CC BY
52
11. Яковлев Б.А.. и др. // Тер. арх.- 1992.- N° 3.- С. 22-26.
12. Amsden G.V., Amankwa K. // Ann Pharmacother.- 2001.-Vol. 163.- P. 480-488.
13. Cohen A.B., Rossi M. // Amer. rev. resp. dis.- 1983.-Vol.127, N 2.- P. 53-59.
14. Sies H. Oxidative stress: Introductory remarks // Oxidative stress.- L.:Acad.Press, 1985.- P. 1-8.
PECULIARITIES OF DEVELOPMENT OF LUNG’S INFLAMMATION IN EXPERIMENTAL RATS ON BACKGROUND OF USE OF SORBENTOLS WITH IONOMETABOLIC CHARACTERISTICS CONTAINED ZEOLITE
A.ANTONOV, N. BLUM, L.VOKHMINTSEVA, N. MAYANSKAYA,
S. MAYANSKAYA, N. NASSENKOVA, A. RONINSON
Summary
The data about the complex influence of sorbentols with iono-metabolic characteristics as corrector mean of parameters are revealed. The use of this method with traditional treatment for rehabilitation of pneumonia is effective and advisable.
Key words: ionometabolic characteristics, sorbentols
УДК 616-002. 2. 3. 085
ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ВОСПАЛЕНИЯ В ЛЕГКИХ У КРЫС НА ФОНЕ ХРОНИЧЕСКОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ
А.Р. АНТОНОВ, Н.Е. БЛЮМ, Л.В. ВОХМИНЦЕВА,
Н.Н. МАЯНСКАЯ, С.Д. МАЯНСКАЯ, Н.А. НАСЕНКОВА*
Медицинское и социально-экономическое значение пневмоний чрезвычайно высоко из-за своей распространенности в структуре заболеваемости человека, учащения возникновения атипичных пневмоний, значительной летальности и инвалидиза-ции больных [7-9]. Острота и характер воспалительной реакции в легких, развертывание регенераторных процессов зависят от степени функциональной активности клеток-эффекторов воспаления и их функциональных резервов. Особое внимание уделяется нарушению фагоцитарной активности макрофагов, развитию вторичного иммунодефицита различной степени выраженности на фоне экологического неблагополучия региона [6, 11], наличия вредных привычек, особенно таких, как хроническое употребление алкоголя. Эти факторы грозят не только оказать необратимое воздействие на генофонд человечества, его здоровье и на социальный аспект жизни, но и могут существенно модифицировать преморбидный фон многих заболеваний, усугубляя их тяжесть.
Цель работы - исследование влияния злоупотребления алкоголем на течение экспериментальной пневмонии у крыс.
Материал и методы исследования. В исследованиях использовали 70 крыс-самцов линии Вистар, полученных из вивария НГМУ, массой 180-220 г. Крысы находились на общевивар-ном рационе, со свободным доступом к воде. Все экспериментальные воздействия проводились в утренние часы - с 10 ч. У части крыс воспроизводили хронический алкоголизм введением крысам Вистар 10% раствора спирта в количестве 1 мл/сутки per os через зонд в течение 44 дней. На 24-й день в легких вызывали экспериментальную пневмонию (ЭП) путем распыления через трахею с помощью специального зонда сефадекса G-100. Развитие воспаления в легких подтверждалось данными гистологических исследований. Часть животных (группа ЭП^) получала ежедневно через зонд, начиная с первого дня опыта, внутрижелу-дочную литотерапию путем введения водной взвеси стандартизованного сорбента с ионообменными свойствами на основе природных клиноптилолитов (100 мг/кг массы тела). Контролем служил материал от интактных животных, находившихся на общепринятом рационе вивария. На 1-е, 7-е и 21-е сутки брали на исследование гомогенат легких и периферическую кровь животных. В нейтрофилах (Нф) периферической крови определяли кислород-зависимую биоцидность с использованием спонтанного
Новосибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию РФ, 630091, г.Новосибирск, ул. Красный проспект, д. 52
и индуцированного зимозаном НСТ-теста [3]. В гомогенате легких и сыворотке крови измеряли содержание продуктов пере-кисного окисления липидов (ПОЛ): малонового диальдегида (МДА) в реакции с тиобарбитуровой кислотой, диеновых конъюгатов (ДК) и дикетонов [2], активность каталазы, содержание восстановленного глутатиона.
Статистическую обработку материала проводили на ПК PC Pentium-200 MMX при помощи пакета прикладных программ Exсel 7.0 определением ошибки средней (M±m), критерия Стьюдента и корреляционного анализа Различия сравниваемых показателей принимались за достоверные при р<0,05.
