CC BY
53
Статья
янием организма человека и основных ФСО (КРС и НМС ФСО). При этом работа этих ФСО рассматривается в рамках фазатонной теории мозга (ФТМ), а сам мозг - как компартментно-кластерный иерархический объект со многими степенями свободы.
В рамках этого компартментно-кластерного подхода (ККП) и разрабатываемой сейчас компартментно-кластерной теории биосистем (ККТБ) можно описывать работу мозга, как детерминистского (по средним параметрам) и хаотического объекта.
При этом анализируются области флуктуаций и фазового пространства состояний, где находятся аттракторы состояний (норма или патология). Особенностям функционирования ФСО человека - КРС и системе регуляции дыхания (СРД) - на уровне управления ритмической деятельностью респираторных нейронных сетей (РНС) продолговатого мозга млекопитающих посвящены работы [1-4]. В рамках детерминистско-хаотического подхода и ККТБ изучаются вопросы синергизма и устойчивости РНС к внешним воздействиям (электрическая стимуляция аффе-рентов и внутрибульбарных структур, микроинъекции физиологически активных веществ, изменяющих состояние РНС, др. физические или химические влияния).
В рамках ККТБ исходно нивелируются свойства элементов БДС (дыхательных нейронов РНС), объединяемых в блоки (ком-партменты), изучающиеся по их функциям (а не свойствам). Именно такой подход развит в синергетике, его пропагандирует Г. Хакен [6]. Изучая функции блоков и иерархических систем, мы исходно постулируем невозможность идентификации параметров и свойств отдельных элементов, невозможность познания всего этого (свойств и функций отдельных элементов РНС, ФСО, любых БДС). Такой агностицизм очень важен для понимания общих принципов работы многих сложноорганизованных БДС, и он используется в физике (понятие идеального газа, твердого тела и т.д.), где объекты более стандартизированы, повторяемы и в принципе доступны к детерминистскому описанию. Но такой детализации никто не делает в термодинамике, квантовой и статистической физике, физике твердого тела и т.д.
Выводы. Используя понятия средних величин, можем описать динамику БДС в рамках детерминистских моделей (дифференциальными, интегро-дифференциальными уравнениями и т.д.). Ныне имеет место момент перехода от традиционно детерминистского описания нормы и патологии к синергетическому, хаотическому их описанию. Чем это закончится - покажет время.
Литература
1. Еськов В.М. Введение в компартментную теорию респираторных нейронных сетей.- М.: Наука, 1994.- 164 с.
2. Еськов В.М. Компартментно-кластерный подход в исследованиях биологических динамических систем (БДС): Монография.- Ч.1.- Самара, 2003.- 198 с.
3. Еськов В.М. и др. Системный анализ, управление и обработка информации в биологии и медицине.- Часть IV.- Тула: Изд-во ТулГУ, 2003.- 203 с.
4. Еськов В.М. и др. Экологические факторы ХМАО: Часть II.- Самара: Офорт, 2004.- 172 с.
5. Скупченко В.В., Милюдин Е.С. Фазотонный гомеостаз и врачевание.- Самара: СамГУ, 1994.- 256 с.
6. Хакен Г. Принципы работы головного мозга.- М.: ПЕР СЭ, 2001.- 351 с.
RELATION BETWEEN DETERMINISTIC AND CHAOTIC APPROACHES TO SYNERGISM AND STABILITY STATE MODELING OF MAMMAL RESPIRATORY CENTRE
O.A. VEDYASOVA, V.M. ES’KOV, R.N. ZHIVOGLYAD ,
T.V. ZUEVSKAYA, YU.M. POPOV
Summary
Identification of synergism and interval of respiratory neuron network (RNN) stability was discussed according to deterministic and chaotic approaches. The criteria of biological stable stage was presented as well. Mathematical model of RNN according to compart-mental cluster theory was presented too.
