w Polsce Stowarzyszenie Pływania Niemowląt. Rys.1. Virginia Hunt Newman, www.wabcswim.com 205 Danuta Smoląg Rys.2. Grupa ≤ rok, szkoła – ciociarybka.pl, zdjęcie – źródło własne Pod pojęciem „pływanie niemowląt” należy rozumieć aktywność ruchową w wodzie, oswajanie ze środowiskiem wodnym dzieci od 4-6 tygodnia życia. W związku ze wzrostem zapotrzebowania na różne formy aktywności ruchowej w środowisku wodnym (profilaktyczne i terapeutyczne), zwiększonym dostępem do pływalni zapewniających optymalne dla dzieci warunki oraz zainteresowaniem rodziców, powstaje wiele szkół pływania niemowląt i małych dzieci. Decyzję o rozpoczęciu zajęć w wodzie należy skonsultować z lekarzem pediatrą, istnieje bowiem grupa przeciwwskazań do uczestniczenia w ćwiczeniach, istotny jest też aktualny poziom rozwoju psychomotorycznego dziecka. Do głównych przeciwskazań należą: zapalenie uszu, oczu, nosa, ostre infekcje dróg oddechowych i pokarmowych, niektóre choroby skóry, nawracające choroby układu moczowego, nasilony refluks żołądkowoprzełykowy, uczulenie na środki dezynfekujące wodę (chlor, ozon), a także niedawno przebyta infekcja.W sesji zajęciowej biorą udział pary rodzic – dziecko, co stanowi dodatkowy atut natury emocjonalnej i zapewnia poczucie komfortu oraz bezpieczeństwa wszystkim uczestnikom. 206 Aktywność w środowisku wodnym jako element wspomagania rozwoju psychomotorycznego niemowląt i dzieci w wieku poniemowlęcym 1.2.3. Motoryczność, rozwój motoryczny, nauczanie motoryczne Motoryczność ludzka pojmowana jest jako wyraz ruchowych możliwości człowieka przejawiających się w formach i treściach życia ruchowego. W toku ontogenezy człowiek przechodzi przez niezliczoną liczbę ruchów. Przemiany te dają wyraz w niezaradności noworodka i niemowlęcia, poprzez sprawne ruchy człowieka dorosłego do inwolucyjnego ubóstwa osoby starej [3]. Rozwojem motorycznym rządzą następujące zasady: rozwój przebiega od ruchów ogólnych do specyficznych; rozwój ruchów przebiega w kierunku kranialno-kaudalnym; ruch przebiega stopniowo od osi głównej ciała; rozwój ruchów jest początkowo symetryczny; ruchy cykliczne wyprzedzają acykliczne; strefa czuciowa połączona jest ze strefą ruchową (chwyt poprzedza reakcję sensomotoryczną); wraz z rozwojem CUN pojawia się wolicjonalna kontrola ruchu; rozwój ruchu odbywa się na drodze asocjacji, syntezy i analizy; rozwój ruchowy jest wspomagany poprzez proprioreceptory, tango receptory i telereceptory. Rozwój motoryczności jest uzależniony od właściwego poziomu rozwoju aparatu kostno-stawowego i układu mięśniowego. Umiejętności motoryczne kodowane są poprzez procesy neurobiologiczne. Nabywanie możliwości ruchowych – nauczanie motoryczne – opiera się o praktykę i sprzężenie zwrotne. Zdolność wykonywania płynnych, poprawnych ruchów osiągana jest poprzez intensywne ćwiczenia i utrzymuje się w sytuacji zaprzestania treningu. Mózg dziecka posiada ogromną zdolność do plastycznej reorganizacji swojej struktury. W okresie rozwojowym człowiek uczy się najszybciej, przyswaja największą ilość informacji i nabywa garnitur umiejętności, pozwalających na zamianę reakcji odruchowych w celowe. Okres noworodkowy charakteryzuje się wąskim wachlarzem ruchowym rozpoczyna się od momentu urodzenia do około czwartego tygodnia życia. Występują odruchy oddychania, kichania, ssania, połykania krzyku, wydzielania śliny podczas karmienia. Pojawiają się odruchy zaciskania ręki przy dotknięciu jej powierzchni wewnętrznej, odruch naprzemiennego dotykanie stóp do podłoża, odruch pełzania w pozycji leżącej, odruch pływania (noworodek zanurzony w wodzie zachowuje zdolność oddychania i utrzymywania się na powierzchni wody). Odruch Moro przejawia się w wysuwaniu rąk do przodu i zaciskaniu rąk w momencie dotknięcia okolicy brzusznej. Odruch Babińskiego powstaje w chwili podrażnienia wewnętrznej powierzchni stopy w postaci wyprostu 207 Danuta Smoląg i rozstawiania pozostałych palców stopy. Okres ten kończy się odpadnięciem pępowiny. Okres niemowlęctwa trwa od 4 tygodnia życia do przyjęcia spionizowanej postawy. Okres ten cechuje się dużym tempem w rozwoju motoryki [1,3]. 1.2.4. Ruch a proces uczenia się Rozwój integracji sensorycznej czyli odbiór bodźców zmysłowych, ich przetwarzanie odbywa się poprzez CUN. Według Ayers duże znaczenie ma tu układ przedsionkowy, którego receptory ulokowane są w uchu wewnętrznym. Zespala on wszystkie wrażenia zmysłowe, dzięki czemu możliwa jest świadoma percepcja ciała i kontrola nad nim, percepcja wzrokowa oraz słuchowa. W zaburzeniach układu przedsionkowego wyróżnić można między innymi pod- i nadwrażliwość, niepewność grawitacyjną, zaburzenia posturalno-oczne i nietolerancję ruchu. Dzieci nadwrażliwe unikają ruchu przyspieszonego, nie lubią się kręcić, często mają chorobę lokomocyjną. Podwrażliwe posiadają wzmożoną potrzebę ruchu, nie odczuwają leku i zagrożenia z nim związanego. Niepewność grawitacyjną cechuje lęk przed upadkiem – przebywanie w pozycjach niskich, niechęć do zabaw związanych ze wspinaczką i skokami. Kolejnym ważnym układem, wpływającym na procesy uczenia się jest układ czucia powierzchownego. Nadwrażliwość tego układu powoduje między innymi nadpobudliwość i obronność dotykową. Podwrażliwość może być przyczyną nadmiernej stymulacji skóry i samookaleczeń (np. w autyzmie). Wiodącą rolę w rozwoju ruchowym ma układ proprioceptywny. Jego prawidłowa praca warunkuje powstawanie odruchów, planowanie ruchu, kontrolę napięcia mięśniowego i koordynacji. Patologiczne przewodnictwo nerwowe w tym układzie jest powodem zaburzeń posturalno-ocznych, a w wieku szkolnym dysgrafii i dyspraksji. Ruchy dziecka są niezgrabne, ma ono problemy z przeniesieniem wzroku z przedmiotu na przedmiot, myli prawą i lewą stronę, nie jest w stanie utrzymać obu rąk w górze leżąc na brzuchu. Dominacja rąk jest słaba, dziecko jest mniej odporne na stres. Istotne w rozwoju dzieci są funkcje poznawcze. Percepcja wzrokowa i słuchowa (dominacja ucha, dobry słuch fonemowy). Zaburzenia tych funkcji niosą ze sobą negatywne konsekwencje w uczeniu się oraz pośrednio powodują zmianę napięcia mięśniowego oraz pogorszenie postawy ciała. Wszystkie wyżej wymienione cechy i patologie obecne u dzieci niepełnosprawnych wymagają diagnozy, kontroli i usprawniania [5, 6]. 208 Aktywność w środowisku wodnym jako element wspomagania rozwoju psychomotorycznego niemowląt i dzieci w wieku poniemowlęcym Na zaburzenia rozwoju i problemy w kształceniu dzieci (co może przekładać się nawet na problemy w dorosłym życiu) ma również wpływ przetrwanie odruchów pierwotnych i brak wykształcenia odruchów posturalnych we wczesnym okresie życia. Środowisko wodne stwarza optymalne warunki do terapii i stymulacji dziecka zaburzonego, przeciwdziałając wymienionym wyżej problemom. Tab.1. Przetrwałe odruchy pierwotne i ich konsekwencje Odruch: Problem: przesadne reakcje lękowe, brak selekcji bodźców, wzrost produkcji adrenaliny MORO i kortyzolu, zaburzenie rozwoju mięśnia strzemiączkowego i zaburzona możliwości fiksacji wzroku na przedmiocie niezręczność hamuje ruchy kciuka, PALMARA brzydkie pismo, poprzez pętlę Babkina wpływa na zaburzenia artykulacji podczas pisania, nadwrażliwość dłoni utrudnia ruchy naprzemienne, raczkowanie, zaburza integrację układu ATOS przedsionkowego z innymi zmysłami; trudności w czytaniu i pisaniu, słaba lateralizacja, trudności z przelaniem myśli na papier problemy z artykulacją,mimowolne ruchy SSANIA I SZUKANIA języka, trudności w żuciu, nadwrażliwość okolicy ust, poprzez pętlę Babkina zaburza zręczność manualną; 209 Danuta Smoląg śladowa postać pow. nadwrażliwość pleców od łopatki do biodra(problemy GALANTA z opieraniem się, ubieraniem, wiercenie się, słaba pamięć krótkoterminowa i koncentracja, problemy z utrzymaniem moczu -przetrwały zaburza ustalanie głowy, powoduje zakłócenia pracy oczu, prioprocepcji, utrudnia pełzanie i raczkowanie -niezintegrowany przedni utrudnia TOB kształtowanie poprawnej sylwetki ciała, słaba równowaga i lęk wysokości, zaburzenia tworzenia sekwencji, zab. poczucia czasu -tylny – chodzenie na palcach, sztywność ruchów, choroba lokomocyjna, słaba percepcja wzrokowa typu figura-tło niep. postawa, problemy z pisaniem, słaba koordynacja ruchowa,brak STOS skupienia powoduje zginanie palców podczas PODESZWOWY chodzenia i w poz stojącej, brak poczucia bezpieczeństwa, zaburza rozwój manualny 210 Aktywność w środowisku wodnym jako element wspomagania rozwoju psychomotorycznego niemowląt i dzieci w wieku poniemowlęcym Tab.2. Niewykształcone odruchy posturalne i ich konsekwencje. Odruch: Problem: USTALANIA GŁOWY Problemy ze skupieniem wzroku WZROKOWY i kontrolą głowy Osłabienie mm. pozwalających na LANDAUA utrzymanie głowy w wyproście Zaburzone ruchy naprzemienne AMFIBII kończyn, harmonia ruchów, ćwiczenia fizyczne są utrudnione SPADOCHRONOWY, Zaburzenia równowagi, szczególnie PODPARCIA BOCZNY w ruchu Materiały z kursu „wczesne wspomaganie i interwencja” – UP Kraków [4] 1.2.5. Monachijska Funkcjonalna Diagnostyka Rozwojowa Monachijska Funkcjonalna Diagnostyka Rozwojowa jest metodą diagnostyczną, służącą do oceny rozwoju dziecka od pierwszego miesiąca do trzeciego roku życia. Oparta jest o etiologiczną metodę badawczą – obserwację, analizę i interpretację zachowania dziecka. Analizie psychomotorycznej podlega 8 obszarów: wiek siadania, wiek chodzenia, wiek percepcji, wiek mówienia, wiek rozumienia mowy, wiek raczkowania, wiek rozwoju społecznego. Główne założenia metody mówią, że każdy stopień rozwoju bazuje na poprzednim, a rozwój można zmierzyć dzięki określonym, reprezentatywnym jednostkom zachowania (podzielonym na krótsze odcinki). Wczesne wykrycie zaburzeń rozwoju umożliwia wprowadzenie optymalnej interwencji praz kompleksowej terapii, dając szanse na znormalizowanie zaburzonych procesów. MFDR może stanowić narzędzie profilaktyki zaburzeń rozwojowych, która powinna obejmować wszystkie niemowlęta. 2. Cel pracy Celem pracy było wykazanie wpływu aktywności w wodzie na wspomaganie rozwoju dziecka; określenie relacji pomiędzy nauczaniem motorycznym w środowisku wodnym a rozwojem fizykalnym i psychospołecznym małych dzieci. Podjęto próbę hipotetycznej modyfikacji modelu wczesnego wspomagania rozwoju dziecka. 211 Danuta Smoląg 3. Materiały i metody Badano aspekt społeczno – emocjonalny oraz biofizyczny rozwoju dzieci. W badaniu wzięło udział 50 losowo wybranych par (rodzic – dziecko) uczestniczących w zajęciach na pływalni. Badanie dotyczyło dzieci w wieku 0-5 lat. W pracy posłużono się autorskim kwestionariuszem ankiety, przeprowadzono badanie fizykalne oraz test wieku rozwojowego MFDR. Otrzymany materiał poddano analizie statystycznej. Za kryterium włączenia uznano minimum 2-u miesięczne uczestnictwo w zajęciach na pływalni (min. 1 sesja tygodniowo). 3.1. Ćwiczenia na pływalni Badanie przeprowadzone zostało dzięki uprzejmości jednej ze szkół pływania niemowląt w Krakowie. Zajęcia prowadzone były przez fizjoterapeutę i certyfikowanego instruktora nauki pływania niemowląt. Temperatura wody w basenie wynosiła 33-34°C, nigdy poniżej tego zakresu, z uwagi na możliwość wychłodzenia organizmu dziecka. Głębokość niecki, w której organizowane są zajęcia wynosi od 0,3 do 1,4 metra. Woda poddana jest systemowi uzdatniania, w obiekcie znajduje się zaplecze wyposażone w przewijaki. Zajęcia adaptujące dziecko do środowiska wodnego mają na celu przede wszystkim oswojenie z wodą oraz nabycie podstawowych umiejętności ruchowych w wodzie. Adaptacja do środowiska wodnego osiągana jest we wstępnym okresie poprzez kształtowanie czucia wody, wydłużanie pobytu dziecka w wodzie, utrzymywanie i zmianę pozycji. Kształtowanie umiejętności pływania statycznego możliwe jest dzięki hartowaniu, utrwaleniu czucia wody, wypracowaniu umiejętności samodzielnego pływania na plecach i na piersiach z podtrzymaniem pasywnym oraz doskonaleniu nurkowania. Na dalszym etapie nauki, kształtowane są umiejętności pływania dynamicznego. W zależności od możliwości rozwojowych, podopiecznych dzieli się na grupy : dzieci 3-12 miesięcy, 1-2 lata, 2-3 lata, 3-4 (4,5) lata. W wieku niemowlęcym w zajęciach udział biorą dzieci razem z rodzicem lub opiekunem. Do pierwszego roku życia dziecka, aktywność ruchowa w wodzie związana jest z zastosowaniem różnorodnych chwytów oraz podtrzymań. Ważnym elementem oswajania dziecka z wodą jest polewanie. Powinno być ono trenowane podczas każdej kąpieli w wannie. Polewanie należy rozpoczynać od stóp i kończyć na głowie dziecka. Polewanie stanowi element przygotowania dziecka do wejścia do wody, a także poprzedza zanurzenie w wodzie. Kolejne istotne ćwiczenie stanowią skoki. Początkowo wykonywane z pozycji siedzącej, przysiadu, a następnie z pozycji stojącej, z zanurzeniem lub bez. Punktem kulminacyjnym sesji zajęciowej jest nurkowanie. Początkowo wykonywane wspólnie z rodzicem, poprzedzone serią ćwiczeń „oddechowych” oraz bodźcem w postaci polewania. 212 Aktywność w środowisku wodnym jako element wspomagania rozwoju psychomotorycznego niemowląt i dzieci w wieku poniemowlęcym Rys.3 Pływanie pasywne, podtrzymanie w dołach pachowych; źródło własne Rys.4 Ćwiczenie skoków do wody z podrzuceniem; ciociarybka.pl, źródło własne 213 Danuta Smoląg Rys.5. Julia – 6 miesięcy; źródło własne 214 Aktywność w środowisku wodnym jako element wspomagania rozwoju psychomotorycznego niemowląt i dzieci w wieku poniemowlęcym Rys.6. Julia – 8 miesięcy; źródło własne 3.2. Ankiety i testowanie W badaniu wykorzystane zostały autorskie kwestionariusze ankiety. Rodzice/ opiekunowie odpowiadali na pytana związane ze stanem zdrowia ich dzieci, chorobowością, umiejętnościami rozwojowym maluchów. Pytani byli między innymi o zauważane korzyści osiągane przez dziecko i jego rodzinę w związku z uczestniczeniem w zajęciach na pływalni. W badaniu poziomu rozwoju psychomotorycznego dzieci posłużono się technikami MFDR. Do przeprowadzenia badania przy pomocy „Monachijskiej Funkcjonalnej Diagnostyki Rozwojowej" wykorzystywany jest materiał standaryzowany [7]. W komplecie 1. roku życia znajduje się: dzwoneczek; czerwona grzechotka; kolorowe „kółko do chwytania" o średnicy 12 cm; 215 Danuta Smoląg jednokolorowe kostki drewniane o długości boku 3 cm; płaskie kolorowe kółeczka o średnicy 2,6 cm w puszce o średnicy otworu 4,6 cm; lalka; kostka z otworem, o długości boku 7,5 cm; pielucha bawełniana; drewniany samochodzik długości 14 cm ze sznurkiem; papier pergaminowy (szeleszczący). Arkusz oceny stanu rozwoju służył do rejestracji wyników wykonania poszczególnych zadań. Do każdego badania używany był osobny arkusz. Na odwrocie jest miejsce na spostrzeżenia o charakterze jakościowym (między innymi obserwacje współpracy, koncentracji, interakcji matkadziecko, jakości wypełniania zadań, wyraźna różnica w czasie wykonywania prób). Ustalenie dokładnego wieku dziecka było niezbędne dla przeprowadzenia badania. Kluczowa była długość trwania ciąży. Jeśli poród nastąpił kilka tygodni przed obliczonym terminem i tę liczbę odejmie się od wieku kalendarzowego, to otrzymamy tak zwany skorygowany pourodzeniowy wiek kalendarzowy, który według „Monachijskiej Funkcjonalnej Diagnostyki Rozwojowej" jest podstawą do oceny (stąd brak potrzeby przeprowadzania wielokrotnego badania w czasie tej samej grupy lub stosowania próby kontrolnej). Rys.7 Materiał testowy 216 Aktywność w środowisku wodnym jako element wspomagania rozwoju psychomotorycznego niemowląt i dzieci w wieku poniemowlęcym 4. Wyniki Wyniki wykazały, że doskonalenie zdolności motorycznych w wodzie na każdym etapie rozwoju dziecka daje podstawy do zdobywania nowych umiejętności – zarówno ruchowych, jak i językowych, aktywnego słuchania, koncentracji uwagi a przede wszystkim stanowi podwaliny dobrego zdrowia (zwiększenie odporności,, zwiększona tolerancja na stres, lepszy rozwój psychospołeczny). 90% rodziców deklaruje, że ich dzieci wykazują większą odporność organizmu (rzadko chorują, nie przeziębiają się), 90% – zwiększona odporność na stres i „elementy zaskoczenia”, wszyscy opiekunowie zgodnie twierdzą, że dzieci po zajęciach są radośniejsze, lepiej sypiają, są śmielsze w kontaktach z innymi dziećmi. Badanie funkcjonalne oraz test rozwojowy wykazały, że dzieci biorące udział w zajęciach na pływalni, rozwijają swoje zdolności motoryczne z wyprzedzeniem średnio 1,8 miesiąca (względem wieku biologicznego), a minimum o 1 miesiąc. Przyspieszeniu ulega u nich także wiek rozumienia mowy oraz wiek nabywania zdolności społecznych. Wyostrza się także zmysł obserwacji i koncentracji uwagi. U dzieci dysfunkcyjnych (badane na początku przystąpienia do zajęć oraz po minimum 2 miesiącach) zaburzone funkcje uległy poprawie o 1 miesiąc (1 przedział). Redukcji uległo patologiczne napięcie mięśniowe, poprawiły się reakcje równoważne. Zajęcia na pływalni pozwoliły na wygaszenie odruchów przetrwałych, uniemożliwiających postęp w dalszym rozwoju. 5. Wnioski Ruch stanowi o dobrostanie zdrowotnym dzieci. Środowisko wodne w kompleksowy sposób stymuluje rozwój niemowląt i dzieci w wieku poniemowlęcym. Zajęcia w wodzie stanowią dobrą formę aktywności adaptowanej dla dzieci dysfunkcyjnych. Pływanie niemowląt i małych dzieci stanowić powinno stały element programu wczesnego wspomagania rozwoju dzieci zaburzonych, co byłoby innowacją w aktualnym podejściu do ogólnodostępnej terapii. 217 Danuta Smoląg Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Hagel G., Edukacja motoryczno-zdrowotna z metodyką, Szczecin 2013, s. 1-10 Fischer K., Einfubrung in die Psychomotorik, Stuttgart, Verlag: UTB, Auflage:3, Stuttgart 2009, s.203 Lennon S., Stokes M., Fizjoterapia w rehabilitacji neurobiologicznej, Wrocław 2010, s.29-48 Materiały z kursu „Wczesna diagnostyka i terapia małego dziecka” (opr. UP, C. Grzywniak) Cieszyńska J., Korendo M., Wczesna interwencja terapeutyczna, Kraków: Wyd.Edukacyjne Kraków; 2007 Wczesne wspomaganie rozwoju dziecka od chwili wykrycia niepełnosprawności do podjęcia nauki w szkole, Warszawa: MENiS; 2005 Hellbrugge T., Monachijska Funkcjonalna Diagnostyka Rozwojowa – pierwszy rok/ drugi i trzeci rok życia, Kraków; 1994; s 1-250 Aktywność w środowisku wodnym jako element wspomagania rozwoju psychomotorycznego niemowląt i dzieci w wieku poniemowlęcym Ruch stanowi podstawę rozwoju człowieka od momentu jego poczęcia. Stymuluje rozwój Centralnego Układu Nerwowego, toruje procesy uczenia się, zapamiętywania, zdolności psychospołeczne oraz adaptacyjne. Wszystkie wyżej wymienione cechy stanowią potencjał, jaki dziecko będzie wykorzystywało w swoim dalszym, dorosłym życiu. Prawidłowy rozwój młodego organizmu wpływa na zmniejszanie barier w przystosowaniu człowieka do mikro-, mezoi makrośrodowiska. Praktyczne połączenie wiedzy z zakresu psychologii, pedagogiki, neurofizjologii i anatomii daje możliwości wykorzystania naturalnego ruchu i aktywności fizycznej do organizowania pracy mózgu. Środowisko wodne stwarza bardzo dobre warunki do stymulacji układu przedsionkowego, który jest odpowiedzialny za ruchy antygrawitacyjne, równowagę, orientację przestrzenną oraz usprawnianie koordynacji oko-ruchowej. Jego atutem jest działanie bodźców fizykalnych (temperatura, ciśnienie, …) w połączeniu ze wzmożoną propriocepcjąW badaniu wzięło udział 50 losowo wybranych par (rodzic – dziecko) biorących udział w zajęciach na pływalni. Badanie dotyczyło dzieci w wieku 0-5 lat... Badano aspekt społeczno-emocjonalny oraz biofizyczny rozwoju. W pracy posłużono się autorskim kwestionariuszem ankiety, przeprowadzono badanie fizykalne oraz test wieku rozwojowego MFDR. Otrzymany materiał poddano analizie statystycznej. Wyniki wykazały, że doskonalenie zdolności motorycznych w wodzie na każdym etapie rozwoju dziecka daje podstawy do zdobywania nowych umiejętności – zarówno ruchowych, jak i językowych, aktywnego słuchania, koncentracji uwagi a przede wszystkim stanowi podwaliny dobrego zdrowia (zwiększenie odporności,, zwiększona tolerancja na stres, lepszy rozwój psychospołeczny). Pływanie niemowląt i małych dzieci stanowić powinno stały element programu wczesnego wspomagania rozwoju dzieci dysfunkcyjnych, co w byłoby innowacją w aktualnym podejściu do ogólnodostępnej terapii. 218 Aktywność w środowisku wodnym jako element wspomagania rozwoju psychomotorycznego niemowląt i dzieci w wieku poniemowlęcym Activity in the aquatic environment as a support psychomotor development of infants and toddlers The movement is the basis of human development since its conception. It stimulates the central nervous system development, paves the processes of learning, memory, psychosocial and adaptive capacities. All the above mentioned features are the potential that the child will use in their further, adult life. Normal development of the young organism influences the reduction of barriers to human adaptation to micro, meso and makrośrodowiska. Practical combination of knowledge of psychology, pedagogy, neurophysiology and anatomy gives the possibility of using natural movement and physical activity for organizing the brain. The aquatic environment creates very good conditions for stimulation of the vestibular system, which is responsible for the movements of anti-gravity, balance, spatial orientation and improving eye-motor coordination. Its advantage is the action of physical stimuli (temperature, pressure,...) combined with increased propriocepcjąW study involved 50 randomly selected pairs (parent – child) taking part in activities at the swimming pool. The study involved children aged 0-5 years.. We investigated the socio-emotional aspect and biophysical development. The study questionnaire was used copyright survey conducted physical examination and a test of developmental age MFDR. The resulting material was subjected to statistical analysis. The results showed that improvement of motor skills in the water at each stage of child development gives rise to new skills – both motor and language, active listening, attention and, above all, is the cornerstone of good health (increased resistance, increased tolerance to stress, better psychosocial development). Swimming infants and young children should be a regular part of the program early support development of children dysfunctional, which would be an innovation in the current mainstream approach to therapy. 219 Adrianna Krupa1, Maciej Grad1, Anna Semczuk-Sikora2 Ocena wiedzy i częstości stosowania szczepień ochronnych u kobiet ciężarnych 1. Wstęp Obecnie choroby zakaźne występują znacznie rzadziej, a jest to możliwe dzięki powszechnemu stosowaniu szczepień ochronnych. Początki szczepień sięgają Chin na przełomie I i II w. p.n.e., kiedy to przenoszono wydzielinę ropną z chorego na ospę na osobę zdrową, co doprowadzało do lekkiego przechorowania i w efekcie do uodpornienia. Jednak dopiero w trakcie I wojny światowej zaczęto stosować wewnątrzskórne szczepienia przeciwko ospie u żołnierzy, a w 1980 r. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) ogłosiła całkowitą eradykację ospy prawdziwej [1]. Tak długa historia wynalezienia szczepień oraz dalszego ich udoskonalania pozwala dostrzec jak wielkie wyzwanie stanowiły choroby zakaźne oraz jak bardzo starano się je powstrzymać. W dzisiejszych czasach szczepienia ochronne są najpopularniejszą, a zarazem najskuteczniejszą formą profilaktyki chorób zakaźnych. Mimo, że stały się elementem codziennej praktyki lekarskiej to stosowanie ich w populacji kobiet ciężarnych nadal budzi wiele kontrowersji. Niewiele przyszłych matek uświadamia sobie, że immunizacja w czasie ciąży nie tylko chroni je przed groźnymi chorobami zakaźnymi, ale również przed powikłaniami przez nie powodowanymi. Oprócz tego, podczas ciąży dochodzi do przezłożyskowej transmisji przeciwciał, co zapewnia ochronę przez pierwszych 6 miesięcy życia dziecka. W związku z tym bardzo ważna staje się edukacja i uświadamianie kobiet, że ciąża nie jest bezwzględnym przeciwwskazaniem do wykonania szczepienia, a celem szczepień ochronnych w ciąży jest nabycie odporności skierowanej przeciwko danej chorobie przez matkę i przekazanie jej dziecku [2]. Wiele towarzystw naukowych przedstawiło swoje zalecenia odnośnie rekomendowanych i przeciwwskazanych szczepień w okresie ciąży. Dla lepszej ochrony ciężarnych pacjentek Advisory Committee on Immunization 1 Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Klinice Położnictwa i Patologii Ciąży Uniwersytetu Medycznego w Lublinie 2 Katedra i Klinika Położnictwa i Patologii Ciąży Uniwersytetu Medycznego w Lublinie Adrianna Krupa: [email protected] 220 Ocena wiedzy i częstości stosowania szczepień ochronnych u kobiet ciężarnych Practices (ACIP) oraz American Congress of Obstetricians and Gynecologists (ACOG) zalecają szczepienie przeciwko grypie u wszystkich kobiet, które są lub będą w ciąży w sezonie zwiększonego zachorowania na tę chorobę. Szczepienia te należy wykonywać niezależnie od czasu trwania ciąży [3, 4]. Do pozostałych szczepień stosowanych w populacji kobiet ciężarnych należą między innymi: szczepienie przeciw tężcowi, błonicy i krztuścowi (stosowane po 20 tygodniu ciąży), szczepienie przeciw wirusowemu zapaleniu wątroby (WZW) typu A i B oraz przeciw pneumokokom [2, 5]. Drugą grupę szczepień stanowią te, którym należy poddać kobietę przed planowaną ciążą. Należą do nich między innymi różyczka, ospa oraz odra. Dlatego, jeżeli w okresie przedkoncepcyjnym okaże się, że kobieta nie była szczepiona lub nie chorowała wcześniej, należy wykonać zalecane szczepienia. 2. Cel pracy Celem pracy była ocena wiedzy kobiet ciężarnych na temat szczepień ochronnych, zalecanych przed planowaną ciążą oraz w okresie jej trwania. Dodatkowo oceniono częstość wykonywania zalecanych szczepień przed planowaną ciążą oraz przeanalizowano miano przeciwciał przeciwko różyczce w 1 trymestrze ciąży. 3. Materiały i metody Grupę badaną stanowiło 114 ciężarnych kobiet hospitalizowanych w Katedrze i Klinice Położnictwa i Patologii Ciąży Uniwersytetu Medycznego w Lublinie w 2014 roku. Badania przeprowadzono za pomocą autorskiego formularza zawierającego 20 pytań. Ocenie została poddana wiedza kobiet na temat szczepień przeciwko grypie, ospie wietrznej, różyczce oraz WZW typu A i B. Przeanalizowano zebrane dane dotyczące częstości wykonywanych szczepień przed planowaną ciążą oraz w czasie jej trwania w badanej populacji. Na podstawie informacji zawartej w karcie ciąży przeanalizowano także poziom przeciwciał przeciwko wirusowi różyczki badany u ciężarnej w 1 trymestrze ciąży. Ocenie został poddany również wpływ wieku matki, wykształcenia, miejsca zamieszkania oraz jej rodności na częstość wykonywanych szczepień ochronnych podczas ciąży. 4. Wyniki W grupie badanej najmłodsza matka miała 20 a najstarsza 44 lata, średnio 29,6 lat. Najliczniejszą grupę stanowiły ciężarne pomiędzy 26 a 30 rokiem życia – 46 (40%), natomiast najmniej ankietowanych było w wieku 20 i poniżej oraz powyżej 40 r. ż., odpowiednio 1 (0,9%) oraz 2 (2%). Analizując wykształcenie ankietowanych kobiet stwierdzono, że najwięcej 221 Adrianna Krupa, Maciej Grad, Anna Semczuk-Sikora deklarowało posiadanie wykształcenia wyższego 78 (68%), pozostałe kobiety (32%) miały wykształcenie średnie lub zawodowe. Pod względem miejsca zamieszkania grupę podzielono na mieszkanki miasta – 80 (70%) oraz mieszkanki wsi 34 (30%). Podczas analizy przeszłości położniczej pacjentek stwierdzono, że prawie połowa kobiet była w pierwszej ciąży – 53 (47%), 46 (40%) w drugiej, a 15 (13%) w trzeciej lub kolejnej. Pierwszym zagadnieniem dotyczącym wiedzy kobiet na temat szczepień ochronnych było pytanie "Czy wie Pani czemu służy szczepienie?". Większość ankietowanych odpowiedziała na nie twierdząco (84%), jako odpowiedzi podając głównie: zapobieganie zachorowaniu lub zmniejszenie ryzyka wystąpienia chorób, profilaktykę chorób, ochronę matki i dziecka, nabycie oraz wspomaganie odporności organizmu, a także zapobieganie powikłaniom w ciąży. Jedynie 16% ankietowanych ciężarnych nie wiedziało jaki jest cel szczepień ochronnych. Natomiast na pytanie o to jakie szczepienia są zalecane przed planowaną ciążą jedynie 23% (26) badanych potrafiło udzielić poprawnej odpowiedzi. Były to w przeważającej większości mieszkanki miasta (19 ciężarnych), posiadające wyższe wykształcenie (22 ciężarne). Jako przykłady chorób, przeciwko którym należy zaszczepić się w okresie poprzedzającym zajście w ciążę najczęściej wymieniano różyczkę, WZW typu A i B, ospę wietrzną a także grypę. Z kolei wiedzę na temat szczepień ochronnych zalecanych w okresie ciąży posiadało jedynie 18 (16%) ankietowanych kobiet, w większości posiadających wyższe wykształcenie (13 ankietowanych) i mieszkających w mieście (12 ankietowanych). Za przykład podawane było szczepienie przeciwko grypie. Wśród ankietowanych jedynie 30 (26%) poddało się szczepieniu przeciwko grypie w przeszłości. Były to przeważnie kobiety z wyższym wykształceniem mieszkające w mieście. Zaledwie 5 (4%) pacjentek zostało poinformowanych przez lekarza o zaleceniach dotyczących szczepień przeciwko grypie w trakcie ciąży. Jedynie 8 (7%) ankietowanych ciężarnych poddało się tym szczepieniom w związku z planowaną ciążą, a tylko 1 (0,9%) została zaszczepiona w czasie jej trwania. Wskazując na powody szczepienia 4 kobiety wykonywały zalecenia lekarskie, a kolejne 4 zmotywowały rady innych matek. Podczas analizy stopnia immunizacji przeciwko ospie wietrznej, stwierdzono, że wśród ankietowanych kobiet 32 (28%) były szczepione przeciwko tej chorobie w dzieciństwie, 87 (76%) przebyło chorobę w przeszłości, a 11 (10%) nie było szczepionych i nie chorowało. Jedynie 10 (9%) respondentek skontrolowało poziom przeciwciał przeciwko ospie wietrznej przed planowaną ciążą. Były to mieszkanki dużego miasta (10 ciężarnych), 5 z nich posiadało wykształcenie wyższe, a 5 wykształcenie średnie. 222 Ocena wiedzy i częstości stosowania szczepień ochronnych u kobiet ciężarnych Analizując stopień immunizacji przeciwko różyczce, stwierdzono, że 52 (46%) spośród ankietowanych pacjentek było szczepionych w dzieciństwie, 55 (48%) chorowało na tę chorobę w wieku dziecięcym, a jedynie 16 (14%) nie było szczepionych i nie chorowało. Przeanalizowano także dane pochodzące z karty ciąży i sprawdzono poziom przeciwciał w klasie IgG przeciwko wirusowi różyczki, który oznaczony został w I trymestrze ciąży. Wyniki powyższych badań podzielono na pięć kategorii i przedstawiono w tabeli 1. Tabela 1. Poziom przeciwciał przeciwko wirusowi różyczki w klasie IgG w grupie badanych ciężarnych w 1 trymestrze ciąży Liczba badanych N (%) Poziom (IU/ml) 0-10 11-50 51-100 >100 Brak badania 8 (11) 14 (19) 8 (11) 17 (23) 27 (36) W grupie ankietowanych ciężarnych badanie to zostało wykonane u 74 (65%) kobiet. 27 (36%) pacjentek nie miało oznaczonego poziomu przeciwciał w I trymestrze ciąży, a u 8 kobiet (11%) poziom przeciwciał był niewystarczający aby zapewnić ochronę w okresie ciąży. Spośród ankietowanych jedynie 73 kobiety (64%) deklarowały, iż posiadają wiedzę o korzyściach związanych z immunizacją przeciwko wirusowi różyczki przed planowaną ciążą. Analizie poddano częstość wykonywania szczepień przeciwko WZW typu A i B. Wykazano, że w grupie badanych kobiet 19 (17%) było zaszczepionych przeciwko WZW typu A, a 50 (44%) przeciwko WZW typu B. Jednak, u żadnej z tych kobiet szczepienie to nie zostało przeprowadzone w związku z planowana ciążą. 