Результаты исследований. Уже на 1-е сутки в легочной ткани обнаруживалось скопление элементов воспаления с примесью Нф. Альвеолы были заполнены преимущественно серозным экссудатом, ближе к очагу воспаления легочная ткань содержала фибринозный выпот. У алкоголизированных крыс (АК) наблюдались явления некроза, на 7-е сутки появлялись очаги некроза в межальвеолярных перегородках и стенках бронхов, которые местами были некротизированы на всю толщину. Лишь на 20-е сутки стали появляться признаки восстановительных процессов. Гистологические исследования подтвердили появление признаков очищения участков деструкции с развитием тонкого слоя молодой грануляционной ткани, стали формироваться участки эмфиземы за счет компенсаторного расширения альвеол и фокусы ателектазов.
Таблица І
Количественный состав фагоцитирующих клеток (Нф и Мф) у АК с ЭП (в %% от общего числа клеток, принятого за 1GG%; M_+ m)
Условия опыта Нф Мф Мф/Нф Очаги некроза
Контроль: 40,0 і 2,21 60,0 і 4,19 1,5 і 0,11 Нет
Крысы с этанолом 63,3 і 2,34* 36,7 і 1,54* 0,58 і 0,09* Нет
Этанол ЭП: 1-е сутки 53,3 і 3,02* 46,7 і 2,37* 0,88 і 0,05* 15%
7-е сутки: 66,7 і 3,48* 33,3 і 1,44* 0,50 і 0,05* 25%
20-е сутки: 51,7і2,28 48,3 і 2,19* 0,93 і 0,15* следы
Примечание. * - достоверные отличия от контроля, р<0,05
Как видно из табл. 1, этанол сам по себе, без дополнительных вмешательств в легких, вызывал перераспределение нейтро-филов и макрофагов в мазках-отпечатках. Обращало на себя внимание значительное снижение макрофагов в легких, по сравнению с интактными животными. Количество нейтрофильных гранулоцитов, напротив, было увеличено по сравнению с контролем. В первой половине срока экспериментальное воспаление в легких у АК наблюдалось превалирование числа нейтрофилов над числом макрофагов, наиболее выраженное на 7-е сутки ЭП. Лишь к 20-м суткам количество макрофагов стало приближаться к количеству нейтрофилов в мазке-отпечатке, но в отличие от результатов, полученных у крыс с ЭП без алкогольного фона, не достигало контрольного уровня. Недостаточная миграция макрофагов в легкие совпадала с замедлением репаративных процессов и исчезновением нагноения. Изменения кислород-зависимой биоцидности нейтрофилов в динамике развития ЭП у АК определяли по показателям НСТ-теста (табл. 2).
Введение алкоголя крысам сопровождалось двукратным увеличением показателя сНСТ-теста. Однако в ответ на инкубацию крови с зимозаном показатель зНСТ-теста не повышался. Отсюда индекс стимуляции у АК был более, чем в 2 раза ниже, чем у интактных животных (р<0,05). Хроническое введение этанола крысам приводило к значительному снижению резервов биоцидности нейтрофилов и моноцитов, которые, как и тканевые макрофаги, играют ключевую роль в иммунном ответе, осуществляя и кооперацию с Т- и В-лимфоцитами, и элиминацию антигенов и иммунных комплексов [5]. В первые сутки ЭП показатель сНСТ-теста у АК был выше, чем в контроле примерно в 3 раза, но почти не отличался от такового у АК без пневмонии. К 20-м суткам показатель сНСТ-теста снизился, но был в 1.5 раза выше, чем в контроле и в 1,5 раза ниже, чем у АК без пневмонии. Ответ на инкубацию с зимозаном на всех сроках эксперимента был ниже уровня сНСТ-теста. Наиболее информативны показатели
индекса стимуляции, которые были на уровне показателей у АК без пневмонии, но в 2 раза ниже, чем в контроле (табл. 2).
