Способ устранения химического поражения печени живого организма
Владельцы патента RU 2487733:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство образования и науки Российской Федерации (RU)
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный институт менеджмента" (RU)
Изобретение относится к медицине, а именно к физиологии и экспериментальной медицине, и может быть использовано для профилактики и устранения химического поражения печени живого организма. Для этого проводят нормобарическое гипоксическое воздействие, которое начинают со стандартного 21% содержания кислорода в воздухе и бесступенчато снижают содержание кислорода до 12% со скоростью 3±0,25% в минуту. Затем дают 3-минутную выдержку при 12% содержании кислорода с последующим бесступенчатым повышением содержания кислорода до 30% со скоростью 3±0,25% в минуту. После этого дают 5-минутную выдержку при 30% содержании кислорода. Затем бесступенчато снижают содержание кислорода до 21% со скоростью 3±0,25% в минуту. Процедуры проводят ежедневно в течение 10-14 дней. Способ обеспечивает повышение адаптационных возможностей организма за счет бесступенчатого изменения содержания кислорода в газовой смеси. 2 табл.
Изобретение относится к физиологии и восстановительной ветеринарии и медицине и может быть использовано для устранения химического поражения печени живого организма, а также в области исследований, связанных с изучением влияния на живой организм воздействия различных физиотерапевтических факторов.
Высокая чувствительность печени к химическим соединениям определяется несколькими обстоятельствами. Во-первых, вещества, проникающие в организм через желудочно-кишечный тракт, прежде всего, поступают именно в печень; таким образом, это первый орган, стоящий на пути ксенобиотика, резорбировавшегося во внутренние среды организма. Во-вторых, печень - основной орган, ответственный за метаболизм чужеродных веществ. Происходящая при этом биотрансформация ксенобиотиков нередко сопряжена с образованием значительного количества высоко реакционно-способных промежуточных продуктов и инициацией свободно-радикальных процессов.
Известен способ физиотерапевтического воздействия на живой организм пропусканием через кожные покровы животного или человека электрических импульсов, вызывающих вибрации подэлектродных тканей (Патент РФ №2325930, МПК A61N 1/36). Известный способ обеспечивает ряд положительных эффектов на поверхностные ткани живого организма, однако его влияние на внутренние органы не установлено.
Известен способ лечения заболеваний печени животных и человека, предусматривающий медикаментозную терапию в сочетании с физиотерапевтическим воздействием в виде абдоминальной декомпрессии (Патент РФ №2334499, A61G 10/02). Однако известно, что медикаментозная терапия в ряде случаев дает побочные реакции и различные осложнения, в том числе при ее сочетании с физиотерапевтическим воздействием.
Известен способ повышения неспецифических адаптационных возможностей человека, характеризующийся воздействием гипоксически-гипероксическими газовыми смесями путем проведения процедур, каждая из которых состоит из 6 гипоксически-гипероксических циклов, при этом один цикл представляет собой чередование нормобарических гипоксических воздействий с минимальным 10% содержанием кислорода с нормобарическими гипероксическими воздействиями с максимальным 30% содержанием кислорода (Патент РФ №2289432, МПК А61М 16/00). Этот способ используется в том числе и для повышения устойчивости тканей печени, однако этот способ не лишен возможных негативных последствий влияния резких изменений содержания кислорода в газовых смесях.
Наиболее близким к изобретению, принятым в качестве прототипа, является способ устранения химического поражения печени живого организма, включающий воздействие дыхательными смесями (Твердохлиб В.П. и др., «Стрессорные повреждения печени, нарушение липидного метаболизма и возможные предпосылки их предупреждения», Актуальные вопросы теоретической и клинической медицины // Сборник научных трудов ученых Оренбургского медицинского института (Том XXIX), Оренбург, 1994, стр.122-127).
Задача изобретения заключается в повышении адаптационных возможностей живого организма к изменению содержания кислорода в газовых смесях. Технический результат достигается за счет бесступенчатого изменения содержания кислорода в газовых смесях.