Key words: respiratory neuron network
УДК 615.811.2
ГИРУДОТЕРАПЕВТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ГОМЕОСТАЗОМ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ГИНЕКОЛОГИЧЕСКИХ ПАТОЛОГИЯХ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА
И.Ю. ДОБРЫНИНА, В.М. ЕСЬКОВ, Р.Н. ЖИВОГЛЯД, Т.В.ЗУЕВСКАЯ*
Изучение адаптации организма к экофакторам Севера и особенности динамик патологических процессов в этих условиях составляет основу экологии человека и медицины в условиях северных регионов. Медицина должна учитывать специфику организма человека на Севере, которая проявляется в регуляции функциональных систем организма (ФСО) человека, в особом состоянии нейротрансмиттерных систем и нейровегетативного системокомплекса (вегетативной нервной системы - ВНС). Гипокинезия делает нейромоторный системокомплекс низкоэффективным для нормальной работы всех ФСО. Разработка подходов, доказавших бы единство в системах организации и управления нейромоторным, нейротрансмиттерным и нейровегетативным (ВНС) системокомплексами, базируется на современных методах анализа показателей ФСО в норме и при патологии [2-5].
У коренных жителей Севера преобладает тонус парасимпатической ВНС в регуляции функций (нормальное или пониженное АД, адекватность реакций сосудов кожи на гипертермию). У приезжего населения имеются колебания АД (гипертензия). Одновременно повышается уровень гормонов надпочечников на фоне снижения сахара в крови, учащаются случаи гипертрофии левого желудочка, легочной гипертензии. Кроме гипертензии сосудов большого круга кровообращения имеется и северная кардиоангиопатия, умеренная легочная гипервентиляция, ухудшение бронхиальной проходимости, снижаются количество лейкоцитов и иммунологическая реактивность организма [1]. Это характерно для тонической регуляции триады механизмов (ней-ромоторный, нейротрансмиттерный и нейровегетативные (ВНС) компоненты) [3-5]. Есть связь между парасимпатическим отделом ВНС с включением холинергического нейротрансмиттерного механизма и тонической моторной системой, а также между фазической моторной системой и симпатическим отделом ВНС с вовлечением катехоламинергического нейротрансмиттерного механизма [2-4]. Между тоническим моторно-вегетативным (ТМВ) системокомплексом и фазическим моторно-вегетативным (ФМВ) системокомплексом в физиологических условиях идет непрерывное нейродинамическое балансирование. Причина возникновения двигательных и вегетативных сбоев - нарушение сбалансированности ФМВ- и ТМВ-системокомплексов, что ведет к усилению патологических процессов.
С позиции современной теории фазатона мозга (ФМ) можно говорить о коррекции фазатона и о его влиянии на саногенез с помощью управляющих воздействий, в т. ч. и таких методов, как гирудотерапия. Дисбаланс нейромоторных (фазической и хореической), а также нейромедиаторных (катехоламинергической и холинергической) систем приводит не только к дискинезиям, но и к вегетативным дисфункциям. И наоборот - когда вегетативные дисфункции ведут к нейромоторным и нейромедиаторным нарушениям. В этой связи уместно говорить о моторно-вегетативном гомеостазе, который обеспечивает гомеостаз организма [2-5].
Подобные клинико-патофизиологические обобщения предполагают новую нейродинамическую модель структурнофункциональной организации системы моторно-вегетативной регуляции двигательных и др. функций человека. Здесь ТМВ-система выступает вкупе с парасимпатическим отделом ВНС, а ФМВ-система - с симпатическим отделом ВНС. Обе эти системы образуют иерархическую систему - фазатон, см. рис. 1.
Материал и методы обследования. Использование гиру-дотерапевтических управляющих воздействий на ФСО и ФМ с целью изменения показателей ФМ является основой настоящих исследований. При лечении пиявками сказывается перестроечное влияние на организм в целом посредством рефлекторных, сосудистых и гуморальных механизмов, морфологических, химических и биохимических изменений крови, что и обеспечивает регулирующее влияние на гомеостаз и положительную клиническую симптоматику. Методика гирудотерапии заключалась в прикладывании пиявок на проекцию больного органа и рефлек-
* СурГУ, Сургут, ХМАО, Тюменская обл.