Выясним, какова интенсивность процессов ПОЛ у АК. Как
Таблица 2
Показатели НСТ-теста в нейтрофилах крови (в процентах к 1GG клеткам) у АК с ЭП
Показа- тели НСТ- теста Контрольные крысы Крысы с этанолом ЭганоліЭП 1-е сутки ЭтаноліЭП 7-е сутки Эта-ноліЭП 20-е сутки
НСТ- тест 10,4і0,94 24,2±1,8З* 28,Зі 2,02* 24,6±1,32* 16,4±1,71*#
зНСТ- тест 18,8±1,49 20,З±1,25 24,6і 1,24* 18,3і 0,88 15,0±1,00#
ИС 1,81і0,11 0,84і0,07* 0,86і0,09* 0,74і0,10* 0,91і0,11*
Примечание. * - достоверные отличия от показателей у контрольных крыс, р<0,05. # - достоверные отличия показателей у АК без воспаления в легких, р<0,05
показали результаты определения количества продуктов ПОЛ в ткани легких, у АК было обнаружено более, чем двукратное повышение уровня диеновых конъюгатов (табл. 3) (р<0,05), но изменений содержания других продуктов ПОЛ в легких не было.
Таблица 3
Концентрация продуктов ПОЛ в крови у АК с ЭП (M + m)
ПОЛ Контроль Крысы с этанолом ЗтаноліЗП 1-е сутки ЗтаноліЗП 7-е сутки ЗтаноліЗП 20-е сутки
МДА 10,9±0,З6 24,15і1,25* 26,1і1,47* 29,7і2,52* 25,6і1,52*
ДК 1,2і0,09 1,6 і0,10* 2,4і 0,18* 1,6 і 0,10* 1,7 і 0,11*
Дике- тоны 0,27і0,021 0,44і0,040* 0,67і0,042* 0,40і0,060* 0,36і0,080*
Примечание. * - отличия от показателей у контрольных крыс, р<0,05.
В сыворотке крови у АК шло увеличение концентрации МДА на 42% в среднем (табл. 3), ДК - в два раза, и дикетонов -на 78% (р<0,05.). ЭП у этих животных также сопровождалась повышением ДК, но в меньшей степени чем под влиянием одного только хронического приема этанола. Наибольшее повышение отмечалось в отношении дикетонов, уровень которых был не только выше контрольного, но и в два раза выше того, который находили у АК без ЭП. В ткани легких и в крови определялась также активность защитной антиоксидантной системы (табл. 4):
еще только под влиянием приема этанола, продолжала падать после моделирования ЭП (табл. 4). На 7-е сутки ЭП активность каталазы в гемолизате эритроцитов была уже в два раза ниже, чем в контроле, на 20-е сутки - было зарегистрировано снижение активности каталазы на 30%, по сравнению с контролем. Еще более значительно снижалось содержание восстановленного глутатиона в гемолизате эритроцитов: более чем в три раза под влиянием алкоголя и в 10-20 раз у АК с ЭП. При УЗИ печени у лиц с пневмонией, страдающие алкоголизмом, обнаруживается жировой гепатоз той или иной степени. В связи с этим в настоящей работе было проведено изучение активности некоторых маркерных ферментов. Результаты исследования показали, что в сыворотке крови у АК умеренно повысились активность алани-наминотрансферазы (АлТ) на 22% (р<0,05) и содержание прямого билирубина - в 1,5 раза (р<0,05), активность ГГТП - почти в 6 раз (р<0,01). Эти данные указывают, на то, что, у крыс с хронической алкогольной интоксикацией по крайней мере часть обнаруженных изменений состояния фагоцитирующих клеток в легких и в крови может быть связана с нарушениями в печени.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что снижение активности иммунной системы, сопровождающееся утяжелением течения и исходов ЭП у АК, связано с отравлением токсическими продуктами. У экспериментальных животных с развивающимся воспалением в легких таких эндогенных токсических продуктов накапливается очень много: за счет тканевого распада, за счет секреции различных биологически активных веществ из тучных клеток, из лейкоцитов, из макрофагов [10], за счет накопления продуктов ПОЛ [12]. Хроническое алкогольное отравление ведет к накоплению токсических продуктов метаболизма этанола, в первую очередь - ацетальдегида. Активного вмешательства требует также дисбаланс между интенсивностью процессов ПОЛ и активностью антиоксидантной защиты, который имеет место при хроническом алкогольном отравлении.
У крыс с экспериментальной пневмонией благоприятное воздействие на биоцидность фагоцитирующих клеток и баланс между процессами ПОЛ и активностью АОЗ оказывал сорбент, содержащий натуральный цеолит [4].
В следующей серии опытов крысам с хроническим алкогольным отравлением в корм добавляли цеолит-содержащую пищевую добавку в количестве 100 мг/кг массы тела. Добавление в корм цеолит-содержащего сорбента (ЦСС) крысам с хроническим алкогольным отравлением оказывало положительное влияние на интенсивность процессов ПОЛ в крови, достоверно снижая содержание МДА, ДК и дикетонов в сыворотке крови у этих животных. Активность ферментов антиоксидантной защиты в крови, напротив, на фоне приема ЦСС была выше, чем у АК, не получавших пищевой добавки. Особенно значительные различия наблюдались в отношении содержания восстановленного глутатиона, Этот показатель является маркером повышенной защиты клеточных мембран от действия лизирующих агентов, включая продукты ПОЛ и метаболизма этанола.
