Prognosis of cellular energy metabolism shifts in adolescents with community-acquired pneumonia

Pneumonia is one of the most severe respiratory pathology forms in children, which contributes significantly to infant mortality. The high risk of chronic bronchopulmonary process and child`s disability, in case of severe and complicated disease, requires careful pathophysiological change's analysis in community-acquired pneumonia (CAP) in children. In particular, for the prediction of these disorders in children with CAP are important the dysmetabolic phenomena study and the specific approaches development. The immediate aim of this work is to study the cellular energy metabolism (CEM) features and to develop approaches for the early bioenergetic disorders diagnostics in conditions of community-acquired pneumonia in adolescents.The aim of the study is to develop approaches for the early diagnosis of shifts in energy metabolism in children aged 14-18 years with CAP. An examination of 41 children aged 14-16 years with the definition of CEM indicators was conducted in order to develop an approach for predicting CEM disorders in community-acquired pneumonia using the method of logistic regression. A logistic regression method was used to develop a method for predicting CEM disorders in children with CAP. The characteristics of CEM in children with CAP were determined. A decrease in the succinate dehydrogenase activity and an increase in the lactate dehydrogenase / succinate dehydrogenase ratio in children with CAP relative to the reference parameters were observed, which indicated an inhibition of the anaerobic energy synthesis pathway. Two mathematical models for predicting CEM disorders in CAP based on logistic regression equations were proposed. The first mathematical model consisted of social and health characteristics and of pneumonia clinical course characteristics. In ROC analysis the area under the curve (AUC) was 0.82, diagnostic specificity – 71%, diagnostic sensitivity – 90%. The second model included only hematological parameters, AUC – 0.78, diagnostic specificity – 69%, diagnostic sensitivity – 81%. Thus, changes in CEM in children with CAP aged 14 – 18 years have been established. Two methods for predicting disorders of CEM in children with CAP have been developed, which can be applied to optimize the treatment of children with CAP aged 14-18 years

The processes of inflammation and fibrosis in patients with chronic obstructive pulmonary disease

The aim of the study was to determine the categories of COPD patients with a predominance of fibrotic or inflammatory processes. The study included 37 stable COPD patients (men – 33 (89.2%), women – 4 (10.8%), mean age – 63.5±1.18 years, the level of forced expiratory volume for the first second after the test with bronchodilators (FEV1post) – 46.7±5.81% of the proper value). To determine the categories of COPD patients with a predominance of inflammation or fibrosis, a cluster analysis was performed. For this purpose the most important indicators from a clinical point of view were selected: the number of exacerbations over the past year, dyspnea severity according to the mMRC scale, the level of FEV1 post and reversibility level in absolute values, systemic inflammation markers levels (CAA, C-RP) and profibrotic cytokine TGF-β1. Thus, according to the results of cluster analysis, two categories of patients were identified. The first category – COPD patients with a predominance of the inflammatory process with low dyspnea severity, high functional indicators (FEV1 >50% of the proper value), high airway reversibility level, low level of profibrotic cytokine TGF-β1, high levels of systematic inflammation markers (C-RP and CAA). The second category – COPD patients with a predominance of the fibrosis process, with a high dyspnea severity, low functional indicators (FEV1 ≤50% of the proper value), low airway reversibility level, low levels of systematic inflammation markers (C-RP and CAA), and high profibrotic cytokine TGF-β1 levels. The prevalence of inflammatory processes was observed mainly in COPD patients, who belong to clinical group C; the prevalence of fibrotic processes – mainly in patients of clinical group B

Prognosis of cellular energy metabolism shifts in adolescents with community-acquired pneumonia