И.Ю. Добрынина. В.М. Еськов, Р.Н. Живогляд и др.
согенные зоны. Всего на курс использовалось от 100 до 120 пиявок. Последние 2-3 сеанса проводились с целью коррекции общего гомеостаза, для чего пиявки накладывались на точки, увеличивающие биоэнергетические возможности организма.
Спектральный анализ колебательной структуры вариабельности сердечного ритма (ВСР) вели с помощью фотооптических датчиков и специализированного программного ЭВМ-комплекса. При спектральном анализе вычисляли спектральную плотность мощности (СПМ) ВСР, отражающая распределение по частоте мощности (колебательной активности) ВСР. При этом процесс рассматривается как стационарный случайный процесс (неизменность во времени дисперсии, среднего и т.п.). Обработка массивов кардиоинтервалов (кардиограмм) велась непараметрическим методом вычисления СПМ ВСР (метод Уэлча), с применением быстрого преобразования Фурье (БПФ). Рассчитывался и усреднялся набор спектров в получаемых на последовательно смешанных во времени коротких сегментах исходной последовательности ВСР. Так оценивалась СПМ ВСР, вели расчет СПМ для трех стандартных интервалов частот (0-0,04 Гц, 0,04—0,15 Гц, 0,15-0,5 Гц), изучали показатели симпатической (СИМ) и парасимпатической ВНС (ПАР), определяли индекс Баевского (ИНБ), и по соотношению спектральных характеристик двух полос поглощения - для оксигемоглобина (НЬО) и гемоглобина - рассчитывали показатель уровня насыщения кислородом гемоглобина - 8Р02.
1. Активация аэробного гликолза Активация анаэробного гликолиоза
2. Стимуляция синтеза РНК Ослабление синтеза РНК
3. Увеличение синтеза белка Угнетение синтеза белков и углеводов
4. Активация генетического аппарата и митотической активности клеток Угнетение генетического аппарата и митотической активности клеток
5. Ослабление иммунного ответа Стимуляция иммунного ответа
6. Активация анаболических процессов Активация катаболических процессов
7. Тропотрофный эффект Эрготропный эффект
8. Увеличивает концентрацию К+ в крови и его внутриклеточный транспорт Увеличивает уровень Са++ в крови и его внутриклеточный транспорт
9. Ослабляет коагуляцию крови Активирует коагуляцию крови
10. Повышенные показатели активности ПАР и пониженные показатели СИМ Повышенные показатели активности СИМ и пониженные показатели ПАР
11. Низкая степень синергизма в ФСО и БДС в целом Высокая степень синергизма в ФСО и БДС в целом
12. Узкие интервалы устойчивости БДС организма, работа вблизи точек катастроф Широкие интервалы устойчивости БДС организма
Рис. 1. Схема фазатонного нейродинамического механизма сомато-вегетативного регулирования по 12 кластерам на организменном уровне.
Такая комплексная методика позволила выяснить соотношение между основными показателями ФСО у одних и тех же обследуемых в зимнее и в осеннее время. Произвольные и непроизвольные движения исследовались на основе разработанного алгоритма анализа нормального или патологического изменения показателей треморограмм человека в условиях статических и динамических нагрузок, который обеспечивает с точностью 1-2% диагностику характерных гармоник тремора (около 10 Гц) и степень утомления мышц. При этом регистрируются количественные закономерности по различию амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) кинематограмм (КГ) произвольных и непроизвольных движений у разных возрастных групп учащихся в условиях покоя и при физических нагрузках. Идентифицированы различия показателей микродвижений испытуемых (в частности, больных с гинекологическими патологиями и алкогольной зависимостью (АЗ)) с применением 3-хмерного фазового пространст-
ва. Обследовано 1413 чел. по параметрам кардио-респираторной системы (КРС), из них 306 с гинекологическими патологиями.