ЦСС оказывает благоприятное воздействие на метаболические процессы в организме при хроническом алкогольном отравлении. Полученные в работе результаты позволяют рекомендовать прием ЦСС в качестве средства, снижающего токсическое воздействие этанола на организм, что может иметь огромное эндоэкологическое и социальное значение.
Таблица 4
Изменение антиоксидантной активности в гомогенате ткани легких (I) и в крови (II) у АК с ЭП
Контрольные крысы Крысы с этанолом ЗтаноліЗП 1-е сутки ЗтаноліЗП 7-е сутки ЗтаноліЗП 20-е сутки
Ката-лаза I II 1,8і 0,13 12,5і 0,34 4,4 і 0,10* 10,8 і 0,91 3.9 і 0,47* 10.9 і 1,17 3.9 і 0.52* 5.9 і 0.42*# 4,4 і 0.52* 9,3 і 0.72*
GSH I II 4,3і 0,35 12,1 ±0,18 5,2 і 0,39 3,7 і ,39*# 2,5 і 0,15*# 1,2 і 0,15*# 2,1 і 0,09*# 0,6 і 0,05*# 5,7 і 0,17 1,1 і 0,07*#
Примечание. * - достоверные отличия от показателей у контрольных крыс, р<0,05. # -достоверные отличия от показателей у алкоголизированных крыс без воспаления в легких, р<0,05
содержание восстановленного глутатиона и активность каталазы.
У АК почти в 2,5 раза увеличивалась активность каталазы, в то время как содержание 08Н не изменялось. В гемолизате эритроцитов оба показателя антиоксидантной активности были в той или иной степени достоверно снижены (табл. 4). Особенно низким было содеражние восстановленного глутатиона. ЭП, воспроизведенная у крыс с уже нарушенной защитной антиокси-дантной системой на фоне алкоголизма, еще больше снижала содержание восстановленного глутатиона в ткани легких, и возвращение к контрольному уровню происходило лишь к концу эксперимента (20-е сутки). Активность каталазы в гомогенате тканей легких, повышаясь под влиянием этанола, оставалась на этом уровне и у крыс с пневмонией до конца наблюдения. В гемолизате эритроцитов активность каталазы, начиная снижаться
Литература
1. Воробьев Л.П., Бусарова Г.А. // Пульмонол.- 1997.- №1.— С. 18—24.
2. Гаврилов В.Б., Мишкорудная М.И. // Лаб. дело.— 1983.— № 3.— С. 33—35.
3. Диагностическая ценность лейкоцитарных тестов: Метод. рекоменд.— Новосибирск, 1996.— 32 с.
4. Маянская Н.Н., Ронинсон А.Г. // Мат-лы Междунар. конгр. «Евромедика».— Ганновер — 2004.— С. 143.
5. Маянский А.Н., Маянский ДН. Очерки о нейтрофиле и макрофаге.— Новосибирск,1989.— 344 с.
6. Новоженов В.Г. и др. // Тер. арх.— 1989.— №3.— С. 84—87.
7. Черняев Л., Никонова Е// Materia Med.—1995.— №4.— С. 11.
8. Чучалин А.Г. // Пульмонология.— 1998 - № 4 — С.6—22.