Однією з найбільш тяжких форм респіраторної патології в дітей є пневмонія, що вносить істотну частку в дитячу смертність. Високий ризик хронізації бронхолегеневого процесу й інвалідизації дитини, у випадку тяжкого та ускладненого перебігу захворювання, вимагають ретельного аналізу патофізіологічних змін при позалікарняній пневмонії (ПП) у дітей. Зокрема, на часі є вивчення дизметаболічних явищ та розробка специфічних підходів щодо прогнозу розвитку таких розладів при ПП у дітей. Метою роботи є дослідження особливостей клітинно-енергетичного метаболізму (КЕМ) та розробка підходів до ранньої діагностики біоенергетичних порушень за умов позалікарняної пневмонії в дітей підліткового віку. Проведено обстеження 41 дитини віком 14-18 років із визначенням показників КЕМ, для розробки способу прогнозування розладів КЕМ при ПП було застосовано метод логістичної регресії. Визначено характеристики КЕМ у дітей, хворих на ПП. Констатовано зниження активності сукцинатдегідрогенази та збільшення значення співвідношення лактатдегідрогенази до сукцинатдегідрогенази при ПП відносно показників контрольної групи, що вказувало на пригнічення анаеробного шляху метаболізму. Запропоновано дві математичні моделі прогнозування розладів КЕМ при ПП на базі рівняння логістичної регресії. Перша математична модель складалась з анамнестичних даних, супутніх патологічних станів та характеристик клінічного перебігу ПП, при ROC-аналізі площа під кривою (AUC) становила 0.82, діагностична специфічність – 71%, діагностична чутливість – 90%. Друга модель включала в себе гематологічні показники, AUC – 0.78, діагностична специфічність – 69%, діагностична чутливість – 81%. Таким чином, установлено наявність зрушення КЕМ при ПП у дітей віком 14-18 років, розроблено два способи прогнозування розладів КЕМ при ПП у дітей, що може бути застосовано для вдосконалення медичної допомоги підліткам із урахуванням індивідуальних особливостей організму. Pneumonia is one of the most severe respiratory pathology forms in children, which contributes significantly to infant mortality. The high risk of chronic bronchopulmonary process and child`s disability, in case of severe and complicated disease, requires careful pathophysiological change's analysis in community-acquired pneumonia (CAP) in children. In particular, for the prediction of these disorders in children with CAP are important the dysmetabolic phenomena study and the specific approaches development. The immediate aim of this work is to study the cellular energy metabolism (CEM) features and to develop approaches for the early bioenergetic disorders diagnostics in conditions of community-acquired pneumonia in adolescents.The aim of the study is to develop approaches for the early diagnosis of shifts in energy metabolism in children aged 14-18 years with CAP. An examination of 41 children aged 14-16 years with the definition of CEM indicators was conducted in order to develop an approach for predicting CEM disorders in communityacquired pneumonia using the method of logistic regression. A logistic regression method was used to develop a method for predicting CEM disorders in children with CAP. The characteristics of CEM in children with CAP were determined. A decrease in the succinate dehydrogenase activity and an increase in the lactate dehydrogenase / succinate dehydrogenase ratio in children with CAP relative to the reference parameters were observed, which indicated an inhibition of the anaerobic energy synthesis pathway. Two mathematical models for predicting CEM disorders in CAP based on logistic regression equations were proposed. The first mathematical model consisted of social and health characteristics and of pneumonia clinical course characteristics. In ROC analysis the area under the curve (AUC) was 0.82, diagnostic specificity – 71%, diagnostic sensitivity – 90%. The second model included only hematological parameters, AUC – 0.78, diagnostic specificity – 69%, diagnostic sensitivity – 81%. Thus, changes in CEM in children with CAP aged 14 – 18 years have been established. Two methods for predicting disorders of CEM in children with CAP have been developed, which can be applied to optimize the treatment of children with CAP aged 14-18 years