Результаты исследований. В условиях Севера РФ установлен сдвиг показателей ВНС в сторону ПАР-регуляции. В зимний период у обследуемых лиц, регулярно не занимающихся спортом, только 8-9% обследованных имеет несколько выраженные показатели активности СИМ-ВНС. Остальные лица - пара-симпатотоники. У ряда лиц имеется выраженное снижение тонуса периферических сосудов (вазострикция, пульс на фалангах пальцев не регистрируется фотооптическими датчиками).
Все измеряемые показатели характеризуют КРС для ряда лиц, как критические, а для основной массы - как адаптационные, но с отклонением от среднеевропейской нормы. Ситуация усугубляется высоким показателем уровня НЬО. Основная масса обследуемых уложилась в интервал 99±0,9%. Это означает отсутствие компенсаторных реакций со стороны КРС на любые физические нагрузки или стресс (например, на психологические нагрузки). В норме НЬО равен 93±2,3% (среднеевропейский показатель). Для такого человека стресс или физическая нагрузка поднимает НЬО до 98-99%, и это рассматривается как компенсаторная реакция. Северным пациентам уже нечем компенсировать такие внешние воздействия, т.к. они уже имеют этот уровень.
Показатели состояния нервно-мышечной системы (НМС) у северян также вызывают тревогу. Обследования по этим показателям 3134 молодых людей (учащиеся, студенты) показали повышенный процент лиц с 10-герцевым компонентом в спектрограмме непроизвольного тремора. А результаты теппинговых обследований выявили значительную вариативность моды, медианы, доверительного интервала теппинга (по амплитуде произвольных колебаний и по частоте). Тревогу за состояние ФСО вызывают данные по обследованию КРС для выявления степени синергизма. Обследования молодежи с малыми сроками проживания на Севере и лиц старше 40 лет с длительным пребыванием) показали различия в параметрах синергизма по реакциям систем регуляции КРС на резкие перепады температур.
Для оценки эффективности гирудотерапии гинекологических заболеваний проанализированы итоги лечения 2-х групп больных. После гирудотерапии болевой синдром в 1-й группе устранен в 100% случаев. В контроле (при более интенсивной противовоспалительной терапии) он сохранялся у больных в 50% случаев. Проведение гирудотерапии хорошо влияло на функцию смежных органов, на ЖКТ. Позитивный эффект гирудотерапии подтверждается данными об анальгезирующем и противовоспалительном действии пиявок. Пиявочный секрет седативно влияет на организм в целом, корригируя работу всех ФСО без побочных эффектов в отличие от медикаментозной и гормональной терапии. Больные имели хорошее самочувствие в период лечения и после окончания, аллергических реакций не было.
В контроле не было явлений лейкоцитопении при всех заболеваниях, а при хроническом сальпингоофорите достаточно выражен лейкоцитоз как до, так и после лечения. Эффективность лечения изучали по показателям состояния ФСО, показателям гемограмм, гемостазиограмм и гемомикроциркуляции.
Установлено, что изменение параметров периферической крови, наступившее после гирудотерапии и противовоспалительной терапии касалось количественного состава клеток крови. Снижалось после гирудотерапии количество лейкоцитов, лимфоцитов. Наблюдались изменения в направлении нормализации моноцитарного звена клеток крови. Увеличилось абсолютное количество гранулоцитов, особенно палочкоядерных нейтрофи-лов, количество эритроцитов выросло у всех больных 1-й группы. Такие показатели свидетельствуют о постепенном сдвиге показателей ФМ из тонической области в фазическую. Это же и подтвердилось показателями СИМ и ПАР у наблюдаемых больных. Существенно, что первоначально (при первых сеансах гирудоте-рапии) наблюдался устойчивый сдвиг у всех больных в область тонического состояния ФМ и ФСО. С ростом дозы и длительности гирудотерапии это отклонение в область Т (рис.2) усиливается и происходят колебания систем регуляции гомеостаза, в частности ФМ. По мере усиления колебаний все системы регуляции начинают выходить из состояния псевдонормы (РК - на рис. 3), а сама эта устойчивая область (при хронических формах исследуемых гинекологических заболеваниях) РК начинает смещаться вправо и вверх (рис.3), т.е. постепенно приближается к обычной нормальной области состояний N человека. Положение послед-
И.Ю. Добрынина. В.М. Еськов, Р.Н. Живогляд и др.