Сущность изобретения заключается в достижении упомянутого технического результата в способе, включающем воздействие дыхательными смесями. Согласно изобретению проводят нормобарическое гипоксическое воздействие, которое начинают со стандартного 21% содержания кислорода в воздухе и бесступенчато снижают содержание кислорода до 12% со скоростью 3±0,25% в минуту, затем дают 3-минутную выдержку при 12% содержании кислорода, затем бесступенчато повышают содержание кислорода до 30% со скоростью 3±0,25% в минуту, затем дают 5-минутную выдержку при 30% содержании кислорода, затем бесступенчато снижают содержание кислорода до 21% со скоростью 3±0,25% в минуту, при этом процедуры проводят ежедневно в течение 10-14 дней.
Способ осуществляется следующим образом
Гипоксически-гипероксические газовые смеси могут создаваться с помощью известного устройства (Патент РФ №2289432, МПК А61М 16/00), дополнительно оснащенного дросселями для регулирования скорости изменения концентрации кислорода в газовой смеси. Оценка эффективности устранения химического поражения печени живого организма проводилась на лабораторных животных, в качестве которых были использованы половозрелые белые крысы-самцы линии CD (Sprague-Dawley), полученные из НПП питомника лабораторных животных ФИБХ РАН (г.Пущино), рекомендованные в соответствии с Международной системой генетической стандартизации CRL (Штефель В.О., О сроках воздействия при моделировании интоксикаций в токсиколого-гигиенических исследованиях // Гигиена и санитария. - 1996. - №8. - С.70-72) для экспериментальных исследований в области токсикологии и фармакологии. Химическое поражение печени животных моделировалось в субхроническом токсикологическом эксперименте с применением смеси гепатотропных ядов, растворенных в питьевой воде - соли хрома и бензола (Bianchi V., Celotti L., Lanfranchi G., Majone F., Marin G., Montaldi A., Sponza G., Tamino G., Venier P., Zantedeschi A. et al. Genetic effects of chromium compounds. Mutat Res 117: 279-300 (1983)). Токсическая нагрузка на организм животных была рассчитана так, что она моделировала концентрацию гепатотропных ядов, которая встречается в реальных условиях для человека на химических производствах. Исследования проводились на 61 клинически здоровом экспериментальном животном массой 180-210 г к началу эксперимента. Всего проведено три серии опытов, в каждой из которых было 2-3 группы по 7-8 животных. Контрольную группу составили 7 интактных животных. В каждой серии опытов были оценены как эффекты интоксикации гепатотропными ядами, так и защитные эффекты адаптации животных при разных режимах колебания концентрации кислорода в дыхательных смесях: от нормоксии (21%) до умеренной гипоксии (12%) и умеренной гипероксии (30%). В таблице 1 показано распределение животных в эксперименте.
| Таблица 1 | ||||
| Распределение животных в эксперименте. | ||||
| Серия | Группы экспериментальных животных | Обозначения | Количество животных в группе | |
| Серия 1 | 1 | Группа животных, получавшая токсиканты в течение 1 недели | 1/1 | 7 |
| 2 | Группа животных, получавшая токсиканты в течение 1 недели на фоне адаптации к чередовавшимся циклам «предлагаемый способ» | 1/2 | 7 | |
| 3 | Группа животных, получавшая токсиканты в течение 1 недели на фоне адаптации к чередовавшимся циклам «способ-прототип» | 1/3 | 7 | |
| Серия 2 | 1 | Группа животных, получавшая токсиканты в течение 2 недель | 2/1 | 8 |
| 2 | Группа животных, получавшая токсиканты в течение 2 недель на фоне адаптации к чередовавшимся циклам «предлагаемый способ» | 2/2 | 7 | |
| 3 | Группа животных, получавшая токсиканты в течение 2 недель на фоне адаптации к чередовавшимся циклам «способ-прототип» | 2/3 | 7 | |
| Серия 3 | 1 | Группа животных, получавших токсиканты в течение 1 недели после 2-недельного курса адаптации к циклам «предлагаемый способ» | 3/1 | 5 |
| 2 | Группа животных, получавших токсиканты в течение 2 недель после 2-недельного курса адаптации к циклам «предлагаемый способ» | 3/2 | 6 | |
| Контроль | Интактные животные | 7 |
В первой серии - I группа животных потребляла раствор токсикантов в течение одной недели. Вторая группа животных этой же серии потребляла токсическую смесь в тех же дозах на фоне адаптации к колебаниям дыхательных смесей в режиме «предлагаемый способ». Третья группа в этой же серии группа потребляла раствор токсикантов в тех же дозах на фоне адаптации к режиму «способ прототип», примененному в качестве промежуточного контроля эффективности адаптационного воздействия.