Цито-енергетичний статус у дітей при позалікарняній пневмонії

Objective: to evaluate the cytoenergetic status of children with community-acquired pneumonia (CAP).Materials and methods. In total 63 children with diagnosed CAP were examined and divided into three age groups: group 1 (n=21) comprised children aged from 1 to 6 years, group 2 (n=22) included patients from 7 to 13 years, and group 3 (n=20) – from 14 up to 18 years. The cytochemical method was employed to detect the activity of lactate dehydrogenase (LDH), succinate dehydrogenase (SDH), malate dehydrogenase (MDH), and glutamate dehydrogenase (GDH) in lymphocytes. The LDH/SDH ratio was also calculated.Results. Analysis of the mitochondrial dehydrogenases activity showed that inactivation of MDH was typical for children with CAP of all age groups. Activation of anaerobic energy synthesis was observed in the children of group 1 with CAP, as indicated by a 1.6-fold activity increase in LDH and a 1.7-fold increase in LDH/SDH ratio. In patients of the 2nd group with CAP, the Krebs cycle inhibition was found as represented by a 1.6-fold decreased activity in MDG and twofold decrease in GDH. CAP in children of the group 3 was associated with inactivation of SDH by 1.5 times, half as large of GDH and MDH by 1.7 times against the background of the LDH/SDH ratio increase by 1.5 times, which indicates the anaerobic energy metabolism activation. A correlation was established between the decrease in oxygen saturation in blood of children with CAP and SDH (rs 0.46), LDH (rs 0.56) and GDH activity (rs 0.58), p<0.01.Conclusions. In children with CAP, an increase in LDH/SDH ratio, a decrease in MDH and GDH, which indicate activation of anaerobic energy metabolism and inhibition of the Krebs cycle were determined. The most significant energy deficiency was detected in the children of the first and the third age groups. A correlation between the oxygen saturation of blood in children with CAP and of the Krebs cycle functioning was established.Цель: оценить цито-энергетический статус при внебольничной пневмонии (ВП) у детей.Материалы и методы. Обследовано 63 ребенка с диагнозом ВП, которые были распределены на три возрастные группы: 1-я (n=21) — от 1 до 6 лет, 2-я (n=22) — от 7 до 13 лет, 3-я (n=20) — от 14 до 18 лет. Активность лактатдегидрогеназы (ЛДГ), сукцинатдегидрогеназы (СДГ), малатдегидрогеназы (МДГ), глутаматдегидрогеназы (ГДГ) определяли в лимфоцитах цитохимическим методом. Рассчитывали соотношение ЛДГ/СДГ.Результаты. Анализ активности митохондриальных дегидрогеназ показал, что инактивация МДГ была типична для детей с ВП всех возрастных групп. У детей 1-й группы с ВП наблюдалась активация анаэробного энергосинтеза, на что указывало повышение активности ЛДГ в 1,6 раза и ЛДГ/СДГ в 1,7 раза. У больных 2-й группы с ВП установлено угнетение цикла Кребса в виде снижения активности МДГ в 1,6 раза и ГДГ — в 2 раза. У детей 3-й группы ВП сопровождалась инактивацией СДГ в 1,5, ГДГ — в 2 и МДГ — в 1,7 раза и повышением ЛДГ/СДГ в 1,5 раза, что указывает на активацию анаэробного энергообмена. Установлена корреляционная связь между снижением показателя сатурации кислорода в крови детей с ВП и активностью СДГ (rs 0,46), ЛДГ (rs 0,56) и ГДГ (rs 0,58) р<0,01.Выводы. У детей с ВП зафиксировано повышение соотношения ЛДГ/СДГ, снижение активности МДГ и ГДГ, что указывает на активацию анаэробного энергосинтеза и угнетение цикла Кребса. Наиболее выраженный энергодефицит выявлен у детей с ВП 1-й и 3-й возрастной группы. Установлена корреляционная связь между показателем сатурации крови кислородом и функционированием цикла Кребса у больных ВП детей.Мета: оцінити цито-енергетичний статус при позалікарняній пневмонії (ПП) у дітей.Матеріали і методи. Обстежено 63 дитини з діагнозом ПП, які були розподілені на три вікові групи: 1-а (n=21) — від 1 до 6 років, 2-а (n=22) — від 7 до 13 років, 3-я (n=20) — від 14 до 18 років. Активність лактатдегідрогенази (ЛДГ), сукцинатдегідрогенази (СДГ), малатдегідрогенази (МДГ), глутаматдегідрогенази (ГДГ) визначали цитохімічним методом у лімфоцитах. Розраховували співвідношення ЛДГ/СДГ.Результати. Аналіз активності мітохондріальних дегідрогеназ встановив, що інактивація МДГ була типовою для дітей з ПП усіх вікових груп. У дітей 1-ї групи з ПП спостерігалася активація анаеробного енергосинтезу, на що вказувало підвищення активності ЛДГ у 1,6 разу та ЛДГ/СДГ у 1,7 разу. У хворих 2-ї групи з ПП встановлено пригнічення циклу Кребса у вигляді зниження активності МДГ у 1,6 разу та ГДГ у 2 рази. У дітей 3-ї групи ПП супроводжувалася інактивацією СДГ у 1,5, ГДГ — у 2 та МДГ у 1,7 разу та підвищенням ЛДГ/СДГ у 1,5 разу, що вказує на активацію анаеробного енергообміну. Встановлено кореляційний зв'язок між зниженням показника сатурації кисню в крові дітей з ПП та активністю СДГ (rs 0,46), ЛДГ (rs 0,56) та ГДГ (rs 0,58) р<0,01.Висновки. У дітей з ПП зафіксовано підвищення співвідношення ЛДГ/СДГ, зниження активності МДГ та ГДГ, що вказує на активацію анаеробного енергосинтезу та пригнічення циклу Кребса. Найбільш виразний енергодефіцит виявлено у дітей з ПП 1-ї та 3-ї вікової групи. Встановлено кореляційний зв'язок між показником сатурації крові киснем у дітей з ПП та функціонуванням циклу Кребса