ней на фазовой плоскости (в фазовом пространстве) существенно зависит от типа работы ФМ, т.е. систем управления гомеостазом.
2.1.
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1... t Not 4 Ы
1 і * ■ і
3
і ■
Xc.-
50
100
150 200 250 300
2.2.
Рис.2. Характерный пример динамики изменения показателей ФСО (КРС) под действием гирудотерапии у больной эндометриозом В. На рис. 2.1. до
воздействия: (2) - СИМ - 14 у.е., (3) - ПАР - 3 у.е., (4) - 8рО2 - 98%, (1) -РГ - 540, (5) - ИНБ - 480 у.е. На рис. 2.2. после воздействия: (2) - СИМ -4 у.е., (3) - ПАР - 11 у.е., (4) - 8рО2 - 99%, (1) - РГ - 810, (5) - ИНБ -80 у.е., что говорит о переходе из Б в область Т (рис.3)
В группе сравнения показатели крови и ФСО не изменились при лечении. Снижение гемоглобина шло без патологической нагрузки, т.к. цветной показатель был в пределах нормы из-за кровопотери от гирудотерапии. Показатели ФСО почти не менялись под влиянием антибиотиков и фармпрепаратов. Лечение пиявками нормализует общеклинические и гемостазиологи-ческие показатели крови - идет сдвиг из области тонического состояния ФСО в область фазического состояния.
В рамках кибернетического подхода гирудотерапия выступает управляющей внешним факором, создает раскачку ФМ и ФСО и возвращает показатели ФМ и ФСО к среднестатистической норме N. Добавки фармпрепаратов усиливают эффект. Использование их без гирудотерапии часто приводит показатели ФСО опять в область РК, из которой выйти сложно.
В рамках медико-кибернетического подхода сказанное можно представить на фазовой плоскости. Действительно, пусть мы имеем две обобщенные координаты, описывающие вектор х состояния ФСО и гомеостаз в целом. Например, в качестве хі можно выбрать уровень фазического сухожильного рефлекса, а в качестве х2 - уровень катехоламинов, который искусственно может изменяться под действием Ь-ДОПА (наком, мадопар, синемет) или угнетаться действием нейролептиков (которые индуцируют атетоидные, торсионно-дистонические гиперкине-зы). Откладывая по вертикали значения хі, по горизонтали - Х2 , получим (рис. 3) картину: N - норма (пересечение двух областей), фазическая патология (Б), тоническая патология (Т), что согласуется со схемой. Положение центров областей Т или Б может смещаться (постоянный нейромоторно-вегетативный баланс). А это значит, что и область N может изменяться (по размерам), а ее центр тяжести - смещаться ближе к области Т или Б. При этом у человека может преобладать ТМВ- или ФМВ-гомеостаз. Изучение нейромоторного, нейровегетативного (ВНС) и нейромедиаторного гомеостаза позволяет описывать норму и формирование патологии. На базе этого предлагаем новую ней-родинамическую модель структурно-функциональной организа-
ции системы моторно-вегетативной регуляции двигательных и др. функций. Внешние воздействия способны менять координаты ТП в фазовом пространстве или изменять динамику ФМ (рис. 3). При этом смещается центр тяжести любой из областей (Б, К, Т) и их границы (размеры), положение на фазовой плоскости. Организм делает с помощью ФМ движения в фазовом пространстве вблизи аттрактора (оптимального или не очень), обеспечивающего жизнедеятельность. Адаптация к экофакторам среды идет при переходе в область ¥, болезнь - в область Т.