Во второй серии - I группа животных потребляла раствор токсикантов в течение двух недель. II группа в этой серии подвергалась интоксикации одновременно с 2-х недельной адаптацией к режимам «предлагаемый способ», а III группа получала указанные токсиканты в тех же дозах на фоне 2-х недельной адаптации к режимам «способ прототип».
В третьей серии эксперимента 1 группа животных получала раствор токсикантов в течение 1 недели после проведения 2-х недельного курса предварительной адаптации к режимам «предлагаемый способ», а вторая группа животных потребляла токсическую смесь в течение 2-х недель в тех же дозах также после проведения 2-х недельного курса предварительной адаптации к режимам «предлагаемый способ». Группы экспериментальных животных вынужденно потребляли токсическую смесь вместо питьевой воды. Контрольная группа получала питьевую воду без ограничений.
Определение всех биохимических показателей было выполнено на автоматическом биохимическом анализаторе «Vitalit-1000» (Италия) с применением типовых диагностических наборов реактивов фирм «Cormay» (Польша), «Pliva-Lachema» (Чехия).
В результате длительного воздействия токсикантов в ткани печени неизбежно формируются повреждения физиологических структур, нарушаются биохимические процессы детоксикации ксенобиотиков. Но, даже кратковременные токсические действия химических веществ приводят к нарушению естественных биохимических процессов, предшествующих дисфункции печени. Инициация свободно-радикальных процессов, связывание токсикантов или их метаболитов с белками, нуклеиновыми кислотами и ненасыщенными жирными кислотами мембран клеток, нарушение пластических и биоэнергетических процессов - все эти метаболические процессы в печени протекают с участием соответствующих ферментных систем, содержащихся в гепатоцитах. Их синтез является одной из важнейших функций печени. Изменение активности ферментов сопровождает любое повреждение печеночной ткани. Органоспецифическим ферментом печеночной ткани считается фруктозомонофосфатальдолаза (далее ФМА), активность которой в крови возрастает в ранние сроки повреждения мембран гепатоцитов при изменении их вязкости и проницаемости. В последнее время все большее значение в диагностике заболеваний печени и гепато-билиарного тракта приобретает определение активности еще одного органоспецифичного для печени фермента - трансферазы гамма-глютаминовой кислоты (далее ТГГК). Этот фермент занимает важное место в метаболизме аминокислот в гепатоцитах. В клетке фермент локализован в мембране, лизосомах и цитоплазме, причем мембранная локализация ТГГК характерна для печеночных клеток, обладающих высокой секреторной и экскреторной способностью. Общая активность ТГГК, регистрируемая в плазме, обычно обусловлена экскрецией синтезируемого в печени фермента и в норме незначительна. Ферментемия ТГГК резко возрастает уже на ранних стадиях повреждения печеночных клеток и может служить существенным подтверждением раннего неблагополучия, вызванного действием промышленных токсикантов.
Для выполнения задач эксперимента, доказательства факта токсического поражения печени и адаптационного эффекта ее защиты от действия токсикантов в сыворотке крови подопытных животных определяли следующие биохимические показатели:
- фруктозо-монофосфат-альдолазы (ФМА);
- трансферазы гамма-глютаминовой кислоты (ТГГК).