Виброкавитатор для обеззараживания воды открытых водоемов

Наведено опис конструктивної будови автономного вібраційного кавітатора для аерації води відкритих водойм та інактивації її біологічних забруднень, зокрема і ціанобактеріями, які провокують "цвітіння" води. Його основними елементами є встановлена на пневмобалоні платформа із віброкавітатором та пневмокамерою і занурені у воду збурювачі кавітації. Продуктивність очищення забрудненої води – 10¸150 м2 водного плеса мілководдя за 8¸10 годин роботи від автономного джерела живлення. Пристрій високопродуктивний, маневрений, придатний для ефективної боротьби із заморами риби у відкритих біологічно забруднених, зокрема і цитобактеріями, водоймах, не залежний від стаціонарних джерел живлення.The description of the constructive structure of autonomous vibratory cavitator for water aeration of reservoirs and inactivation of its biological contaminants, including cyanobacteria, which cause water blooms has been presented. Its main elements are the platform mounted on an air cylinder with vibrocavitator and air chamber, and cavitation breaker immersed into the water. The productivity cleaning of contaminated water is 100÷150 m2 of shallow stretch of the water for 8÷10 hours of autonomous power source. The device is considered to be high-performance, manevrenen, and suitable for effectively combating fish kills in open biologically contaminated, including Citrobacter, reservoirs, independent of stationary power sources.Приведено описание конструктивного строения автономного вибрационного кавитатора для аэрации воды открытых водоемов и инактивации ее биологических загрязнений, в том числе и цианобактериями, которые провоцируют "цветение" воды. Его основными элементами являются установленная на пневмобалоне платформа с виброкавитатором и пневмокамерой и погруженные в воду возмутители кавитации. Производительность очистки загрязненной воды – 100¸150 м2 водной глади мелководья за 8¸10 часов работы от автономного источника питания. Устройство высокопроизводительное, маневренное, пригодное для эффективной борьбы с заморами рыбы в открытых биологически загрязненных, в том числе и цитобактериями, водоемах, не зависящий от стационарных источников питания

Характеристика перебігу позалікарняних пневмоній у дітей віком від одного до шести років на сучасному етапі