Рис. 3. Фазовый портрет связи уровня Хі от уровня катехоламинов Х2
Это означает переход от доминирования показателей, характерных для левой половины рис. 3, к превалированию показателей правой половины рис. 3. Это касается показателей СИМ и ПАР ВНС, ИНБ и ЧСС, которые рассчитывались путем регистрации кардиоинтервалоимпульсов (КИ), т.е. из данных ритмограм-мы (РГ). Пятый показатель относится к ВНС - это уровень 8РО2 и образования НЬО в процентах), но он характеризует приспособительные экологические реакции в наших исследованиях (на Севере РФ это зависит от метеоусловий и времени года).
Выводы. Системный анализ показателей ФСО человека на Севере РФ выявил преобладание тонической фазы состояния ФМ над фазической, что ведет к снижению иммунных ответов, росту пролиферативного потенциала клеток, гипокоагуляции и осложненному протеканию гинекологических заболеваний, росту процента таких больных. Гирудотерапия, как целенаправленное лечебно-управляющее воздействие на ФСО человека, позволяет сократить применение антибиотиков и др. антибактериальных препаратов при лечении гинекологических заболеваний.
Литература
1. Авцын А.П. и др. Патология человека на Севере.- М.: Медицина, 1985.- 205 с.
2. Еськов В.М. Компартментно-кластерный подход в исследованиях биологических динамических систем (БДС): Монография. - Ч.1.- Самара: Офорт, 2003.- 198 с.
3. Еськов В.М., Живогляд Р.Н. Фазатон // ВНМТ.- 2004.-№4.- С. 5-9.
4. Хадарцев А.А. и др. Системный анализ, управление и обработка информации в биологии и медицине.- Часть IV.- Тула: ТулГУ, 2003.- 203 с.
5. Хадарцев А. А. и др. Теория и практика восстановительной медицины: Монография.- Т. 1.- Тула - Москва, 2004.- 248 с.
HIRUDOTHERAPEUTICAL CONTROL OF A HUMAN ORGANISM STATE WITH A GINECOLOGY PATHOLOGICAL PROCESSUNDER NORTH CONDITIONS
I.Y. DOBRYNINA, V.M. ESKOV, R.N. ZHIVOGLYAD, T.V. ZUEVSKAJA
Summary
The global phazoton brain theory and its application to pathological processes of a human organism was investigated. Different examples of women diseases on the North was presented according to such a global theory.
Key words: hirudotherapeutical control, phazoton
Статья
УДК 616-089.843
РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГИБРИДНЫХ ИМПЛАНТАТОВ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ОСЛОЖНЕНИЙ ДИАБЕТА И ОНКОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ И КЛИНИКЕ
В.Ф. АГАФОННИКОВ, В.Э. ГЮНТЕР, Г.Ц. ДАМБАЕВ, Л.В. ЗАГРЕБИН,
Е.С. СМОЛЬЯНИНОВ, И.А. ХЛУСОВ, Н.В. ЧЕРДЫНЦЕВА *
Клеточная и тканевая трансплантация рассматривается как перспективный метод лечения широкого спектра патологии [11], включая онкологические и онкогематологические заболевания [16]. Совершенствуются методы компенсации диабета I и II типов посредством трансплантации островковой части аллоген-ной и ксеногенной поджелудочной железы [17]. Тем не менее, имеются проблемы клеточной терапии (строгий отбор пациентов, иммунные реакции хозяина, расселение трансплантированных клеток в организме, быстрая их утилизация, краткосрочный эффект лечения), которые можно минимизировать путем применения носителей-инкубаторов (scaffold) для клеточного материала. Они позволяют ставить вопрос о возможности создания, выращивания и имплантации искусственных органов, пролонгации терапевтических эффектов трансплантированных клеток.
