Способ активации систем антиоксидантной защиты организма

 

Изобретение относится к медицине, может быть использовано для активации процесса пероксидного окисления липидов. Сущность изобретения: производят экстракорпоральное озонирование 1000 мл крови в оксигенаторе с использованием озон-кислородной смеси с концентрацией озона 18 - 105 мкг/л, при этом оксигенатор включен в артериовенозный шунт с одновременной обработкой по 100 мл крови в течение 5 мин.

Изобретение относится к биологии, медицине и ветеринарии и может быть использовано для активации процесса перекисного окисления липидов (ПОЛ) и, соответственно, антиоксидантных систем.

Свободно-радикальное окисление полиненасыщенных жирных кислот фосфолипидов мембран или ПОЛ играет важное физиологическое значение, определяя жидкокристаллическое состояние мембран и, соответственно, активность мембрановстроенных ферментов.

В норме процесс ПОЛ регулируется, с одной стороны, инициирующими факторами, т. е. наличием свободных радикалов кислорода и субстратов их окисления, а с другой - контролирующими стационарный уровень продуктов ПОЛ антиоксидантами, включающими ферментные и неферментные системы защиты. Компенсация возможна до определенного предела, за которым следует нерегулируемая активация ПОЛ и патологическое разрушение мембран.

Активация защитных систем определяется компенсаторными возможностями организма, проявляющими, прежде всего, на биохимических показателях с последующим отражением на морфологическом и физиологическом уровнях.

Процесс ПОЛ привлекает внимание как универсальный механизм поддержания структуры мембран. Направленность большинства исследований имеет в основном односторонний характер - снизить интенсивность протекания ПОЛ введением антиоксидантов, число которых с каждым годом увеличивается.

За прототип изобретения выбран известный способ активации антиоксидантной защиты организма путем физиологической индукции свободно-радикального окисления фактором с прооксидантными свойствами, в данном случае посредством гипербарической оксигенации.

Однако известный способ обладает следующими недостатками: воздействие осуществляется целиком на весь организм; отсутствие возможности контролировать реакцию организма на гипербарическую оксигенацию и, следовательно, прекращения воздействия; дорогостоящее оборудование и специальное помещение.

Целью изобретения является упрощение способа, создание более контролируемого воздействия на процесс перекисного окисления липидов в целостном организме.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе активации систем антиоксидантной защиты организма путем физиологической индукции свободно-радикального окисления фактором с прооксидантными свойствами, используют озонокислородную смесь с концентрацией озона в пределах 18 - 105 мкг/л, которую вводят паренторально путем обработки или физиологического раствора или непосредственно крови пациента в оксигенаторе, подключенном в артерио-венозной или вено-венозный шунт.

П р и м е р. У собаки после премедикации промедолом (10 мг/кг) в условиях наркоза нембуталом натрия (30 мг/кг) в сочетании с местной анестезией выделили бедренные вены и артерии. Центральный конец левой бедренной артерии соединяли с банкой Боброва, в которую собирали кровь свободным кровопусканием до тех пор, пока давление не упадет до 40 мм рт.ст. Для измерения артериального давления центральный и периферический отделы сонной артерии соединяли с ртутным манометром Людвига. Давление в 40 мм рт.ст. поддерживали в течение 1 ч по методике Уиггреса. Через 1 ч кровопотерю восполняли инфузией физиологического раствора, через 2 ч проводили реинфузию выпущенной крови. На 10-й минуте восстановительного периода подключали артерио-венозный шунт к артерии и вене нижней конечности животного. В контур шунта включался стеклянный оксигенатор и перфузионный насос. На 15-й минуте приступали к экстракорпоральному озонированию крови животного. По приводящей трассе в оксигенатор самотеком поступала кровь из артерии. Оксигенатор заполняли 100 мл крови, которую барботировали озоно-кислородной смесью с концентрацией озона 48 мкг/л в течение 5 мин. Затем кровь принудительно возвращалась в венозную систему с помощью перфузионного насоса. Процедура обработки крови длилась 50 мин. Озон поступал от прибора "Искра" со специальным электрод-озонатором для местной дарсанвализации. Анализировалась кровь животного до эксперимента, на высоте гипотензии и через 1 ч восстановительного периода с использованием озона.