5. Dyskusja Szczepienia stosowane w trakcie ciąży mają na celu ochronę zdrowia zarówno matki jak i płodu. Dzięki nim uniknąć można wielu powikłań związanych z wystąpieniem danej choroby u ciężarnej. Szczepienia wykonane w populacji kobiet ciężarnych powodują również nabycie przez dziecko biernej ochrony w ciągu pierwszych miesięcy życia. Uzupełnieniem tego protekcyjnego działania jest tzw. strategia kokonu skierowana zarówno do matki jak i jej otoczenia. Polega ona na poddaniu szczepieniom nie tylko kobiety w ciąży lub ją planującej ale również osoby z ich 223 Adrianna Krupa, Maciej Grad, Anna Semczuk-Sikora najbliższego otoczenia. Ma to na celu zwiększenie ilości osób uodpornionych w otoczeniu dziecka do 6 miesiąca życia. Jest to czas, w którym organizm dziecka jest szczególnie narażony na zakażenie, a nie posiada jeszcze zdolności do walki z nim. W badaniach przeprowadzonych przez Jaroszewską i wsp. ocenie została poddana wiedza rodziców o strategii kokonowej szczepień przeciw grypie i krztuścowi. W badaniu tym wzięło udział 111 rodziców dzieci do 12 miesiąca życia i okazało się, że 66% ankietowanych nie zna definicji strategii kokonowej. Natomiast 48% respondentów uważało, że szczepienie przeciwko grypie jest bezpieczne u kobiety w ciąży. Z kolei okres połogu aż 53% badanych uważało za bezpieczny do wykonania szczepienia przeciw grypie i krztuścowi. A okres laktacji został uznany za bezpieczny przez 49% ankietowanych [6]. Zachorowanie na grypę w trakcie ciąży może spowodować wystąpienie ciężkich komplikacji zarówno u kobiety ciężarnej jak i płodu. Wśród powikłań można wyróżnić zapalenie płuc o ciężkim przebiegu u matki, wady rozwojowe u płodu tj. zaburzenia rytmu serca czy wady cewy nerwowej a także drgawki w okresie noworodkowym [7]. Stwarzają one bezpośrednie zagrożenie zarówno dla życia matki jak i dziecka. Wydaje się, że jedyną możliwością zminimalizowania ryzyka jest szczepienie kobiety ciężarnej przeciwko grypie w sezonie wysokiego zachorowania. W Stanach Zjednoczonych szczepienia przeciwko wirusowi grypy były zalecane u ciężarnych od lat 50. XX wieku [8]. Według aktualnych wytycznych WHO (2005r.) szczepienie przeciwko grypie jest zalecane u wszystkich kobiet, które w nadchodzącym sezonie grypowym będą w ciąży [9]. Jednak odsetek kobiet, które się im poddają waha się pomiędzy 2-20% [10]. W wyniku pandemii wirusa grypy H1N1 w 2009 roku odsetek zaszczepionych ciężarnych w Stanach Zjednoczonych wzrósł do około 46% [11] i utrzymywał się na podobnym poziomie w kolejnych latach. Immunizacja kobiet ciężarnych pozwala na obniżenie ryzyka związanego z zachorowaniem na grypę w ciąży. Wiele pacjentek nie posiada wiedzy na temat możliwości szczepień przeciwko grypie w ciąży oraz bezpieczeństwa stosowanych szczepionek. Tymczasem milionom kobiet na całym świecie została podana szczepionka przeciwko grypie, a wiele przeprowadzonych badań dowiodło braku szkodliwych efektów zarówno u matek jak i ich dzieci. Munoz i wsp. opisali przeprowadzone w latach 1998-2005, badanie retrospektywne na grupie 225 ciężarnych poddanych szczepieniu przeciwko grypie na różnym etapie ciąży. Nie zaobserwowali oni żadnych działań niepożądanych u badanych kobiet, ani odległych skutków u ich potomstwa. Nie wykazano żadnego związku pomiędzy szczepieniem kobiet ciężarnych a zwiększonym ryzykiem poronienia. Nie zauważono również różnic w liczbie cięć cesarskich w badanej grupie w porównaniu 224 Ocena wiedzy i częstości stosowania szczepień ochronnych u kobiet ciężarnych z populacją ogólną [12]. Podobne wyniki opisali Symaya i wsp. [13]. Porównali oni występowanie wad rozwojowych i powikłań w trakcie ciąży w grupie 56 ciężarnych kobiet szczepionych przeciwko grypie do 450 nieszczepionych ciężarnych. W obu grupach nie zaobserwowano żadnych znaczących różnic w trakcie trwania ciąży oraz podczas porodu [13]. W randomizowanych badaniach Zamana i wsp. wykazano natomiast, iż w grupie niemowląt, których matki były szczepione w ciąży nastąpił 63% spadek zachorowań na potwierdzoną grypę, w porównaniu z grupą dzieci, których matki nie otrzymały szczepienia. W zestawieniu tym niemowlęta szczepionych kobiet również w mniejszym stopniu chorowały na infekcje górnych dróg oddechowych z gorączką (spadek o 29%). Matki również o 36% rzadziej przechodziły te infekcje w trakcie ciąży [14]. Korzyści płynące ze szczepień w trakcie ciąży wykazali także Benowitz i wsp. Według tych badań, u niemowląt szczepionych matek zmniejszeniu ulega prawdopodobieństwo hospitalizacji z powodu grypy w pierwszych 12 miesiącach życia dziecka (aż 92% efektywność szczepień) [15]. W badanej przez nas grupie pacjentek jedynie 4% (5 kobiet) zostało zaszczepionych przeciwko grypie przed ciążą lub w trakcie jej trwania. Jest to znacznie mniejsza liczba niż w badaniach innych autorów. Ospa wietrzna jest chorobą wirusową, na którą kobieta planująca ciążę powinna być uodporniona. Szczepienie przeciwko tej chorobie znajduje się w kalendarzu szczepień, jednak jeśli pacjentka nie była mu wcześniej poddana należy je wykonać przed planowaną ciążą. Przypadkowe zaszczepienie ciężarnej nie jest wskazaniem do przerwania ciąży [16]. W przeprowadzonym w Melbourne w latach 1998-1999 badaniu seroprewalencji, w dużej populacji kobiet ciężarnych, 94% pacjentek miało pozytywne wyniki badań na obecność przeciwciał przeciw wirusowi ospy wietrznej (VZV) [17]. Wśród 66% ciężarnych kobiet, które zgłaszały wcześniejsze zachorowanie 95% miało pozytywne wyniki badań serologicznych. Natomiast spośród pacjentek, które nie chorowały na ospę wietrzna oraz nie były pewne czy chorowały, odpowiednio 86% oraz 96% miało pozytywne wyniki badań przeciwciał IgG skierowanych przeciwko VZV [17]. Wynika z tego, iż około 6% kobiet w wieku rozrodczym nie wykazuje odporności na wirusa ospy wietrznej. Dlatego też znajomość historii zakażeń oraz prowadzenie badań przesiewowych powinno stanowić część działań przedkoncepcyjnych. Pozwoliłoby to na wyłonienie nieuodpornianych kobiet i poddanie ich szczepieniu przed planowaną ciążą. Wśród ankietowanych przez nas pacjentek, tylko jedna (0,9%) podała wykonanie szczepienia przeciw ospie wietrznej przed planowaną ciążą. Wszystkie osoby poniżej 19 roku życia oraz każdy z co najmniej jednym wskazaniem powinien być zaszczepiony przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu B. Wśród wskazań do wykonania szczepienia 225 Adrianna Krupa, Maciej Grad, Anna Semczuk-Sikora przeciw WZW typu B możemy wymienić te związane z ryzykiem zawodowym, środowiskowym czy powiązane ze stylem życia, jak również szczególne grupy pacjentów, a wśród nich między innymi chorzy z niedoborem odporności. Ciężarne, które nigdy wcześniej nie były zaszczepione znajdują się również w grupie ryzyka i z tego też względu powinny otrzymać szczepienie przeciw WZW B w trakcie ciąży [18]. W naszym badaniu 6% (7) kobiet było szczepionych przed samą ciążą przeciwko WZW typu B lub C, natomiast żadna nie została zaszczepiona w trakcie jej trwania. Wśród niemowląt najczęstszym źródłem infekcji WZW typu B jest matka bądź osoba z najbliższego otoczenia. Wczesne zakażenie u dziecka wiąże się z dużo większym ryzykiem rozwoju przewlekłego WZW typu B oraz rozwoju marskości czy raka wątroby. Dlatego poddanie immunizacji ciężarnych ma znaczenie w zapobieganiu zakażeniom u niemowląt, zanim będą mogły być one poddane szczepieniu i wytworzą odporność. Tak wczesne podjęcie prób immunizacji ma szczególne znaczenie ze względu na wpływ na zdrowie oraz dalszy rozwój dziecka. Różyczka jest chorobą wirusową o wysokiej zakaźności przenoszoną najczęściej drogą kropelkową. Natomiast w przypadku nieuodpornionych kobiet w ciąży może dojść do transmisji przezłożyskowej i zakażeń wrodzonych u ich dzieci, prowadzących do powstania ciężkich wad rozwojowych a nawet obumarcia płodu. Zakażenie w pierwszych 16 tygodniach ciąży jest szczególnie niebezpieczne, dlatego bardzo ważne jest poradnictwo przedkoncepcyjne, w trakcie którego można ustalić poziom przeciwciał przeciwko różyczce u kobiety, i w przypadku zbyt niskiego poziomu poddać ją szczepieniu. Postępowanie takie odracza zajście w ciążę na kolejne 1-3 miesiące. Natomiast spopularyzowanie badania poziomu przeciwciał przeciwko różyczce w pierwszym trymestrze ciąży pozwala na szczególną opiekę nad pacjentką ze zbyt niskim poziomem odporności. Jednym z celów badania przeprowadzonego przez Olejniczak i wsp. było ustalenie zakresu edukacji zdrowotnej kobiet w ciąży i w okresie laktacji. 107 badanych ciężarnych odpowiedziało na pytanie jaka powinna być tematyka edukacji zdrowotnej w ciąży. Wśród najczęściej wymienianych odpowiedzi znalazły się żywienie w ciąży (53%) oraz w okresie laktacji (41%), sposób żywienia noworodka (32%) oraz aktywność fizyczna (30%). Jedynie 17% ankietowanych kobiet wskazało na potrzebę edukacji w kierunku szczepień ochronnych [19]. Badanie to pokazuje jak mała jest świadomość kobiet oraz jak duży nacisk powinien zostać położony na edukację w zakresie szczepień ochronnych. Natomiast w badaniach dotyczących świadomości zdrowotnej kobiet w okresie przedkoncepcyjnym i w czasie ciąży Małecka-Wołoch wykazała, iż kobiety podejmowały się wykonania badań profilaktycznych i szczepień przed 226 Ocena wiedzy i częstości stosowania szczepień ochronnych u kobiet ciężarnych planowaną ciążą. Jednak odsetek ten stanowiły 21% ankietowanych kobiet, które wykonały szczepienie przeciw WZW typu B oraz 17% przeciw różyczce. Natomiast 57% kobiet nie poddało się żadnym dodatkowym szczepieniom przed planowaną ciążą [20]. 6. Wnioski Wiedza kobiet ciężarnych na temat szczepień ochronnych w okresie poprzedzającym ciążę oraz w trakcie jej trwania jest niewystarczająca. Na stan wiedzy w tym zakresie wpływ miało wykształcenie kobiet oraz miejsce zamieszkania. Ciężarne z wyższym wykształceniem oraz zamieszkujące miasta posiadają większą wiedzę na temat szczepień ochronnych w ciąży i w okresie ją poprzedzającym. Niewielka liczba kobiet w wieku rozrodczym posiada wiedzę o celowości szczepienia przeciwko grypie w okresie ciąży, co wpływa na niski odsetek wyszczepialności tej grupy. Pomimo szczepień ochronnych wykonywanych przeciwko wirusowi różyczki w 13 roku życia w całej populacji, miano przeciwciał może być niewystarczające u kobiet ciężarnych. Wprowadzenie obowiązkowej kontroli przeciwciał przeciwko różyczce w 1. trymestrze ciąży znacznie spopularyzowało temat szczepień w okresie ciąży, ale mimo to wiedza kobiet na temat szczepień, które mogą być wykonane w trakcie ciąży jest w dalszym ciągu niewystarczająca. Piśmiennictwo 1. 2. 3. 4. 5. 6. Fenner F., Fenner F., Henderson D. A., Arita I., Jezek Z., Ladnyi I. D., Smallpox and its eradication, World Health Organization, (1988), 1460 National Center for Immunization and Respiratory diseases, General recommendations on immunization – recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices (ACIP), MMWR Recomm. Rep. (2011), 1-64 Center for Disease Control and Prevention (CDC), Prevention and control of seasonal influenza with vaccines: recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices – United States (2013-2014), MMWR (2013), 62 American Congress of Obstetricians and Gynecologists Committee on Obstetric Practice. ACOG committee opinion no. 468: influenza vaccination during pregnancy, Obstet Gynecol (2010),1006-1007 CDC, ACIP provisional recommendations for pregnant women on use of tetanus toxoid, reduced diphtheria toxoid and acellular pertussis vaccine (Tdap), (August 2011) Jaroszewska K., Gawlak M., Fijałkowska A., Życińska K., Wardyn K. A., Nitsch-Osuch A., Wiedza rodziców o strategii kokonowej szczepień przeciw grypie i krztuścowi, Family Medicine & Primary Care Review 4 (2014), 341-344 227 Adrianna Krupa, Maciej Grad, Anna Semczuk-Sikora 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. Nitsch-Osuch A., Woźniak-Kosek A., Brydak L. B., Szczepienia przeciwko grypie u kobiet ciężarnych – bezpieczeństwo i efektywność, Ginekologia Polska (2013), 56-61 Bruney L. E., Influenza immunization: statement, Public Health Rep., (1960), 944 Influenza vaccines. Releve epidemiologigue hebdomadaire, Health Section of the Secretariat of the Leauge of Nations, (2005), 1-40 CDC, Seasonal influenza and 2009 H1N1 influenza vaccination coverage among pregnant women – 10 states, 2009-10 influenza season, MMWR (2010), 1541-1545 CDC, Influenza vaccination coverage among pregnant women: United States, 2010-11 influenza season, MMWR (2011), 1078-82 Munoz F., Gresinger A., Wehmahen O., Mouzoon M. E., Hoyle J.C., Smith F. A., Glezen W. P., Safety of influenza vaccination during pregnancy, American Journal of Obstetrics and Gynecology (2005), 1098-1106 Sumaya C., Gibbs R., Immunization of pregnant women with influenza A/New Jersey/76 virus vaccine: reactogenicity and immunogenicity in mother and infant, The Journal of Infectious Diseases (1979), 141-146 Zaman K., Roy E., Arifeen S., Rahman M., Raqib R., Wilson E., Omer S. B., Shahid N. S., Breiman R. F., Steinhoff M. C., Effectiveness of maternal influenza immunization in mothers and infants, The New England Journal of Medicine (2008), 1555-1564 Benovitz I., Esposito S., Gracey K., Shapiro E. D., Vázquez M., Influenza vaccine given to pregnant women reduces hospitalizations in infants, Clinical Infectious Diseases (2010), 1355-1361 Jackowska T., Chybicka A., Czajka H., Dobrzańska A., Duszczyk E., Hryniewicz W., Lukas W., Marczyńska M., Ołdakowska A., Stefanoff P., Wysocki J., Szenborn L., Rekomendacje zespołu ekspertów dotyczące stosowania dwudawkowego schematu szczepień przeciw ospie wietrznej, Pediatria Polska (2010), 243-250 Karunajeewa H., Siebert D., Hammond R., Garland S., Kelly H., Seroprevalence of varicella zoster virus, parovirus B19 and Toxoplasma gondii in a Melbourne obstetric population: Implications for management, Aust N Z J Obstet Gynaecol (2001), 23-28 Mast E. E., Margolis H. S., Fiore A. E., Alter M. J., Bell B. P., Finelli L., Rodewald L. E., Douglas J. M. Jr, Janssen R. S., Ward J. W., A comprehensive immunization strategy to eliminate transmission of hepatitis B virus infection in the United States: recomendations of the ACIP part 1: immunization of the infants, children and adolescents, MMWR Recomm Rep. (2005), 1-31 Olejniczak D., Krakowiak K., Ocena potrzeby edukacji zdrowotnej kobiet w ciąży w zakresie stylu życia i karmienia piersią, Nowa Pediatria (2013), 97-105 Małecka-Włoch M. A., Świadomość zdrowotna kobiet w okresie przedkoncepcyjnym iw czasie ciąży, Przegląd Lekarski (2015), 49-52 228 Ocena wiedzy i częstości stosowania szczepień ochronnych u kobiet ciężarnych Ocena wiedzy i częstości stosowania szczepień ochronnych u kobiet ciężarnych Szczepienia ochronne stały się jedną z najpopularniejszych oraz najbardziej skutecznych form profilaktyki chorób zakaźnych. Dzięki ciągłemu postępowi w tej dziedzinie nauki, zdołano wyeliminować wiele chorób. Jednakże, stosowanie szczepień w populacji ciężarnych budzi wiele kontrowersji. Niewiele przyszłych matek uświadamia sobie, że immunizacja w czasie ciąży zmniejsza ryzyko wystąpienia u nich poważnych chorób zakaźnych. Odsetek kobiet świadomie zaszczepionych przed planowana ciążą lub w jej trakcie jest ciągle jeszcze niewielki. Bardzo ważna staje się edukacja i uświadamianie kobiet, że ciąża nie jest bezwzględnym przeciwwskazaniem do szczepień. Assessment of knowledge and frequency of use of preventive vaccination of pregnant women Vaccinations become one of the most popular and most effective forms of prevention of infectious diseases. Due to continuous advances in the field of science, been able to eliminate many diseases. However, the use of vaccination in a population of pregnant raises a lot of controversy. Just a few expectant mothers realize that immunization during pregnancy reduce their risk of serious infectious diseases. Besides, there is a transplacental transmission of antibodies which provide protection in the first six months of life. It is very important to educate and raise awareness of women that pregnancy is not an absolute contraindication to vaccination. 229 Maciej Grad1, Adrianna Krupa1, Anna Semczuk-Sikora2 Ocena wiedzy kobiet ciężarnych na temat suplementacji mineralno-witaminowej w okresie ciąży 1. Wstęp Obserwacje i badania od lat prowadzone przez człowieka, pozwalają uzyskać odpowiedzi na wiele pytań, które go nurtują. Już dawno temu zauważono, że niedostateczne spożywanie niektórych grup produktów spożywczych może powodować pojawienie się różnych objawów wynikających z niedoborów składników istotnych dla prawidłowej funkcji i rozwoju organizmu ludzkiego. W niektórych sytuacjach dostarczenie do organizmu poszczególnych składników powinno być większe, gdyż ich niedostateczna podaż może prowadzić do niebezpiecznych dla zdrowia i życia klinicznych powikłań. Takim stanem jest na przykład ciąża, kiedy to podaż poszczególnych substancji odżywczych powinna być zwiększona, aby zapewnić prawidłowe funkcjonowanie organizmu matki, a przede wszystkim prawidłowy rozwój płodu. Do istotnych składników, których dodatkowa suplementacja w ciąży powinna być stosowana, należą: kwas foliowy, witamina D, jod oraz kwas dokozaheksaenowy (DHA). Liczne badania dowiodły, że suplementacja kwasu foliowego podczas ciąży znacznie zmniejsza ryzyko urodzenia dziecka z wadą cewy nerwowej [1]. Do uszkodzenia stuktur centralnego układu nerwowego może dojść u płodu już w trzecim tygodniu życia. Mimo że najwięcej kwasu foliowego (w postaci folianów) znajduje się w łatwo dostępnych w diecie surowych zielonych warzywach (kapusta, szparagi, brukselka, szpinak, brokuły, sałata), roślinach strączkowych (groch, fasola) i owocach cytrusowych, to jednak może nie zapewnić to wystarczającej ilości tej witaminy. Zalecane jest więc przyjmowanie dziennie 0,4 mg kwasu foliowego w preparatach jednoskładnikowych i wieloskładnikowych przez 3 miesiące przed planowaną ciążą i aż do dwunastego tygodnia ciąży. Późne rozpoczęcie suplementacji nie zapewnia ochronnego efektu [2]. 1 Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Klinice Położnictwa i Patologii Ciąży Uniwersytetu Medycznego w Lublinie 2 Katedra i Klinika Położnictwa i Patologii Ciąży Uniwersytetu Medycznego w Lublinie Maciej Grad: [email protected] 230 Ocena wiedzy kobiet ciężarnych na temat suplementacji mineralno-witaminowej w okresie ciąży Według badań przeprowadzanych w różnych częściach świata, właściwy poziom jodu w organizmie matki zapobiega matczynej i płodowej hipotyroksynemii, która może spowodować u dziecka nieodwracalne uszkodzenie mózgu, opóźniające rozwój umysłowy i powodujące różne zaburzenia neurologiczne [3]. Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) dzienne zapotrzebowanie kobiety w ciąży na jod wynosi około 0,25 mg. Nie jest ono pokrywane w diecie (nawet spożywając sól wzbogaconą w jod). Zalecane jest zatem, aby od początku ciąży zażywały 0,15 mg jodu w postaci preparatów. Należy również pamiętać o odpowiednim zgromadzeniu w organizmie zapasów jodu przed zajściem w ciążę, aby w pierwszym trymestrze ciąży synteza hormonów tarczycy była na odpowiednim poziomie, gdyż rozwój płodu uzależniony jest od hormonów matki [4]. Ze względu na wpływ witaminy D na metabolizm m.in. wapnia, jej niedobór u płodu może spowodować hipokalcemię u noworodka, a w dalszym etapie życia może dojść do rozwoju krzywicy u niemowlęcia. Na niedobór narażone są także dzieci karmione piersią przez matkę z niedoborem witaminy D. W 90% źródłem witaminy D jest ekspozycja na promieniowanie świetlne. W polskim klimacie do skórnej syntezy tej witaminy dochodzi w największym stopniu w okresie wiosenno-letnim (kwiecień – wrzesień). Wystarczy 15-minutowa ekspozycja na słońce w godzinach od 10 do 15 bez użycia filtrów ochronnych. Z pokarmem witamina D w największym stopniu dostarczana jest w świeżych rybach morskich. Jednak ze względu na ich wysoką cenę oraz małą dostępność w Polsce ich spożycie jest zbyt niskie, aby w pełni pokryć zapotrzebowania na tę witaminę. Zaleca się, aby dzienna dawka witaminy D w preparatach wielowitaminowych wynosiła około 400 IU. Rekomendacje Polskiego Towarzystwa Ginekologicznego z 2009 roku zalecają w przypadku niedostatecznej podaży z pokarmem witaminy D i niewystarczającej ekspozycji skórnej, zwiększenie dziennej dawki do 800-1000 IU [2]. U kobiet z prawidłową zawartością witaminy D w organizmie przed ciążą i jej dodatkową nadmierną suplementacją, może dojść do przedawkowania (nie należy przyjmować więcej niż 4000IU na dobę). Dlatego najlepszym sposobem kontroli jest oznaczanie jej poziomu w surowicy krwi obwodowej [5]. Kwas dokozaheksaenowy (DHA) jest egzogennym wielonienasyconym kwasem tłuszczowym omega-3. DHA jest szeroko rozpowszechnionym składnikiem lipidowym struktur mózgu oraz siatkówki, dlatego jego odpowiednio wysokie występowanie w diecie, szczególnie w okresie prei perinatalnym, jest kluczowe dla rozwoju układu nerwowego. Preferowaną metodą pozyskania tego kwasu jest spożywanie pokarmów bogatych w ten związek np. tłustych ryb morskich oraz owoców morza. W okresie ciąży 231 Maciej Grad, Adrianna Krupa, Anna Semczuk-Sikora i laktacji zapewnienie wystarczających ilości kwasów tłuszczowych wydaje się mieć fundamentalne znaczenie dla rozwijającego się płodu i niemowlęcia. Do tej pory wykazano, że suplementacja kwasu DHA m.in. wydłuża czas trwania ciąży, zapobiega przedwczesnemu porodowi i wpływa na zwiększenie masy urodzeniowej dziecka. W wielu doniesieniach podkreśla się rolę DHA w prawidłowym rozwoju ośrodkowego układu nerwowego, w tym funkcji poznawczych, mowy oraz narządu wzroku. Odpowiedzialny jest również za odporność dziecka, może zmniejszać częstość występowania alergii oraz prawdopodobieństwo wystąpienia astmy oskrzelowej. Badania prowadzone w ostatnich latach wykazały redukcję liczby porodów przedwczesnych wśród kobiet stosujących preparaty z DHA [6]. Według Polskiego Towarzystwa Ginekologicznego, gdy spożywanie ryb w populacji polskich ciężarnych nie jest zbyt wysokie, zaleca się stosowanie nie mniej niż 500 mg DHA dziennie przez cały okres ciąży. Natomiast w przypadku stwierdzonych czynników ryzyka wystąpienia porodu przedwczesnego, zaleca się przyjmowanie przynajmniej 1000 mg DHA dziennie przez cały okres ciąży [2]. 2. Cel pracy Celem pracy była ocena wiedzy kobiet ciężarnych na temat suplementacji mineralno-witaminowej w ciąży. 3. Materiał i metody Badaniami objęto 114 kobiet ciężarnych hospitalizowanych w Klinice Położnictwa i Patologii Ciąży Uniwersytetu Medycznego w Lublinie od marca do lipca 2014 roku. Do przeprowadzenia badania wykorzystano metodę sondażu diagnostycznego, a jako narzędzia badawczego użyto ankietę. Pacjentkom zadano 14 zamkniętych pytań dotyczących suplementacji mineralno-witaminowej przed planowaną ciążą i w okresie ciąży. Dotyczyły one zasad stosowania produktów lub preparatów zawierających kwas foliowy, witaminę D, jod oraz kwas dokozaheksaenowy (DHA). Celem badania było również przeanalizowanie z jakich źródeł pacjentki ciężarne uzyskują informacje o zaleceniach i konieczności stosowania preparatów mineralno-witaminowych. Ponadto ankieta zawierała 6 pytań dotyczący wieku pacjentki, jej wykształceniu, miejsca zamieszkania oraz rodności. W ankiecie uwzględniono również masę urodzeniową dziecka, płeć i tydzień rozwiązania ciąży. 232 Ocena wiedzy kobiet ciężarnych na temat suplementacji mineralno-witaminowej w okresie ciąży 4. Analiza wyników W analizowanej przez nas grupie najmłodsza matka miała 19 lat, najstarsza 44 lata, średni wiek kobiet wynosił 29,5 lat. Najliczniejszą grupę stanowiły kobiety w przedziale wiekowym 26-30 lat – 46 osób (40%), natomiast najmniej ankietowanych było poniżej 20 roku życia i powyżej 40 roku życia, odpowiednio 1 osoba (ok. 1%) i 2 osoby (ok. 2%). Pod względem zamieszkania najliczniejszą grupę stanowiły mieszkanki Lublina (duże miasto) – 70 ankietowanych (61%). W małych miastach mieszkało 10 kobiet (8,7%), zaś tereny wiejskie zamieszkiwały 34 osoby (29,8%). Analizując wykształcenie ankietowanych kobiet stwierdzono, że najwięcej deklarowało posiadanie wykształcenia wyższego – 78 ciężarnych (69%), pozostałe kobiety – 36 (31%) miały wykształcenie średnie lub zawodowe. Analizując przeszłość położniczą pacjentek stwierdzono, że prawie połowa kobiet była w pierwszej ciąży – 53 (47%), 46 (40%) w drugiej, a 15 (13%) w trzeciej lub kolejnej. Cięcie cesarskie było wykonane u 17(15%) ankietowanych, a 97 (85%) rodziło drogami i siłami natury, 2 (2%) kobiety były w ciąży bliźniaczej. Na podstawie wyników ustalono, że 57 pacjentek (50%) stosowało jakąkolwiek suplementację mineralno-witaminową przed ciążą. Najpowszechniej stosowana była wśród pacjentek w grupach wiekowych od 26-30 lat i 31-35 lat. Odnosząc się do kobiet, które udzieliły w tym pytaniu pozytywną odpowiedź (N=57), to stanowiły one odpowiednio 42% (24 osoby) i 32% (18 osób). Dla porównania w grupie młodych ciężarnych w wieku 21-25 lat tylko 16% (9) badanych stosowało przed ciążą suplementację mineralnowitaminową. Największy procentowy udział wśród pacjentek suplementujących witaminy przed ciążą pod względem miejsca zamieszkania, odnotowany został dla kobiet zamieszkujących duże miasto (Lublin) – 53% (37 osób), zaś pod względem wykształcenia – pacjentki z wykształceniem wyższym 31% (24 osoby). Stosowanie suplementacji najpowszechniejsze było wśród kobiet będących obecnie w drugiej ciąży – 35% (16 badanych). Przyjmowanie kwasu foliowego stwierdzono u 109 pacjentek (96%), zaś tylko 36 kobiet (32%) rozpoczęło suplementację już na trzy miesiące przed planowaną ciążą. W obydwu przypadkach stosowanie preparatów najpowszechniejsze było wśród kobiet będących w pierwszej i drugiej ciąży. 233 Maciej Grad, Adrianna Krupa, Anna Semczuk-Sikora Tabela 1 Suplementacja kwasu foliowego w badanej grupie ciężarnych Suplementacja kwasu foliowego Przed ciążą (N=36) W trakcie ciąży (N=109) Ciąża N % Ciąża N % 1 16 44 1 50 46 2 16 44 2 46 42 >=3 4 12 >=3 13 12 Źródło: Opracowanie własne Najpopularniejszym źródłem informacji na temat suplementacji kwasem foliowym okazał się lekarz – 95 ciężarnych (83,33%). Ale ponad jedna trzecia badanych ciężarnych informacje o roli kwasu foliowego i zasadach jego suplementacji w czasie ciąży uzyskała od osób znajomych oraz z Internetu odpowiednio – 41 (36%) oraz – 38 osób (33%). 80% ciężarnych (91%) wiedziało, że skutkiem niedoboru kwasu foliowego w okresie ciąży może być wada cewy nerwowej u płodu, ale już tylko 12% (14 kobiet) powiązało niedobór kwasu foliowego z możliwością wystąpienia anemii u matki, 15 pacjentek (13%) przyznało się do braku jakiejkolwiek wiedzy o skutkach dla matki i płodu niedoboru kwasu foliowego. Największy odsetek stanowiły w tym przypadku kobiety z małych miast – 30% (3 osoby) i będące w pierwszej ciąży – 17% (9 osób). Blisko jedna czwarta pacjentek (28 odpowiedzi) stosowała kwas foliowy codziennie (Tabela 2). 234 Ocena wiedzy kobiet ciężarnych na temat suplementacji mineralno-witaminowej w okresie ciąży Tabela 2 Częstość stostowania kwasu foliowego i DHA w grupie ankietowanych ciężarnych Kwas foliowy (N=114) Częstość Codziennie 3 razy DHA (N=114) N % N % 28 25 7 6 17 15 4 4 15 13 17 15 14 12 39 34 11 10 38 33 10 9 5 4 w tygodniu 2 razy w tygodniu Raz w tygodniu Rzadziej niż raz w tygodniu Brak spożywania Źródło: Opracowanie własne Dodatkowe przyjmowanie witaminy D podczas ciąży zadeklarowało 46 ankietowanych (40%). W grupie tej przeważały kobiety dobrze wykształcone i w wieku 21-25 lat – odpowiednio – 46% (36 odpowiedzi) i u kobiet w wieku 21-25 lat – 57% (13 odpowiedzi). Suplementowanie jodu odnotowano wśród 42 ciężarnych (37%). W większości były to kobiety z wyższym wykształceniem – 31 osób (40%) oraz młodsze (wiek 21-25 lat) – 11kobiet (48%). Również w przypadkach suplementowania witaminy D i jodu najczęściej informacje takie ciężarne kobiety uzyskiwały od lekarza 28% (32 odpowiedzi). Kolejno źródłem informacji był Internet – 22% (25 odpowiedzi) i prasa kobieca – 12% (14 odpowiedzi). Spożywanie w trakcie ciąży preparatów zawierających kwas dokozaheksaenowy (DHA) deklarowało 61 kobiet (53,5%). Najpowszechniejsze było to wśród kobiet z wykształceniem wyższym, w wieku 21-25 lat i 26-30 lat oraz mieszkających w dużym mieście. Minimalne zapotrzebowanie dietetyczne na kwasy DHA, tj. spożycie ryb morskich raz w tygodniu deklarowało jedynie 34% badanych ciężarnych (38 235 Maciej Grad, Adrianna Krupa, Anna Semczuk-Sikora osób), a jedna trzecia badanej populacji podawała spożycie ryb w czasie ciąży rzadziej niż raz w tygodniu (38 kobiet). Jednak, aż 61% ankietowanych zamierza podawać kwasy DHA swojemu dziecku. 