Последний (6-й) мировой конгресс по биоматериалам (США, 2000 г.) обозначил направления поиска материалов для конструирования scaffold: полимеры, керамику, металлы. В практике Томских лечебных учреждений уже 20 лет активно используется никелид титана (TiNi), обладающий нужными физико-химическими и биомедицинскими свойствами [14], делающими его «невидимым» для гомеостатических систем организма. Представляет интерес экспериментальное и клиническое тестирование пористого никелида титана (ПНТ) как носителя для гибридных имплантатов и искусственных органов.
Материал и методы исследования. Работа носила комплексный характер и выполнялась в клинике (диабетические и раковые больные) и эксперименте (культивирование ex vivo и in vivo). В экспериментальной части исследований клетки костного мозга вымывали из бедренной кости мышей СВА/OaLac препаровочной средой RPMI-1640 с 5% эмбриональной телячьей сывороткой (ЭТС), разводили полной культуральной средой (без гидрокортизона) до требуемой концентрации жизнеспособных нуклеаров. Затем во взвесь миелокариоцитов помещали кубик ПНТ. Через 24 часа ПНТ переносили в другие пробирки, определяли число засеянных в него клеток и выращивали в течение 6 недель при 37о С и 5% СО2 в культуральной среде следующего состава: 12,5% ЭТС, 12,5% лошадиной сыворотки, 300 мг/л L-глутамина, 2,5*10-5 М 2-меркаптоэтанола, 10-6 гидрокортизона гемисукцината и 75% RPMI-1640. Каждую неделю меняли половину среды (1 мл). Считали число ядросодержащих и жизнеспособных миелокариоцитов в культуральной среде, оценивали морфологию клеток. Количество коммутированных прекурсоров грануломоноцитопоэза (КОЕ-ГМ) и гранулоцитопоэза (КОЕ-Г) в жидкой фазе определяли методом колониеобразования в метил-целлюлозной культуре ткани при клонировании миелокариоци-тов в течение 7 суток. В качестве стимуляторов роста применяли супернатант стимулированных ФГА спленоцитов мыши (10%) с рекомбинантным Г-КСФ человека (6 нг/мл).
Искусственную эмбриональную печень человека создавали in vitro путем высевания фетальных клеток 11-й недели гестации в конечной концентрации 20х106 на 1 пластину из ПНТ. Под эфирным наркозом по одному искусственному органу имплантировали каждой из 20-ти 3-месячных мышей линии AKR/JY. 20 животных составляли контроль. Через 4 дня после операции трансплантации и на 4, 5, 7 и 9-й месяцы у мышей изучали состояние системы крови (костный мозг, периферическая кровь, тимус, селезенка), что требовалось для определения эффективности работы имплантатов и причин гибели животных.
В клинике проводили субъективную и объективную (система крови, иммунный статус, направленность основного процесса) оценку состояния лиц с сахарным диабетом I (СД-I - 14 чел.) и II типов (СД-II - 12 чел.) и 10 онкологических и 3 онкогемато-логических больных до и в сроки от 1 недели до 6 мес.) после введения гибридных имплантатов, созданных засеванием ПНТ аутологичными, ксеногенными (свиными) и/или эмбриональными клетками с последующим 24-часовым прекультивированием
* Сибирский государственный медицинский университет
in vitro в среде RPMI-1640, содержащей 5-10% ЭТС или гомологичной сыворотки крови пациента. Панель гибридных имплантатов (ПГИ) - продукт ноу-хау, разрешенный к применению приказом МЗ РФ (протокол Комитета по новой медицинской технике №11 от 23.12.1999). Имплантацию вели через троакар в прямую мышцу живота под местной анестезией. Статистическую обработку вели по t-критерию Стьюдента и Т-критерию Вилкоксона. Интегральный показатель снижения либо роста суммы изучаемых величин относительно исходных, вычисляли по [4].