Сравнивали две однотипные группы больных (всего 58 человек) с пороками митрального и аортального клапанов, с нарушением кровообращения II-IV стадии, которым выполнялись операции протезирования клапанов на открытом сердце в условиях кардиологии и искусственного кровообращения. В 1-ой группе больных (27 человек) оксигенация перфузата в процессе ИК осуществлялась обычным чистым кислородом. Во 2-ой группе (31 человек) - оксигенация осуществлялась озоно-кислородной газовой смесью. В группе больных с использованием озона в конце операции уровень ДК достоверно увеличивался по сравнению с контрольной группой. Уровни МДА и ОШ достоверно не изменялись. Активность СОД в конце операции возрастала достоверно и прерывала процесс ПОЛ на стадии иницииации. Таким образом, при озонировании усилению процесса ПОЛ соответствовало адекватное увеличение активности антиоксидантной системы, препятствующей дальнейшему протеканию пpоцесса. В результате озонирования имеет место не только активация СОД, но и других ферментных систем, а также более быстрое и полное насыщение организма кислородом, что обусловило и клинический эффект озона, а именно летальность в контрольной группе составила 14,8% , а в опытной - 6,5%. Причины смерти в контрольной группе - сердечная слабость, острая почечная недостаточность, кровотечение. Причины смерти в опытной серии видимо не связаны с применением озона и зависят от исходной тяжести больных и степени адекватности защиты миокарда в процессе операции.

Отмеченные наблюдения отражает процессы, имеющие место как непосредственно в крови, так и в тканях. Отсюда можно сделать вывод, что воздействие озона по принципу обратной связи включает формирования естественного более высокого фона антиоксидантной защиты на тканевом уровне, что особенно важно для организма. Доказательством этому является увеличение активности СОД и каталазы в миокарде в конце как острого, так и хронического экспериментов через 1 месяц после озонирования крови животного.

Обеспечение более высокой антиоксидантной защиты на тканевом уровне создает условия для включения многих "физиологических" механизмов ПОЛ в условиях патологии (энергетическое обеспечение, дезинтоксикация, усиление репаративных процессов).

Адекватность антиоксидантной защиты уровню активации ПОЛ при озонировании подтверждается состоянием гистологической картины и ультраструктуры миокарда, свидетельствующих о более высоком уровне адаптации. По данным эксперимента "геморрагический шок" к 60-й минуте восстановительного периода в большинстве наблюдений у животных контрольной группы отмечались нарушения проницаемости мембран, процессы внутриклеточной гиперплазии ультраструктур.

В гистологических препаратах миокарда после экстракорпорального озонирования крови прослеживается довольно благоприятная картина как со стороны кровеносного русла, так и рабочей паренхимы сердца. Ультраструктурная картина миокарда у животных опытной серии во всех случаях характеризовалась восстановлением микроциркуляции миокарда: большое число капилляров имело широкий просвет и содержало как плазму, так и эритроциты. В некоторых случаях просвет сосуда был сужен в основном за счет набухшего эндотелия. В значительной части наблюдений эндотелий был более функционально активен, чем у животных контрольной серии: имел более плотную цитоплазму со значительной складчатостью люминальной поверхности и менее выраженную вазикуляцию. Участки набухшего эндотелия встречались реже. Отмечался незначительный периваскулярный отек. Хорошо выражена ультраструктурная перестройка (гипертрофия и гиперплазия митохондий), равномерное распределение хроматина и хорошо выраженное ядрышко, наличие значительного количества цитогранул, расширение саркоплазматического ретикулума.

В сравнении с гипербарической оксигенацией (ГБО) преимуществами предлагаемого способа являются: ограниченный объем внутренней среды организма (кровь, протекающая через оксигенатор), на которую воздействуют прооксидантом; кратковременность взаимодействия озона с биосубстратами в силу его высокого окислительно-восстановительного потенциала, больших скоростей реакции, быстрого разложения в присутствии органических веществ; возможность быстрого прекращения индуцирующего действия; возможность более оперативно контролировать процессы ПОЛ и антиоксидантной защиты (при ГБО пациент изолирован в камере; отсутствие дорогостоящего обоpудования и специального помещения.

Формула изобретения

СПОСОБ АКТИВАЦИИ СИСТЕМ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА, включающий физиологическую индукцию свободно радикального окисления фактором с прооксидантными свойствами, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, создания контролируемого воздействия на процессы перекисного окисления липидов в условиях целостного организма, в качестве фактора используют озон-кислородную смесь с концентрацией озона 18 - 105 мкг/л, при этом проводят экстракорпоральное озонирование 1000 мл крови в оксигенаторе, включенном в артериовенозный шунт с одновременной обработкой по 100 мл крови в течение 5 мин.