5. Dyskusja W badaniu przeprowadzonym w Norwegii wśród 85176 dzieci urodzonych w latach 2002-2008 zaobserwowano pojawienie się chorób autystycznych u 270 osób. Kobiety, które w trakcie ciąży suplementowały kwas foliowy, choroby autystyczne pojawiły się u 0,1% dzieci (64/61042 badanych). U dzieci kobiet niesuplementujących w ciąży kwasu foliowego choroby autystyczne rozwinęły się u 0,2% osób (50/24134 badanych) [7]. W badaniu przez nas przeprowadzonym, jedynie 32% kobiet rozpoczęło suplementację kwasu foliowego jeszcze przed planowaną ciążą. Według badań przeprowadzonych w Wielkiej Brytanii, [8] opublikowanych w 2008 roku, wśród kobiet reprezentujących różne rasy etniczne i planujące ciążę, suplementowanie kwasu foliowego wahało się od 21% do 48%. Stwierdzono, że uzyskane niskie wyniki spowodowane były nieplanowanym zajściem w ciążę. Niskie wyniki odnotowano również w grupie kobiet młodych o najniższym statusie socjoekonomicznym. Najwyższe wyniki odnotowano, podobnie jak w naszym badaniu, wśród kobiet z wykształceniem wyższym. Autorzy brytyjscy wskazali, że pochodzenie etniczne odgrywało istotną rolę w rozpoczynaniu suplementacji kwasem foliowym przed ciążą. Najczęściej suplementacja stosowana była wśród rasy kaukaskiej, następnie u Azjatów i u Afrykanów. Ze względu na niskie zróżnicowanie etniczne w Polsce w naszym badaniu nie udało się wykazać takiej zależności. Podobnie jak w naszym badaniu najpopularniejszym źródłem informacji o suplementacji podczas ciąży również był lekarz oraz media [8]. W naszym badaniu 13% ciężarnych nie miało jakiejkolwiek wiedzy na temat skutków niedoboru kwasu foliowego zarówno u płodu jak i u matki. Ankietowane przez nas kobiety przyjmowały kwas foliowy w 96% w trackie trwania ciąży. Badanie przeprowadzone przez Bannink i wsp. [9] wykazało, że u dzieci, których matki zaczęły przyjmować kwas foliowy dopiero w drugim lub trzecim trymestrze, u 4 z 394 z nich doszło do rozszczepu kręgosłupa. Kobiety, które suplementowały ten związek chemiczny wcześniej, urodziły dziecko bez obecnej wady cewy nerwowej. Wykazano również, że wśród niesuplementujących ciężarnych ponad 93% z nich nie posiadało medycznej informacji o konieczności suplementacji, a 79% nie znało skutków jego niedoboru w trakcie ciąży. Wśród ankietowanych przez nas kobiet ciężarnych, 40% z nich, najczęściej z wyższym wykształceniem i w wieku 21-25 lat, zażywało 236 Ocena wiedzy kobiet ciężarnych na temat suplementacji mineralno-witaminowej w okresie ciąży preparaty z witaminą D. Według Aronsson i wsp. [10] w USA 81% badanych kobiet ciężarnych przyjmowało witaminę D w trakcie trwania ciąży. Niższe wyniki uzyskano w państwach europejskich – w Norwegii 71%, w Szwecji 48%, w Niemczech 33% [10]. Najczęściej suplementy te zażywane były w tych krajach wśród kobiet z wykształceniem wyższym oraz (z wyjątkiem Niemiec) będących powyżej 30 roku życia. Zaobserwowano częstsze suplementowanie witaminy D wśród ciężarnych palących papierosy. Poszczególne państwa są zlokalizowane na różnych szerokościach geograficznych, a co za tym idzie, stopień nasłonecznienia w ciągu dnia i roku oraz jego czas jest inny. W krajach, gdzie występuje mniejsza ekspozycja na promienie słoneczne, kobiety ciężarne muszą w większym stopniu zadbać o prawidłową zawartość witaminy D w organizmie. Pora roku, ze względu na różny czas dziennego nasłonecznienia i ilości docierających promieni, może się wiązać ze zwiększonym zapotrzebowaniem na witaminę D. Według Dawodu i wsp. [11] odpowiednia suplementacja witaminy D przez kobiety ciężarne odgrywa istotną rolę w prawidłowym rozwoju dziecka, ponieważ przechodzi ona do mleka i jej odpowiednia ilość chroni dziecko przed ewentualnymi konsekwencjami niedoboru witaminy D. W naszym badaniu 61% ciężarnych zadeklarowało suplementację DHA. Najczęściej decydowały się na to kobiety z wykształceniem wyższym, mieszkające w dużym mieście i wieku 21-30 lat. Według Aronsson i wsp. [10] odsetek kobiet ciężarnych stosujących preparaty zawierające kwasy tłuszczowe wynosił w Niemczech 32%, w USA 24%, a w Finlandii i Szwecji odnotowano wyniki poniżej 10%. W krajach skandynawskich, ze względu na położenie geograficzne, powszechny dostęp do ryb morskich i ich wysokie spożycie, suplementacja kwasami tłuszczowymi może okazać się niekonieczna. Z wyjątkiem Finlandii, starsze ciężarne częściej stosowały preparaty z kwasami tłuszczowymi, w porównaniu do populacji młodszych kobiet. Według Oken i wsp. [12] częste spożywanie ryb morskich umożliwia dostarczenie kwasów DHA w wystarczających dla ciężarnej ilościach. Kwas ten odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu się układu nerwowego dziecka, lecz ze względu na stan zanieczyszczenia wód zwiększa się ilość dostarczanej do organizmu toksycznie działającej rtęci. Autorzy nie zalecają spożywania mięsa rekina i makreli. Kwasy tłuszczowe według tego badania mogą być dostarczane spożywając owoce morza, głównie skorupiaki. Według Rogers i wsp. [13] niedobór DHA może prowadzić do wystąpienia porodu przedwczesnego. W populacji australijskiej według Charlton i wsp. [14] suplementy zawierające jod zażywało 20% kobiet ciężarnych. Najczęściej kobiety będące w pierwszej ciąży i z wykształceniem wyższym. Głównymi 237 Maciej Grad, Adrianna Krupa, Anna Semczuk-Sikora źródłami wiedzy o korzyściach płynących ze spożywania suplementów byli przedstawiciele służby zdrowia i Internet. Dzienne zapotrzebowanie na jod w każdej jego postaci u młodzieży i osoby dorosłej wynosi około 0,15mg, a u kobiet ciężarnych i w okresie laktacji od 0,22 do 0,27mg dziennie [15]. Niedobór jodu u kobiet ciężarnych spowodowany jest najprawdopodobniej brakiem świadomości o znaczeniu jodu w organizmie człowieka, niewykorzystywaniu soli jodowanej w przemyśle spożywczym oraz mniejszym spożyciem naturalnych produktów (np. ryb morskich) zawierających duże ilości jodu. Według autorów australijskich [14] kobiety ciężarne otrzymały mniej informacji o konieczności zwrócenia uwagi na prawidłową podaż jodu w porównaniu z innymi ważnymi dla ciężarnych substancjami. Autorzy twierdzą, że należy zwiększyć nacisk na bardziej skuteczne informowanie społeczeństwa o korzyściach płynących z prawidłowej suplementacji mineralno-witaminowej, by poprawić jej powszechność. Według Katz i wsp. [16] przed zajściem w ciążę preparaty mineralnowitaminowe zawierające jod spożywało 71% kobiet, zaś w trakcie ciąży blisko 91%. Powszechność suplementacji jodu przez ciężarne w tym badaniu (Kanada), znacznie przewyższa suplementację przez nasze ankietowane (37%). W badaniu tym skupiono się jednocześnie na dodawaniu przez ankietowane do potraw soli wzbogacanych w jod. Codziennie ten rodzaj soli stosowało 46% ciężarnych, 61% 4 do 6 razy w tygodniu, zaś 5% nie dosalało w ogóle potraw. Suplementacja ta była najbardziej powszechna wśród kobiet z wysokim wykształceniem i stosunkowo zamożnych. 6. Wnioski Badanie wykazało, że suplementacja kwasem foliowym w ciąży wśród pacjentek Kliniki Położnictwa i Patologii Ciąży Uniwersytetu Medycznego w Lublinie jest powszechnie stosowana i spełnia zalecenia ustalone przez WHO. Stosunkowo niski odsetek pacjentek suplementujących kwas foliowy i inne preparaty mineralno-witaminowe przed ciążą może wynikać z nieświadomości i niewiedzy o konieczności zwiększenia podaży niektórych substancji mineralno-witaminowych przed planowaną ciążą. Jedynie od 37% do 54% badanych kobiet ciężarnych suplementowało witaminę D, jod oraz kwas DHA. Niski nacisk na edukację i różnego rodzaju kampanie informacyjne skierowane do kobiet w okresie prokreacyjnym może mieć wpływ na niedostateczną wiedzę kobiet o zaleceniach suplementacji kwasem foliowym i innymi preparatami zarówno przed ciążą, jak i w czasie jej trwania. Łatwiejsza i większa dostępność w miastach niż na wsiach do ośrodków zdrowia i poradnictwa medycznego może mieć wpływ na większą wiedzę kobiet dotyczącą 238 Ocena wiedzy kobiet ciężarnych na temat suplementacji mineralno-witaminowej w okresie ciąży suplementacji mineralno-witaminowej. Wiek, doświadczenia z poprzednich ciąż oraz poziom wykształcenia ciężarnej może przyczyniać się do zwracania uwagi na konieczność zażywania preparatów mineralnowitaminowych. Inne niż lekarz źródła informacji takie jak np. Internet, telewizja, prasa kobieca oraz znajomi mogą być cennym czynnikiem zwiększającym wiedzę i świadomość kobiet. Piśmiennictwo 1. Mulinare J., Cordero J. F., Erickson J. D., Berry R. J., Periconceptional use of multivitamins and the occurrence of neural tube defects, „JAMA” (1988), 3141-3145 2. Rekomendacje Polskiego Towarzystwa Ginekologicznego dotyczące zastosowania suplementacji kwasem dokozaheksaenowym w profilaktyce porodu przedwczesnego; Ginekol Pol. (2014), 395-399 3. Bath S. C., Walter,A., Taylor A., Wright J., Rayman M. P., Iodine Deficiency in Pregnant Women Living in the South-East of the UK: The Influence of Diet and Nutritional Supplements on Iodine Status, The British journal of nutrition (2014), 1622-1631 4. The Public Health Committee of the American Thyroid Association. Iodine Supplementation for pregnancy and lactation – United States and Canada. Recommendations of the American Thyroid Association. Thyroid (2006), 949-951 5. Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. Dietary Reference Intakes: Calcium, Phosphorus, Magnesium, Vitamin D and Fluoride. National Academy Press, Washington, DC, (1997) 6. Cambridge Applied Polymers Ltd. Latest Publications on the Link between DHA and Intelligence / The Brain. Retrieved on April 4, (2006) 7. Surén P., Roth C., Bresnahan M., Haugen M., Hornig M., Hirtz D., Lie K. K., Lipkin W. I., Magnus P., Reichborn-Kjennerud T., Schjølberg S., Davey Smith G., Øyen A. S., Susser E., Stoltenberg C., Association between maternal use of folic acid supplements and risk of autism spectrum disorders in children, JAMA (2013), 570-577 8. Peake J. N., Copp A. J., Shawe J., Knowledge and Periconceptional Use of Folic Acid for the Prevention of Neural Tube Defects in Ethnic Communities in the United Kingdom: Systematic Review and Meta-Analysis. Birth Defects Research. Part A, Clinical and Molecular Teratology (2013), 444-451 9. Bannink F., Larok R., Kirabira P., Bauwens L., van Hove G., Prevention of spina bifida: folic acid intake during pregnancy in Gulu district, northern Uganda, The Pan African Medical Journal (2015), 90 10. Aronsson C. A., Vehik K., Yang J., Uusitalo U., Hay K., Joslowski G., Riikonen A., Ballard L., Virtanen S. M., Norris J. M., On behalf of the TEDDY Study Group. Use of dietary supplements in pregnant women in relation to sociodemographic factors – a report from The Environmental Determinants of Diabetes in the Young (TEDDY) study, Public Health Nutrition (2013), 1390-1402 239 Maciej Grad, Adrianna Krupa, Anna Semczuk-Sikora 11. Dawodu A., Davidson B., Woo J. G., Peng Y.-M., Ruiz-Palacios G. M., Guerrero,M. de L., Morrow A. L., Sun Exposure and Vitamin D Supplementation in Relation to Vitamin D Status of Breastfeeding Mothers and Infants in the Global Exploration of Human Milk Study, Nutrients (2015), 1081-1093 12. Oken E., Guthrie L. B., Bloomingdale A., Gillman M. W., Olsen S. F., Amarasiriwardena C. J., Platek D. N., Bellinger D. C., Wright R. O., Assessment of Dietary Fish Consumption in Pregnancy: Comparing 1, 4, and 36 Item Questionnaires, Public health nutrition (2014), 1949-1959 13. Rogers L. K., Valentine C. J.,. Keim S. A., DHA Supplementation: Current Implications in Pregnancy and Childhood, Pharmacological research : the official journal of the Italian Pharmacological Society (2013), 13-19 14. Charlton K., Yeatman H., Lucas C., Axford S., Gemming L., Houweling F., Goodfellow A., Ma G., Poor Knowledge and Practices Related to Iodine Nutrition during Pregnancy and Lactation in Australian Women: Pre- and Post-Iodine Fortification, Nutrients (2012), 1317-1327 15. Nutrient Reference Values for Australia and New Zealand Including Recommended Dietary Intakes. [(accessed on 25 August 2012)]. Available online:http://www.nhmrc.gov.au/_files_nhmrc/publications/attachments/ n35.pdf 16. Katz P. M., Leung A. M., Braverman L. E., Pearce E. N., Tomlinson G., He X., Vertes J., Okun N., Paul G. W., Feig D. S., Iodine nutrition during pregnancy in Toronto, Canada, Endocrine practice : official journal of the American College of Endocrinology and the American Association of Clinical Endocrinologists (2013), 206-211 Ocena wiedzy kobiet ciężarnych na temat suplementacji mineralnowitaminowej w okresie ciąży Dostarczanie do organizmu substancji mineralnych oraz witaminowych odgrywa istotną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu organizmu matki oraz w rozwoju i funkcjonowaniu płodu. Substancje te spożywane są wraz z pokarmem oraz mogą być przyswajane w postaci preparatów farmaceutycznych zawierających niezbędne dzienne dawki minerałów i witamin. Wiedza kobiet ciężarnych o roli i konieczności odpowiedniej podaży związków mineralnych i witamin przed ciążą i w trakcie jej trwania jest różna. Wydaje się, że zależy ona od wieku, wykształcenia, miejsca zamieszkania czy rodności kobiet. Bardzo istotne jest uświadamianie społeczeństwa, a szczególnie kobiet w wieku rozrodczym w celu podniesienia świadomości na temat odpowiedniej suplementacji mineralno-witaminowej. Assessment of knowledge of pregnant women on vitamin and mineral supplementation during pregnancy Delivery minerals and vitamin to the body plays an important role in the proper functioning of the mother's body and the development and functioning of the fetus. These substances are consumed with food and may be absorbed in the form of pharmaceutical preparations which contain the necessary daily doses of minerals and vitamins. Knowledge of pregnant women about the role and need for an adequate supply of minerals and vitamins before pregnancy and during its duration varies. It seems that it depends on age, education, place of residence and fertility of women. It is important to inform society, especially women of childbearing age in order to raise awareness about the appropriate vitamin and mineral supplementation. 240 Izabella Machaj1 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowooddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola 1. Wstęp Codziennie na świecie śmierć ponoszą tysiące ludzi z powodu nagłego zatrzymania krążenia, z czego większość ma miejsce po za terenem szpitala. Tym samym świdomość społeczeństwa na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej bez wątpienia jest kluczowym elementem ratowania życia. Coraz częściej możemy zauważyć różne kampanie, które zachęcają do nauki resuscytacji, jednak według mnie kampanie te są za rzadko organizowane oraz nie trafiają do osób, które najbardziej tego potrzebują. Wybór tematu był dla mnie oczywisty, resuscytacja to ratowanie życia, a życie ludzkie szybko przemija dlatego też każda próba jego ratowania jest na wagę złota. Badanie przeprowadzono w zakładadzie Huta Stalowa Wola S.A. powstałej w Stalowej Woli. Jest to zakład przemysłu przetwórczego Centralnego Okręgu Przemysłowego. Pierwotnie zakład zajmował się wyrobem maszyn budowlanych do 2012r. kiedy to produkcja została przejęta przez Guangxi LiuGong Machinery Co. Ltd. Aktualnie zakład zajmuje się projektowaniem, produkcją oraz sprzedażą wyrobów wojskowych. Jako pierwsza firma stała się producentem i dostawcą sprzętu dla wojska. Celem pracy była próba oceny wiedzy pracowników Huty Stalowa Wola S.A. na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej. Poprzez przeprowadzenie kwestionariusza ankiety zbadano czy szkolenia przeprowadzane w dużych zakładach pracy posiadają wystarczającą jakość szkoleń by przygotować pracowników do podjęcia podstawowych działań resuscytacyjnych. 2. Cel pracy Celem pracy była próba oceny wiedzy pracowników Huty stalowa Wola na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej. 1 [email protected], Klinika Chorób Wewnętrznych, Nadciśnienia Tętniczego i Angiologii, Wydział Nauk o Zdrowiu, Warszawski Uniwersytet Medyczny 241 Izabella Machaj 3. Materiał i metody W celu uzyskania miarodajnych wyników i analizy wykorzystano program Microsoft Office Excel 2007. W badaniu wzięło udział 138 respondentów, wśród których co trzeci ankietowany był płci żeńskiej. Wśród osób badanych dominowały osoby o wykształceniu średnim i zawodowym. Natomiast co siódma osoba ankietowana posiadała wykształcenie magisterskie. Większość badanych posiadała staż pracy od 31 do 40 lat, natomiast najmniejszą grupę stanowiły osoby o stażu pracy powyżej 40 lat. Wśród badanych 56 osób to pracownicy umysłowi, a 82 to pracownicy fizyczni. Badania zostały przeprowadzone w dniach 24.09.2012r.-1.10.2012r. W tym celu wykorzystano kwestionariusz ankiety własnego autorstwa. Ankiety zostały wypełnione w Zakładzie Z5 Huty Stalowa Wola S.A. za zgodą Prezesa spółki i posiadały formę pytań zarówno otwartych jak i zamkniętych. Respondenci to osoby zamieszkujące Stalową Wolę oraz okolice. Ankietę przygotowano w celu przeprowadzenia badań. Ankieta zbudowana jest z dwóch części, pierwszą stanowi metryczka składająca się z 5 pytań natomiast drugą kwestionariusz właściwy zawierający 21 zamkniętych pytań. 4. Zasady resuscytacji krążeniowo-oddechowej według wytycznych Europejskiej Rady Resuscytacji z 2010 r 4.1. Podstawowe zabiegi reanimacyjne (BLS) BLS z angielskiego Basic Life Support są to bezprzyrządowe zabiegi resuscytacyjne, które służą utrzymaniu drożności dróg oddechowych i podtrzymywaniu krążenia i oddychania. NZK czyli nagłe zatrzymanie krążenia to główna przyczyna zgonów w Europie. U 25-30 % przypadków NZK podczas wstępnej analizy rytmu serca stwierdzić można migotanie komór (VF) lub częstoskurcz komorowy (VT). W BLS-ie ważne jest szybkie reagowanie świadków zdarzenia, ponieważ u poszkodowanego w momencie NZK jest jeszcze obecne VF. Leczenie zalecane w zatrzymaniu krążenia w mechanizmie VF powinno polegać na szybkim podjęciu RKO (30 uciśnięć klatki piersiowej oraz dwa oddechy ratownicze) oraz defibrylacji elektrycznej. Niekardiogenne zatrzymanie krążenia w większości ma podłoże oddechowe, tak jest też w przypadku tonięcia czy asfiksji. W przypadku tonięcia oddechy ratownicze moją największe znaczenie w powodzeniu resuscytacji [1]. Łańcuch przeżycia jest podsumowaniem czynności niezbędnych do skutecznej resuscytacji. Łańcuch ten składa się z czterech ogniw, które 242 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola opiszę poniżej. Pierwsze ogniwo czyli wczesne rozpoznanie zatrzymania krążenia lub bezpośredniego zagrożenia życia, jest najważniejszym ogniwem w łańcuchu przeżycia. Ogniwo obejmuje np. rozpoznanie bólu, który wystąpił w klatce piersiowej oraz wezwaniu służb ratowniczych. Szansa na przeżycie poszkodowanego zwiększa się gdy wezwanie służb ratowniczych przez świadków zdarzenia nastąpi przed utratą przytomności. Drugim ogniwem łańcucha przeżycia jest wczesne podjęcie RKO przez świadków zdarzenia. Szybkie podjęcie RKO przez ratowników może znacząco zwiększyć szanse na przeżycie u poszkodowanych, u których doszło do NZK. Osoba, która wzywa pomoc, a nie jest przeszkolona w udzieleniu pierwszej pomocy powinna podjąć się samego uciskania klatki piersiowej do mementu przyjazdu odpowiednich służb. Wczesna defibrylacja jest trzecim ogniwem łańcucha przeżycia. Prowadzenie RKO w połączeniu z szybką defibrylacją w czasie 3-5 minut zwiększa przeżywalność do 49-75 %. Z każdą minutą opóźnienia w defibrylacji prawdopodobieństwo przeżycia zmniejsza się o 10-12 %. Ostatnim ogniwem jest jak najwcześniejsze podjęcie zaawansowanych zabiegów resuscytacyjnych oraz standaryzowana opieka poresuscytacyjna. Ostateczny wynik leczenia jest uzależniony od jakości leczenia w okresie poresuscytacyjnym. Dobrze udokumentowaną metodą leczenia jest terapeutyczna hipotermia, która poprawia przeżycie z dobrym wynikiem końcowym w zakresie neurologicznym. Do przyjazdu służb ratowniczych wiele zależy od świadków zdarzenia, którzy w porę rozpoczną BLS z wykorzystaniem AED. RKO zapewnia poszkodowanemu istotny przepływ krwi przez najważniejsze narządy, czyli mózg i serce. W sytuacji gdy nie ma możliwości wykonania defibrylacji w pierwszych minutach, naważniejsze jest uciskanie klatki piersiowej. Jeśli świadkowie zdarzenia podejmują RKO natychmiast po utracie przytomności to z każdą minutą szanse na przeżycie poszkodowanego maleją wolniej o 3-4 % [1]. Poniżej znajduje się sekwencja działań BLS, która powinna być przeprowadzona przez ratowników podczas ratowania życia poszkodowanego. 243 Izabella Machaj Ryc 1. Algorytm BLS u dorosłych – sekwencja postępowania [opracowanie własne na podstawie] [1] Przed przystapieniem do przeprowadzenia BLS istotne jest by ocenić bezpieczeństwo poszkodowanego, świadków zdarzenia oraz własne. Następną czynnością, którą powinien wykonać ratownik to sprawdzenie reakcji poszkodowanego na pytania o stan świadomości. Jeśli poszkodowany reaguje na nasze ruchy oraz głos należy zostawić poszkodowanego w pozycji, w której go zastaliśmy. Jeśli potrzebna będzie pomoc należy ją wezwać oraz oceniać co jakiś czas stan poszkodowanego. [1]. Natomiast jeśli poszkodowany nie reaguje trzeba wykonać następujące czynności: zawołać pomoc; jeśli zastaliśmy poszkodowanego w innej pozycji należy odwrócić go na plecy a następnie udrożnić drogi oddechowe. Gdy drogi oddechowe są udrożnione oceniamy oddech poprzez wzrok (ruchy klatki piersiowej), słuch (nasłuchiwanie szmerów oddechowych), dotyk (ruch powietrza na policzku ratownika). Na ocenę oddechu ratownik powinien przeznaczyć nie więcej niż 10 s. Postępowanie przy oddechu prawidłowym jest następujące: 244 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola ułożyć poszkodowanego w pozycji bezpiecznej; zadzwonić pod nr 112/ 999 lub jeśli ratownik posiada pomocnika poprosić, aby to on wezwał wykwalifikowaną pomoc; regularna ocena oddechu. Natomiast jeśli oddech jest nieprawidłowy lub nieobecny : Poprosić kogoś o przyniesienie AED oraz wezwanie pomocy. Jeśli nie ma nikogo obok ratownik powinien sam zadzwonić po pogotowie ratunkowe Rozpoczęcie resuscytacji powinno zacząć się od 30 uciśnięć klatki piersiowej (głębokość uciśnięć 5-6 cm, częstotliwość 100/min, ale nie przekraczając 120/min) Ponownie udrażniając drogi oddechowe należy wykonać dwa oddechy ratownicze. Wdmuchiwanie powietrza powinno odbywać się przez ok. 1 sekundę. Kontynuacja BLS w stosunku 30:2 [1]. Jeżeli poszkodowany zacznie reagować należy przerwać działania resuscytacyjne. Jednak resuscytację powinno się zaprzestać jedynie w paru przypadkach takich jak: wyczerpanie sił ratownika, przybycie służb medycznych oraz reakcja poszkodowanego. Do rozpoznania zatrzymania krążenia i oddychania ważne jest prawidłowe udrożnienie dróg oddechowych. Ratownicy, którzy nie posiadają wykształcenia medycznego nie powinni stosować rękoczynu wysunięcia żuchwy. Ratownicy mają trudności z określeniem braku lub obecności prawidłowego oddechu u poszkodowanego. Wynika to najczęściej z wykonywanych przez poszkodowanego agonalnych westchnięć lub niedrożności dróg oddechowych. Świadkowie zdarzenia bardzo często mylnie interpretują westchnięcia agonalne jako prawidłowy oddech. Może to skutkować nie podjęciem RKO przez osoby udzielające pomocy. Westchnięcia agonalne występują u 40 % poszkodowanych w ciągu pierwszych minut od zatrzymania krążenia i powinny być rozpoznane jako objaw NZK. Westchnięcia agonalne charakteryzują się słabym, ciężkim oddechem lub przerywane, głośne westchnięcia. Jeśli osoba wzywająca pomoc przekaże wiadomość dyspozytorowi, że poszkodowany jest nieprzytomny bez oddechu lub ma nieprawidłowy oddech, wówczas dyspozytor zareaguje tak jak w przypadku zatrzymania krążenia. Dokładność w rozpoznawaniu NZK przez osobę odbierającą zgłoszenie waha się od 50-80%. W ciągu tych kilku minut powinno rozpocząć się RKO, ponieważ zawartość tlenu we krwi jest wystarczająca i pozwoli na dostarczenie go do mózgu oraz mięśnia sercowego. Właśnie dlatego w początkowej fazie NZK wentylacja jest mniej istotna aniżeli uciskanie klatki piersiowej. Zakłada się, że pierwotną przyczyną NZK u dorosłych 245 Izabella Machaj wymagających RKO jest choroba serca. Priorytetem RKO są uciśnięcia klatki piersiowej, dlatego zaleca się rozpoczęcie resuscytacji właśnie od uciśnięć. W efektownych oddechach ratowniczych najważniejsze jest uniesienie klatki piersiowej. Oddech ratowniczy powinien trwać około 1 sekundy tak aby klatka piersiowa wyraźnie się uniosła. W ciągu 5 minut ratownicy powinni wykonać oddechy ratownicze u osoby poszkodowanej. Jest to zalecenie wszystkich form wentylacji podczas resuscytacji krążeniowo-oddechowej. Wentylacja metodą usta – nos jest alternatywą wentylacji usta – usta. Metoda usta – nos jest dozwolona gdy usta poszkodowanego są uszkodzone, nie można ich otworzyć lub nie można uzyskać pełnej szczelności metodą usta – usta. Kolejną metodą wykorzystywaną u poszkodowanych z tracheostomią jest metoda usta – tracheostomia. [1] Osoba wykonująca uciśnięcia klatki piersiowej powinna ułożyć dłonie na środku klatki piersiowej. Prawidłowa częstotliwość uciśnięć wykonywanych w ciągu minuty jest dużą szansą skutecznej defibrylacji. Częstotliwość uciśnięć powinna wynosić co najmniej 100/min, lecz rzeczywista liczba jest mniejsza ze względu na przerwy w wykonywaniu oddechów ratowniczych oraz analizy z wykorzystaniem AED. Poprawnie liczba wykonanych uciśnięć powinna wynosić co najmniej 60 w ciągu każdej minuty. Strach ratownika przed spowodowaniem urazu poszkodowanemu, zmęczenie, ograniczona siła mięśniowa osób przeprowadzających RKO powodują, że wykonywane są płycej, niż powinny być wykonane. Medycyna nie posiada bezpośrednich dowodów na to, że obrażenia klatki piersiowej wywołanych RKO związane są z głębokością uciśnięć. Jednak nawet u dobrze zbudowanych dorosłych zaleca się, aby głębokość nie przekraczała 6 cm. Prowadzenie RKO powinno odbywać się na twardym podłożu. Aby zwiększyć efektywność RKO bardzo ważna jest pełna relaksacja po uciśnięciu. Pozwala to na powrót krwi żylnej do klatki piersiowej [1]. Ratownicy bez wykształcenia medycznego jak również Ci z wykształceniem medycznym często przyznają, że niechętnie wykonują wentylację metodą usta-usta szczególnie u osób nieznanych z NZK. Podczas wykonywania uciśnięć klatki piersiowej bez wentylacji poszkodowanego tlen, który znajduje się w krwi tętniczej wyczerpuje się po 2-4 minutach. Samo uciskanie klatki piersiowej może być skuteczne jedynie w pierwszych minutach po utracie przytomności. W przypadku tonięcia bądź duszenia, czyli przyczyn niekardiogennych zatrzymania krążenia wyłączne uciskanie klatki piersiowej nie jest skuteczne jak standardowe RKO. Obawy ratowników o spowodowanie uszczerbku poszkodowanemu są często spotykane [1]. 246 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola Ćwiczenie resuscytacyjne jak i rzeczywista resuscytacja są bezpiecznymi manewrami. Jeśli podczas ćwiczeń u osoby szkolącej się wystąpiły niepokojące objawy (np. silna duszność, ból w klatce piersiowej) wówczas należy przerwać prowadzenie resuscytacji. Kolejne badania przeprowadzone na fantomach pokazały, że po dwóch minutach prowadzonej resuscytacji głębokość uciśnięć może spadać. Dlatego tak ważne jest aby ratownicy zmieniali się co 2 minuty, to zmniejsza ryzyko zmęczenia ratowników oraz wzrasta wydajność uciśnięć klatki piersiowej. Zewnętrzne defibrylatory automatyczne mogą być wykorzystywane bezpiecznie przez osoby nieprzeszkolone jak i służby paramedyczne. Należy pamiętać jednak, że nie wolno wykonywać uciśnięć klatki piersiowej gdy defibrylator dostarcza wyładowanie. W przypadku wyładowania za pomocą AED nikt ze świadków zdarzenia wraz z ratownikami nie powinien dotykać poszkodowanego [1]. Zasadne jest stosowanie rękawiczek podczas wykonywanie RKO. Jednak jeśli nie mamy rękawiczek nie możemy opóźniać lub w ogóle nie podjąć resuscytacji. Środki ostrożności powinni zastosować ratownicy, którzy wiedzą, że poszkodowany zarażony jest np. gruźlicą, wirusem SARS, WZW B, HIV. Odnotowano kilka przypadków prowadzenia RKO, w których mogło dojść do transmisji zakażenia, m. in. Staphylococcus aureus, Salmonella infantis, wirus SARS, Helicobacter pylori, meningococcal meningitis, wirus Herpes Simple, zapalenia jamy ustnej, tchawicy, skórna gruźlica. Możemy zmniejszyć ryzyko zakażenia podczas prowadzenia RKO stosując zabezpieczenia takie jak maski kieszonkowe czy chusty twarzowe [1]. Wariantów pozycji bezpiecznej jest kilka, jednak nie ma idealnej dla każdego poszkodowanego. Pozycja ta powinna być jak najbardziej stabilna, ponieważ głowa musi mieć podparcie z jednoczesnym nie uciskaniem klatki piersiowej, by umożliwić prawidłowy oddech. Pozycję bezpieczną powinno wykonywać się w następującej sekwencji: wyprostowanie obu nóg poszkodowanego; rękę bliżej ratownika ułożyć pod kątem prostym, dłoń skierowana ku górze; rękę dalsza przełożyć przez klatkę piersiową, stronę grzbietową dłoni przytrzymać przy policzku; chwycić poszkodowanego za dalszą kończynę dolną zgiętą w stawie kolanowym i pociągnąć do siebie. chwycona kończyna powinna spoczywać pod kątem prostym; głowa powinna być odgięta ku tyłowi by udrożnić drogi oddechowe; ratownik regularnie powinien sprawdzać oddech poszkodowanego [1]. 247 Izabella Machaj 4.2. Zasady korzystania z zewnętrznego defibrylatora automatycznego (AED) Defibrylatorem nazywamy urządzenie medyczne za pomocą, którego możemy wykonać zabieg defibrylacji serca. Dzięki AED możliwa jest bezpieczna defibrylacja przez ratowników nie mających wykształcenia medycznego przed przybyciem specjalistycznej pomocy. Ważne jest aby minimalizować przerwy w wykonywaniu uciśnięć klatki piersiowej gdy ratownicy naklejają elektrody. Ratownicy bezwzględnie powinni stosować się do komend głosowych wydawanych przez AED. Standardowy AED jest odpowiedni dla dorosłych oraz dzieci powyżej ósmego roku życia. Sekwencja użycia AED: Ryc 2. Algorytm użycia AED [opracowanie własne na podstawie] [2] Algorytm AED zawsze zaczyna się od sekwencji BLS. Jednak gdy tylko pojawi się AED należy go włączyć, jak najszybciej nakleić elektrody na klatce piersiowej. Jeśli jest dwóch ratowników to wówczas nie przerywamy RKO. Należy postępować zgodnie z poleceniami głosowymi bez żadnego opóźnienia. Przy analizie rytmu ważne jest aby nikt nie dotykał poszkodowanego. Jeżeli po analizie rytmu jest zalecane wyładowanie należy 248 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola nacisnąć przycisk defibrylacji uważając aby nikt nie dotykał ratowanego podczas wyładowania. Po wyładowaniu natychmiast należy podjąć RKO w sekwencji 30:2. Należy kontynuować RKO zgodnie z dalszymi poleceniami AED. Natomiast jeśli wyładowanie nie jest zalecane należy podjąć standardowe RKO oraz postępować zgodnie z poleceniami do przyjazdu służb medycznych, ratowany zacznie reagować lub gdy ratownik ulegnie wyczerpaniu [2]. Podczas przygotowywania defibrylatora ratownicy powinni w dalszym ciągu wykonywać wysokiej jakości RKO. AED po włączeniu wydaje komendy głosowe, w które powinniśmy się wsłuchać i po kolei je wykonywać. Gdy zautomatyzowane AED wykryje rytm do defibrylacji, system głosowy poinformuje ratownika o gotowości do wyładowania. Badania na temat zautomatyzowanych urządzeń jakimi są AED pokazały, że nieprzeszkoleni studenci pielęgniarstwa dzięki użyciu w pełni zautomatyzowanego AED popełniali rzadziej błędy niż przy użyciu półautomatycznego AED [2]. Ogólno dostępne AED powinny znajdować się w miejscach publicznych, takich jak biura, kasyna, obiekty sportowe, samoloty jak i lotniska. Są to miejsca, w których zwykle dochodzi do zatrzymania krążenia w obecności świadków (potencjalnych ratowników). Aby odnieść sukces tych programów należy przeszkolić jak najwięcej ratowników oraz udostępniać AED. PAD, czyli program publiczny dostępu do defibrylacji rozwija się z udziałem osób przeszkolonych mogą zwiększyć liczbę świadków zdarzenia, którzy niezwłocznie podejmą RKO oraz wykonają wczesną defibrylację. Na miejsce zdarzenia niezwłocznie powinna przybyć kwalifikowana pierwsza pomoc (pogotowie ratunkowe). Opóźnienie w przybyciu karetki pogotowia zmniejsza przeżywalność poszkodowanego. Ważne jest również oznakowanie miejsca gdzie znajduje się AED oraz drogi, która prowadzi do tego miejsca. Dzięki ILCOR mamy oznakowanie lokalizacji AED, które jest rozpoznawane na całym świecie. Natomiast kolor i symbol został opracowany zgodnie z zaleceniami ISO 3864-3. Znak ten został zaprojektowany zgodnie z zaleceniami ISO 7010 [2]. Ryc 3. Symbol ILCOR, informuje o dostępności AED [http://www.ilcor.org/home/,dostęp dn. 17.01.2013r.] 249 Izabella Machaj To właśnie defibrylacja jest kluczem łańcucha przeżycia oraz jedną z interwencji po której poprawia się leczenie w NZK. Jeśli defibrylację wykonano do 3 minut od zatrzymania krążenia wskaźnik przeżycia wynosi nawet 75%. Widząc duże powodzenie defibrylacji AED, urządzenie wprowadzono w szpitalach. Przeszkolony personel medyczny wykonuje defibrylację z użyciem AED zanim pojawi się zespół resuscytacyjny. Osoby z obowiązkiem podjęcia RKO, czyli personel medyczny powinny być szkolone, wyposażane w niezbędne akcesoria oraz zachęcane do podejmowania RKO jak i defibrylacji. W placówkach ochrony zdrowia, szpitalach oraz miejscach publicznych powinien być szybki dostęp do defibrylatora. Niektóre AED są wyposażone w instrukcje wykonywania defibrylacji oraz optymalne uciśnięcia klatki piersiowej. Zaraz po przybyciu zespołu medycznego defibrylator automatyczny wymieniany jest na defibrylator manualny. Wymiana zewnętrznego defibrylatora automatycznego na manualny powinna nastąpić po analizie rytmu i defibrylacji jeśli była zalecana. AED wymagają przerwy w uciśnięciach klatki piersiowej, podczas których ocenia się oddech poszkodowanego. Przerwa przeddefibrylacyjna może być skrócona poniżej 5 sekund tylko wtedy gdy ratownik wykonuje uciśnięcia podczas ładowania defibrylatora. Ocena bezpieczeństwa podczas wyładowania elektrycznego powinna przebiegać szybko i skutecznie. Podczas defibrylacji prąd dostarczany do mięśnia sercowego pokonuje opór klatki piersiowej. U poszkodowanych z bardzo owłosioną klatką piersiową trudno jest przykleić elektrody, ponieważ między elektrodami, a klatką piersiową zostaje „uwięzione” powietrze. Powietrze to zmniejsza skuteczność defibrylacji, zwiększa opór. Gdy elektrody nie są dostatecznie przyklejone powstaje łuk elektryczny, czyli iskrzenie, które może zwiększyć prawdopodobieństwo poparzenia klatki piersiowej poszkodowanego. Przy używaniu łyżek ważne jest aby przyłożyć je możliwie jak najmocniej. Mocne przyłożenie łyżek zmniejsza opór oraz objętość klatki piersiowej. Przy użyciu metalowych łyżek defibrylacyjnych wskazaniem jest umieszczenie ich pomiędzy skórą a metalem materiału przewodzącego. Pozwala to na zmniejszenie oporu, minimalizując powstanie łuku elektrycznego oraz mniejsza ryzyko oparzeń skóry. Wyładowanie elektryczne będzie największe, jeśli elektrody zostaną przyłożone w okolicę serca, która objęta jest migotaniem. Osoby posiadające wszczepiony rozrusznik serca lub kardiowerter (ICD – Implantable Cardioverter Defibrillator) powinny nosić bransoletki informujące o wszczepionym urządzeniu. Gdy elektrody umieści się dokładnie nad urządzeniem i przebiegnie przez nie impuls elektryczny może spowodować uszkodzenie urządzenia. Łyżki defibrylatora u osób z wszczepionymi defibrylatorami należy umieścić co najmniej 8 cm od urządzenia. Pozycje 250 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola ułożenia elektrod w przedsionkowej kardiowersji zaburzeń rytmu: pozycja przednio-koniuszkowa, pozycja przednio-tylna [3†4]. Według AAMI (Association for the Advancement of Medical Instrumentation) suma powierzchni elektrod nie powinna być mniejsza niż 150 cm². Średnica elektrod klasycznych oraz samoprzylepnych do defibrylacji dorosłych wynosi 8-12 cm. Ratownicy stosujący elektrody klasyczne powinni używać jednorazowych podkładek żelowych. Podkładki stosuje się do zmniejszenia oporu elektroda-skóra. W praktyce korzystniejsze jest używanie do defibrylacji oraz monitorowania elektrod samoprzylepnych niż klasycznych łyżek. W porównaniu z łyżkami elektrody samoprzylepne są bezpieczniejsze i bardziej efektywne. Podczas używania podkładek żelowych pod łyżki do monitorowania rytmu można zaobserwować na monitorze 3-4 minutową asystolię. Dzieje się tak, ponieważ żel elektrolitowy w trakcie defibrylacji zostaje spolaryzowany [3†4]. 