Результаты исследования. Т.к. гибридные имплантаты предполагают комбинацию биоматериала(ов) и живых клеток для длительного нахождения в организме [2], на 1-м этапе изучили влияние ПНТ на жизнедеятельность клеток ex vivo и in vivo. Длительное культивирование клеток костного мозга по модели, предложенной М. Dexter [13], оказалось удобным для изучения. Через 6 недель инкубации на ПНТ in vitro доля выживших клеток костного мозга, продуцируемых из ячеек носителя в жидкую среду, равнялась 58-82%, соответствуя цифрам 1-й недели инкубации. При этом культура ряда клеток на ПНТ приобретала свойства, сближающие ее с нативной тканью. Молодые (близкие к стволовым) клетки (клетки-предшественники гранулоцитопоэза и грануломоноцитопоэза, КОЕ-Г, ГМ) находятся внутри пор и плохо выходят наружу (т.н. костномозговой барьер).
Затем изучали поведение гибридных имплантатов (ПНТ+фетальные гепатоциты человека) в организме мышей AKR/JY и реакция животных, страдающих спонтанной Т-клеточной лимфомой, на имплантацию. Лимфома имеет свойства и гематосаркомы, и солидной опухоли, что удобно для аппроксимации полученных данных в онкопрактику. Имплантат успешно приживается, т.к. за исключением начального нейтрофильного лейкоцитоза из-за реакции стресса на оперативное вмешательство, в следующие 3 месяца заметных колебаний лейкоцитарной формулы не было. Через 3-4 недели после введения в организм искусственная печень человека начинала работать, что подтверждает 3-кратный рост уровня эритроцитов с фетальным гемоглобином, происходящих из эритроидных прекурсоров фетальной печени [15], в норме почти не встречающихся у взрослых мышей [12]. Положительные эффекты: постимплантационная активация эритрона реципиентов, проявившаяся в росте (на 274%, P<0,05) числа ретикулоцитов в крови; спад 26% активности опухолевого процесса вследствие, видимо, развития реакции трансплантата против опухоли. Развитие в 33% случаев реакции трансплантата против хозяина (РТПХ) надо детально исследовать.
Иммунологический конфликт говорит о вызревании фетальных ксеногенных клеток, слабо экспрессирующих антигены главного комплекса гистосовместимости, в зрелую иммуноген-ную ткань. Зафиксированный уровень РТПХ при огромном объеме пересаженного мышам клеточного материала считается умеренным из-за иммуноизолирующих барьерных свойств ПНТ.
Экспериментальный блок исследований показал, что в системах in vitro и in vivo ряд клеток, пересаженных на ПНТ, активно созревает и формирует единую тканевую структуру. Это позволяет гибридные имплантаты, имеющие ПНТ в качестве носителя, перевести в разряд гибридных искусственных органов [2] для временной либо постоянной замены утраченной функции природного прототипа. Трансплантация ряда клеток выполняет пластическую функцию строительного материала для клеток организма-реципиента. Введение клеток на scaffold из ПНТ позволяет трансплантату сформировать собственное микроокружение, защищаться от иммунных клеток хозяина (и опосредованно активировать их), обмениваться информацией, брать на себя утраченные либо сниженные функции хозяина - т.е. вести себя как полноценный орган для заместительной терапии.
Механизмы заместительной терапии путем имплантации гибридных искусственных органов (ИГИО) с разной композицией клеток изучались у лиц с СД-I и СД-II. СД сопровождается у людей и животных угнетением процессов неспецифической резистентности организма, развитием вторичного иммунодефи-цитного состояния, связанного с нарушением реакций клеточного иммунитета. Это ведет к инфекционным осложнениям, включая туберкулез, сепсис, гангрену, кожные инфекции и др. [7]. При СД I типа добавляется аутоиммунный компонент, связанный с активацией (CD25-маркер) Т-хелперов и/или снижением количества Т-супрессоров [7]. ИГИО на ПНТ пациентам с СД-I давала системный иммуномодулирующий эффект, проявляющийся оптимизацией и ростом индексов иммунограммы.