Результаты определения в сыворотке крови активности органоспецифических ферментов представлены в сводной таблице 2.
| Таблица 2 | ||
| Активность ферментов в сыворотке крови экспериментальных животных. | ||
| Серии и группы животных | Активность ФМА (усл.ед.) | Активность ТГГТ (Ед/л) |
| Контроль | 0,8±0,06 | 1,64±0,06 |
| 1/1 | 2.0±0,07 | 2,08±0,09 |
| 2/1 | 1,3±0,06 | 4,87±0,05 |
| 1/2 | 1,0±0,04 | 1,48±0,06 |
| 2/2 | 0.5±0,02 | 2,45±0.08 |
| 1/3 | 2,7±0.03 | 0,78±0,04 |
| 2/3 | 1.85±0,03 | 1,08±0,05 |
| 3/1 | 1,25±0,02 | 1,66±0,09 |
| 3/2 | 1,55±0,02 | 1,92±0,2 |
При оценке результатов этой части биохимических исследований следует обратить особое внимание на ферментемию органоспецифических ферментов МФА и ТГГК в группах животных (1/1 и 1/2), подвергавшихся интоксикации смесью гепатотропных токсикантов в течение 1 и 2 недель. Из данных таблицы видно, что в крови животных этих двух групп развилась достоверная органоспецифическая для ткани печени гиперферментемия.
Т.о. экспериментально проверен новый принцип адаптационного воздействия бесступенчатого изменяющегося уровня кислорода - гипо- и гипероксии. Адаптация в режиме бесступенчатого изменения гипоксии и гипероксии не только приводила к стабилизации мембран, но давала более выраженный эффект, чем адаптация в режиме «способ прототип». Кроме того, адаптационная защита при режиме «предлагаемый способ» формировалась значительно быстрее - за 15 дней, в отличие от режима «способ прототип». При сравнении методов известной интервальной тренировки (способ прототип) и модифицированного нами адаптационного бесступенчатого воздействия в режиме «предлагаемый способ» в эксперименте было показано, что в первом случае наблюдается ингибирование некоторых антиоксидантных ферментных систем в печени. Этот факт может указывать на слабый защитный эффект этого метода на клетки печени.
При использовании адаптационного бесступенчатого воздействия в режиме «предлагаемый способ» «работают» колебательные бесступенчатые изменения уровня кислорода по обе стороны от нормоксии, т.е. применение периодически повторяющегося бесступенчатого цикла, состоящего из последовательного сочетания умеренной гипоксии и умеренной гипероксии.
Суммируя все вышесказанное, можно сделать следующие выводы:
1) эффективность адаптации базируется на выборе условий ее проведения с учетом тканеспецифичности, при выделении наиболее чувствительных органов к данному воздействию и их адекватной защите;
2) применение новых видов адаптационных воздействий, основанных на комбинировании бесступенчатых гипоксических и гипероксических периодов, позволяет повысить эффективность защиты и сократить время достижения стадии долговременной адаптации.
Полученные результаты могут быть использованы также в области исследований, связанных с изучением влияния на организм человека воздействия различных физиотерапевтических факторов как для профилактики химических интоксикаций в промышленных условиях, так и для комбинированного лечения ранних поражений печени у лиц, работающих в условиях высокой химической нагрузки.
Способ устранения химического поражения печени живого организма, включающий воздействие дыхательными смесями, отличающийся тем, что проводят нормобарическое гипоксическое воздействие, которое начинают со стандартного 21% содержания кислорода в воздухе и бесступенчато снижают содержание кислорода до 12% со скоростью 3±0,25% в минуту, затем дают 3-минутную выдержку при 12% содержании кислорода, затем бесступенчато повышают содержание кислорода до 30% со скоростью 3±0,25% в минуту, затем дают 5-минутную выдержку при 30% содержании кислорода, затем бесступенчато снижают содержание кислорода до 21% со скоростью 3±0,25% в минуту, при этом процедуры проводят ежедневно в течение 10-14 дней.