4.3. Wyposażenie dużych zakładów pracy w sprzęt potrzebny do podstawowych zabiegów resuscytacyjnych na przykładzie Huty Stalowa Wola S.A. – apteczki pierwszej pomocy Pracodawca jest zobowiązany do zapewnienia odpowiedniego wyposażenia zakładowej apteczki pierwszej pomocy. Obowiązek ten wynika z ustawy dn. 26 czerwca 1947 – Kodeks Pracy (dział dziesiąty) [5] oraz rozporządzenia Ministra Pracy i Polityki Socjalnej dn. 26 września 1997 [6]. W Hucie Stalowa Wola S.A. znajdują się trzy apteczki pierwszej pomocy. Dwie usytuowane są naściennie oraz są prawidłowo oznakowane (zielone tło biały krzyż). Apteczka wykonana jest z materiały odpornego na czynniki mechaniczne. Obok apteczki znajduje się instrukcja postępowania podczas udzielania pierwszej pomocy oraz lista osób upoważnionych do udzielania pierwszej pomocy. Wyposażenie apteczek jest ogólnie prawidłowe jednak z małymi uchybieniami. Podczas odwiedzin w zakładzie pozwoliłam sobie na sprawdzenie zawartości apteczek. W dwóch apteczkach spostrzegłam uchybienia, Pierwsza z nich miała przeterminowaną wodę utlenioną, natomiast w składzie drugiej apteczki brakowało maseczki do sztucznego oddychania. Główna apteczka znajduje się w centralnym punkcie hali i przypada do niej 300 pracowników. Za tą apteczkę odpowiedzialnych jest siedem osób, które zostały przeszkolone (szkolenie ośmiogodzinne na fantomach) przez ratownika medycznego w zakresie BLS i AED oraz ogólnych zasad udzielania pierwszej pomocy. Osoby przeszkolone są odpowiedzialne za uzupełnianie ewentualnych braków oraz okresowe sprawdzanie całego wyposażenia. W stacjonarnej apteczce głównej znajduje się również przenośna apteczka typu DIN 13157. 251 Izabella Machaj Poniżej znajduje się zdjęcie apteczki głównej, przenośnej apteczki typu DIN 13157 oraz wyposażenie apteczki typu DIN. Ryc 4. Zakładowa apteczka główna Ryc 5. Apteczka typu DIN 13157 znajdująca się w apteczce głównej 252 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola Tab 1. Skład apteczki typu DIN 13157 Skład apteczki typu DIN 13157 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. Opatrunek indywidualny G 2 szt. Opatrunek indywidualny M 3 szt. Plastry 10 × 6 (8szt.) 1 opakowanie Plaster 5m × 2,5 cm 1 szt. Opaska elastyczna 6 3 szt. Opaska elastyczna 8 3 szt. Chusta opatrunkowa 40 × 60 cm 1 szt. Chusta opatrunkowa 40 × 80 cm 1 szt. Kompres 10 × 10 3 szt. Chusta trójkątna 1 szt. Nożyce 19 cm 1 szt. Rękawice lateks 4 szt. Koc ratunkowy 160 × 210 1 szt. Plastry (10 szt.) 1 opakowanie Plastry małe 10 szt. Chusta na twarz 10 szt. Kompres na oko 2 szt. Opaska siatkowa 1 szt. Instrukcja udzielania I pomocy wraz z wykazem telefonów alarmowych 1 szt. 253 Izabella Machaj Do apteczki poniżej (ryc.6), upoważnione jest siedem osób. Na każdej zmianie pozostają trzy osoby przeszkolone w udzielaniu pierwszej pomocy. Do tej apteczki przypada od. 150 osób pracujących w zakładzie. Obok apteczki znajduje się instrukcja postępowania podczas pierwszej pomocy. Apteczka znajduje się w jedynym pomieszczeniu biurowym na hali, tzn. u kierownika danego wydziału. Ryc 6. Apteczka naścienna oraz lista osób odpowiedzialnych za udzielenie pierwszej pomocy Ryc 7. Skład apteczki naściennej 254 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola Do drugiej apteczki upoważniona jest jedna osoba. Osoby pracujące i podlegające do tej apteczki to pięć kobiet oraz dwóch mężczyzn. Ryc 8. Lokalizacja apteczki naściennej oraz instrukcje postępowania podczas udzielania pierwszej pomocy Poniżej na ryc.9 znajduje się instrukcja udzielania pierwszej pomocy, która znajduje się przy każdej z apteczek: Ryc 9. Instrukcja udzielania pierwszej pomocy przedmedycznej 255 Izabella Machaj Skład apteczek powinien zawierać najpotrzebniejsze środki przydatne podczas wypadków w czasie pracy. Apteczki nie posiadają w swoim składzie lekarstw oraz środków do dezynfekcji. 4.4. Szkolenia w zakresie pierwszej pomocy w dużych zakładach pracy na przykładzie Huty Stalowa Wola S.A. Szkolenia w zakresie pierwszej pomocy w Hucie Stalowa Wola S.A. są przeprowadzane na podstawie instrukcji o udzielaniu pierwszej pomocy przedlekarskiej w nagłych wypadkach. Instrukcja jest opracowana przez sekcję organizacji HSW – ZM Sp.z.o.o. oraz uzgodniona z lekarzem Publicznego Zakładu Opieki Zdrowotnej. Niestety instrukcja o dzielaniu pierwszej pomocy, którą otrzymałam od głównego BHP-owca jest przestarzała. W miejscu gdzie przeprowadzałam badania zatrudnionych jest ok. 850 pracowników. W zakładzie zatrudniony jest jeden główny BHPowiec oraz dwie osoby przeprowadzające szkolenia. Osoba odpowiedzialna powinna posiadać tytuł minimum technika BHP. Osoby odpowiedzialne za przeprowadzanie szkoleń w dziedzinie BHP są przeszkolone przez ratownika lub lekarza w zakresie BLS i AED. Szkolenie to trwa osiem godzin, ćwiczenia praktyczne odbywają się na fantomie. Na szkolenie do BHP-owca przychodzi 20-30 osób. Osoba szkoląca omawia całą tematykę z zakresu BHP, następnie odtwarza film o udzielaniu pierwszej pomocy. Wiedza przeszkolonych na temat pierwszej pomocy nie zawsze jest sprawdzana. Z przekazu ustnego dowiedziałam się, że jeśli odbywa się egzamin pisemny sprawdzający wiedzę, jest on rozwiązywany grupowo razem z osobą szkolącą. Pracownicy fizyczni są szkoleni raz na 3 lata, natomiast pracownicy umysłowi co 5 lat. Szkolenie kończy się otrzymaniem zaświadczenia o ukończeniu szkolenia w dziedzinie bezpieczeństwa i higieny pracy. Huta Stalowa Wola S.A. nie prowadzi rejestru przyjazdów karetek pogotowia ratunkowego, natomiast prowadzi rejestr wypadków przy pracy. Najczęstszymi wypadkami przy pracy są: złamania kończyn, rany głowy, otwarte rany kończyn, amputacje, udary. Ze względu na rodzaj wykonywanej pracy częściej wypadkom ulegają pracownicy fizyczni. Czytając rejestr wypadków nie znalazłam przypadku NZK. 4.5. Charakterystyka grupy badanej Poniższy wykres obrazuje procentowy rozkład odpowiedzi na pytanie dotyczące płci. Uzyskane odpowiedzi wyraźnie wskazują na przewagę ilości mężczyzn w przeprowadzonej ankiecie – na trzy przebadane osoby, dwie są płci męskiej. (wykres 1) 256 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola Płeć 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 71% 29% Mężczyźni Kobiety Wykres 1. Rozkład procentowy według płci Spośród badanych najliczniejszą grupę, tj. ponad 90% całej liczby osób stanowiły osoby w wieku 25- 45 lat oraz 46-65 lat. Wśród ankietowanych nie wystąpiły osoby w wieku powyżej 65 lat oraz bardzo nieliczna grupa osób w wieku do 25 lat. (wykres 2) Wiek 60,0% 51,5% 50,0% 43,5% 40,0% 30,0% 20,0% 10,0% 5,0% 0,0% 0,0% poniżej 25 lat 25-45 lat 46-65 lat powyżej 65 lat Wykres 2. Struktura wiekowa respondentów Grupa badana charakteryzowała się w głównej mierze osobami z wykształceniem średnim – liczba osób wynosiła niemalże 50% wszystkich badanych. W badaniu wzięła udział także dość liczna grupa osób z wykształceniem II stopnia (studia magisterskie). Wśród badanych bardzo 257 Izabella Machaj niewiele osób posiadało wykształcenie I stopnia (studia licencjackie) bądź też podstawowe – w sumie niecałe 8% wszystkich respondentów. (wykres 3). Wykształcenie 60,0% 50,0% 40,0% 30,0% 20,0% 10,0% 0,0% 47,8% 29,2% 5,8% 2,0% 15,2% 0,0% Wykres 3. Struktura respondentów pod względem wykształcenia Procentowy rozkład stażu pracy wśród badanej grupy rozłożony był bardzo równomiernie z niewielką przewagą osób ze stażem pracy w przedziale 31-40 lat oraz trochę mniejszą liczbą osób ze stażem 11-20 lat. W badaniu wzięło udział zdecydowanie mniej osób ze stażem powyżej 40 lat – tylko 4,4%. (wykres 4) Staż pracy [w latach] 35,5% 40,0% 28,3% 30,0% 20,2% 20,0% 11,6% 10,0% 4,4% 0,0% 0 - 10 11 - 20 21 - 30 31 - 40 powyżej 40 Wykres 4. Rozkład stażu pracy respondentów [w latach] Wśród ankietowanych większą liczbę stanowili pracownicy fizyczni – 60,2 %, natomiast liczba pracowników umysłowych wyniosła 39,8% wszystkich badanych. (wykres 5) 258 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola Rodzaj wykonywanej pracy 70,0% 60,2% 60,0% 50,0% 40,0% 39,8% 30,0% 20,0% 10,0% 0,0% pracownik umysłowy pracownik fizyczny Wykres 5. Rozkład respondentów według rodzaju wykonywanej pracy 4.6. Wyniki badań oraz ich interpretacja Wyniki odpowiedzi na pytanie dotyczące okresu kiedy ostatnio odbył się kurs pierwszej pomocy okazały się nie jednoznaczne. Zdaniem respondentów szkolenie z zakresu pierwszej pomocy miało głównie charakter teoretyczny, aczkolwiek zdaniem części ankietowanych miały miejsce również ćwiczenia na manekinie. W odpowiedziach wystąpiły również inne formy szkolenia takie jak: przekaz ustny, prezentacja multimedialna. W paru odpowiedziach okazało się, że takiego szkolenia nie było. Najczęstszą odpowiedzią respondentów na pytanie dotyczące czasu trwania szkolenia były odpowiedzi ´ h, 1 h oraz 2 h. Pierwsze pytanie z części kwestionariusza właściwego miało na celu uzyskanie odpowiedzi czy dana osoba kiedykolwiek w swoim życiu udzieliła pierwszej pomocy osobie poszkodowanej. W przeważającej ilości były to odpowiedzi negatywne, stanowiące prawie 70%. (wykres 6) 259 Izabella Machaj Czy udzielał Pan/ Pani kiedyś pierwszej pomocy osobie poszkodowanej? 80,0% 67,4% 60,0% 40,0% 32,6% 20,0% 0,0% TAK NIE Wykres 6. Procentowy rozkład odpowiedzi na temat udzielania pierwszej pomocy Kolejne pytanie poruszało istotną kwestię, a mianowicie wymagało od ankietowanych udzielenia jednoznacznej odpowiedzi na pytanie „Kiedy ostatnio odbywał/a Pan/i kurs pierwszej pomocy?”. Z poniższego wykresu można zaobserwować, że wachlarz odpowiedzi rozłożył się bardzo szeroko (wykres 7). Kiedy ostatnio odbywał/a Pan/ Pani kurs pierwszej pomocy? 35,0% 30,0% 25,0% 20,0% 15,0% 10,0% 5,0% 0,0% 30,4% 20,3% 19,6% 16,0% 7,2% 6,5% w ciągu w ciągu w ciągu w ciągu w ciągu powyżej 10 ostatnich ostatniego ostatnich 2 ostatnich 5 ostatnich lat miesięcy roku lat lat 10 lat Wykres 7. Podział odpowiedzi według ostatnio odbywanego kursu pierwszej pomocy 260 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola Kolejne pytanie miało na celu sprawdzenie czy dany ankietowany byłby gotów udzielić pomocy, gdyby „właśnie” wydarzył sie wypadek. Zdecydowana większość respondentów odpowiedziała twierdząco – niemal 70% (wykres 8). Czy uważa Pan/Pani, że na dzisiejszą chwilę byłby/łaby w stanie udzielić pierwszej pomocy osobie poszkodowanej? 49,0% 60,0% 40,0% 20,0% 20,0% 5,0% 13,0% 13,0% RACZEJ NIE NIE WIEM 0,0% TAK RACZEJ TAK NIE Wykres 8. Rozkład odpowiedzi według możliwości pomocy poszkodowanemu w teraźniejszości Na pytanie czy ankietowany potrafi posługiwać się zewnętrznym defibrylatorem automatycznym tylko co piąty wybrał odpowiedzi twierdzące. Spośród badanych 7,4 % niepotrafiło określić czy posiadają taką umiejętność (wykres 9). Czy wie Pan/ Pani jak używać zewnętrznego defibrylatora automatycznego? 50,0% 47,1% 40,0% 24,6% 30,0% 16,6% 20,0% 4,3% 10,0% 7,4% 0,0% NIE RACZEJ NIE RACZEJ TAK 261 TAK NIE WIEM Izabella Machaj Wykres 9. Zdolności respondentów do używania zewnętrznego defibrylatora automatycznego Następne pytanie miało na celu zbadania wiedzy respondentów dotyczącej wiedzy na temat prawidłowego stosunku liczby uciśnięć klatki piersiowej do wykonanych oddechów ratowniczych. Prawidłowej odpowiedzi – 30:2 – udzielił niemalże co drugi ankietowany (wykres 10). Jaki powinien być stosunek uciśnięć klatki piersiowej do oddechów ratowniczych: 60,0% 50,0% 40,0% 47,8% 39,1% 30,0% 20,0% 7,2% 10,0% 5,9% 0,0% 15:2 1:15 30:2 15:30 Wykres 10. Odpowiedzi ankietowanych dotyczące stosunku uciśnięć klatki piersiowej do oddechów ratowniczych Na pytanie w jakim miejscu na ciele człowieka poszkodowanego powinno układać się ręce podczas reanimacji tylko co trzeci badany wybrał prawidłową odpowiedź (wykres 11). 262 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola Podczas uciskania klatki piersiowej, ręce na poszkodowanym układamy: 40,0% 30,0% 34,9% 29,7% 15,9% 20,0% 19,5% 10,0% 0,0% 1/3 dolnej części 1/3 górnej mostka części mostka 2 palce na centralnie na wyrostkiem klatce mieczykowatym piersiowej Wykres 11. Struktura odpowiedzi dotycząca ułożenia rąk na klatce piersiowej poszkodowanego Rozkład odpowiedzi w przedostatnim pytaniu rozłożył się następująco: ponad 60 % badanych wskazało strach przed zrobieniem krzywdy poszkodowanemu jako czynnik, który powstrzymałby ją przed udzieleniem pierwszej pomocy. Prawie 17% ankietowanych jako ten czynnik wskazało obawę o własne życie, natomiast niemalże 9% wskazało obawę przed odpowiedzialnością prawną. Wśród reszty odpowiedzi respondenci wymienili: brak umiejętności oraz brak powstrzymującej bariery (wykres 12). Co powstrzyma Pana/Panią od udzielenia pierwszej pomocy? 80,00% 60,10% 60,00% 40,00% 20,00% 16,70% 8,70% 14,50% 0,00% obawa przed strach przed Obawa o własne odpowiedzialnością zrobieniem krzywdy zdrowie lub życie prawną poszkodowanemu Inne Wykres 12. Czynniki powstrzymujące przed udzieleniem pierwszej pomocy 263 Izabella Machaj 4.7. Interpretacja wpływu poszczególnych czynników na poziom wiedzy wśród pracowników W tym podrozdziale chciałabym przedstawić jaki wpływ na poziom wiedzy wśród ankietowanych mają poszczególne czynniki: płeć, wiek, stopień wykształcenia, staż pracy oraz kategoria pracy. Opierałam się o dane statystyczne wyliczone na podstawie przeprowadzonych ankiet. Wyniki zostały uzyskane poprzez wykorzystanie średniej ilości zdobytych punktów, która w tym przypadku jest najbardziej miarodajną wartością statystyczną. W części sprawdzającej wiedzę można zdobyć maksymalnie 10 punktów. Pierwszy wykres ma na celu ukazanie czy płeć danej osoby ma znaczenie w stosunku do posiadanej wiedzy na temat udzielania pierwszej pomocy. Wprawdzie wśród ankietowanych kobiety uzyskały lepszy wynik, ale był on wyższy o jedynie 0.09 pkt bazowych, z czego łatwo można wywnioskować, że ten czynnik nie ma żadnego wpływu na poziom wiedzy wśród badanych (wykres 13). Wpływ płci na wiedzę dotyczącą pierwszej pomocy 5,78 5,76 5,74 5,72 5,70 5,68 5,66 5,64 5,62 5,76 5,67 Kobiety Mężczyźni Wykres 13. Liczba poprawnych odpowiedzi ze względu na płeć Kolejny wykres i idące za nim obliczenia mają za zadanie wykazać czy wiek danej osoby ma przełożenie na ilość punktów zdobytych w części sprawdzającej wiedzę. Poniższe wyniki niezaprzeczalnie potwierdzają, że wraz z wiekiem rośnie doświadczenie pracownika, a zatem i wiedza na temat życia codziennego. Grupa badanych w wieku 45-65 lat uzyskała średnio o 0.9 punktów bazowych więcej niż grupa w wieku poniżej 25 lat. 264 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola Niestety różnica w ilości zdobytych punktów przez poszczególne grupy wiekowe nie jest na tyle wyraźna, aby można było postawić wniosek, że wiek ma bardzo duży wpływ na wiedzę z zakresu pierwszej pomocy (wykres 14). Wpływ wieku na wiedzę dotyczącą pierwszej pomocy 7,00 6,00 5 5,9 5,5 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0 0,00 poniżej 25 lat 25 - 45 46 - 65 powyżej 65 lat Wykres 14. Liczba poprawnych odpowiedzi ze względu na wiek Następny wykres dotyczy wpływu stopnia wykształcenia danej osoby na poziom wiedzy dotyczącej pierwszej pomocy. Wyniki uzyskane podczas obliczeń i ukazane na poniższym wykresie ewidentnie potwierdzają, że znajomość danego zagadnienia uzależniona jest w największej mierze od stopnia zaangażowania pracowników jak i częstotliwości przekazywania niezbędnych informacji, a więc w tej sytuacji przeprowadzania szkoleń z zakresu pierwszej pomocy. Najlepszy wynik uzyskała grupa posiadające wykształcenie zawodowe – 5,85 punktów, natomiast najgorszy zdobyła grupa posiadająca wykształcenie wyższe 1 stopnia (wykres 15). 265 Izabella Machaj Wpływ wykształcenia na wiedzę dotyczącą pierwszej pomocy 7,00 6,00 5,85 5,43 5,71 5 4,75 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 podstawowe zawodowe średnie licencjackie magisterskie Wykres 15. Liczba poprawnych odpowiedzi ze względu na wykształcenie Ostatni wykres oparty o wyniki uzyskane z przeprowadzonych ankiet przedstawia wpływ kategorii pracy na poziom wiedzy o udzielaniu pierwszej pomocy. Jest to kolejny dowód potwierdzający tezę, iż poszczególne czynniki z metryczki nie mają przekonującego wpływu na poziom wiedzy (wykres 16). Wpływ kategorii pracy na wiedzę o udzielaniu pierwszej 5,73 pomocy 5,73 5,72 5,71 5,71 5,70 5,69 pracownik umysłowy pracownik fizyczny Wykres 16. Liczba poprawnych odpowiedzi ze względu na kategorię pracy 266 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola Podsumowując powyższe wykresy obrazujące wpływ poszczególnych czynników na poziom wiedzy o udzielaniu pierwszej pomocy wśród badanych, można bez wątpienia stwierdzić, że najważniejszym czynnikiem jest zakres, częstotliwość i jakoś prowadzonych szkoleń. Wartości metryczki danej grupy badanej nie mają istotnego wpływu na ilość zdobytych punktów. 5. Podsumowanie Analiza omówionych powyżej wyników badań pozwoliła na postawienie następujących wniosków. Dzięki badaniom przeprowadzonym w zakładzie Huty Stalowa Wola S.A. mogłam dowiedzieć się na jakim poziomie przeprowadzane są szkolenia z zakresu pierwszej pomocy. Z wyników można wywnioskować, że wiedza pracowników jest niewystarczająca lub przestarzała. Moim zdaniem w zakładzie powinno być większe przygotowanie pracowników do udzielania pierwszej pomocy w szczególności przygotowanie praktyczne. Każdy pracownik powinien być przeszkolony przez osobę z wykształceniem medycznym. Analizując wyniki badań można wywnioskować, że szkolenie odbywa się na poziomie jedynie podstawowym i polega wyłącznie na przeczytaniu krótkich materiałów. Większość odpowiedzi z kwestionariusza sprawdzającego wiedzę była udzielana poprawnie, jednak w niektórych pytaniach różnica między odpowiedziami jest niewielka co może oznaczać, że w grupie badanej brakuje wiedzy typowo medycznej. BHP-owcy nie posiadają certyfikatów potwierdzających odbycie szkolenia z ratownikiem medycznym. Apteczki w zakładzie pracy są niedostatecznie wyposażone tzn. brakuje niektórych elementów wyposażenia. Być może związane jest to z długim czasem oczekiwania na sprzęt oraz obszerną biurokracją, którą osoba odpowiedzialna za wyposażenie apteczki musi wypełnić aby otrzymać brakujący sprzęt. Gdyby istniała możliwość odpowiedniego wyposażenia apteczek być może skutkowałoby to bardziej udaną pomocą podczas zdarzeń losowych. Moim zdaniem liczba apteczek pierwszej pomocy jest wystarczająca jak na taką liczbę pracowników. Niedociągnięcia w apteczkach, które zaobserwowałam można zniwelować dzięki częstszym kontrolom wyposażenia przez osoby odpowiedzialne za uzupełnianie braków. Jeśli chodzi o dokumenty to instrukcja o udzielaniu pierwszej pomocy przedlekarskiej w nagłych wypadkach jest nieaktualna. Za jedną z przyczyn można uznać brak zwrócenia uwagi przez BHP-owca na dany dokument. Być może drugą przyczyną jest niewiedza o ciągłym aktualizowaniu tak ważnych dokumentów. Wyniki badań mogłyby okazać się lesze gdyby dokumenty używane podczas szkolenia były zaktualizowane. 267 Izabella Machaj Wyniki pokazują, że wiedza pracowników jest niewystarczająca lub przestarzała. W zakładzie powinno być większe przygotowanie pracowników do udzielania pierwszej pomocy, a w szczególności przygotowanie praktyczne. Przeprowadzone badania pokazały, że większość pracowników boi się podejść do poszkodowanego, aby nie zrobić mu krzywdy dlatego też tak ważne jest szybkie i profesjonalne reagowanie. Z ekonomicznego punktu widzenia zatrudnienie osoby z wykształceniem medycznym pomogłoby ograniczyć koszty, na które narażone są przedsiębiorstwa o środowisku pracy z dużym ryzykiem wypadków biorąc pod uwagę częste wezwania karetek pogotowia. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. Koster R. W., Baubin M. A., Bossaert L. L., Wytyczne Europejskiej Rady Resuscytacji 2010, European Resuscitation Council Secretariat vzw, Belgium 2010, rozdział 2, s. 74-86 Koster R. W., Baubin M. A., Bossaert L. L., Wytyczne Europejskiej Rady Resuscytacji 2010, European Resuscitation Council Secretariat vzw, Belgium 2010, rozdział 2, s. 87-90 Deakin Ch. D., Nolan J. P., Sunde K., Wytyczne Europejskiej Rady Resuscytacji 2010, European Resuscitation Council Secretariat vzw, Belgium 2010, rozdział 3, s. 94-99 Deakin Ch. D., Nolan J. P., Soar J., Wytyczne Europejskiej Rady Resuscytacji 2010, European Resuscitation Council Secretariat vzw, Belgium 2010, rozdział 4, s. 108-152 Ustawa dn. 26 czerwca 1947 – Kodeks Pracy, Dział dziesiąty – Bezpieczeństwo i higiena pracy, Rozdział I, s. 82 Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 26 września 1997 r. w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, Dz.U.2003.169.1650 Strony internetowe 7. 8. 9. 10. http://www.ilcor.org/home/, dn. 17.01.2013r. https://www.erc.edu/, dn. 3.10.2012r. http://www.prc.krakow.pl/, dn. 18.10.2012r. http://isap.sejm.gov.pl/index.jsp, dn. 27.02.2013r. 268 Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola Wiedza na temat resuscytacji krążeniowo-oddechowej wśród pracowników Huty Stalowa Wola Resuscytacja krążeniowo-oddechowa są to czynności, które powinniśmy wykonać u poszkodowanego u którego doszło do nagłego zatrzymania krążenia. Resuscytację możemy podzielić na: BLS z angielskiego Basic Life Support są to bezprzyrządowe zabiegi resuscytacyjne, które utrzymują drożność dróg oddechowych oraz podtrzymywanie krążenia i oddychania. Natomiast zaawansowanymi zabiegami resuscytacyjnymi są zabiegi ALS z angielskiego Advanced Life Support. Podczas zawansowanych zabiegów resuscytacyjnych oprócz defibrylacji ratownicy m.in. podają leki, intubują poszkodowanego oraz monitorują czynności życiowe. Coraz częściej możemy brać udział w różnych kampaniach, które zachęcają do nauki resuscytacji, jednak kampanie te są za rzadko organizowane oraz nie trafiają w osoby, które najbardziej tego potrzebują. Temat resuscytacji powinien być jak najszerzej komentowany, ponieważ życie ludzkie szybko przemija dlatego też każda próba jego ratowania jest na wagę złota. Celem pracy była próba oceny wiedzy pracowników Huty Stalowa Wola S.A. na temat resuscytacji krążeniowo – oddechowej. W badaniu wzięło udział 138 respondentów, wśród których co trzeci ankietowany jest płci żeńskiej. Spośród badanych najliczniejszą grupę stanowiły osoby w wieku 25- 45 lat oraz 46-65 lat. Badanie zostało przeprowadzone w formie kwestionariusza ankiety własnego autorstwa. Wyniki pokazują, że wiedza pracowników jest niewystarczająca lub przestarzała. W zakładzie powinno być większe przygotowanie pracowników do udzielania pierwszej pomocy w szczególności przygotowanie praktyczne. Badania pokazały, że większość pracowników boi się podejść do poszkodowanego, aby nie zrobić mu krzywdy dlatego też tak ważne jest szybkie i profesjonalne reagowanie. Z ekonomicznego punktu widzenia zatrudnienie takiej osoby pomogłoby ograniczyć koszty, na które narażone są przedsiębiorstwa o środowisku pracy z dużym ryzykiem wypadków biorąc pod uwagę częste wezwania karetek pogotowia. Knowledge about cardiopulmonary resuscitation among employees of Huta Stalowa Wola Cardiopulmonary resuscitation are the activities that should be given to the victim of sudden cardiac arrest. CPR can be divided into: BLS which is Basic Life Support (they are performed without any support of instruments), which are meant to maintain a clear airway and subsequent circulatory and respiratory support. In contrast, the advanced resuscitation treatments are ALS which is Advanced Life Support. During advanced life support in addition to defibrillation first aiders provide the appropriate medication, perform intubation and monitor the vital signs. Nowadays the number of campaigns that encourage learning CPR is increasing, however these campaigns are too rarely organized and do not reach the people who most need it. Resuscitation should be as widely commented as possible especially because human life passes far too quickly and therefore any attempt to rescue it is priceless. The major aim of the paper was to evaluate knowledge of Huta Stalowa Wola SA employees about the CPR. The study involved 138 respondents, of which a third of the respondents are female. The largest group of the respondents were people aged between 25 and 45 years and 46-65 years. The study was conducted in the form of a questionnaire survey of personal authorship. The results indicates that the knowledge of employees is inadequate or outdated. The company should take greater actions in order to prepare the employees for the first aid with far more attention, especially in terms of practice. Studies have shown that most of the employees would not even approach the victim so as not to hurt him which proves how important a professional and quick response is. From the economic point of view, the employment of a person with first aid profession would help reduce costs linked with a high risk of accidents and frequent calls for ambulances. 269 Barbara Krzyżewska1 Prawne i etyczne aspekty terapii genowej 1. Wprowadzenie Medycyna, jak i biotechnologia szybko się rozwijają, co bezsprzecznie stanowi ogromne osiągnięcie człowieka, ale budzi też problemy oraz kreuje pytania w sferze normatywnej. Takimi sferami są prawo i etyka, które pozostają oczywiście wtórne wobec rozwoju wyżej wymienionych dziedzin. Lon Luvois Fuller wskazywał, że prawo jest jedynym ludzkim studium niemającym własnych wyraźnych granic, a tam gdzie można uznać, że owe granice istnieją, wywodzą się nie z samego prawa, lecz z etyki, socjologii i ekonomii2. Prawo powinno być przede wszystkim gwarantem bezpieczeństwa jednostki. Nowoczesna medycyna, mimo wielkiego postępu, może paradoksalnie stanowić źródło zagrożenia dla jednostki, zarówno jej zdrowia, życia, jak i autonomii. Świadomość tego powinna przyczyniać się do tworzenia precyzyjnego ustawodawstwa, które normowałoby korzystanie z nowych terapii medycznych oraz tworzyło ramy dopuszczalności ingerencji w ustrój człowieka. Według wielu teoretyków prawa, zwłaszcza wśród pozytywistów, powinien istnieć rozdział prawa i moralności. Jednak w sferze tzw. prawa medycznego prawo i etyka szczególnie często przenikają się. Jest to zapewne spowodowane tym, że ta sfera normatywna zajmuje się de facto głównie dwoma dobrami: zdrowiem i życiem, które są najwyżej usytuowane w systemie wartości większości kultur. Myślę, że w wielu regulacjach znajduje zastosowanie pogląd Herberta Lionela Adolphusa Harta3 głoszący, że prawo powinno stanowić minimum moralności. Problem ten został poruszony m.in. w uzasadnieniu postanowienia Trybunału Konstytucyjnego z dnia 7 października 1992 r. (sygn. akt U 1/92). Trybunał podkreślił, że normy prawne powinny mieć oparcie w akceptowanym przez społeczeństwo systemie wartości oraz pomimo, że zbiory norm prawnych i norm etycznych nie pokrywają się i tworzą dwa względnie niezależne od siebie kręgi (…) [to]nieuprawnione jest twierdzenie, 1 [email protected], Instytut Filozofii, Wydział Filozofii i Socjologii, Wydział Prawa i Administracji, Uniwersytet Warszawski, www.filozofia.uw.edu.pl, www.wpia.uw.edu.pl 2 L.L. Fuller, Anatomia prawa, Daimonion, Lublin 1993, s. 11 3 Żył w latach 1907-1992, był angielskim filozofem analitycznym, jednym z najwybitniejszych przedstawicieli analitycznej teorii prawa i pozytywizmu prawniczego 270 Prawne i etyczne aspekty terapii genowej że norma etyczna musi być zgodna z normą prawną. Twierdzenie takie zakładałoby priorytet norm prawnych nad normami etycznymi. To raczej prawo powinno mieć legitymację etyczną. 2. Cel pracy Celem pracy jest scharakteryzowanie argumentów etycznych, które najczęściej pojawiają się przy problemach etycznych, jakie obecnie rodzi terapia genowa oraz zrekonstruowanie z polskiego systemu prawnego norm dotyczących terapii genowych, a także uwzględnienie uregulowań, jakie są zawarte w Konwencji o Ochronie Praw Człowieka i Godności Istoty Ludzkiej wobec Zastosowań Biologii i Medycyny wraz z Protokołem dodatkowym dotyczącym testów genetycznych dla celów zdrowotnych. 3. Terapia genowa4 Terapia genowa polega na identyfikacji genów powodujących choroby i modyfikacji genetycznej komórek chorych osób. Jest to metoda leczenia, podczas której oddziałuje się na materiał genetyczny pacjenta. Zazwyczaj, za Williamem Frenchem Andersonem, przyjmuje się cztery kategorie interwencji genetycznych: 1. terapię genetyczną komórek somatycznych, która polega na zmianie zapisu genetycznego; 2. terapię genetyczną linii rozrodczej (germ-line), polegającą na zmianie zapisu genetycznego wczesnego zarodka lub komórek rozrodczych; 3. doskonalącą inżynierię genetyczną (wzmocnienie genetyczne polegające na udoskonaleniu konkretnej cechy organizmu); 4. eugeniczną inżynierię genetyczną, tj. zmianę lub ulepszenie kompleksu cech5. Według Prof. dra hab. n. med. Gerarda Drewy6 celem genoterapii jest naprawienie defektu genetycznego, a przedmiotem manipulacji genetycznych w tym zakresie mogą być gamety lub zarodki we wczesnych stadiach rozwojowych, jak i niektóre komórki somatyczne dojrzałego organizmu. Należy zaznaczyć, że utożsamianie terapii genowej z genetycznym ulepszaniem i z ingerencjami typowo eugenicznymi jest błędne. Pomimo, że granice między pojęciami terapii genowej, genetycznego ulepszania oraz 4 Na podstawie:Lynn B. Jorde, John C, Carey, Michael J. Bamshad, Genetyka medyczna, pod red. Bogdana Kałużewskiego, wyd. Elsevier Urban & Partner, Wrocław 2014, s. 268-278 5 Por. D.