Objective: to analyze the course of community-acquired pneumonia in children aged from one to six years at the present time.Material and methods. The study involved 63 children aged from one to six with community#acquired radiologically confirmed pneumonia, who were admitted to the hospital. Along with the general clinical research methods, two other methods were applied — the biochemical method (serum creatinine, urea, C-reactive protein, lactate dehydrogenase) and the instrumental method (chest X-ray, ECG, pulseoximetry, according to guidline — computed tomography).Results. The study performs the frequency analysis of the main clinical and laboratory parameters of community-acquired pneumonia among children aged one to six. It was found that the typical clinical signs of pneumonia are present in (63.49±6.06)% of children aged one to six years with community-acquired pneumonia, while pneumonic hematological criteria ascertained twice less. At the time of our research was observed a high percentage of bronchial obstruction (39.68±7.93)% in children with community-acquired pneumonia and segmental pneumonia with a predominance of preschool children 69.69% odds ratio (OR) = 3.55 (95% CI 1.25; 10.07). In the acute period of community-acquired pneumonia the study revealed an increase of lactate dehydrogenase activity in (60.31±6.16)% of cases, indicating the intensity of energy metabolism. Based on the positive dynamics of the main clinical and laboratory parameters (98.41±1.57)% of cases with community-acquired pneumonia show efficacy of the hospital therapy with empiric antibiotic therapy and pathogenetic therapy. Only one case revealed destructive complications in a child suffering from a premorbid (intrauterine hypoxia, prematurity) background and the belated initiation of therapy.Conclusions. The study determines (98.41±1.57)% as the number of children with community-acquired pneumonia aged one to six, who, nowadays, have acute course of disease. The community acquired pneumonia revealed itself in majority of patients with typical clinical signs and X-ray segmental morphological character of inflammation. One-third of cases was accompanied by BOS syndrome.Цель: проанализировать особенности течения внебольничных пневмоний у детей в возрасте от одного до шести лет на современном этапе.Пациенты и методы. Проведено обследование 63 детей в возрасте от одного до шести лет с внебольничной рентгенологически подтвержденной пневмонией, которые находились на стационарном лечении. Применялись общеклинические, биохимические (уровень креатинина, мочевины, С-реактивного протеина, лактатдегидрогеназы) и инструментальные (рентгенография органов грудной клетки, ЭКГ, пульсоксиметрия, по показаниям — компьютерная томография) методы исследования.Результаты. Типичные клинические признаки пневмонии наблюдались у (63,49±6,06)% детей, гематологические пневмонические критерии констатированы вдвое реже. Наблюдали высокий процент бронхообструкций (39,68±7,93)% и сегментарных форм пневмоний, с преобладанием у детей дошкольного возраста (69,69%, отношение шансов (OR) = 3,55 (95% ДИ 1,25; 10,07)). В остром периоде внебольничной пневмонии выявлено повышение активности лактатдегидрогеназы в (60,31±6,16)% случаев, что свидетельствует о напряженности энергетического обмена. Об эффективности эмпирической антибиотикотерапии и патогенетической терапии свидетельствует положительная динамика основных клинико-лабораторных показателей в (98,41±1,57)% случаев. В одном случае выявлено деструктивное осложнение у ребенка с отягощенным преморбидным (внутриутробная гипоксия, недоношенность) фоном и поздним началом терапии.Выводы. На современном этапе у детей в возрасте от одного до шести лет с внебольничной пневмонией преобладает острое течение заболевания ((98,41±1,57)%), что проявляется типичными клиническими признаками и сегментарным рентгено-морфологическим характером воспаления. У трети больных пневмония сопровождается бронхообструктивным синдромом.Мета: проаналізувати особливості перебігу позалікарняних пневмоній у дітей віком від одного до шести років на сучасному етапі.Пацієнти і методи. Проведено обстеження 63 дітей віком від одного до шести років з позалікарняною рентгенологічно підтвердженою пневмонією, які перебували на стаціонарному лікуванні. Застосовано загальноклінічні, біохімічні (рівень креатиніну, сечовини, С-реактивного протеїну, лактатдегідрогенази) та інструментальні (рентгенографія органів грудної клітки, ЕКГ, пульсоксиметрія, за показаннями — комп'ютерна томографія) методи дослідження.Результати. Типові клінічні ознаки пневмонії спостерігалися у (63,49±6,06)% дітей, гематологічні пневмонічні критерії констатовано вдвічі рідше. Спостерігали високий відсоток бронхообструкцій (39,68±7,93)% та сегментарних форм пневмоній, з переважанням у дітей дошкільного віку (69,69%, відношення шансів (OR) = 3,55 (95% ДІ 1,25; 10,07)). У гострому періоді виявлено підвищення активності лактатдегідрогенази у (60,31±6,16)% випадках, що може свідчити про напруженість енергетичного обміну. Ефективність емпіричної антибіотикотерапії та патогенетичної терапії засвідчує позитивна динаміка основних клініко#лабораторних показників у (98,41±1,57)% випадків. В одному випадку виявлено деструктивне ускладнення у дитини з обтяженим преморбідним (внутрішньоутробна гіпоксія, недоношеність) фоном та пізнім початком терапії.Висновки. На сучасному етапі у дітей віком від одного до шести років з позалікарняною пневмонією переважає гострий перебіг захворювання ((98,41±1,57)%), що проявляється типовими клінічними ознаками та сегментарним рентгено-морфологічним характером запалення. У третини хворих пневмонія супроводжується бронхообструктивним синдромом

Structure and Destruction of a Precursor : Mass-Spectrometric Evaluation of Creation of Functional Films with Predeterminated Composition

Among a variety of applications of organometallic compounds, their use as MOCVD precursors is one of the most extensive areas. To our minds, one of the most powerful and accurate methods for evaluation and prediction of thermal behaviour of the precursor is mass-spectrometry coupled with mass-analyzed ion kinetic energy spectrometry. Traditionally, both structure and composition of deposited materials and the precursor's thermal decomposition channels were controlled by gas-phase composition, the process temperature and pressure, i.e. by external factors. A possibility of such a control via inner factors - i.e. structure of a specially designed precursors is demonstrated for a series of new mixed-ligand organometallic compounds of In, Zr and Hf