Ślęczek-Czakon, Problem wartości i jakości życia w sporach bioetycznych, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 2004, s. 160 6 Por. G. Drewa, Podstawy genetyki, wyd. Volumed, Wrocław 1995, s. 312 271 Barbara Krzyżewska ingerencjami o charakterze eugenicznym nie są ostre, to nie można utożsamić terapii z którąkolwiek z pozostałych kategorii.Otóż, o ile w przypadku terapii genetycznej ingerencja polega na genetycznej korekcie, o tyle genetyczne ulepszanie to wprowadzenie genu w celu „wzmocnienia” określonej cechy.Genetyczne ulepszanie nie odnosi się do przywracania prawidłowego funkcjonowania organizmu i jego podsystemów, a do posiadania danej cechy w znacznie większym zakresie7. Z kolei, jak zauważa William French Anderson, ingerencja eugeniczna polega na zmienianiu lub poprawianiu złożonych cech, które są uwarunkowane współdziałaniem wielu genów, np. osobowości, charakteru, fizycznego wyglądu itd.8. Z punktu widzenia prawa i etyki istotne jest rozróżnienie na somatyczną oraz germinalną terapię genową. 3.1. Somatyczna terapia genowa9 Zgodnie z literaturą medyczną somatyczna terapia genowa polega na genetycznej modyfikacji komórek somatycznych człowieka, tj. może dotyczyć wszystkich komórek organizmu poza komórkami płciowymi. Komórki te są pozyskiwane z organizmu pacjenta, następnie dokonuje się genetycznych modyfikacji poza ustrojem (terapia ex vivo) lub w niektórych przypadkach modyfikacje przeprowadza się na komórkach pozostających w organizmie (terapie in vivo). Zasadniczo terapia ta polega na zastąpieniu uszkodzonej kopii genu kopią prawidłową, na modyfikacji specyficznych komórek somatycznych ustroju. Należy zaznaczyć, że dana zmiana nie podlega dziedziczeniu. 3.2. Germinalna terapia genowa10 W przeciwieństwie do terapii somatycznej germinalna terapia genowa obejmuje modyfikacje wszystkich komórek ustroju, również tych, które dają początek gametom.Często jest uważana pod wieloma względami za prostszą od terapii somatycznej.Docelowym typem komórek są właśnie komórki rozrodcze (gamety) oraz komórki we wczesnym stadium zarodkowym, ze względu na co dokonane zmiany podlegają dziedziczeniu. 7 B. Chrynowicz, Etyka i terapia genowa [w:] Bioetyka, red. J. Różyńska, W. Chańska, Wolters Kluwer, Warszawa 2013, s. 397 8 W.F. Anderson, Human GeneTherapy: Scientific and EthicalConsiderations, The Journal of Medicine and Philosophy 10, 1985, s. 147, 159, [cyt. za:] B. Chrynowicz, Etyka i terapia genowa [w:] Bioetyka, red. J. Różyńska, W. Chańska, Wolters Kluwer, Warszawa 2013, s. 397 9 Na podstawie: Por. Lynn B. Jorde, John C. Carey, Michael J. Bamshad, Genetyka medyczna, pod red. Bogdana Kałużewskiego, wyd. Elsevier Urban & Partner, Wrocław 2014, s. 268-278 10 Na podstawie: Ibid. 272 Prawne i etyczne aspekty terapii genowej Wynika z tego, że terapia germinalna dotyczy nie tylko samego pacjenta, ale również jego potomków. Pozwala ona na „genetyczne wzbogacanie”.Co prawda jest możliwa u ludzi, ale wiąże się z nią wiele problemówtakich jakto, że: zarodki, u których dokonano iniekcji zwykle albo giną, albo dochodzi do powstania wad wrodzonych lub rozwoju nowotworów, gen, który jest korzystny w jednych warunkach środowiskowych, może być szkodliwy w innych, wprowadzenie korzystnego genu może spowodować niezamierzone efekty (np. gen powodujący polepszenie jednej cechy może wpływać negatywnie na inną), istnieje możliwość klonowania reprodukcyjnego ludzi. Już na poziomie ogólnego wyjaśnienia istoty poszczególnych terapii widać ile, i jakiej rangi, problemów jest do rozwiązania w tej sferze, a przynajmniej do próby ich rozwiązania. 4. Aspekty etyczne Oczywistą rzeczą jest, że materialny ludzki genom jest biologiczną częścią ciała. Jako taki podziela jego status i to nie jako odrębna część strukturalna organizmu, ale jako niezbędny element ustroju. Podobnie gen lub fragment genu11. Ze względu na to, że zawiera informacje na temat budowy ludzkiego organizmu,poruszana tematyka nie dotyczy jakiegoś materiału genetycznego, a materiału genetycznego konkretnego człowieka, konkretnej jednostki. Nieodpowiednia ochrona tych informacji może naruszyć autonomiczność człowieka, jego godność, prywatność. Poruszając tematykę z zakresu etyki medycznej należy mieć na uwadze tzw. teorię czterech zasad w etyce medycznej. Owe zasady wskazali i opisali Tom L. Beauchamp oraz James F. Childress w Zasadach etyki medycznej, a są to12: szacunek dla autonomii, niekrzywdzenie (tj. norma zakazująca wyrządzania krzywdy), dobroczynność (rozumiana jako wyświadczanie dobra, maksymalizacja nadwyżki zysków nad kosztami i ryzykiem) oraz sprawiedliwość (pojmowana jako odpowiednia dystrybucja dobra, ryzyka i kosztów). 11 B. Chrynowicz, Etyka i terapia genowa [w:] Bioetyka, red. J. Różyńska, W. Chańska, Wolters Kluwer, Warszawa 2013, s. 391 12 T.L. Beauchamp, J.F. Childress, Zasady etyki medycznej, tłum. W. Jacórzyński, Książka i Wiedza, Warszawa 1996, s. 47 273 Barbara Krzyżewska Często pojawiającym się problemem w kontekście terapii genowej jest problem tożsamości13. Jako, że terapia genowa dotyczy cech indywidualnych, które są doniosłe ze względu na rozróżnienie jednostkowe, może pojawić się pytanie: „Kiedy terapia genowa zakłóca tożsamość?”. Adekwatna odpowiedź powinna zaczynać się od słów „to zależy”, bowiem istotna jest przy udzieleniu odpowiedzi skala i stopień dokonanych zmian. Odpowiedzi jednoznacznej udzielić nie można. Jest to sytuacja analogiczna do paradoksu statku Tezeusza, który odnosi się do pytania o to, czy wymienienie wszystkich elementów przedmiotu X na nowe, stanowi o tym, że nowy przedmiot nie jest tożsamy z Xem, a nowym przedmiotem X1. Jednak w kontekście terapii genowej zmiany są zazwyczaj przeprowadzane na mniejszą skalę, niż ma to miejsce w przykładzie statku Tezeusza. Wspomniany przykład dotyczy ujęcia ilościowego. Jednak to nie ilość powinna skupiać naszą uwagę. Jak zauważa Roger Elliott możliwa jest zmiana niewielka ilościowo, ale istotna jakościowo, czego przykładem może być zmiana nuty w utworze muzycznym, która to może mieć niewielki wpływ na brzmienie koncertu, ale zmiana innej, ważniejszej funkcjonalnie może wywołać odmienny rezultat14. W kontekście terapii genowej podobnie – ujęcie ilościowe ustępuje ujęciu jakościowemu. Podczas debaty dotyczącej terapii genowej zawsze pojawiają się trzy argumenty, mianowicie: argument „z odgrywania roli Boga”, argument „z odpowiedzialności za przyszłe pokolenia” oraz argument „z równi pochyłej”. 4.1. Argument „z odgrywania roli Boga” (playing God argument) Tzw. playing God argument określa się zazwyczaj jako przypisywanie sobie przez człowieka boskich prerogatyw. Argument ten zakłada, że istota ludzka nie ma moralnego upoważnienia do ingerowania we własną naturę. Za granicę możliwej ingerencji uważa się zazwyczaj moment niebezpiecznego manipulowania procesami biologicznymi. Nazwa tego argumentu może sugerować jego ścisłą korelację z religią, teologią, jednak pogląd taki nie jest właściwy, bowiem istnieją cztery wersje tego argumentu, wyróżnił je Nils Holtug. Według tego duńskiego filozofa można zauważyć stosowanie playing God argument w przypadku: przypisywania sobie przez człowieka boskich prerogatyw; działania wbrew naturze; niewłaściwego oceniania jakości życia; 13 Szerzej omówione w: R. Elliott, Tożsamość a etyka terapii genowej, tłum. Bartosz Przybył, [w:] Filozofia podmiotu, red. J. Górnicka-Kalinowska, Wyd. Aletheia, Warszawa 2001, str.225-241 14 Ibid. 274 Prawne i etyczne aspekty terapii genowej ryzykownego manipulowania naturą15. W kontekście terapii genowej zastosowanie znajduje każda w wyżej wymienionych wersji tego argumentu. 4.2. Argument „z odpowiedzialności za przyszłe pokolenia” Kolejnym argumentem jest argument „z odpowiedzialności za przyszłe pokolenia”. W kontekście terapii genowej odnosi się on do terapii germinalnej i germinalnego ulepszania, które mogą prowadzić do zmian dziedziczonych przez potomstwo. Można powiedzieć, że argument ten kryje w sobie pewien imperatyw, który brzmiałby: „Korzystaj z nauki w taki i tylko taki sposób, który przyczyni się do dobrobytu (w tym zdrowia) przyszłych pokoleń.”. Julian Huxley16już w latach 60. XX wieku zauważył, że pogorszenie kondycji naszego gatunku jest paradoksalnie spowodowane rozwojem medycyny. Kiedyś jednostki słabe biologicznie nie przeżywały, dziś zakładają rodziny i przekazują „słabe geny”. Ewolucja nie prowadzi już do doskonalenia się gatunku. Jedynym wyjściem dla nas, rozumnych istot, jest wykorzystanie naszej wiedzy, by przywrócić właściwy wektor ewolucji. Można powiedzieć, że Huxley uważał, iż medycyna jest najbardziej nienaturalną nauką. Fakt, że ingerujemy w ustrój człowieka od pierwszych jego chwil życia, a współcześnie istnieje możliwość zdecydowanie wcześniejszej ingerencji, uważał za upoważnienie do genetycznego ulepszania. 4.3. Argument z równi pochyłej (slippery slope argument) Ostatnim z najczęściej pojawiających się argumentów jest argument z równi pochyłej. Argument ten opiera się na założeniu, że przyjęcie A (czyn lub klasa czynów, które nie są same w sobie złe) doprowadzi nas do przyjęcia B (czyn lub klasa czynów o zdecydowanie słabszej/gorszej wartości moralnej niż A), nawet jeśli w chwili t1 (chwila przyjęcia A) nie zgadzaliśmy się z B. Przejście od A do B polega na zaistnieniu sekwencji zdarzeń/czynów (działań lub zaniechań). 15 N. Holtug, Altering Humans – The Case For and Against Human Gene Therapy, Cambridge Quarterly of Helthcare Ethics 1997, vol. 6, nr 2, s. 158-159, [cyt. za:] B. Chrynowicz, Etyka i terapia genowa [w:] Bioetyka, red. J. Różyńska, W. Chańska, Wolters Kluwer, Warszawa 2013, s. 400 16 Julian Huxley (1887-1975) – brytyjski biolog, zwolennik doboru naturalnego, pierwszy dyrektor generalny UNESCO, jeden z założycieli World Wildlife Fund (WWF) 275 Barbara Krzyżewska Metaforą tego argumentu jest równia pochyła, gdzie, jak zauważa prof. Marek Wichrowski17, u góry znajduje się Dobro, u dołu Zło, a Upadek oznacza wejście na płaszczyznę równi. Jest to bardzo często krytykowany argument ze względu na jego kauzalny determinizm, który nie zawsze jest prawdziwy. Prawdziwe przesłanki wcale nie muszą nas doprowadzić do prawdziwego wniosku, przez co rozumowanie to jest zawodne. 5. Aspekty prawne W Polsce terapia genowa nie jest wprost uregulowana. Ustawa z dnia 25 czerwca 2015 r.o leczeniu niepłodności.18(tzw. ustawa o in vitro) dotyczy m.in. metod leczenia niepłodności, zasad ochrony zarodków i komórek rozrodczych oraz zadań ośrodków medycznie wspomaganej prokreacji oraz banków komórek rozrodczych i zarodków, lecz nie odnosi się do tzw. terapii zaawansowanej, w tym terapii genowej oraz do zagadnienia testów DNA. Produkty lecznicze terapii genowej przedstawiane są jako produkty posiadające zdolność leczenia lub profilaktyki chorób u ludzi lub jako produkty, które mogą być stosowane lub podawane ludziom w celu przywrócenia, poprawy lub modyfikowania czynności fizjologicznych poprzez wykorzystanie głównie działania farmakologicznego, immunologicznego lub metabolicznego. Zapisy na temat tzw. terapii zaawansowanej znajdują się m.in. w dyrektywie 2001/83/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 6 listopada 2001 r. w sprawie wspólnotowego kodeksu odnoszącego się do produktów leczniczych stosowanych u ludzi, a także w rozporządzeniu (WE) nr 1394/2007 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 13 listopada 2007 r. w sprawie produktów leczniczych terapii zaawansowanej i zmieniającym dyrektywę 2001/83/WE oraz rozporządzeniu (WE) nr 726/2004. Poza tym należy w tym kontekście zwrócić uwagę na Powszechną Deklarację Praw Człowieka oraz Powszechną Deklarację o Genomie Ludzkim i Prawach Człowieka, które to są aktami o charakterze deklaratywnym. Normy dotyczące omawianej materii znajdują się również w traktatach międzynarodowych takich jak: Konwencja o ochronie praw człowieka i podstawowych wolności z 4 listopada 1950 roku, Europejska Karta Społeczna z 18 października 1961 roku, Międzynarodowy Pakt Praw Obywatelskich i Politycznych oraz Międzynarodowy Pakt Praw Gospodarczych, Społecznych i Kulturalnych z 16 grudnia 1966 roku, 17 Por. M. Wichrowski, Wnioskowanie „równi pochyłej” a etyka medyczna [w:] Etyka 1994, nr 27, s. 119. 18 Dz.U. 2015 poz. 1087 276 Prawne i etyczne aspekty terapii genowej Konwencja o ochronie osób w związku z automatycznym przetwarzaniem danych osobowych z 28 stycznia 1981 roku oraz Konwencja Praw Dziecka z 20 listopada 1989 roku. 5.1. Polskie prawo krajowe Rekonstruując normy prawne dotyczące terapii genowej należy powołać się przede wszystkim na normy konstytucyjne, takie jak: na wyrażoną w art. 30 Konstytucji Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 2 kwietnia 1997 r.19 zasadę nienaruszalności i poszanowania godności człowieka, która jest naczelną zasadą konstytucyjną oraz stanowi źródło praw i wolności człowieka, prawo do ochrony życia (art. 38 Konstytucji RP), zasadę ochrony życia prywatnego (art. 47 Konstytucji RP), ochronę informacji o sobie (art. 51 Konstytucji RP) oraz prawo do ochrony zdrowia (art. 68 Konstytucji RP). Wymienione normy chronią prywatność, integralność, intymność i autonomię jednostki. Następnie należy wskazać kontratyp czynności leczniczej. Instytucja ta opiera się na czterech przesłankach: zgodzie pacjenta, wykonywaniudanej czynności w celu leczniczym, zgodności z aktualnym stanem wiedzy i należytą starannością oraz na formalnej kompetentności wykonawcy. Zgodnie z tą konstrukcją prawną podjęcie terapii genowej powinno mieć na celu wyleczenie lub poprawę zdrowia pacjenta.Logiczną zasadą jest, że powinna być rozpoczęta po uzyskaniu zgody od pacjenta, bowiem (przy założeniu, że uzyskanie zgody było możliwe) rozpoczęcie terapii bez zgody jest ściganym na wniosek pokrzywdzonego występkiem z art. 192 § 1 k.k.20 (zabieg leczniczy bez zgody), zagrożonym grzywną, karą ograniczenia wolności albo pozbawienia wolności do lat 2. Poza tym, terapia powinna być przeprowadzona przez osobę formalnie kompetentną, czyli człowieka, który posiada odpowiednią wiedzę merytoryczną. Wiedza praktyczna oraz umiejętności mieszczą się w przesłance dotyczącej należytej staranności. Ponadto podjęte działania muszą odpowiadać aktualnemu stanowi wiedzy medycznej. Zawarcie przesłanki implikującej okazjonalizm „aktualnej” nakłada na osobę, która wykonuje czynność leczniczą obowiązek stałego doszkalania się i uzgadniania swojej wiedzy z nowymi standardami, wytycznymi oraz publikowanymi badaniami. Interwencja genetyczna wiąże się z wykonywaniem określonej działalności, w tym przypadku działalności medycznej, ergo ma zastosowanie ustawa z dnia 5 grudnia 1996 r. o zawodzie lekarza i lekarza dentysty21 ze 19 Dz.U. 1997 nr 78 poz. 483 Ustawa z dnia 6 czerwca 1997 r. – Kodeks karny, Dz.U. 1997 nr 88 poz. 553. 21 Dz.U. 1997 nr 28 poz. 152 20 277 Barbara Krzyżewska względów podmiotowych. Zgodnie ze wspomnianą ustawą w kontekście terapii genowej zastosowanie znajdą przepisy dotyczące wyrażenia zgody oraz udzielenie przystępnej informacji (podobnie jak przepisy dotyczące tej samej materii zawarte w ustawie z dnia 6 listopada 2008 r. o prawach pacjenta i Rzeczniku Praw Pacjenta22), a także instrukcje podmiotowe, takie jak: kogo można uznać za lekarza (por. art. 2 ust. 1 ustawy o zawodzie lekarza i lekarza dentysty). Poza tym, pomimo że nie ma jednolitej definicji świadczenia zdrowotnego, na potrzeby niniejszej pracy można przyjąć tę zawartą w ustawie o zawodzie lekarza i lekarza dentysty. I tak przez świadczenie zdrowotne rozumie się: badanie stanu zdrowia, rozpoznawanie chorób i zapobieganie im, leczenie i rehabilitację, udzielanie porad lekarskich, a także wydawanie opinii i orzeczeń przez osoby, które mają odpowiednie kwalifikacje, kompetencje formalne. Wydawać by się mogło, że wyżej wskazane normy konstytucyjne, opisany kontratyp oraz normy wynikające z „ustawy o zawodzie lekarza” i „ustawy o prawach pacjenta” są jedynymi w polskim prawie krajowym normami, jakie można by było wskazać przy omawianiu tej tematyki. Jednak informacja genetyczna, jaką zawiera ludzki genom jest uznawana za tzw. dane sensytywne, dane wrażliwe. Zgodnie z art. 27 ustawy z dnia 29 sierpnia 1997 r. o ochronie danych osobowych23 zakazane jest przetwarzanie danych o kodzie genetycznym. Ustawodawca polski popełnił jednak błąd, bowiem pojęcie kodu genetycznego nie jest tożsame z pojęciem danych genetycznych24. Przez kod genetyczny należy rozumieć sposób zapisu informacji genetycznej w cząsteczkach DNA25, a przez dane genetyczne (zgodnie z Międzynarodową Deklaracją w sprawie Danych Genetycznych Człowieka,przyjętą w 2003 r. przez UNESCO) należy rozumieć „informacje o dziedzicznych cechach jednostek uzyskane z analizy kwasów nukleinowych i innych naukowych analiz”. Polska ustawa o ochronie danych osobowych przewiduje możliwość przetwarzania tych informacji m.in. za pisemną zgodą osoby, której dane te dotyczą lub też, gdy dane te są niezbędne do dochodzenia praw przed sądem. Ponadto ustawa ta w art. 49 ust. 2 penalizuje przetwarzanie danych wrażliwych przez osobę nieuprawnioną pod karą grzywny, ograniczenia wolności albo pozbawienia wolności do lat 3. W kontekście testów genetycznych brakuje regulacji ustawowych. Art. 26 ustawy o leczeniu niepłodności, co prawda wskazuje, że badania 22 Dz.U. 2009 nr 52 poz. 417 Dz.U. 1997 nr 133 poz. 883 24 Por. J. Kapelańska-Pręgowska, Prawne i bioetyczne aspekty testów genetycznych, Wolters Kluwer, Warszawa 2011, s. 138. 25 Por. Encyklopedia PWN, red. Andrzej Krupa, Warszawa 2003, hasło: kod genetyczny. 23 278 Prawne i etyczne aspekty terapii genowej powinny być wykonywane w medycznym laboratorium diagnostycznym oraz zakazuje „wyboru cech fenotypowych” (również płci), ale dotyczy to tylko sytuacji związanych z medycznie wspomaganą prokreacją. Jak wynika z raportu Zespołu do Spraw Molekularnych Badań Genetycznych i Biobankowania26 przy Ministrze Nauki i Szkolnictwa Wyższego „wykonywanie testów genetycznych poza publiczną służbą zdrowia – jako forma usługi medycznej, która nie podlega żadnej kontroli – rodzi wiele zagrożeń, jak na przykład: udostępnianie pacjentowi wyników badań, bez właściwej ich interpretacji i bez porady genetycznej; wykorzystywanie wyników tego typu testów przez towarzystwa ubezpieczeniowe i pracodawców; brak zapewnienia wysokich standardów poufności danych dotyczących nie tylko pacjentów, ale i osób z nimi spokrewnionych.”. Diagnostyka genetyczna jest istotna z punktu widzenia interesów jednostki, bo poprzedza podjęcie terapii genowej. Z punktu widzenia systemowego, skuteczna diagnostyka pełni m.in. funkcje prewencyjne, pozwala zapobiec rozwojowi chorób, których leczenie jest często znacznie droższe niż wczesna terapia. 5.2. Projekt ustawy o testach genetycznych wykonywanych dla celów zdrowotnych Brak polskiej regulacji ustawowej, która wprost regulowałaby tematykę terapii genowej został zauważony. Efektem prac Zespołu do Spraw Molekularnych Badań Genetycznych i Biobankowania przy Ministrze Nauki i Szkolnictwa Wyższego zakończonych w 2012 roku jest raport27, który po przeanalizowaniu przedmiotowej problematyki sporządził projekt ustawy (stanowiący załącznik do raportu). Niestety nie doszło do uchwalenia ustawy na jego podstawie. Zgodnie z tym projektem celem ustawy o testach genetycznych wykonywanych dla celów zdrowotnych powinno być określenie warunków dopuszczalności wykonywania testów genetycznych oraz zapobieganie wszelkim formom dyskryminacji i nierównego traktowania w oparciu o cechy genetyczne, a także zapewnienie poszanowania i ochrony godności 26 Raport z 2012 roku sporządzony przez Zespół do Spraw Molekularnych Badań Genetycznych i Biobankowania przy Ministrze Nauki i Szkolnictwa Wyższego, s. 4. Raport dostępny pod adresem: https://www.google.pl/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact =8&ved=0ahUKEwixr9LA2JLLAhUiQpoKHTq6CVsQFggbMAA&url=http%3A%2F%2Fww w.rynekzdrowia.pl%2FPliki%2F128401.html&usg=AFQjCNEe5XNABZDwxTiRFPokqHF0dB MWXw&sig2=nldXPlPruztO-Fxt6vWKMw&bvm=bv.115277099,d.bGs 27 Ibid. 279 Barbara Krzyżewska człowieka. Projekt przewiduje stosowanie skonstruowanych przepisów w kontekście wykonywania testów genetycznych w odniesieniu do osób fizycznych, ludzkich embrionów i płodów, a także do postępowania z danymi genetycznymi i materiałem genetycznym pobranym w ramach badań genetycznych dla celów medycznych, określenia pokrewieństwa, jak również dla celów ubezpieczeniowych i zatrudnienia. Wynika z tego, że ustawa ta miałaby szeroki zakres stosowania, a wyłączenie jej stosowania dotyczyłoby m.tn. postępowania z danymi genetycznymi orazz materiałem genetycznym dla celów badawczych i dla celów postępowania karnego. Projekt ustawy wiele konstrukcji zaczerpnął z Konwencji o prawach człowieka i biomedycynie (o której niżej), co jest wielką zaletą projektu. Poza tym, zawarto w nim normy uszczegóławiające, pod kątem specyfiki diagnostyki genetycznej, kwestie takie jak: kwalifikacje lekarza, zgodę, obowiązek informacyjny, poradnictwo genetyczne, dostęp do wyników testów genetycznych oraz ich przechowywanie, przedurodzeniowe badania genetyczne, przesiewowe badania genetyczne, a także kwestie wykonywania testów genetycznych w celu określenia pokrewieństwa oraz dla celów ubezpieczeniowych. Projekt zawiera wszystkie te regulacje, które są istotne z punktu widzenia diagnostyki genetycznej, a które albo są rozproszone i nieprecyzyjne (z punktu widzenia badań genetycznych) w krajowym ustawodawstwie, albo uregulowań takich w polskim systemie prawnym nie ma. Warto wspomnieć, że projekt ten wprost wyłącza możliwość żądania przez ubezpieczyciela przeprowadzenia badań genetycznych lub ujawnienia już wykonanych badań. Jest to istotne, bowiem tego typu informacje mogłyby, z niekorzyścią dla ubezpieczającego się, wpłynąć na kształt umowy ubezpieczenia. 5.3. Konwencja o prawach człowieka i biomedycynie Pełna nazwa Konwencji o prawach człowieka i biomedycynie to: Konwencja o Ochronie Praw Człowieka i Godności Istoty Ludzkiej wobec Zastosowań Biologii i Medycyny. Sporządzona została w Oviedo 4 kwietnia 1997 roku, weszła w życie 1 grudnia 1999 roku. Polska podpisała Konwencję 7 maja 1999 roku, ale nadal jej nie ratyfikowała. Konwencja posiada cztery protokoły dodatkowe, które ją uzupełniają i są to protokoły dotyczące: zakazu klonowania istot ludzkich, transplantacji organów i tkanek pochodzenia ludzkiego, badań biomedycznych oraz protokół dodatkowy dotyczący testów genetycznych dla celów zdrowotnych. Już na wstępie należy nadmienić, że Konwencja została sporządzona jako traktat ramowy, wyznaczający minimalny zakres ochrony jednostki przed negatywnymi następstwami rozwoju biomedycyny. Nie narzuca ona 280 Prawne i etyczne aspekty terapii genowej żadnych rozwiązań, a jedynie przedstawia pewien minimalny standard, który powinien znaleźć swój oddźwięk w regulacjach ustawowych. Treść Konwencji powinna stanowić prawny klucz hermeneutyczny. Z perspektywy terapii genowej interesować nas będą normy wyrażone w samej Konwencji oraz w jej ostatnim protokole dodatkowym, tj. protokole dodatkowym dotyczącym testów genetycznych dla celów zdrowotnych. Rozdział IV Konwencji o biomedycynie w czterech artykułach wymienia naczelne normy, dotyczące ludzkiego genomu. Pierwszą z nich jest, wyrażona w art. 11 Konwencji, norma zakazująca dyskryminacji ze względu na „dziedzictwo genetyczne”. Koresponduje ona ściśle z ideą przyrodzonej i niezbywalnej godności człowieka – co więcej – można powiedzieć, że jest ona jej swoistą emanacją, bowiem wyklucza możliwość kategoryzacji i deprecjacji jednostek ze względów genetycznych. Kolejny przepis wskazuje, że każdy test prognozujący musi być działaniem celowościowym. Owy telosma być związany z działaniami leczniczymi albo naukowymi badaniami zdrowotnymi. Co ważne, art. 12 Konwencji przewiduje powiązanie tego typu diagnostyki z odpowiednim poradnictwem medycznym. Przesłanka celowościowa jest istotna również w art. 13 Konwencji, dotyczącym interwencji wobec ludzkiemu genomu. Jednak od aspektu pozytywnego istotniejszy jest tu aspekt negatywny, tj. kiedy tego typu interwencja nie może być podjęta. Zgodnie z tym przepisem interwencji mającej „na celu dokonanie zmian w genomie ludzkim” nie można dokonać, jeśli celem jest „wywołanie dziedzicznych zmian genetycznych”. Oznacza to, że podjęcie germinalnej terapii genowej jest wykluczone. Ostatnim przepisem dotyczącym stricte aspektów, związanych z ludzkim genomem jest art. 14 Konwencji i zakaz dokonywania wyboru płci. Należy zwrócić uwagę, że zasadą jest wyłączenie możliwości wyboru płci, ale istnieje wyjątek. Wyjątkiem tym jest możliwość uniknięcia „poważnej choroby dziedzicznej zależnej od płci dziecka”. Opiera się to na fakcie, że istnieją choroby genetyczne silnie sprzężone z płcią, takie jak np. hemofilia, daltonizm, czy dystrofia mięśniowa Duchenne‟a, które to sprzężone są akurat z płcią męską. Z wymienionych trzech chorób, można założyć, że nie uznanoby jako „poważnej choroby dziedzicznej” daltonizmu. Hemofilia oraz dystrofia mięśniowa Duchenne‟a, w przeciwieństwie do daltonizmu, są ciężkimi chorobami i stanowią realne zagrożenie dla życia. W preambule protokołu dodatkowego w sprawie testów genetycznych wykonywanych w celach medycznych z dnia 27 listopada 2008 roku ludzki genom określono jako „wspólny dla wszystkich istot ludzkich”, jako tworzący „wzajemną więź” między ludźmi. Mogłoby się wydawać, że jest to stanowisko dalekie od autonomicznego, jednak zostało zaznaczone, że to 281 Barbara Krzyżewska niewielkie różnice w genomie ludzkim stanowią o jego indywidualności i jednostkowości. Protokół wielokrotnie podkreśla pierwszeństwo interesów i dobra jednostki nad „wyłącznym interesem społeczeństwa lub nauki”, expressis verbis wyraża tę zasadę w art. 3, który jest formułą analogiczną do art. 2 Konwencji. Zasada ta jest podstawą wszystkich norm płynących z omawianego protokołu dodatkowego. Przedmiotem regulacji protokołu są testy genetyczne, ich definicja legalna jest zawarta w art. 2 i zgodnie z nią przez testy genetyczne należy rozumieć testy, które „są wykonywane w celach medycznych, obejmujących analizę próbek biologicznych pochodzenia ludzkiego i mających na celu identyfikację cech genetycznych danej osoby, które zostały odziedziczone albo nabyte w okresie wczesnego rozwoju prenatalnego”. Treść protokołu stanowi uszczegółowienie norm zawartych w Konwencji o biomedycynie, jego unormowania nie obejmują „testów genetycznych wykonywanych wobec ludzkiego embrionu lub płodu” oraz „testów genetycznych wykonywanych w celach badań naukowych”. 6. Podsumowanie Ciągły rozwój medycyny i biotechnologii budzi liczne nadzieje. Można zauważyć ekspansję imperatywu technologicznego: to, co jest technicznie możliwe, musi być wcześniej czy później wykonane28. Jednak trzeba trzymać się wyznaczonych granic, bowiem żadne ekstrema nie przynoszą dobrych skutków. Jedną z takich granic, niestety trudnych do uchwycenia, jest pierwszeństwo dobra jednostki nad dobrem ogółu. Należy pamiętać co jest celem nauk medycznych. Wydaje mnie się, że jest nim komfort życia, rozumiany jako życie zdrowe, wolne od chorób, natomiast zdecydowanie nie jest nim eksploracja nowych zagadnień naukowych ponad wszelką możliwość. W wytyczaniu i przestrzeganiu takich granic pomocne okazują się prawo oraz etyka. Etyczna problematyka terapii genowej jest opracowywana od kilkudziesięciu lat, natomiast prawne ujęcie tego leczenia w polskim ustawodawstwie krajowym prawie nie istnieje. Skoro prawo ma być m.in. gwarantem bezpieczeństwa jednostki należy podjąć działania ustawodawcze. Można by było w toku tych prac wykorzystać analizy i projekt ustawy, sporządzone przez Zespół do Spraw Molekularnych Badań Genetycznych i Biobankowania przy Ministrze Nauki i Szkolnictwa Wyższego. 28 D.Ślęczek-Czakon, Problem wartości i jakości życia w sporach bioetycznych, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 2004, s. 155 282 Prawne i etyczne aspekty terapii genowej Bibliografia 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. Fuller L.L., Anatomia prawa, Daimonion, Lublin 1993 Jorde L. B., Carey J. C., Bamshad M. J., Genetyka medyczna, pod red. Kałużewskiego B., wyd. Elsevier Urban & Partner, Wrocław 2014, s. 268-278 Ślęczek-Czakon D., Problem wartości i jakości życia w sporach bioetycznych, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 2004 Drewa G., Podstawy genetyki, wyd. Volumed, Wrocław 1995 Chrynowicz B., Etyka i terapia genowa [w:] Bioetyka, red. Różyńska J., Chańska W., Wolters Kluwer, Warszawa 2013 Kapelańska-Pręgowska J., Prawne i bioetyczne aspekty testów genetycznych, Wolters Kluwer, Warszawa 2011 Beauchamp T. L., Childress J. F., Zasady etyki medycznej, tłum. Jacórzyński W., Książka i Wiedza, Warszawa 1996 Elliott R., Tożsamość a etyka terapii genowej, tłum. Bartosz Przybył, [w:] Filozofia podmiotu, red. J. Górnicka-Kalinowska, Wyd. Aletheia, Warszawa 2001, str. 225-241 Wichrowski M., Wnioskowanie „równi pochyłej” a etyka medyczna [w:] Etyka 1994, nr 27 Ślęczek-Czakon D., Problem wartości i jakości życia w sporach bioetycznych, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 2004 Raport z 2012 roku sporządzony przez Zespół do Spraw Molekularnych Badań Genetycznych i Biobankowania przy Ministrze Nauki i Szkolnictwa Wyższego Konstytucja Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 2 kwietnia 1997 r. (Dz.U. 1997 nr 78 poz. 483) Ustawa z dnia 25 czerwca 2015 r. o leczeniu niepłodności (Dz.U. 2015 poz. 1087) Ustawa z dnia 6 czerwca 1997 r. – Kodeks karny, Dz.U. 1997 nr 88 poz. 553 Ustawa z dnia 5 grudnia 1996 r. o zawodzie lekarza i lekarza dentysty (Dz.U. 1997 nr 28 poz. 152) Ustawa z dnia 6 listopada 2008 r. o prawach pacjenta i Rzeczniku Praw Pacjenta (Dz.U. 2009 nr 52 poz. 417) Ustawa z dnia 29 sierpnia 1997 r. o ochronie danych osobowych (Dz.U. 1997 nr 133 poz. 883) 283 Barbara Krzyżewska Prawne i etyczne aspekty terapii genowej Praca dotyczy problematyki terapii genowej w kontekście prawnym i etycznym. Omówione zostały główne argumenty, pojawiające się w trakcie debaty etycznej dotyczącej terapii genowej. Przedstawiona została również problematyka prawnej regulacji przedmiotowej terapii, normy, które można zrekonstruować z polskiego prawa krajowego, projekt ustawy o testach genetycznych wykonywanych dla celów zdrowotnych oraz normy wynikające z tzw. Konwencji o biomedycynie (wraz z protokołem dodatkowym, dotyczącym testów genetycznych dla celów zdrowotnych). Legal and ethicalaspects of genetherapy The work deals with the issues of gene therapy in the context of law and ethics. It discusses the main arguments that arise during the debate on the ethics of gene therapy. There are presented the issues of legal regulation of this therapy, the standards which can be reconstructed from the polish national law, the draft law on genetic testing performed for health purposes and the standards deriving from the so-called Convention on Biomedicine (with additional protocol about genetic testing for health purposes). 284 Edyta Simińska1, Joanna Woźniak2, Natalia Dereń3 Opieka nad pacjentami 65+ w różnych typach placówek medycznych – aspekty ekonomiczne 1. Wprowadzenie Proces starzenie się społeczeństwa, definiowany jako zwiększony udział osób powyżej 65 roku życia w ogólnej populacji, w sposób jasny wynika z wydłużania się życia ludzkiego będącego niepodważalnym sukcesem współczesnej medycyny. Korzystne zjawisko wydłużania życia ludzkiego, współistniejąc z ruchami emigracyjnymi młodych osób oraz niskim, nie zapewniającym zastępowalności pokoleń, poziomem dzietności, stwarza jednak wiele zagrożeń [1,2]. Jedną z najpowszechniej stosowanych miar zaawansowania procesu starzenia społeczeństwa jest skala opracowana przez ONZ. Według tej skali populacja młoda to taka, w której udział osób w wieku 65+ nie przekracza 4%, dojrzała charakteryzuje się udziałem tej grupy wiekowej na poziomie 4-7%, a populacja stara stwierdzana jest gdy udział osób starszych w społeczeństwie przekracza próg 7% [3]. 2. Cel pracy Celem pracy było przedstawienie dynamiki zmian demograficznych w Polsce i ściśle z nimi związanych zmian organizacji i finansowania świadczeń opieki zdrowotnej w różnych typach placówek medycznych na podstawie przeglądu najnowszych dostępnych raportów finansowych i danych literaturowych. 3. Aktualna i prognozowana sytuacja demograficzna Polski Według danych Głównego Urzędu Statystycznego (GUS) w 2013 roku ludność Polski wynosiła 38,5 mln, spośród których osoby w wieku 65+ stanowiły około 5,7 mln. Udział polskich seniorów wynosił więc 14,7%, co 1 [email protected], Katedra i Zakład Toksykologii, Wydział Farmaceutyczny, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy 2 [email protected], Zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy 3 [email protected], Zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy 285 Edyta Simińska, Joanna Woźniak, Natalia Dereń świadczy o zaawansowanej starości demograficznej kraju. Udział osób starszych w społeczeństwie na przestrzeni 24 lat (1989-2013) wzrósł o 4,7 punkty procentowe (prawie 1,9 mln osób), przy jednoczesnym istotnym zmniejszeniu odsetka dzieci i młodzieży o ponad 10 punktów procentowych. Wspomniany próg 7% Polska przekroczyła już w 1967 r. [2]. W omawianej grupie około 850 tys. osób ma zasadnicze problemy z mobilnością i poruszaniem się, a 100 tys. osób nieustannie przebywa w łóżku i jest obłożnie chorych, co w oczywisty sposób wpływa na zwiększony popyt na świadczenia zdrowotne. Znaczące zmiany struktury demograficznej większości państw europejskich wybrzmiewają coraz rozleglejszymi konsekwencjami. Problem następstw ekonomicznych starzenia się społeczeństwa jest w ostatniej dekadzie jednym z najczęściej podejmowanych na arenie politycznej tematów. Mówi się o następstwach dla gospodarki, finansów publicznych, rynku pracy, systemu ubezpieczeń społecznych czy systemu ochrony zdrowia [4]. Według prognoz demograficznych GUS odsetek osób starszych w populacji polskiej w kolejnych latach ulegnie znaczącemu wzrostowi i osiągnie 32,7% w 2050 roku [2]. Dostępne w literaturze dane wskazują na globalny charakter zjawiska starzenia się ludności. ONZ prognozuje, że do 2050 roku poziom starości demograficznej osiągnie 84% wszystkich państw świata. Aktualnie około 40% krajów przekroczyło próg starości demograficznej [3]. 4. Zmiany finansowania różnego rodzaju świadczeń zdrowotnych jako konsekwencja zwiększonego udziału grupy 65+ w populacji GUS prognozuje, iż liczebność populacji polskiej zmniejszy się do 2030 roku o 1,5 mln osób. Należy zwrócić uwagę, że sytuacja ta nie spowoduje jednak istotnego zmniejszenia nakładów na opiekę zdrowotną, gdyż zredukowany zostanie głównie udział grupy najrzadziej korzystającej ze świadczeń zdrowotnych. Prognozy wskazują na zmniejszenie liczebności wszystkich roczników poniżej 42 roku życia już w 2030 roku. Jednocześnie przewiduje się istotne zwiększenie populacji w wieku emerytalnym. Przedstawione zmiany demograficzne w istotny sposób oddziałują na finansowanie ochrony zdrowia w Polsce, a także wpływają na decyzje w zakresie rodzajów i wielkości dostępnych świadczeń [5]. Zestawienie finansowe Narodowego Funduszu Zdrowia dotyczące poniesionych kosztów świadczeń opieki zdrowotnej w ostatnich pięciu latach, a także odniesienie ich do kosztów prognozowanych na lata 2020 i 2030 wskazuje na stały wzrost nakładów finansowych na ochronę zdrowia na przestrzeni lat. Na lata 2020 i 2030 przewiduje się istotny wzrost 286 Opieka nad pacjentami 65+ w różnych typach placówek medycznych – aspekty ekonomiczne finansowania świadczeń zdrowotnych względem roku 2014 kolejno o 2,6 mld (4,9%) i 6,4 mld (12%). Przytoczona analiza wskazuje także na znaczny wzrost wydatkowania na świadczenia zdrowotne dla grupy wiekowej 60+, co jest jasną konsekwencją zmian w strukturze demograficznej [5, 6]. Od wielu lat rodzajem świadczeń zdrowotnych, na który przeznaczana jest największa część budżetu NFZ jest leczenie szpitalne. Według raportu finansowego NFZ koszty wydatkowane na świadczenia szpitalne w 2014r. wynosiły 31,214 mld zł i stanowiły 49,28% wszystkich poniesionych przez NFZ kosztów świadczeń. Kwota ta było prawie miliard złotych wyższa niż w roku poprzedzającym. Całkowite koszty świadczeń opieki zdrowotnej w Polsce w 2014r. wyniosły 63,338 mld zł, co stanowiło 98,7% planu finansowego sporządzonego na ten rok. Największy udział w strukturze po leczeniu szpitalnym mają świadczenia wykonywane w placówkach podstawowej opieki zdrowotnej (POZ) i stanowiły 12% całości budżetu przeznaczanego na ochronę zdrowia w 2014 r. Kolejne istotne elementy struktury wydatków do refundacja leków – 11,9% i świadczenia ambulatoryjnej opieki specjalistycznej (AOS) – 8,6% [5, 6, 7]. Prognozy NFZ wskazują, że największy nominalny wzrost finansowania w kolejnych latach będzie dotyczył rodzaju świadczeń najbardziej kosztochłonnych, czyli leczenia szpitalnego. Przewiduje się tu wzrost o ponad 3 mld zł do 2030 roku. Zakładając brak zmian na liście leków refundacyjnych szacuje się także, że refundacja leków wyniesie ponad 1,2 mld zł w tym samym okresie czasu. W tabeli 1 przedstawiono prognozowaną dynamikę zmian kosztów w wybranych najbardziej kosztochłonnych rodzajach świadczeń w latach 2014, 2020 i 2030 [5, 6]. Tabela 1. Prognozowana dynamika zmian kosztów w wybranych rodzajach świadczeń Leczenie szpitalne Refundacja leków Ambulatoryjna opieka specjalistyczna 2020r./ 2014r. 104,4% 106,5% 103,3% 2030r./ 2014r. 111% 116,3% 107,4% Źródło: Opracowanie własne na podstawie [5] Należy również podkreślić istotny wzrost kosztów świadczeń, których główną grupą odbiorców są osoby starsze. Zauważa się bowiem zarówno aktualny, jak i prognozowany wzrost wydatków na lecznictwo uzdrowis287 Edyta Simińska, Joanna Woźniak, Natalia Dereń kowe, świadczenia pielęgnacyjno-opiekuńcze, opiekę paliatywną i hospicyjną czy rehabilitację leczniczą [5]. Kwoty przeznaczane na finansowanie ochrony zdrowia w Polsce są jednymi z najniższych spośród wszystkich krajów Organizacji Współpracy Gospodarczej i Rozwoju (ang. Organisation for Economic Cooperation and Development, OECD). Wskazuje się, że może być to powodem krótszej długości życia Polaków w porównaniu do średniej mieszkańców innych państw członkowskich (3,5 roku krótsza od średniej OECD) [8]. 5. Specyfika udzielania świadczeń osobom starszym i dostępność do opieki geriatrycznej w Polsce Powszechnie wiadomo, że potrzeby zdrowotne są ściśle skorelowane z wiekiem. Zjawisko wielochorobowości, choroby przewlekłe czy niepełnosprawność zdecydowanie częściej występują w grupie osób 65+ niż w młodszej części społeczeństwa. Szacuje się, że osoby starsze chorują średnio na 3-4 choroby przewlekłe jednocześnie i zażywają regularnie 4-5 leków. Tylko około 7% osób powyżej 75, roku życia w Polsce pozostaje bez stwierdzonej żadnej choroby przewlekłej [8]. W konsekwencji, analizy korzystania ze świadczeń opieki zdrowotnej w poszczególnych grupach wiekowych wskazują, że zarówno w opiece specjalistycznej, jak i szpitalnej, szczyt nakładów finansowych przypada na grupę pacjentów po 70. roku życia. Najwyższe koszty jednostkowe przypadają na mężczyzn po 72 roku życia [8, 9]. Zdrowie zarówno ogólnej jak i starszej populacji powinno być oceniane według obiektywnych wskaźników. W kontekście podejmowanego tematu należy jednak skupić się również na subiektywnej ocenie stanu zdrowia przez seniorów. Samoocena ta wpływa bowiem bezpośrednio na jakość życia omawianej grupy, a także na to w jakim stopniu ubiegają się oni o skorzystanie ze świadczeń ambulatoryjnej opieki specjalistycznej, zakładów opiekuńczo-leczniczych, domów pomocy społecznej czy zakładów pielęgnacyjno-opiekuńczych. W tej kwestii starsza populacja wypowiada się w większości negatywnie. Badania GUS opublikowane w 2007 roku wykazują, że ponad 82% mężczyzn z grupy 70+ ocenia swój stan zdrowia poniżej poziomu dobrego. Kobiety wyrażają niezadowolenie ze swojego zdrowia w ponad 89%. U populacji między 50 a 69 rokiem życia wskaźniki niskiej samooceny oscylują wokół wartości 70% [10]. Jasną konsekwencją tak niskiej samooceny stanu zdrowia jest częstsze korzystanie ze świadczeń zdrowotnych tej części społeczeństwa. Z danych zaprezentowanych w Diagnozie Społecznej 2009 wynika, że ponad 90% populacji w wieku 65 lat i więcej korzysta z usług placówek ochrony zdrowia [11]. 288 Opieka nad pacjentami 65+ w różnych typach placówek medycznych – aspekty ekonomiczne Istnieje wiele czynników sprawiających, że opieka zdrowotna nad pacjentami po 65 roku życia różni się od tej udzielanej w pozostałych grupach wiekowych. Należą do nich między innymi: zjawisko wielochorobowości; nakładanie się objawów chorób oraz zmian będących konsekwencjami procesu starzenia się; niepełnosprawność funkcjonalna; zaburzenia wzroku i słuchu, które utrudniają wywiad lekarski, przedstawienie pacjentowi zaleceń lekarskich czy schematu leczenia; maskowanie objawów; zaburzenia pamięci. Ponadto obiektywne wskaźniki świadczą o negatywnym obrazie kondycji zdrowotnej osób starszych – ok. 75% cierpi na nadciśnienie tętnicze, 30% ma niezdiagnozowaną depresję, około 35% zaćmę, a 25% choruje na cukrzycę. W tej grupie wiekowej głównym problemem zdrowotnym są choroby przewlekłe, wśród których wymienia się aż 200 jednostek chorobowych charakterystycznych dla osób starszych [12, 13, 14]. Wszystkie przytoczone argumenty potwierdzają, że starsi pacjenci wymagają odmiennego rodzaju specjalistycznej opieki medycznej, zwanej opieką geriatryczną [12]. Potrzeby te niestety nie mają odzwierciedlenia w dostępności do tych świadczeń. Szacuje się, że obecnie w Polsce jest 275 lekarzy geriatrów, z których specjalizację tę praktykuje zaledwie około 140. W konsekwencji odnotowuje się niewiele poradni geriatrycznych, a te które powstały, znajdują się w dużych miastach i cechują się niską dostępnością dla pacjentów. Utrudnieniem dla osób starszych jest także konieczność posiadania skierowania na wizytę do poradni geriatrycznej. W krajach zachodnich na 100 000 mieszkańców przypada co najmniej 1 lekarz geriatra, podczas gry w Polsce wskaźnik ten jest na poziomie 0,36, oraz 7-46 lekarzy geriatrów na 100 000 osób powyżej 65 roku życia w krajach zachodnich, do 2,5 lekarzy w Polsce. Szacuje się, że na jednego lekarza geriatrę w Polsce przypada około 50 tys. pacjentów [13, 15, 16]. W 2013 r. liczba poradni geriatrycznych wynosiła 73 i nie zmieniła się ona do 2015r. Wartość zakontraktowanych świadczeń geriatrycznych była w 2015 r. o 40% wyższa niż w 2013r. Narodowy Fundusz Zdrowia wycenił świadczenie geriatryczne na poziomie 7,70-9,30 zł za punkt. Dostępność do opieki geriatrycznej stale się poprawia, choć nadal jest zdecydowanie zbyt niska. Obserwuje się wzrost liczby łóżek na oddziałach geriatrycznych na przestrzeni lat. W 2000 roku istniało 429 łóżek geriatrycznych w całym kraju, a w 2013 roku odnotowano ich 721 i liczba ta powoli, ale systematycznie rośnie. Wzrost ten nie wydaje się jednak satysfakcjonujący, biorąc pod uwagę, że według standardów Unii Euro- 289 Edyta Simińska, Joanna Woźniak, Natalia Dereń pejskiej powinno ich być ponad 10 razy więcej (7,6 tys.). W województwach pomorskim i warmińsko-mazurskim nie ma oddziałów geriatrycznych. Niewystarczająca ilość oddziałów geriatrycznych oraz lekarzy geriatrów sprawia, że pacjenci ci przyjmowani są na oddziały internistyczne. Wykazano, że skutkuje to mniejszą skutecznością i większymi kosztami leczenia [13, 15, 16]. 6. Wnioski Prezentowanego wzrostu nakładów na opiekę zdrowotną (zarówno tego już odnotowanego, jak i prognozowanego) nie można uniknąć. Przemiany demograficzne mają bowiem bezpośredni wpływ na strukturę wydatkowania finansów publicznych, szczególnie tych przeznaczanych na system zabezpieczenia społecznego (m.in. opieka zdrowotna, świadczenia emerytalno-rentowe) [8]. Ważne jest więc, aby osoby decydujące o zakresie i wielkości świadczeń oraz planujące i zabezpieczające rezerwy finansów stale analizowały i wyciągały wnioski długofalowe ze zmian demograficznych. Próg starości demograficznej Polska osiągnęła już w 1967 roku. Z każdy rokiem zjawisko to ulegało intensyfikacji. Jednak pomimo upływu prawie połowy wieku, nie skonstruowano systemów i nie wdrożono rozwiązań, które zapewniłyby teraz odpowiednią, zbliżoną do innych państw członkowskich OECD czy UE, dostępność do opieki dla coraz bardziej dominującej części społeczeństwa, czyli osób starszych. Aktualnie stwierdza się niedostateczne zaplecze wspierające, opiekuńcze i lecznicze dla seniorów w Polsce, a należy pamiętać, że zmiany demograficzne w najbliższych latach będą następować w coraz bardziej dynamicznym tempie. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. Warych-Juras A., Gałka J., Starzenie się ludności w polskich obszarach metropolitalnych, (w:) Człowiek w przestrzeni zurbanizowanej, Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ Kraków (2011), s. 99-110 Departament Badań Demograficznych i Rynku Pracy, Sytuacja demograficzna osób starszych i konsekwencje starzenia się ludności Polski w świetle prognozy na lata 2014-2050, Główny Urząd Statystyczny, Warszawa (2014) Abramowska-Kmon A., O nowych miarach zaawansowania procesu starzenia się ludności, Studia Demograficzne 1(159), Warszawa (2011) Kubicki P., Ekspertyza przygotowana w ramach projektu „EAPN Polska – razem na rzecz Europy Socjalnej”, Ubóstwo i wykluczenie społeczne osób starszych, Instytut Gospodarstwa Społecznego SGH, Zakład Gerontologii Społecznej IPiSS Dziełak D., Klonowska K., Prognoza kosztów świadczeń opieki zdrowotnej finansowanych przez Narodowy Fundusz Zdrowia w kontekście zmian 290 Opieka nad pacjentami 65+ w różnych typach placówek medycznych – aspekty ekonomiczne 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. demograficznych w Polsce, Departament Analiz i Strategii Narodowego Funduszu Zdrowia, Warszawa (2015) Łączne sprawozdanie finansowe Narodowego Funduszu Zdrowia za okres 1.01-31.12.2014 r., Warszawa (2015) Plan Finansowy Narodowego Funduszu Zdrowia na 2014r.; http://www.nfz.gov.pl/bip/finanse-nfz/ Węgrzyn M., Wydłużanie życia ludności a problem zapewnienia bezpieczeństwa zdrowotnego, Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu Centrala NFZ, Departament Świadczeń Opieki Zdrowotnej, Analiza korzystania ze świadczeń opieki zdrowotnej w 2009 r. i rozkładu indywidualnych wydatków Narodowego Funduszu Zdrowia związanych z finansowaniem tych świadczeń, Warszawa (2010), s. 4-7 Główny Urząd Statystyczny, Stan zdrowia ludności Polski w przekroju terytorialnym w 2004 r., Główny Urząd Statystyczny, Warszawa (2007) Czapiński J., Panek T., Diagnoza społeczna 2009, Rada Monitoringu Społecznego, Warszawa (2009), s.109 Dubiel M., Klich-Rączka A., Specyficzne potrzeby lecznicze osób starszych a kształcenie geriatrów. Dlaczego geriatria jest specjalizacją ważną i dlaczego ciągle brakuje geriatrów? Zdrowie Publiczne i Zarządzanie, tom IX, nr 1, (2011),s. 101-109 Gałuszka M., System opieki zdrowotnej w Polsce wobec potrzeb seniorów: priorytety, racjonowanie i dyskryminacja ze względu na wiek, Przegląd Socjologiczny 62/2, (2013) s.79-108 Golinowska S., Sowa A., Zdrowie i sprawność. Przemiany w Polsce, Polityka Społeczna, nr 2, (2012) Kujawska J., Organizacja i zarządzanie opieką nad osobami starszymi¸ ZESZYTY NAUKOWE UNIWERSYTETU SZCZECIŃSKIEGO nr 855, Finanse, Rynki Finansowe, Ubezpieczenia nr 74, t. 1 (2015), s. 709-722 Derejczyk J., Bień B., Kokoszka-Paszkot J., Szczygieł J., Gerontologia i geriatria w Polsce na tle Europy –czy należy inwestować w ich rozwój w naszym kraju?, Gerontologia Polska, t. 16, nr 3, (2008), s. 149-159 Mossakowska M., Więcek A., Błędowski P.,2012, Aspekty medyczne, psychologiczne, socjologiczne i ekonomiczne starzenia się ludzi w Polsce, Termedia wydawnictwo medyczne, Poznań 291 Edyta Simińska, Joanna Woźniak, Natalia Dereń Opieka nad pacjentami 65+ w różnych typach placówek medycznych – aspekty ekonomiczne Intensyfikacja procesu starzenia się społeczeństwa z jednej strony świadczy o niepodważalnym sukcesie współczesnej medycyny, jakim jest wydłużenie życia ludzkiej, z drugiej strony zaś stanowi ogromne wyzwanie i liczne zagrożenia. Znaczące zmiany struktury demograficznej większości państw europejskich wybrzmiewają coraz rozleglejszymi konsekwencjami. Celem pracy było przedstawienie dynamiki zmian demograficznych w Polsce i ściśle z nimi związanych zmian w organizacji i finansowaniu świadczeń opieki zdrowotnej w różnych typach placówek medycznych na podstawie przeglądu najnowszych dostępnych raportów finansowych i danych literaturowych. Polska jest krajem o zaawansowanej starości demograficznej, a stan ten nadal się pogłębia. Według prognoz demograficznych GUS odsetek osób starszych w populacji polskiej w kolejnych latach ulegnie znaczącemu wzrostowi i osiągnie 32,7% w 2050 roku. Przytoczone w pracy analizy finansowe świadczą o znacznym wzroście wydatkowania na świadczenia zdrowotne, ściśle związanym ze zmianami w strukturze demograficznej. Prognozy NFZ wskazują, że największy nominalny wzrost finansowania w kolejnych latach będzie dotyczył rodzaju świadczeń najbardziej kosztochłonnych, czyli leczenia szpitalnego. Istotny wzrost wydatków prognozuje się także w zakresie refundacji leków, ambulatoryjnej opieki specjalistycznej i podstawowej opieki zdrowotnej. W pracy wskazano także na istotne niedomagania opieki geriatrycznej w Polsce i dokonano porównań wskaźników opieki geriatrycznej do średniej krajów OECD. Prezentowanego wzrostu nakładów na opiekę zdrowotną (zarówno tego już odnotowanego, jak i prognozowanego) nie można uniknąć. Przemiany demograficzne mają bowiem bezpośredni wpływ na strukturę wydatkowania finansów publicznych, szczególnie tych przeznaczanych na system zabezpieczenia społecznego (m.in. opieka zdrowotna, świadczenia emerytalno-rentowe). Ważne jest więc, aby osoby decydujące o zakresie i wielkości świadczeń oraz planujące i zabezpieczające rezerwy finansów wyciągały wnioski długofalowe ze zmian demograficznych. Economics aspects of patients 65+ healthcare in various types medical institutes Intensification of aging populations is unquestionable succes of modern medicine on the one hand, and a huge challenge and risks on the other. Significant changes in the demographic structure of most European countries are doing more and more consequences. The aim of the study was to present the dynamics of demographic changes in Poland and changes in the organization and financing of health care services in various types of medical institutes on the basis of a review on the most recent financial reports and literature data. Poland is a advanced demographic aging country. Demographic forecasts show that the percentage of elderly in the Polish population would be significantly increased in the next years. Forecast to 32.7% of the elderly by 2050 in Poland. Financial analysis indicates that significantly increased spending on health care benefits due to changes in the demographic structure. The largest increase in funding will be in hospital services. Significantly increase expenses for reimbursement of medicines, outpatient specialist care and primary health care too. In this work indicate significant deficiencies geriatric care in Poland and compared indicators of of geriatric care in Poland to OECD countries. It is impossible to avoid an increase in funding for health care. Demographic changes directly affect the structure of public finance spending, in especially finance allocated to the social security system. 292 Katarzyna Brukało1 Analiza porównawcza w polityce zdrowotnej 1. Wstęp Działalność decydentów w ramach polityki zdrowotnej prowadzona na szczeblu krajowym czy samorządowym w znaczny sposób wpływa na kształtowanie poziomu zdrowia, a przez to jakości życia populacji. Ciągłe polepszanie ich poziomu bazuje nie tylko na nakładach finansowych czy czasowych, ale także ciągłym udoskonalaniu podejmowanych praktyk. Adekwatnym modelem zarządzania może być w tym zakresie benchmarking, który polega na doborze najlepszej praktyki oraz jej twórczym zaadaptowaniu. Proces doskonalenia w polityce zdrowotnej przybiera wówczas postać nie tylko kopiowania rozwiązań zastosowanych przez liderów, ale nade wszystko – ich kreatywnej adaptacji. Przed systemami ochrony zdrowia w wyniku transformacji epidemiologicznej chorób oraz zmieniającego się otoczenia stoją coraz to nowe wyzwania. Powszechnie wiadomo natomiast, że potrzeby ludzkie (także zdrowotne) są nieograniczone, zaś możliwości ich zaspokojenia zawsze pozostają ograniczone. Należy zatem używać wszelkich możliwych środków, aby podnosić efektywność systemu ochrony zdrowia. W niniejszej pracy podjęto próbę adaptacji i przystosowania procesu benchmarkingu do specyficznych warunków polityki zdrowotnej. 2. Benchmarking – definicja, podział Benchmarking jest pojęciem niezwykle szerokim, stanowiącym istotny element teorii zarządzania strategicznego. W literaturze przedmiotu podkreśla się fakt, iż benchmarking jest uczeniem się od najlepszych poprzez poszukiwanie najefektywniejszych metod funkcjonowania przedsiębiorstwa selekcjonowanych w oparciu o uzyskane wyniki oraz ich porównanie [1]. Jednocześnie benchmarking stanowi drogę poszukiwania „najlepszej praktyki” [2]. Termin „benchmarking” pochodzi od angielskiego słowa „bench -mark”, – co oznacza widoczny z daleka punkt orientacyjny wykorzystywany w pomiarach niwelacyjnych. W teorii zarządzania będzie to zatem 1 Zakład Polityki Zdrowotnej, Wydział Zdrowia Publicznego w Bytomiu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, zpz.sum.edu.pl 293 Katarzyna Brukało odnośnik, który sprzyja optymalizacji funkcjonowania przedsiębiorstwa poprzez obserwowanie konkurencji [3]. Ze względu na to, że benchmarking dotyczy nie tylko porównywania wyników, ale także całego procesu, praktyk i metod działania innych organizacji, można go podzielić w różny sposób, w zależności od przyjętego kryterium [1]. W literaturze spotykany jest podział benchmarkingu ze względu na badany obszar – benchmarking przedmiotowy i lub pole działania – benchmarking podmiotowy. Benchmarking przedmiotowy dotyczy: a) strategii – porównanie myśli przewodnich oraz założeń wdrażanych rozwiązań b) procesu – porównanie procesów jakie zachodzą w organizacji c) produktów – obejmuje zarówno specyfikę wytwarzania jaki i odbiór przez klienta d) metod zarządzania – porównanie aspektów zarządzania organizacją Benchamrking podmiotowy natomiast postrzega się poprzez pryzmat: a) wewnętrzny – w ramach jednego przedsiębiorstwa b) zewnętrzny – odniesienie do najlepszych w tej samej branży c) funkcjonalny – odniesienie do najlepszych z innych branż. W benchmarkingu istotne jest także kryterium etapu dokonywania pomiaru. Może to być benchmarking procesów, którego istotą będzie porównanie sposób realizowania danej funkcji czy procesu, lub benchmarking wyników, które świadczyć będą o efektywności danej firmy [1]. 3. Benchmarking w sektorze Pierwotnie benchmarking stosowany był w sektorze prywatnym, nastawionym przede wszystkim na poprawę konkurencyjności. Jednak w latach 80. XX wieku zaczął przenikać do sektora publicznego, początkowo w USA i Europie Zachodniej (Wielka Brytania, kraje skandynawskie) [4]. Co warte podkreślenia, już pierwsze analizy benchmarkingowe dotyczyły ochrony zdrowia [5]. Założenia, cele i metody benchmarkingu stosowanego w organizacjach publicznych nie różniły się znacząco w stosunku do tych stosowanych w organizacjach komercyjnych [6]. Obecnie jednak obserwuje się tren, iż benchmarking w sektorze publicznym jest coraz mniej sformalizowany. Przyjmuje on raczej postać dyskusji dotyczących praktyk stosowanych w innych organizacjach, służy wspólnemu rozwiązywaniu problemów oraz wzajemnemu doskonaleniu się [5]. Jak wskazują doświadczenia w stosowaniu benchmarkingu w sektorze publicznym metoda ta może być wdrażana na poziomie globalnym 294 Analiza porównawcza w polityce zdrowotnej (np. Unia Europejska), krajowym lub samorządowym (w obu przypadkach jego nadrzędnym celem będzie wsparcie przy konstruowaniu polityk czy strategii) [7]. Benchmarking w ochronie zdrowie dotyczy najczęściej badania jakości usług zdrowotnych (jako produktu finalnego całego procesu) lub placówek medycznych (jako miejsca wytworzenia tychże usług). Czym innym będzie natomiast benchmarking polityki zdrowotnej samej w sobie – procesu kształtowania zachowań i podejmowania decyzji dotyczących zdrowia społeczeństwa. Owe rozróżnienie ilustruje poniższa tabela: Tabela I Zestawienie benchmarkingu polityki zdrowotnej, placówki ochrony zdrowia oraz usługi medycznej. Źródło: opracowanie własne Table I Benchmarking in health policy, health care center and medical service Rodzaj benchamrkingu Placówka ochrony zdrowia Polityka zdrowotna Świadczeni e zdrowotne Strategia Określone kierunki działania i metody ich realizacji Strategia rozwoju i działania placówki ochrony zdrowia Proces Proces wdrażania i realizacji założeń Proces udzielania świadczeń z zakresu ochrony zdrowia Proces świadczenia usługi Produkt Udział społeczeństwa w działaniach dla zdrowia, edukacja zdrowotna społeczeństwa Jakość placówki ochrony zdrowia w opinii pacjentów Wartość i jakość świadczeń zdrowotnych w opinii pacjentów 295 Katarzyna Brukało Wewnętrzny Strategie i programy zdrowotne Jednostki organizacyjne danej placówki ochrony (oddziały, poradnie) zdrowia Inne świadczenia zdrowotne realizowane przez określony podmiot Zewnętrzny Inne polityki zdrowotne Inne placówki ochrony zdrowia Inne świadczenia zdrowotne realizowane przez inny podmiot Funkcjonalny Inne polityki krajowe i zagraniczne Inne przedsiębiorstwa Inne świadczenia 4. Ocena funkcjonowania systemów ochrony zdrowia – WHO 2000 Instytucje i ludzie, którzy kreują kształt polityki zdrowotnej dążą do poprawy funkcjonowania swoich systemów zdrowotnych. Aby tego dokonać konieczne jest zdefiniowanie braków i niedociągnięć. Eksperci Światowej Organizacji Zdrowia w roku 2000 stworzyli narzędzie, które miało umożliwić, ocenę i porównanie działania systemów ochrony zdrowia we wszystkich krajach członkowskich [8]. W opublikowanym raporcie zdefiniowano system zdrowotny jako „zawierający w sobie wszelkie działania, których podstawowym celem jest promowanie, odzyskiwanie lub zachowanie zdrowia”. Nadto, nakreślono także nadrzędne cele systemu zdrowotnego, do których należy: zdrowie społeczeństwa, wrażliwość systemu na potrzeby pacjentów niezwiązane bezpośrednio z opieką medyczną oraz sprawiedliwość w zakresie wydatków gospodarstw domowych na zdrowie. Uznano, iż poziom realizacji celów nadrzędnych odzwierciedli funkcjonowanie systemu ochrony zdrowia, a przez to – umożliwi jego ocenę. Szacunki dotyczące zdrowia społeczeństwa oparto na dwóch miarach: wskaźniku DALE (spodziewana długość życia skorygowana niepełnosprawnością), ponieważ uwzględnia on przedwczesne zgony oraz stopień obciążenia społeczeństwa chorobami i niepełnosprawnością; oraz rozkładzie zdrowia w populacji (określanym jako nierówności w zdrowiu, szacowanym w oparciu o różnice w przeżywalności dzieci do lat 5). 296 Analiza porównawcza w polityce zdrowotnej Aby ocenić wrażliwość systemu zdrowotnego przeprowadzone zostały ankiety, w których ową wrażliwość podzielono na dwa aspekty: podmiotowe traktowanie pacjenta (poszanowanie godności pacjenta, dyskrecja, autonomia) oraz orientacja na klienta (szybkość reagowania, jakość infrastruktury, dostęp do wsparcia, wybór świadczeniodawców). Sprawiedliwość wydatków gospodarstw domowych na zdrowie zdefiniowano jako udział w całkowitych wydatkach gospodarstw domowych pomniejszonych o kwotę przeznaczoną na wyżywienie (uwzględniono natomiast składki ubezpieczeniowe czy podatki płacone w celach zdrowotnych). Wszystkie powyższe czynniki zostały poddane ocenie sumarycznej realizacji nadrzędnych celów systemu ochrony zdrowia obliczonej dla 191 państw członkowskich i przedstawione w postaci tabeli rankinogwej. Jako drugą ocenę zbiorczą opracowano także wydajność systemu (zależność wyników od zasobów) wyrażaną jako wskaźnik efektywności. Warto zaznaczyć, iż opublikowany raport WHO spotkał się z krytycznym przyjęciem w środowisku eksperckim [9]. Zastrzeżenia budził przede wszystkim sposób doboru wskaźników, ich zestawienie oraz wykorzystanie. Z drugiej jednak strony i krytycy i zwolennicy raportu podkreślali, iż potrzebne i konieczne są badania dotyczące problematyki funkcjonowania systemów ochrony zdrowia oraz ich osiągnięć [10]. W świetle powyższego, wydaje się, iż metodologia benchmarkingu aadaptowana na grunt polityki zdrowotnej umożliwi nie tylko jednorazowe porównanie w celu dokonania oceny (jak miało to miejsce w pracach WHO; Jednocześnie, opracowane wówczas dane mogą stanowić benchmarki), ale przede wszystkim dobór najlepszej praktyki, z korzyścią dla pacjentów i systemu w ogóle. 5. Zastosowanie procedury benchmarkingu w polityce zdrowotnej Wobec nowych wyzwań systemów ochrony zdrowia (np. starzejące się społeczeństwo, choroby przewlekłe) podniesienie ich efektywności staje się coraz bardziej naglącą potrzebą. Procedurę benchmarkingu zastosowano w roku 2006, aby ocenić wydajność systemów ochrony zdrowia w aspekcie osób cierpiących na cukrzycę. W rezultatach przeprowadzonego badania podkreślono, iż jakość opieki na diabetykami różni się w zależności od kraju, oraz, że konieczne są głębsze analizy tego problemu [11]. Kolejnym przykładem zastosowania benchmarkingu w polityce zdrowotnej jest Międzynarodowe Partnerstwo Benchmarkingu w Aspekcie Nowotworów. Działania te obejmują Australię, Kanadę, Danię, Norwegię, 297 Katarzyna Brukało Szwecję i Wielką Brytanię. Omawiane badanie polegało na porównaniu danych dotyczących przeżywalności w chorobach nowotworowych w wymienionych krajach w okresie 1995-2007. Jego celem było stworzenie unikalnego przewodnika oraz nakreślenie standardów postępowania w polityce walki z nowotworami. Wskazano, iż chociaż przeżywalność pacjentów z chorobą nowotworową wykazuje tendencję wzrostową, to widoczne są wyraźne różnice pomiędzy poszczególnymi badanymi krajami [12]. Sama użyteczność benchmarkingu w sektorze publicznym także zostaje poddana dyskusji na forum eksperckim. Krajem, który jako pierwszy zastosował benchmarking w sektorze publicznym była Wielka Brytania. W roku 2005 przeprowadzono badanie efektywności benchmarkingu w działaniach podejmowanych przez tamtejszą instytucję publicznej ochrony zdrowia – NationalHealth Service. Podkreślono wówczas, że choć benchmarking stanowi skuteczne narzędzie poprawy konkurencyjności w sektorze prywatnym, to w sektorze publicznym zasada jego działania oraz reguły postępowania pozostają niejasne [13]. 6. Benchmarking w polityce zdrowotnej – proponowana metodologia Polityka zdrowotna jest obszarem publicznym, w którym działanie w dużej mierze determinowane jest przez czynniki nierynkowe. Dlatego też, jak wskazują przytoczone powyżej przykłady, celem benchmarkingu polityki zdrowotnej będzie raczej nie tyle poprawa konkurencyjności, co przede wszystkim poprawa efektywności podejmowanych działań. Przy takim założeniu wydaje się, iż najbardziej odpowiednim narzędziem będzie odpowiednio zmodyfikowany Model Doskonałości Biznesu (EFQM Business Excellence Model), który nastawiony jest przede wszystkim na polepszenie efektywności strategicznego zarządzania [14]. Istotne jest otoczenie wewnętrzne, dlatego jako pierwszy powinien być wdrażany benchmarking wewnętrzny podzielony na dwa etapy – diagnostyczny i holistyczny [15]. Pierwszym krokiem będzie tzw. benchmarking diagnostyczny (diagnosticbenchmarking), który polega na analizie efektywności działań i procesu zarządzania. Jest to etap, który trwa krótko i polega na analizie obecnego stanu. W aspekcie polityki zdrowotnej benchmarking diagnostyczny będzie opierał się przede wszystkim na: nakreśleniu obecnego obrazu zdrowotnego populacji (zdefiniowanie problemów zdrowotnych, które wymagają podjęcia bardziej efektywnych działań). Na tym etapie najbardziej użyteczne będą 298 Analiza porównawcza w polityce zdrowotnej wskaźniki epidemiologiczne, np. chorobowość, zapadalność, umieralność; analizie satysfakcji pacjenta, która pozwoli ocenić jakość wdrażanych rozwiązań z punktu widzenia odbiorcy oraz wskaże aspekty, gdzie satysfakcja ta jest niewystarczająca. Drugi etap to benchmarking holistyczny (holisticbenchmarking), polegający na identyfikacji obszarów czy procesów wymagających poprawy efektywności. Pozwala on zdefiniować słabe i mocne strony funkcjonowania polityki zdrowotnej. W tym przypadku najbardziej pomocna będzie analiza ewaluacji wdrażanych programów i strategii zdrowotnych (np. Narodowy Program Zdrowia na lata 2007-2015). Umożliwi to zidentyfikowanie obszarów, które wymagają poprawy (wdrażanie programu, sposób jego realizacji). Jak zaznaczono powyżej, sam proces benchmarkingu polityki zdrowotnej oparty będzie na modelu EFQM. Model ten uwzględnia bowiem specyfikę i unikalność badanego sektora. Ponadto opiera się on przede wszystkim na: satysfakcji klienta (w tym przypadku pacjenta), satysfakcji pracownika, oddziaływaniu i wpływie na społeczeństwo, zarządzaniu zasobami ludzkimi, kapitałowymi i procesami. Kryteria modelu EFQM podzielono na dwie grupy: możliwości i rezultaty [16]. Innymi słowy procedura benchmarkingu opierać się będzie na zestawieniu zasobów jakimi dysponuje polityka zdrowotna z jej efektami i skutkami. W pierwszej grupie – możliwości uwzględnia się przede wszystkim: działania oraz zachowanie liderów i decydentów; strategie – jej formułowanie, wdrażanie i ewentualne korygowanie; zasoby ludzkie oraz zasoby organizacji; procesy – zarządzania oraz kontrolowania i podnoszenia efektywności. W ramach rezultatów należy wymienić: satysfakcję pacjenta; satysfakcję pracowników systemu; wpływ i oddziaływanie na społeczeństwo; rezultaty zarządzania (czy udało się zaspokoić potrzeby i oczekiwania społeczne). Newralgiczny punkt na tym etapie stanowi zidentyfikowanie miar poszczególnych kryteriów, selekcja najistotniejszych wskaźników, które pozwolą na zestawienie ze sobą nie tylko danych ilościowych, ale także jakościowych. Poniżej zaproponowano przykładowe wskaźniki/czynniki, które mogą być w tym procesie pomocne. 299 Katarzyna Brukało Tabela II Przykładowe wskaźniki/czynniki do zastosowania w procesie benchmarkingu. Żródło: opracowanie własne Table II Examplefactors in benchmarking proces Możliwości Działania Liczba konsultacji społecznych Strategie Liczba programów zdrowotnych Zasoby ludzkie Liczba lekarzy w przeliczeniu na 1000 mieszkańców, Liczba pielęgniarek w przeliczeniu na 1000 mieszkańców Całkowite wydatki na zdrowie w przeliczeniu na 1 osobę, Zasoby Liczba łóżek szpitalnych w przeliczeniu na 1000 mieszkańców, Liczba tomografów komputerowych w przeliczeniu na milion mieszkańców Opinie Agencji Oceny Technologii Medycznych, Procesy Audyty wewnętrzne 300 Analiza porównawcza w polityce zdrowotnej Rezultaty Satysfakcja pacjenta Satysfakcja pracowników System ochrony zdrowia w ocenie pacjentów System ochrony zdrowia w ocenie pracowników Umieralność wg przyczyn, Wpływ i oddziaływanie na społeczeństwo Udział w populacji osób zaszczepionych przeciwko grypie w grupie wiekowej 65+, Występowanie otyłości u dzieci, Konsumpcja wyrobów tytoniowych Czas oczekiwania na świadczenia Rezultaty zarządzania Liczba osób, która skorzystała z programów obejmujących badania przesiewowe W samej metodologii przeprowadzania benchmarkingu można natomiast wyróżnić cztery zasadnicze etapy: planowanie, gromadzenie danych, analiza i adaptacja [17]. Planowanie polega przede wszystkim na odpowiedzi na zasadnicze pytanie: jaka jest misja organizacji? W przypadku polityki zdrowotnej będzie to podtrzymywanie i polepszanie stanu zdrowia i jakości życia obywateli. Ponadto, należy zidentyfikować obszar, w którym wymaga się polepszenia efektywności. Identyfikacji takiej służy porównanie odpowiednich wskaźników (np. z zaproponowanych powyżej). W tej fazie także, powołuje się zespół ds. wdrażania procesu benchmarkingu oraz ustala jego harmonogram [18]. Kolejna faza to gromadzenie danych. Przede wszystkim należy określić lidera – zatem państwo lub samorząd, w którym w ramach polityki zdrowotnej osiągane są lepsze rezultaty w porównywanym obszarze. Faza ta skupia się zatem przede wszystkim na pozyskiwaniu od lidera informacji dotyczących elementów procesu zarządzania zidentyfikowanych w fazie pierwszej. Etap trzeci to analiza zgromadzonych danych (poprzez porównanie odpowiednich wskaźników). Pozwala on na zdefiniowanej najlepszej praktyki wdrażanej przez lidera. W zakresie polityki zdrowotnej może to być sposób wdrażania strategii czy też programów zdrowotnych. Ważne jest także, aby 301 Katarzyna Brukało dokładnie sprecyzować moment krytyczny, który decyduje o osiąganych rezultatach. Może to być bowiem metoda zarządzania, struktura organizacyjna (np. zbytnia decentralizacja lub centralizacja), systemy i wykorzystywane technologie (np. sprzęt medyczny, którym dysponują placówki) lub aspekty społeczne (np. wstyd kobiet przed badaniami cytologicznymi). Ostatni etap polega na wdrażaniu koniecznych i potrzebnych zmian. Dobrym rozwiązaniem jest wprowadzenie programu pilotażowego, który pozwoli sprawdzić czy dana strategia przyniesie oczekiwane rezultaty oraz czy i nie wymaga jakichś modyfikacji. Jednocześnie bardzo ważnym elementem tego procesu jest przeprowadzenie ewaluacji efektów. Tak przeprowadzony proces benchmarkingu ma na celu przede wszystkim [19]: wzrost efektywności podejmowanych działań i wdrażanych rozwiązań; poprawę komunikacji; przyspieszenie procesu zmian funkcjonowania; wzrost satysfakcji pacjenta i pracowników systemu. Benchmarking stanowi swego rodzaju platformę wymiany doświadczeń pomiędzy poszczególnymi politykami zdrowotnymi (krajowymi lub samorządowymi), jednak w zdecydowanie szerszym ujęciu – bowiem pozwala zestawić ze sobą konkretne wskaźniki i konkretne rozwiązania. 7. Podsumowanie Benchmarking opiera się na założeniu, iż we współczesnym świecie nie jest możliwie po pierwsze – opanowanie całej wiedzy, a po drugie – wdrożenie najlepszych, niedających się udoskonalić rozwiązań. Ponadto, ta strategia zarządzania uwzględnia jedną bardzo istotną rzecz – dana organizacja nie jest wyizolowana, ale stanowi element większego systemu [20]. Jednocześnie, nowoczesny benchmarking nie jest zwykłą procedurą porównywania czy zestawiania wyników, to filozofia, która opiera się na dążeniu do doskonałości przy użyciu sprawdzonych technik i metod. I właśnie taka doskonałość efektywności jest potrzebna polityce zdrowotnej w XXI wieku. Literatura 1. 2. 3. Penc-Pietrzak I., Rodzaje benchmarkingu, Ekonomika i Organizacja Przedsiębiorstwa, 2011; 4:18 Karlöf B., Östblom S., Benchmarking. Równaj do najlepszych, Biblioteka Menadżerai Bankowca. Warszawa 1995 Grudzewski W., Rudzińska A., Sawicki M., Benchmarking w strategii rozwojowejfirmy, czyli orientacja na najlepszych, Ekonomika i Organizacja Przedsiębiorstwa. 1998; 2:15 302 Analiza porównawcza w polityce zdrowotnej 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. Bogan Ch. E., English M. J., (2006), Benchmarking jako klucz do najlepszych praktyk: wykorzystuj pomysły najlepszych firm, Helion. Gliwice 2006 Ziębicki B., Benchmarking w doskonaleniu organizacji usług użyteczności publicznej,Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej, Kraków 2007 Grudzewski W., Jaguszyn-Grochowska S., Zużewicz L., Benchmarking – istotai zastosowanie, Ekonomika i Organizacja Przedsiębiorstwa. 1999; 7:3 Kuczewska J., Europejska procedura benchmarkingu: programy i działania, Polska Agencja Rozwoju Przedsiębiorczości. Warszawa 2007 Światowa Organizacja Zdrowia. The World Health Report 2000. Health Systems: Improving Performance. WHO. Genewa 2000 Kocot E., Wskaźniki oceny funkcjonowania systemów zdrowotnych – koncepcja WHO, Zeszyty Naukowe Ochrony Zdrowia – Zdrowie Publiczne i Zarządzanie. 2003; 1: 40-51 Murray C. J. L., Evans D. B., Health Systems Performance Assessment. Debates, Methods and Empiricism, WHO. Genewa 2003 Nolte E., Bain C., McKee M., Diabetes as a Tracer Condition in International Benchmarking of Health Systems, Diabetes Care. 2006; 5: 1007-1011 Coleman M. P., Forman D., Bryant H. i wsp., Cancer survival in Australia, Canada, Denmark, Norway, Sweden and the UK, 1995-2007 (the International Cancer Benchmarking Partnership): an analysis of population-based cancer registry data. The Lancet. 2011; 377: 127-138 Northcott D., Llewellyn S., Benchmarking in UK health: a gap between policy and practice?, Benchmarking: An Internation Journal. 2005; 5: 419-435 Cowper J., Samuels M., Performance benchmarking in the public sector: The United Kingdom experience, Next Steps Team, Office of Public Services Cabinet Office. United Kingdom Gautron J., Early Diagnostic Benchmarking, Plicher T. Holistic Benchmarkingin Europe, Official Proceedings of the Expert Workshop: Company Benchmarking – Towards a European Framework, 24-25 June, Dublin, Ireland 1997; Hardjono T. W., Have S.,Have W. D., The European Way to Excellence. How 35 European manufacturing, public and service organisations make use of quality management, EuropeanCommission, DG-III Industry. Brussels 1996 Keegan R., Benchmarking facts. A European Perspective. European Company Benchmarking Forum, Forbairt. Ireland 1998 Benchmarking. Introduction and main principles applied to company benchmarking, European Commission. Qualityseries no 7. Brussels 1998 Mendes A. S., Innovative Public Administration, in: Benchmarking in Europe. Workingtogether to build competitiveness, Public Sector Information Group, Ireland 2000 Opolski K., Modzelewski P., Zarządzanie jakością w usługach publicznych, CeDeWu, Warszawa 2004 303 Katarzyna Brukało Analiza porównawcza w polityce zdrowotnej Benchmarking (analiza porównawcza) polega na obserwowaniu najlepszych w danej branży i uczeniu się od nich najlepszych praktyk rozumianych jako sprawdzone metody działania i organizacji, aby móc je później zaadaptować do własnych potrzeb. Proces ten, choć wywodzi się z gruntu działalności prywatnej, od początku lat 90. XX wieku z powodzeniem stosowany jest także w sektorze publicznym. Optymalizacja podejmowanych działań pożądana jest także w polityce zdrowotnej, przed którą stają wyzwania związane pacjentów rosnącymi oczekiwaniami pacjentów i pracowników systemu. W pracy dokonano porównania wskaźników dotyczących jakości życia, a także długości i poziomu życia. Podjęto także próbę zaadaptowania oraz sprawdzenia ich skuteczności w roli benchmarków (punktów odniesienia) w polityce społecznej i zdrowotnej. Analizowane, wybrane wskaźniki stosowane są w wąskim zakresie (specjalistycznych analizach), podczas gdy ich potencjał może być wykorzystany nie tylko do ściśle eksperckich analiz, ale w odniesieniu do całego społeczeństwa. Przykładem jest wskaźnik długości życia w zdrowiu (HLY), który nie tylko ilustruje stan zdrowia populacji, ale wskazuje także na granicę wieku produkcyjnego, co jest istotne dla rozwiązań z obszaru polityki emerytalnej. Należy wyselekcjonować wskaźniki, które mogą pełnić funkcję benchmarków w polityce zdrowotnej. Powinny one dotyczyć nie tylko udoskonalania zarządzania placówką ochrony zdrowia czy podnoszenia jakości usług, ale także służyć polityce zdrowotnej w ogóle – od momentu jej tworzenia aż po realizację. Benchmarking in health policy Benchmarking (kind of comparative analysis) is based on sightings of the best in the industry and learning best practices from them, understood as a proven method of operation and organization to be able to later adapt to suit your needs. This process, although derived from the space ofprivate activity, since the beginning of the 90s XX century successfully used also in the public sector Optimization of action taken is also desirable in health policy, in front of which they become the challenges increasing expectations of patients and employees of the system. At this study, a comparison was made of the quality of life indicators, as well as the length and the standard of living. Attempt was also made to adapt and to verify their effectiveness in the role of benchmarks (reference points) in social and health policy. Analyzed, selected indicators are used in a narrow range (specific analysis), while their potential can be used not only to expert analysis, but for society as a whole. An example is the indicator of life expectancy in health (HLYS), which not only illustrates the State of health of the population, but also indicates the age limit, which is important for solutions from the area of pension policy. It should be select indicators that can serve as a benchmark in health policy. They should apply not only to improve the management of the health facility or the quality of services, but also health policy in General-from the moment of its creation until after implementation. 304 Ewa Brągoszewska1, Michał Kowalski2, Józef Pastuszka3 Narażenie ludzi na aerozol bakteryjny występujący w powietrzu atmosferycznym Gliwic w okresie wiosennym 1. Wstęp Liczba mikroorganizmów w powietrzu jest ważnym wskaźnikiem zanieczyszczenia atmosfery, zarówno w przestrzeni otwartej, jak i w pomieszczeniach zamkniętych [1†3]. W Polsce przeprowadzono dotychczas stosunkowo dużo badań dotyczących narażenia ludzi na aerozol bakteryjny w pomieszczeniach mieszkalnych, w biurach, w szkołach i w przedszkolach, natomiast nadal jest bardzo mało danych o poziomie stężeń aerozolu bakteryjnego w powietrzu atmosferycznym. Powietrze jest środowiskiem niesprzyjającym życiu drobnoustrojów, gdyż nie mogą się one w nim dzielić, ani też rosnąć. Jest ono jedynie miejscem ich okresowego przebywania i ośrodkiem umożliwiającym przemieszczanie się. Rezerwuarem mikroorganizmów występujących w powietrzu są woda, gleba, powierzchnia roślin i odpadów, a także ludzie oraz zwierzęta [4†6]. Ogromna większość cząstek biologicznych występujących w powietrzu nie stanowi zagrożenia zdrowotnego, niektóre mogą jednak wykazywać właściwości chorobotwórcze, alergizujące lub toksyczne. Działania alergizujące i toksyczne mogą być efektem inhalacji zarówno żywych, jaki martwych komórek aerozolu biologicznego. Infekcje zaś powodowane są wyłącznie przez żywe mikroorganizmy. Intensywność skutku zdrowotnego zależy od wielu czynników, przede wszystkim jednak od wielkości wchłoniętej dawki bakterii oraz od składu gatunkowego flory bakteryjnej [7, 8]. 2. Cel pracy Celem pracy było otrzymanie informacji o aerozolu bakteryjnym występującym w powietrzu atmosferycznym Gliwic w okresie wiosennym, w aspekcie narażenia ludzi, w oparciu o przeprowadzenie analizy jakościowej i ilościowej aerozolu bakteryjnego oraz oszacowanie dobowej 1 [email protected],Katedra Ochrony Powietrza, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska, www.polsl.pl 2 Michał[email protected],j.w 3 [email protected],j.w 305 Ewa Brągoszewska, Michał Kowalski, Józef Pastuszka dawki żywych bakterii wchłanianych z powietrza atmosferycznego przez tzw. statystyczną osobę dorosłą. 3. Materiały i metody Pomiary zostały przeprowadzone w okresie od 24 kwietnia do 20 maja w centrum Gliwic, na terenie kampusu Politechniki Śląskiej (50°17'37.1"N 18°40'54.9"E). Gliwice to miasto położone w południowej Polsce, w województwie śląskim. Miasto usytuowane jest na zachodnim krańcu Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego (rys.1). Rysunek 1. Lokalizacja punktu pomiarowego [Map data: ©2015 Google, ORION-ME] Podczas pomiarów rejestrowano parametry meteorologiczne, przy użyciu stacji pogody Oregon Scientific WMR200 (tab.1). 306 Narażenie ludzi na aerozol bakteryjny występujący w powietrzu atmosferycznym Gliwic w okresie wiosennym Tabela 1. Warunki meteorologiczne zarejestrowane podczas pomiarów Wybrany parametr meteorologiczny Średnia Min Max Temperatura powietrza [°C] 20,1 14 25 Ciśnienie atmosferyczne [hPa] 1002,84 999,25 1005,92 Prędkość wiatru [m/s] 3,11 1,04 6,25 Wilgotność powietrza [%] 60 52 68 Do poboru próbek wykorzystano metodę zderzeniową, która polegała na zasysaniu przez aspirator znanej objętości powietrza uderzającego z dużą prędkością w powierzchnię pożywek agarowych. W badaniach wykorzystano sześciostopniowy impaktor Andersena (Tisch Environmental, USA), który składa się z sześciu połączonych szeregowo impaktorów (ze średnicami odcięcia: 7,0; 4,7; 3,3; 2,1; 1,1; 0,65 μm), posiadających coraz to mniejsze otwory wlotowe. W skład impaktora wchodzi także pompa, która zapewnia stałe natężenie przepływu w trakcie pomiarów wynoszące 28,3 l/min. Pobór za pomocą impaktora Andersena trwał 10 minut. Jest to optymalny czas poboru, gdyż po dłuższym okresie czasu następuje utwardzanie powierzchni agaru na skutek wysychania jego powierzchni, a to z kolei powoduje zaniżenie wyznaczonego stężenia aerozolu bakteryjnego [9]. W badaniach posługiwano się także jednostopniowym impaktorem AirIdeal (bioMérieuxMarcy-l'Etoile, France), który pobiera cząstki o średnicy od 3 μm. Przepływ powietrza w impaktorze wynosił 100 l/min, a prędkość zderzenia cząsteczek o powierzchnię podłoża 20 m/s. Czas trwania pomiaru impaktorem AirIdeal wynosił 3 min. Mikroorganizmy pobierane były na powierzchnię pożywki agarowej rozlanej na szalkach Petriego. Podłożem odpowiednim dla wzrostu bakterii był agar odżywczy TSA, do którego dodawano cycloheksymid hamujący wzrost grzybów. Próby inkubowano przez 48h w temperaturze 36°C. Następnie obliczano stężenie, które dla stricte żywych bakterii jest niezwykle trudne do wyznaczenia. Jako substytut tego parametru stosuje się pomiar stężenia mikroorganizmów rozwijających się w kolonie na pożywkach stałych, czyli Colony Forming Units/m3, w skrócie CFU/m3. Przeprowadzono także identyfikację wyizolowanych szczepów bakterii. Identyfikacja przebiegała w dwóch etapach. Pierwszy obejmował mikroskopową analizę morfologiczną kolonii i komórek bakterii barwionych metodą Grama. W drugim etapie przeprowadzono badanie szczepów bakterii różnicowanych na podstawie ich własności metabolicznych, przy pomocy testów biochemicznych API wspomaganych komputerowym systemem analizy API web (bioMerieux, Marcy-l‟Etoile, Francja). 307 Ewa Brągoszewska, Michał Kowalski, Józef Pastuszka 4. Analiza wyników badań 4.1. Stężenia i rozkład ziarnowy aerozolu bakteryjnego Średnie stężenie bakterii pobieranych sześciostopniowym impaktorem Andersena w powietrzu atmosferycznym Gliwic w okresie wiosennym wynosiło 278 CFU/m3. Minimalne stężenie bakterii pobieranych tym urządzeniem było równe 138 CFU/m3, a maksymalne 523 CFU/m3. Z kolei, średnie stężenie bakterii w powietrzu atmosferycznym otrzymane przy użyciu jednostopniowego aspiratora AirIdeal wynosiło 157 CFU/m3, było zatem prawie o dwa razy mniejsze od tego, które otrzymano przy użyciu impaktora Andersena. Wyniki przedstawiono w tabeli nr 2. Tabela 2. Stężenia aerozolu bakteryjnego w powietrzu atmosferycznym Gliwic, w okresie wiosennym Całkowite stężenie aerozolu bakteryjnego CFU/m³ Średnia Minimum Maximum Odchylenie standardowe Impaktor Andersena 278 138 523 110 AirIdeal 157 60 360 74 Stężenia otrzymane przy pomocy impaktora Andersena są wyższe od stężeń otrzymanych przy użyciu impaktora AirIdeal. Jest to z pewnością spowodowane znacznie większą średnicą odcięcia (średnicą graniczną) tego drugiego urządzenia w stosunku do impaktora Andersena. Wartości te wynoszą odpowiednio 3 μm (AirIdeal) i 0,65 μm (impaktor Andersena). Oznacza to, że cząstek bakteryjnych w zakresie średnic 0,65-3 μm impaktor AirIdeal nie wychwytuje. Analizując wyniki stężeń aerozolu bakteryjnego występującego w powietrzu atmosferycznym Gliwic w okresie wiosennym, można uznać, że w tym mieście powietrze pod względem mikrobiologicznym jest stosunkowo czyste. Dane te są zgodne z wynikami uzyskanymi w Gliwicach w latach 2011-2013 [10] oraz są porównywalne z wynikami otrzymanymi w Bydgoszczy, w latach 2012-2013, gdzie średnie stężenie aerozolu bakteryjnego w powietrzu atmosferycznym mieściło się w zakresie od 20 do 460 CFU/m³ [11]. Z kolei badania jakości mikrobiologicznej powietrza atmosferycznego przeprowadzone w Poznaniu w roku 2003, wykazały znacznie wyższe średnie wartości stężeń aerozolu bakteryjnego od tych otrzymanych w Gliwicach. Stwierdzono, że w okresie od kwietnia do października w centrum Poznania, minimalne średnie stężenie bakterii mezofilnych osiągnęło wartość 1500 CFU/m³, podczas gdy maksymalne średnie miesięczne stężenie aerozolu bakteryjnego w tym okresie wynosiło 3000 CFU/m³. Jednak najwyższą wartość stężenia bakterii odnotowano tam 308 Narażenie ludzi na aerozol bakteryjny występujący w powietrzu atmosferycznym Gliwic w okresie wiosennym w okresie wiosennym (kwiecień), wynosiła ona 4500 CFU/m³, panowały wówczas bardzo dogodne warunki dla rozwoju aerozolu bakteryjnego (temp.18,7°C, brak wiatru, brak opadów atmosferycznych) [12], podobny wynik uzyskano w Gliwicach w latach 2011-2013, gdzie najwyższe stężenie bakterii zaobserwowano także w okresie wiosennym, wynosiło ono 1244 CFU/m³ [10]. W roku 2014 maksymalna wartość stężenia aerozolu bakteryjnego w okresie wiosennym wynosiła 523 CFU/m³, była zatem ponad dwukrotnie mniejsza od wartości otrzymanej w badaniach bakteriologicznego zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego Gliwic w poprzednich latach. Rozkład ziarnowy aerozolu bakteryjnego przedstawiono na rys.2. Widoczna jest dominacja frakcji bakterii z zakresu średnic od 3,3 do 7,0 µm, co może być związane z występowaniem w okresie wiosennym bardzo dobrych warunków do wzrostu cząstek bakteryjnych, przede wszystkim, do tworzenia się dużych aglomeratów komórkowych. Podobną zależność zaobserwowano podczas badań mikrobiologicznego zanieczyszczenia powietrza zewnętrznego w Krakowie w roku 2013 [3], gdzie w okresie wiosennym dominowała gruba frakcja bakterii o zakresie średnic 4,7-7,0 µm, natomiast zimą zaobserwowano tam wzrost udziału frakcji respi-rabilnej (dae< 3,3 µm). Rysunek 2. Średni rozkład aerozolu bakteryjnego występującego Gliwicach w okresie wiosennym [opracowanie własne], gdzie: Dae – średnica aerodynamiczna, ΔC – stężenie bakterii na określonym stopniu impaktora Andersena, Ctotal – całkowite stężenie wyhodowanych mikroorganizmów, Δ log Dae – logarytm różnic średnic odcięcia dla poszczególnych stopni impaktora Andersena 309 Ewa Brągoszewska, Michał Kowalski, Józef Pastuszka 4.2. Identyfikacja aerozolu bakteryjnego Przeprowadzona identyfikacja aerozolu bakteryjnego występującego w powietrzu atmosferycznym Gliwic, wskazuje, że w okresie wiosennym najpowszechniejszą grupę bakterii stanowiły pałeczki Gram-dodatnie tworzące endospory (rys.3). Ich udział wynosił 41% w stosunku do całości wyizolowanej mikroflory powietrza. Ta grupa mikroorganizmów reprezentowana była głównie przez bakterie tlenowe z rodzaju Bacillus, czego należało się spodziewać ze względu na powszechne występowanie w przyrodzie ich wysokoopornych na zewnętrzne czynniki fizykochemiczne przetrwalników. Drugą najliczniejszą grupą wyizolowanych bakterii były pałeczki Gram-dodatnie niezarodnikujące, stanowiły one 30% w stosunku do całości mikroflory. Podobne wyniki uzyskano w Ciechocinku w latach 2008-2009, gdzie najpowszechniej występującą grupą bakterii wyizolowaną z powietrza atmosferycznego były pałeczki Gramdodatnie, stanowiąc aż 66% w stosunku całości mikroflory powietrza [13]. Rysunek 3. Udziały procentowe grup mikroorganizmów w stosunku do całości mikroflory powietrza [opracowanie własne] 4.3. Wyznaczenie dawki bakterii wchłanianej do organizmu Istotnym parametrem oceny narażenia organizmu na działanie substancji lub czynnika szkodliwego nie jest jego stężenie w środowisku, lecz dawka, czyli jego ilość lub masa wchłonięta do organizmu. Dawkę całkowitą definiuje się jako sumę dawek otrzymanych przez daną osobę narażoną na substancję zanieczyszczającą w określonym przedziale czasu poprzez oddziaływanie wszystkich zawierających ją środowisk (powietrze, wodę, glebę) oraz przez żywność. W odniesieniu do substancji nie wnikających do organizmu z żywnością, najbardziej istotna jest absorpcja 310 Narażenie ludzi na aerozol bakteryjny występujący w powietrzu atmosferycznym Gliwic w okresie wiosennym zanieczyszczeń z powietrza. Dawkę można wtedy obliczyć mnożąc stężenie danej substancji w powietrzu przez współczynnik pochłaniania oraz czas przebywania w danym środowisku, w którym ta substancja występuje w określonym stężeniu [7]. W roku 1996 przeprowadzono badania rozkładu czasu wśród wybranych losowo mieszkańców GOP-u. W badaniach tych posłużono się metodą dzienniczków aktywności, w których każdy wpisywał miejsce pobytu i wykonywane czynności w ciągu każdej połowy godziny. Wzór dzienniczków został przygotowany przez Uniwersytet Harwarda w Bostonie w ramach Harvard International Exposure Study. Do badań rozkładu czasu wybrano osoby dorosłe, w różnym wieku, o różnym poziomie wykształcenia, zatrudnione w różnych zakładach pracy oraz na różnych stanowiskach. Osoby badane przebywały w różnego rodzaju pomieszczeniach aż 87% czasu, natomiast w środowisku zewnętrznym tylko 7% [14]. W oparciu o zmierzone poziomy stężeń aerozolu bakteryjnego i oszacowany rozkład czasu dla środowiska zewnętrznego wynoszący 7%, wyznaczono dawkę aerozolu bakteryjnego wchłanianą przez osobę dorosłą dla sezonu wiosennego w środowisku zewnętrznym Gliwic. W obliczeniach przyjęto objętość powietrza wdychanego w ciągu doby przez osobę w wieku powyżej 19 lat równą 22 m³ [15]. Obliczeń dokonano w oparciu o poniższy wzór: D = C • t • w, gdzie: D – dawka dla środowiska zewnętrznego, C – stężenie aerozolu bakteryjnego [CFU/m³], t – czas przebywania w środowisku zewnętrznym [godz.], w – współczynnik wchłaniania [m³/godz.]. Wielkość dawki dobowej pobranej z powietrza atmosferycznego Gliwic w okresie wiosennym wynosiła 428 CFU. Wynik ten jest porównywalny z wynikami badań prowadzonymi w latach 2011-2013, gdzie najwyższą wartość dobową dawki dla aerozolu bakteryjnego występującego w powietrzu atmosferycznym Gliwic odnotowano w okresie wiosennym, wynosiła ona wówczas 462 CFU. Wyznaczono także wielkość dawki dobowej dla poszczególnych grup bakterii wyizolowanych z powietrza atmosferycznego Gliwic. Wyniki przedstawiono w tabeli 3. 311 Ewa Brągoszewska, Michał Kowalski, Józef Pastuszka Tabela 3. Dawki dobowe cząstek bakteryjnych (wyrażone w [CFU]) pobranych z powietrza atmosferycznego Gliwic w sezonie wiosennym Grupy bakterii PGPG+N PG+TE ZG+ Dawki dobowe [CFU] 30 128 176 93 Jak widać, największa wartość dawki dobowej wśród wszystkich bakterii wchłanianych z powietrza atmosferycznego, w sezonie wiosennym stanowiły pałeczki Gram-dodatnie tworzące endospory. 5. Podsumowanie Średnie stężenie aerozolu bakteryjnego w okresie wiosennym w powietrzu atmosferycznym Gliwic było rzędu 102 CFU/m3. Średnie stężenie bakterii otrzymane przy użyciu sześciostopniowego impaktora Andersena wynosiło 278 CFU/m3 i było prawie dwa razy większe od średniego stężenia aerozolu bakteryjnego otrzymanego przy użyciu jednostopniowego AirIdeal (157 CFU/m3). Główny pik stężeń rozkładu ziarnowego znajdował się w przedziale wielkości bakterii od 3,3 do 7,7 μm, Frakcja ta wnika do tchawicy i oskrzeli głównych. Dominującą grupą bakterii występującą w powietrzu atmosferycznym Gliwic w okresie wiosennym były pałeczki Gram-dodatnie tworzące endospory, stanowiąc 40% w stosunku do całości mikroflory wyizolowanej z powietrza atmosferycznego. Wielkość dobowej dawki bakterii wchłanianej przez osobę dorosłą dla środowiska zewnętrznego Gliwic w okresie wiosennym wynosiła ponad 400 CFU. Podziękowania Praca została wykonana w ramach grantu BKM/510/RIE-2/2015 finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Literatura 1. 2. Aydogdu H., Asan A., Otkun M. T., Indoor and outdoor airborne bacteria in child day-care centers in Edirne City (Turkey), seasonal distribution and influence of meteorological factors, Environmental Monitoring Assessment, 164 (1-4) (2010), s. 53-66 Douwes J., Thorne P., Pearce N., Heederik D., Bioaerosol health effects and exposure assessment: progress and prospects, The Annals of Occupational Hygiene, 47(3) (2003), s. 187-200 312 Narażenie ludzi na aerozol bakteryjny występujący w powietrzu atmosferycznym Gliwic w okresie wiosennym 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. Grzyb J., Frączek K., Porównawcze badania bakteriologicznego zanieczyszczenia powietrza na obszarze zurbanizowanym oraz na obiektach komunalnych, Proceedings of ECOpole, 7 (1) (2013), s. 343-347 Kołwzan B., Adamiak W., Grabas K., Pawełczyk A., Podstawy mikrobiologii w ochronie środowiska, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław (2006) Charkowska A., Problemy jakości powietrza w szpitalach Problemy jakości powietrza wewnętrznego w Polsce 2007, pod red. J. Sowy i M. Mijakowskiego, Warszawa, (2008) Karra S., Katsivela E,. Microorganisms in bioaerosol emissions from wastewater treatment plants during summer at a Mediterranean site, Water Research 41(2007), s. 1355-1365 Burge H., Bioaerosols: prevalence and health effects in the indoor environment, Journal of Allergy and Clinical Immunology 86 (1990), s. 687-701 Pastuszka J. S., Narażenie na aerozole ziarniste, włókniste i biologiczne (bakterie i grzyby mikroskopijne) populacji generalnej Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław (2001) Nevalainen A., Willeke K., Liebhaber F., Pastuszka J., Burge H., Henningson E., Bioaerosol sampling, (W:) Aerosol Measurement: Principles, Techniques and Applications (Editors: K. Willeke and P. Baron), Van Nostrand Reinhold, New York (1993) Brągoszewska E., Aerozol bakteryjny w powietrzu atmosferycznym Gliwic i jego udział w całkowitym narażeniu ludzi na bakterie wchłaniane drogą inhalacyjną, Rozprawa Doktorska (2014) Kubera Ł., Studzińska J., Dokładna W., Małecka-Adamowicz M., Donderski W., Mikrobiologiczna jakość powietrza w wybranych przedszkolach oraz antybiotykooporność bakterii z rodzaju Staphylococcus spp., Medycyna Pracy 66(1) (2015), s. 49-56 Bugajny A., Snopkiewicz M., Pietraszewska-Pająk M., Stach A., Filipiak M., On the Microbiological Quality of the Outdoor Air in Poznań, Poland, Polish Journal of Environmental Studies14(3)(2005), s. 287-293 Burkowska A., Kalwasińska A., Walczak M., Airborne Mesophilic Bacteria at the Ciechocinek Health Resort, Polish Journal of Environmental Studies, 21(2)(2008), s. 307-312 Pastuszka J. S., Inertial impaction. Advances, in Aerosol Filtratio: (Editor: K.R. Spurny). CRC Press/Lewis Publishers, BocaRaton(1998) FL, s. 437-452 Meek M. E., Newhook R., Liteplo R. G., Armstrong V. C., Hazard and risk assessment for inhaled pollutants, Respiratory Toxicology and Risk Assessment (red.:P.G.Jenkins, D.Kayser, H.Muhle, G.Rosner, E.M.Smith), Wissendchaftiche Verlagsellsechaft, Stuttgart, Niemcy, (1994), s. 365-378 313 Ewa Brągoszewska, Michał Kowalski, Józef Pastuszka Narażenie ludzi na aerozol bakteryjny występujący w powietrzu atmosferycznym Gliwic w okresie wiosennym Zanieczyszczenia mikrobiologiczne powietrza są niezwykle istotne dla całej populacji ludzkiej ze względu na ich bardzo złożone oddziaływania zdrowotne zarówno infekcyjne, toksyczne jak i alergiczne. W pracy przedstawiono wyniki badań analizy jakościowej i ilościowej aerozolu bakteryjnego występującego w powietrzu atmosferycznym na terenie Gliwic w okresie wiosennym, przy jednoczesnym monitoringu warunków meteorologicznych, takich jak: temperatura i wilgotność powietrza, ciśnienie atmosferyczne, prędkość wiatru. Aerozol bakteryjny pobierany był przy użyciu sześciostopniowego impaktora Andersena ze średnicami odcięcia 7,0; 4,7; 3,3; 2,1; 1,1; 0,65 μm (TischEnvironmental, USA) oraz jednostopniowego impaktora AirIdeal (bioMérieux Marcy-l'Etoile, France).Określono przebieg stężeń całkowitych aerozolu bakteryjnego w powietrzu atmosferycznym Gliwic w okresie wiosennym oraz jego rozkład ziarnowy. Wykazano, że średnie stężenie aerozolu bakteryjnego w okresie wiosennym w powietrzu atmosferycznym Gliwic było rzędu 102 CFU/m3.Główny pik stężeń rozkładu ziarnowego znajdował się w przedziale wielkości bakterii od 3,3 do 4,7 μm. Przeprowadzono także identyfikację gatunkową wybranych prób, która wykazała, że dominującą grupą bakterii występującą w powietrzu atmosferycznym Gliwic w okresie wiosennym były pałeczki Gram-dodatnie tworzące endospory. W pracy oszacowano również wielkość dobowej dawki żywych bakterii wchłanianych z powietrza atmosferycznego przez tzw. statystyczną osobę dorosłą, wynosiła ona ponad 400 CFU. Human exposure on the bacterial aerosol occurring in the atmospheric air of Gliwice in spring season Microbiological contamination of air is extremely important for the general population because of their complex health impact of both infectious, toxic or allergenic. The aim of this work is topresent the results of qualitative and quantitative analysis of bacterial aerosols present in atmospheric air in Gliwice in the spring season, simultaneously monitoring the meteorological conditions, such as temperature and humidity, atmospheric pressure, wind speed. The samples of airborne bacteria were collected using 6-stage Andersen cascade impactor with aerodynamic cutoff diameters 7.0; 4.7; 3.3; 2.1; 1.1; 0.65 μm (Tisch Environmental, USA) and 1-stage impactor Air Ideal (bioMérieux Marcy-l'Etoile, France).The course of the total bacterial aerosol concentrations in the outdoor air of Gliwice in the spring season and its size distribution was determined. It has been found that the average concentration of bacterial aerosol in the spring in the atmospheric air Gliwice was the order 102 CFU/m3. The main peak of the size-distributions was located in the bacteria size range from 3.3 to 4.7 µm (this fraction penetrates into the trachea and main bronchi).It was also carried out to identify of the species of selected samples, which showed that the dominant group of bacteria present in the outdoor air of Gliwice in the spring season were Gram-positive forming endospores. The study also estimated the size of the daily dose of viable bacteria absorbed from atmospheric air by statistical adult and determination of the size of the daily dose for different groups of bacteria isolated from atmospheric air Gliwice in the spring. 314 Joanna Banasiewicz1, Klaudia Komendacka2, Kamil Wachol2 Bakterie symbiotyczne wiążące azot 1. Wprowadzenie Atmosfera ziemska składa się w głównej mierze z azotu cząsteczkowego, który stanowi aż 78,08% jej całkowitej objętości [1]. Powszechnie uważa się tlen za jedyny, niezbędny do życia składnik naszej atmosfery, umniejszając rolę azotu. Należy jednak pamiętać, że jest on składnikiem budulcowym wielu związków ludzkiego organizmu – nukleotydów, aminokwasów, białek, fosforanów nieorganicznych. Stanowi on aż około 3% masy naszego ciała, a u przeciętnego, dorosłego człowieka znajduje się ponad 2 kg tego pierwiastka [2]. Krążenie azotu w przyrodzie jest jednak bardzo złożonym i energochłonnym procesem, a zdecydowana większość tzw. organizmów wyższych nie jest zdolna do pobierania go bezpośrednio z atmosfery. Równowagę udziału azotu w całkowitej puli tego pierwiastka zapewnia szereg procesów, z których wiele przeprowadzanych jest przez mikroorganizmy. Należą do nich: nitryfikacja – utlenianie jonów amonowych poprzez azotyny do azotanów, przeprowadzane przez grupę chemolitotrofów, do których należą m.in.: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrospira, Nitrobacter, Nitrococcus; denitryfikacja – zwana inaczej oddychaniem azotanowym, polegająca na beztlenowej redukcji azotanów poprzez azotyny do azotu cząsteczkowego, przy jednoczesnym uwalnianiu energii, przeprowadzana m.in. przez Pseudomonas denitrificans, Paracoccus denitrificans, Thiobacillus denitrificans, Pseudomonas aeruginosa; asymilacja – zamiana jonów amonowych w azot organiczny, który następnie wbudowywany jest w biomasę; 1 [email protected], Samodzielny Zakład Biologii Mikroorganizmów, Wydział Rolnictwa i Biologii, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, http://www.sggw.pl/ 2 [email protected], Studenckie Koło Naukowe Mikrobiologów ,,Eza", Wydział Rolnictwa i Biologii, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, http://www.sggw.pl/ 3 [email protected], Studenckie Koło Naukowe Mikrobiologów ,,Eza", Wydział Rolnictwa i Biologii, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, http://www.sggw.pl/ 315 Joanna Banasiewicz, Klaudia Komendacka, Kamil Wachol amonifikacja – enzymatyczna hydroliza azotu organicznego z wydzieleniem jonów amonowych; biologiczna redukcja azotu cząsteczkowego do jonów amonowych prowadzona przez zróżnicowane pod względem systematycznym bakterie, określane wspólnym mianem diazotrofów [3]. Głównym źródłem azotu w naszych organizmach są rośliny – w ich składzie jego zawartość może dochodzić do ponad 3% całkowitej masy. Również w tym przypadku, podobnie jak w organizmie człowieka, nie jest on przyswajalny w formie gazowej. Z wyjątkiem roślin motylkowych (Fabaceae), których potrzeby pokarmowe związane z azotem są zaspokajane niemal w całości dzięki procesowi symbiotycznego wiązania N2, wszystkie pozostałe gatunki uprawne powinny mieć zapewniony ten składnik z zasobów glebowych i nawozów [4]. Roczna ilość azotu cząsteczkowego przekształcanego do formy przyswajalnej przez bakterie jest znacznie wyższa niż całkowita produkcja nawozów sztucznych. Wynika stąd konieczność stosowania poplonów – uprawiania roślin motylkowych pomiędzy dwoma plonami głównymi, które następnie przyorane stanowią zielony nawóz – źródło azotu dostępnego dla roślin plonów właściwych [4]. 2. Cel pracy Celem niniejszej pracy jest omówienie problemu wiązania azotu w świecie przyrody, przedstawienie ewolucji, molekularnego podłoża symbiozy bakterii glebowych z roślinami motylkowatymi, a także prezentacja korzyści płynących z zastosowania „zielonego nawożenia” oraz innych sposobów wykorzystania bakterii glebowych. 3. Przegląd literatury 3.1. Wiązanie azotu przez rośliny motylkowate i ich symbiontów Unikalna zdolność do wiązania azotu atmosferycznego wynika z symbiozy roślin motylkowych – Fabaceae(jedynym poznanym do tej pory wyjątkiem jest rodzaj Parasponia należący do wiązowatych – Ulmaceae) [5] z bakteriami brodawkowymi, które należą do czterech wolno żyjących rodzajów: Rhizobium, Bradyrhizobium, Azorhizobium, Sinorhizobium. Wszystkie są ściśle tlenowymi gram ujemnymi pałeczkami [6]. Podstawowymi genami odpowiadającymi za symbiozę roślin z bakterii są: nod (ang. nodulation genes) – odpowiadają za rozpoznanie specyficzności gospodarza oraz za inicjację infekcji; nif i fix (ang. nitrogen fixationgenes) – odpowiedzialne są za sam proces wiązania azotu po udanej infekcji [7]. 316 Bakterie symbiotyczne wiążące azot Geny nif zbliżone są w swojej budowie do genów diazotroficznej bakterii Klebsiella pneumonia, natomiast geny fix nie wykazują żadnej homologii [7]. Symbiotyczne loci są zazwyczaj grupowane w obrębie bakteryjnych chromosomów lub bezpośrednio na plazmidzie. W przypadku Bradyrhizobiumjaponicum orazMesorhizobiumloti wszystkie z tych genów zgrupowane są w obrębie wysp symbiotycznych. Struktury te nazwano tak ze względu na ich podobieństwo do wcześniej opisanych, występujących u bakterii wysp patogeniczności. Charakteryzują się one innym w stosunku do reszty genomu stosunkiem par G/C [8]. Na szczególną uwagę zasługuje możliwość szybkiego rozprzestrzeniania się wysp symbiotycznych pomiędzy niespokrewnionymi ze sobą liniami ryzobiów, wynikająca z obecności sekwencji insercyjnych (ang. insertionsequences, IS) i genów kodujących białka homologiczne do integrazfagowych oraz genów biorcy, umożliwiających gwałtowną i skuteczną zmianę fenotypu biorcy, ułatwiającą skuteczną kolonizację organizmu tkankowego [8, 9]. Nawiązanie symbiozy może być niemożliwe z powodu różnic genetycznych pomiędzy szczepami bakterii lub odmianami roślin, dlatego symbiotyczne populacje roślinne dzieli się na: rośliny tworzące symbiozę z większością szczepów danego gatunku, czyli niewyspecjalizowane pod względem symbiotycznym (ang. symbiotic generalistis); rośliny tworzące symbiozę jedynie z wybranymi szczepami bakterii, czyli wyspecjalizowane symbiotycznie (ang. symbiotic specialists). Podobne zróżnicowanie występuje także wśród bakterii, wyróżniamy zatem: szczepy bakteryjne zakażające większość populacji danego gatunku, różne gatunki, a nawet różne rodzaje roślin, czyli szczepy o szerokim zakresie gospodarza (ang. broad host range); szczepy bakteryjne zakażające wyłącznie niewielką liczbę odmian danego gatunku lub nawet tylko poszczególne gatunku roślin, czyli szczepy o wąskim zakresie gospodarza (ang. narrow host range). Symbiozę roślin bobowatych z bakteriami brodawkowymi możemy obserwować gołym okiem. Na korzeniach tworzą się drobne zgrubienia –brodawki. Brodawki w obrębie jednej rośliny są do siebie podobne, różnią się natomiast morfologią między różnymi gatunkami roślin, co najprawdopodobniej spowodowane jest różną wrażliwością na urydynę. Wyróżnia się dwa zasadnicze rodzaje brodawek: zdeterminowane (ograniczone) – występują głównie na roślinach klimatu tropikalnego; są okrągłe, ponieważ rozwijają się z komórek kory zewnętrznej korzenia, a ich merystem jest aktywny przez krótki okres czasu, wzrost wynika ze wzrostu komórek (wzrost w wyniku 317 Joanna Banasiewicz, Klaudia Komendacka, Kamil Wachol podziału komórek jest stosunkowo bardzo mały); nici infekcyjne są wąskie i krótkie;azot transportowany jest w formie ureidów; niezdeterminowane (nieograniczone) – występują głównie na roślinach klimatu umiarkowanego w wyniku podziału kory wewnętrznej korzenia;komórki kory zewnętrznej tworzą nić preinfekcyjną, umożliwiającą wniknięcie nici infekcyjnej; mają kształt cylindryczny z uwagi na stałą działalność merystemu korzeniowego [10†12]. 3.2. Mechanizm wiązania azotu Spośród wszystkich poznanych dotychczas pierwiastków odżywczych, rośliny najsilniej reagują na niedobory azotu, co objawia się w zależności od gatunku słabszym krzewieniem, żółknięciem liści, wątłością lub sztywnością tkanek czy też strzelistością. Liście są źle wykształcone, a plonowanie roślin oraz wartość biologiczna otrzymanego produktu obniżone. Zdolność do biologicznego wiązania azotu atmosferycznego (BWAA) jest właściwa tylko dla mikroorganizmów prokariotycznych [14]. Pod względem fizjologicznym wyróżnia się: wolno żyjące asymilatory N 2 występujące w glebie i zbiornikach wodnych (Azotobacter, Clostridium, Nostoc), bakterie wiążące azot w asocjacjach z korzeniami roślin (Azospirillum) oraz bakterie wiążące N2 w układach symbiotycznych z roślinami motylkowatymi (Rhizobium). Poziom biologicznego wiązania azotu w ciągu roku szacuje się na 100180 milionów ton, natomiast produkcja chemiczna sztucznych nawozów azotowych wynosi 80 milionów ton/rok. Biologiczne wiązanie azotu jest więc procesem bardzo wydajnym. Związku z tym, można przyjąć, że biologiczne wiązanie azotu w głównej mierze odpowiada za utrzymanie równowagi między ilością N2 a ilością NO3- i NH4+. Pod względem chemicznym, biologiczne wiązanie azotu atmosferycznego polega na konwersji nieprzyswajalnego dla roślin i zwierząt azotu cząsteczkowego, do zredukowanej formy tego pierwiastka, czyli do amoniaku, który rośliny i zwierzęta potrafią metabolizować. Dla procesu biologicznego wiązania azotu niezbędny jest enzym nitrogenaza który bezpośrednio katalizuje redukcję cząsteczki azotu. Nitrogenaza składa się z dwóch komponentów białkowych, które w swych aktywnych centrach posiadają metale: białka molibdenowo-żelazowego, MoFe (komponent I) oraz białka żelazowego, Fe (komponent II). Ważną właściwością nitrogenazy jest to, że może być ona aktywna tylko w warunkach beztlenowych lub w niewielkich koncentracjach tlenu. Ilość tlenu jaka jest dostępna w powietrzu unieczynnia nitrogenazę. Dlatego w brodawce korzeniowej znajduje się bariera dyfuzyjna dla tlenu oraz białko leghemoglobina wiążące tlen. Jako ciekawostkę warto dodać, że 318 Bakterie symbiotyczne wiążące azot zaledwie kilka kilogramów nitrogenazy wyprodukowanej przez bakterie wystarczy, aby roślina motylkowa mogła związać około 90 milionów ton N2 rocznie. Pamiętając, że proces biologicznego wiązaniu azotu opiera się na symbiozie dwóch organizmów, ryzobia, w zamian za zaopatrywanie roślinygospodarza w azot, korzystają z ochrony przed nadmierną koncentracja tlenu jako czynnika działającego destrukcyjnie na nitrogenezę. Korzystają także ze zmniejszonej konkurencji o pokarm jaka występuje w ryzosferze oraz otrzymują cukry jako źródło energii niezbędnej do przeprowadzenia procesu redukcji azotu atmosferycznego. Sumaryczne wiązanie azotu atmosferycznego można przedstawić następująco: N2 + 16 ATP + 8e- + 8H+ 2NH3 + H2 + 16ADP +16Pi Z równania wynika, że potrzebna jest także energia w postaci ATP oraz siła redukcyjna, czyli elektrony i protony [15]. 3.3. Charakterystyka symbiotycznego wiązania azotu Nawiązanie symbiozy rozpoczyna się od wymiany sygnałów między dwoma organizmami, jakimi są bakterie zdolne do wiązania N2 na poziomie przekraczającym ich zapotrzebowanie na ten pierwiastek oraz rośliny, które zapewnią odpowiednie warunki do tego procesu. Rośliny wydzielają do ryzosfery (gleby znajdującej w bezpośrednim sąsiedztwie korzeni) flawonoidy, które są pierwszym sygnałem dialogu molekularnego między bakteriami a rośliną. Flawonoidy łączą się z receptorami w błonie bakterii i aktywują transkrypcję ryzobiowych genów nod, w wyniku czego syntetyzowane są czynnikiNod (odpowiedzialne za brodawkowanie). Czynniki Nod z kolei łączą się z receptorami w błonie komórek włośników. Po nawiązaniu tego specyficznego dialogu między bakterią a rośliną dochodzi do wniknięcia jonów Ca2+ do komórek włośnika, co powoduje jego puchnięcie w wierzchołkowej części. W wyniku tego włośnik zaczyna się zawijać wokół komórek bakteryjnych. Czynniki Nod wywołują u rośliny, oprócz deformacji włośników korzeniowych, tworzenie pierwotnych (merystematycznych) tkanek brodawki poprzez pobudzenie do podziałów komórek kory pierwotnej korzeni [16]. Następnie, te nowo podzielone komórki są infekowane bakteriami z rozwijającej się nici infekcyjnej. Komórki bakteryjne przechodzą na zasadzie endocytozy z nici infekcyjnej do cytoplazmy komórek roślinnych. W wyniku tego procesu każda bakteria zamykana jest w pęcherzyku otoczonym membraną pochodzącą z nici infekcyjnej. Szybko rosnące bakterie przekształcają się w zdeformowane komórki, bakteroidy, które są zdolne do wiązania azotu dzięki ekspresji genów nifi fix. 319 Joanna Banasiewicz, Klaudia Komendacka, Kamil Wachol 3.4. Początki symbiozy Ciężko jest określić początki tej symbiozy z racji na słabe zachowywanie się brodawek korzeniowych w znajdowanych skamieniałościach [17]. Obecnie przypuszcza się, że wyodrębnienie się ryzobiów znacznie wyprzedziło pojawienie się ich roślinnych gospodarzy. Dywergencja Bradyrhizobium oraz Sinorhizobium i Rhizobium zaszła około 550 milionów lat temu, podczas gdy wyodrębnienie się roślin motylkowych szacuje się na około 140-160 milionów lat temu, co pozwoliło na szybkie dopasowanie bakterii do nowej funkcji, ewolucję genów nod i nif oraz rozprzestrzenienie się tych genów pośród gatunków bakteryjnych [18]. Istnieje także hipoteza, że bakterie – przodkowie współczesnych ryzobiów wykazywały symbiozę z eukariontami. Umożliwiła to analiza genów syntetazy glutaminianowej. Jesteśmy w stanie odtworzyć ewolucję tego enzymu do około 2,5 miliarda lat temu. Enzym ten występuje w dwóch różnych formach – GSI oraz GSII. Forma GSI występuje w komórkach bakteryjnych, natomiast forma GSII w komórkach eukariotycznych. Obie formy jednocześnie zlokalizowane są jedynie w komórkach ryzobiów [19]. Filogeneza 16sRNA jest zgodna z filogenezą formy GSI w przeciwieństwie do formy GSII. Pozwala nam to przypuszczać, że około 1,2 miliarda lat temu ryzobia otrzymały gen syntetazy glutaminianowej od ówczesnych eukariontów [20]. 3.5. Źródło energii i koszt symbiotycznego wiązania azotu Proces ten zależy od dostępności asymilatów z fotosyntezy. To właśnie sacharoza jest głównym węglowodanem, który jest transportowany z liści do brodawek korzeniowych. W brodawkach znajduje się syntaza sacharozowa, która rozkłada sacharozę do cukrów prostych. Dzięki tym reakcjom do brodawek dostarczana jest energia niezbędna do redukcji azot atmosferycznego do amoniaku. Gdyby przełożyć energię potrzebną do związania azotu na liczby, byłoby to 15 moli ATP potrzebnych aby uzyskać 1 mol zredukowanego azotu [16]. 3.6. Wpływ poziomu azotu w glebie na zdolność do symbiotycznego wiązania azotu Badacze zadają sobie pytanie czy ilość azotu dostępna w glebie wpływa na proces wiązania azotu atmosferycznego przez bakterie. Otóż okazuje się, że wysoki poziom związków azotowych w glebie wpływa negatywnie na symbiozę, ponieważ zmniejsza ilość brodawek obecnych na korzeniu oraz hamuje aktywność nitrogenazy. W związku z tym w rolnictwie ogranicza się do minimum nawożenie azotowe w uprawach roślin motylkowych [21]. 320 Bakterie symbiotyczne wiążące azot 3.7. Wytwarzanie preparatów mikrobiologicznych z bakterii symbiotycznych W rolnictwie preparaty (szczepionki)mikrobiologiczne są wykorzystywane przede wszystkich do ochrony roślin przez szkodnikami, ograniczenia rozwoju patogenów oraz do stymulowania i plonowania roślin. Mimo tego iż rynek biopreparatów jest wciąż mało rozwinięty, zauważalna jest tendencja wzrostowa. Technologia ta obejmuje następujące etapy: zgromadzenie kolekcji różnych szczepów drobnoustrojów (ponieważ nie stwierdzono występowania w glebie uniwersalnego gatunku bakterii symbiotycznych, który wiązałby się z każdym rodzajem i gatunkiem roślin motylkowych); kontrolowanie czystości i jakości tych szczepów(konieczne jest okresowe przeszczepianie, czyli przenoszenie kultur drobnoustrojów na świeże pożywki); wieloetapowe rozmnażanie mikroorganizmów i kontrolowanie czystości uzyskiwanej biomasy; przygotowywanie nośnika (drobno zmielony torf lub węgiel brunatny); mieszanie biomasy bakterii z nośnikiem i konfekcjonowanie szczepionki [21]. 3.8. Wykorzystanie bakterii ryzobiowych do stymulacji wzrostu roślin W ostatnich latach jeszcze bardziej wzrosło zainteresowanie ryzobiami ze względu na możliwość wykorzystana ich do zwiększania plonu roślin. Jest to tym bardziej pożądany trend biotechnologiczny ze względu na to, że stanowi alternatywę dla stosowania sztucznego nawożenia. Ryzobakterie mają szansę odegrać ogromną rolę poprzez wspomaganie wzrostu roślin, jako tzw. PGPR (ang. plant growth-promoting rhizobacteria) [22]. 3.9. Ryzobia w reintrodukcji zagrożonych gatunków Ryzobia oprócz faktu powszechnego wykorzystywania ich symbiozy z roślinami motylkowatymi w agrotechnice – naturalnym nawożeniu azotem, mają także duże znaczenie w reintrodukcji niektórych, czasami zagrożonych wyginięciem roślin. Pewne gatunki roślinwchodzą w symbiozę jedynie z endemicznymi gatunkami bakterii glebowych. Jedną z takich roślin jest Lupinusmariae-josepha– roślina występująca na terenie Walencji. Jej stanowiska potwierdzono jedynie w kilku miejscach. Próby zebrania nasion i ich antropogenicznego rozprzestrzenienia były nieudane. W wyniku badań technikami biologii molekularnej brodawek korzeniowych, izolacji znajdujących się w nich bakterii oraz późniejszego ich 321 Joanna Banasiewicz, Klaudia Komendacka, Kamil Wachol sekwencjonowania okazało się, że roślina ta jest symbiotyczna jedynie ze specyficznymi, występującymi jedynie na małym terenie ryzobiami. Po namnożeniu w warunkach laboratoryjnych tych specyficznych szczepów, zainokulowano nimi skaryfikowane nasiona. Tak przygotowany materiał umieszczono w cylindrach z jałowym torfem, a następnie przeniesiono na miejsca, gdzie nigdy nie stwierdzono obecności tej rośliny. Doświadczenie się powiodło, a Lupinusmariae-josepha przyjął się w tym miejscu na dłużej. Daje to nadzieję na wykorzystanie w analogiczny sposób tych bakterii dla ochrony innych, zagrożonych roślin. Zdobyte doświadczenie jest w tej chwili wykorzystywane w reintrodukcji do lokalnej flory uznanej za wymarłą z rodziny bobowatych – Astragalus nitidiflorus [23, 24]. 4. Podsumowanie Azot bez wątpienia jest pierwiastkiem niezbędnym do istnienia życia na Ziemi. Często nie przywiązujemy jednak należytej wagi doźródeł jego pochodzenia, nie zdając sobie sprawy z tego, że w dużej mierze za jego obieg w przyrodzie odpowiadają drobne mikroorganizmy glebowe. Sam proces biologicznego wiązania azotu datowany jestna ponad 2 miliardy lat. W tym czasie wykształciły się różne odmiany mechanizmu jego wiązania. W wyniku ewolucji ulegały one udoskonaleniu i dzisiaj mamy już do czynienia z bardzo wydajnymi procesami wiązania tego pierwiastka w symbiozie z roślinami wyższymi. Wytworzenie prawidłowo działającego układu symbiotycznego wymaga zaangażowania informacji genetycznej pochodzącej z trzech odrębnych, posiadających różną filogenezę źródeł – genomu bakteryjnego, genomu roślinnego oraz regionu nod-nif, przy czym najważniejszą rolę odgrywa region genomu roślinnego wraz z sekwencjaminod-nif, który jest bardzo mobilny, a w wyniku poziomego transferu genów grupa mikrosymbiontów roślinnych stale rośnie. Większą uwagę należy także poświęcać naturalnemu nawożeniu, które jest korzystne dla środowiska oraz przyjazne dla rolników ze względu na obniżone koszty w stosunku do nawożenia chemicznego. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. Dane IMGW, dostęp online: http://www.imgw.pl/ Schirber M., The Chemistry of Life: The Human Body, Livescience (2009) Cleveland C. C., Townsend A.R., Schimel D.S., Fisher H., Howarth R.W., Hedin L. O., Global patterns of terrestrial biological nitrogen (N) fixation in natural ecosystems, Global Biogeochemical Cycles (1999) 13:623-645 Skrypt e-learningowyeSGGW, dostęp online: http://e.sggw.pl Lafay B.,Bullier E., Burdon J. J., Bradyrhizobia isolated from root nodules of Parasponia (Ulmaceae) do not constitute a separate coherent lineage, 322 Bakterie symbiotyczne wiążące azot 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2006) 56(Pt 5):1013-8 Weir B. S., The current taxonomy of rhizobia, NZ Rhizobia, Bacterial and fungal systematics research(2012) Arnold W., Rump A., Klipp W., Priefer U., Nucleotide sequence of a 24, 206-base-pair DNA fragment carrying the entire nitrogen fixation gene cluster of Klebsiella pneumoniae, Journal of Molecular Biology(1988) 203(3):715-38 Sullivan J. T., Patrick J. T., Lowther W. L., Scott D. B., Nodulating strains of Rhizobium loti arise throughchromosomal symbiotic gene transfer in the environment, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (1995) 92:8985-8989 Bailly X.,Olivieri I., Brunel B., Horizontal gene transfer and homologous recombination drive the evolution of the nitrogen-fixing symbionts of Medicago species, Journal of Bacteriology(2007) 189:5223-5236 Martyniuk S., Oroń J., Bioróżnorodność mikrobiologiczna gleb na przykładzie bakterii wiążących azot atmosferyczny – oddziaływanie wybranych zabiegów agrotechnicznych, Fragmenta Agronomica (2007) NR 4(96) McKey D., Legumes and nitrogen: The evolutionary ecology of a nitrogendemanding lifestyle, Advances in legume systematics Part 5 (1994) p. 221-228 Denison R. F., Legume sanctions and the evolution of symbiotic cooperation by rhizobia, American Naturalist(2000) 156:567-576 Denison R. F., Lifestyle alternatives for rhizobia: Mutualism, parasitism, and forgoing symbiosis, FEMS Microbiology Letters (2004) 237:187-193 Wielbo J., Skorupska A., The evolution of Rhizobium-legumes symbiosis, Postępy Mikrobiologii (2003) tom 42, zeszyt 3, 263-283 Borucki W., Structure and functioning of legume root nodules, Wiadomości Botaniczne (1998) 42(1): s. 41-61 Marek-Kozaczuk M., Wielbo J., Dobrowolski R., Skorupska A., Effect of soil nitrogen on Rhizobial populations and efficiency of symbiotic nitrogen fixation, Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu (2006) nr 546 Lavin M.,Herendeen P. S., Wojciechowski M. F., Evolutionary rates analysis of Leguminosae implicates a rapid diversification of lineages during the Tertiary, Systematic Biology(2005) 54:575-594 Doyle J. J., Luckow M. A., The rest of the iceberg: Legume diversity and evolution in a phylogenetic context, Plant Physiology(2003) 131:900-910 Pesole G., Bozzetti M. P., Lanave C., Preparata G., Saccone C., Glutamine synthetase gene evolution: a good molecular clock, Proceedings of the National Academy of Sciences (1991) 88, 522-526 Turner S. L., Young J. P. W., The glutamine synthetases of Rhizobia: phylogenetics and evolutionary implications, Molecular Biology and Evolution (2000) 17, 309-319 Martyniuk S., Production of microbial preparations: symbiotic bacteria of legumes as an example, Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering (2010) Vol. 55(4) 323 Joanna Banasiewicz, Klaudia Komendacka, Kamil Wachol 22. Kalitkiewicz A., Kępczyńska E., The use of rhizobacteria in plant growth promoting process, Biotechnologia (2007) 2 (81), 102-114 23. Navarro A., Fos S., Laguna E., Duran D., Rey L., Conservation of Endangered Lupinusmariae-josephae in its Natural Habitat by Inoculation with Selected, Native Bradyrhizobium Strains, PLoS One(2014) 9(7):e102205 24. Martinez-Sanchez J. J., Segura F., Aguado M., Life history and demographic features of Astragalusnitidiflorus, a critically endangered species, Flora (2011) 206:423-432 Bakterie symbiotyczne wiążące azot Azot jest jednym z najważniejszych pierwiastków w przyrodzie. Jest on niezbędny do budowy białek, aminokwasów. Stanowi on aż 3% w składzie ludzkiego organizmu. Na Ziemi występuje w zdecydowanej większości w gazowym stanie skupienia. Azot w tej formie nie może być przyswajany przez zwierzęta i rośliny, co nie znaczy, że jest niedostępny dla wszystkich żywych organizmów. Grupa bakterii glebowych wchodzących w symbiozę z roślinami z rodziny Fabaceae zwanych potocznie ryzobiami posiada zdolność do wiązania azotu atmosferycznego. Bakterie te wytwarzają specjalną strukturę – nić infekcyjną, przez którą to mogą dostać się do korzenia. Po infekcji następuje intensywny podział komórek, w wyniku którego powstają brodawki korzeniowe. W brodawkach ryzobia wiążące azot atmosferyczny przetwarzają go w amoniak lub aminokwas glutaminę, a związki te są przyswajalne przez rośliny i włączane w ich metabolizm. Gospodarz dostarcza w zamian bakterii węgiel oraz warunki do dalszego rozwoju. Proces ten jest wykorzystywany na szeroką skalę w rolnictwie, a rośliny motylkowate są idealnym poplonem. Wykorzystanie symbiozy roślin z rodziny Fabaceaez ryzobiami pozwala ograniczyć, a nawet zupełnie wykluczyć azotowe nawozy chemiczne. Bakterie te wykorzystywane są także w reintrodukcji niektórych zagrożonych wyginięciem roślin. Obecność specyficznych linii bakteryjnych może być obligatoryjna dla wzrostu i rozwoju niektórych roślin. W pracy omawiamy proces asymilacji azotu, pochodzenie filogenetyczne bakterii, geny odpowiedzialne za wiązanie azotu oraz praktyczne zastosowanie tych bakterii glebowych. Symbiotic nitrogen fixing bacteria Nitrogen is one of the most important elements in nature. It is necessary to build proteins and amino acids. It constitutes up to 3% of the human body. On earth, it generally occurs in gas state. That form of nitrogen cannot be used by plants and animals, but it does not mean it is inaccessible for all living organisms. Group of soil bacteria commonly known as rhizobia in symbiosis with the Fabaceae plant family is able to fix atmospheric nitrogen. These bacteria can form a special structure – infection thread through which they have access to the root. After the infection, the plant produces new structures – root nodules. In nodules, the bacteria fix nitrogen and produce ammonia or the amino acid glutamine, which then are assimilated by the plants and involved in their metabolism. In return, the host provides the bacteria with carbon and conditions for further development. This process is widely used in agriculture, and legumes are a perfect aftercrop.Use of symbiosis between Fabaceae plants and rhizobia can reduce or even entirely exclude nitrogen chemical fertilizers. These bacteria are also used in the reintroduction of some endangered plants. The presence of specific bacterial lines may be mandatory for the growth and development of certain plants. In this paper we discuss the process of nitrogen assimilation, the genes responsible for nitrogen fixing, phylogenetic origin of these soil bacteria, and their practical application. 324 Indeks autorów Krzyżewska B. ......................... 270 Langer D..................................... 30 Machaj I.................................... 241 Marzęda A. ................................. 73 Nowak M.................................. 159 Pastuszka J................................ 305 Petit V. ........................................ 73 Pruszkowska-Przybylska P. 96, 107 Przybysz A. ................................ 62 Rejdak K............................. 73, 145 Ruśkowski P. .............................. 62 Semczuk-Sikora A. .......... 220, 230 Simińska E.......................... 42, 285 Smoląg D. ................................. 204 Szkatuła J.................................... 73 Wachol K.................................. 315 Woźniak J. .......................... 42, 285 Wróblewski P...................... 96, 107 Banasiewicz J. .......................... 315 Baranowski D. .......................... 145 Bojakowska U. ........... 87, 120, 132 Brągoszewska E. ...................... 305 Brudniak-Drąg A...................... 187 Brukało K. ................................ 293 Dereń N. ............................. 42, 285 Dobrowolska A. ....................... 145 Drzał A. ........................................ 7 Elas M........................................... 7 Gadomska-Gajadhur A. ............. 62 Grad M. ............................ 220, 230 Kalinowski P. ............. 87, 120, 132 Karpiński R............................... 145 Komendacka K. ........................ 315 Kowalska M. .............. 87, 120, 132 Kowalski M. ............................. 305 Kozłowska E. ............. 87, 120, 132 Krupa A. ........................... 220, 230 325