9. Celis R. et al. // Chest.— 1998.— Vol.98, №2.— P. 318—324.
10. Poch В. et al. // Inflamm. Res.—1996.— № 8.— P.428—433.
11. Prieditis H., Adamson I.Y. s // Exp. Lung Res.— 2002.— Vol.28, №.7.— P.563—576.
12. Sies H. // Amer. J Med.— 1991.— Vol. 91, suppl.30.— P.531.
PECULIARITIES OF DEVELOPMENT OF LUNG’S INFLAMMATION IN EXPERIMENTAL RATS ON BACKGROUND OF CHRONIC ALCOHOL INTOXICATION
A.ANTONOV, N. BLUM, L.VOKHMINTSEVA, N. MAYANSKAYA,
S. MAYANSKAYA, N. NASSENKOVA
Summary
The zeolite contaned sorbetol affects positive to metabolic process of organism at chronic alcohol intoxication/ The obtained results allow to recommend this method as mean qhich reduces the ethanol affection to organism and is of endoecological and social importance Key words: antioxidant activity, alcohol intoxication
УДК 612.13
ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОДЕЛИРОВАНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА МЕТОДАМИ ГЕОМЕТРИИ СУБПРОЕКТИВНЫХ ПРОСТРАНСТВ
Г.В. КУЗНЕЦОВ*
Существующие модели сердечно-сосудистой системы (ССС) человека предполагают решение вопросов, касающихся точности и эффективности описания ими движения крови. Вызвано это теми задачами, для решения которых эти модели создавались. Это, в первую очередь, относится к задачам диагностики по выявлению дефектов в кровеносной системе, и чем точнее и быстрее будут они решены, тем более эффективно будет проведено и лечение. В предлагаемом подходе моделирования ССС человека методами геометрии субпроективных пространств [1] даются геометрические характеристики движения крови, основываясь на видах движений (ламинарное, турбулентное). Данный подход позволяет выявлять отклонения в движении крови от нормы более точно и на более ранней стадии. В статье показывается эффективность разработанного математического аппарата для вопросов моделирования работы ССС и оценивается точность, с которой проводятся диагностические исследования.
Пациент
ДФ
ДС
Врач
ФИД
ЕЛ
Интерфейс пользователя
т
вдк
БПД
АУ ПТХВ ---------
БД
Рис.1 Структурная схема СППР врача сосудистого хирурга (флеболога). Сокращения: ДФ - допплеровский фонендоскоп; ДС - драйвер связи; ФИД - файл исходных данных; БП - блок прогноза; БПД - блок постановки диагноза; БОСЗ - блок определения стадий заболевания; ВДК - виды движения крови; АУПТХВ - алгоритм управления профилактическими, терапевтическими и хирургическими воздействиями; БД - база данных
Система поддержки принятия решений (СППР) сосудистого хирурга. Существующие СППР, содержащие системы по диагностике ССС, а также нарушений кровообращения беременных, не решают на доступном для каждого врача уровне постав-
ленных задач по эффективной диагностике. Предложена структура программного и математического обеспечения СППР, включающая в себя не только задачи диагностики, но и поддержки решения задач по прогнозированию, диагностике стадий изменений в ССС, профилактике и выбору наиболее подходящего лечения по устранению дефектов в кровеносной системе. Для повышения достоверности диагностики появления изменений в ССС используются допплеровские фонендоскопы совместно с ПК, использующим программу «Speed». Структурная схема системы поддержки принятия решений (СППР) приведена на рис. 1:
На основании информации, получаемой от БП, БПД, БОСЗ, ВДК и дополнительной информации из БД и со стороны интерфейса пользователей АУПТХВ, вырабатываются рекомендации по проведению профилактических, терапевтических или хирургических мероприятий, которые через интерфейс пользователя передаются врачу в качестве рекомендаций по ведению пациента. В базе данных хранится медицинская карта пациента в электронном виде, в которой находятся его паспортные данные, данные анамнеза, итоги осмотров, опросов, экспериментальных исследований, диагностические заключения, допплерограммы и т.д. С помощью интерфейса пользователя реализуются: отображение видов движений крови и сопутствующая числовая информация; корректировка характеристик лечебных мероприятий и т. п. При эксплуатации программного обеспечения системы поддержки принятия решений возможна корректировка параметров решающих правил для улучшения их точностных показателей.
Проверка достоверности прогнозирования появления дефектов в системе кровообращения с использованием моделирования кровотока методами субпроективных пространств. Для проверки достоверности и эффективности обнаружения дефектов в системе кровообращения с использованием модели ССС на основе геометрии субпроективных пространств были обследованы пациенты сосудистого хирурга (флеболога) и женщины, в возрасте от 17 до 41 года с неосложненным течением беременности и с фетоплацентарной недостаточностью. Сформировали два класса обследуемых. Первый класс (000) — люди без признаков патологических изменений в ССС и второй класс (01) — люди, у которых изменения обнаружены. Проверка репрезентативности полученных выборок велась на основе расчета объема выборок для задач классификации по заданной величине ошибки:
■100)2 ■ Kw:
s2
-а ±-,=)2
V2m
где п - число необходимых наблюдений; т - предварительное число градаций признаков; Шт - разность между максимальным и минимальным значениями признака; “ - среднее значение признака; 5 - величина ошибки исследования в процентах; КЮ2 - табличный коэффициент, учитывающий уровень достоверности. Приняв 5 = 10%, при уровне достоверности 0,1 получим, что выборки будут достоверными, если ПЮ0 = 121 человек и Пп1 = 105 человек. Сначала исследования проводились с использованием допплеровских фонендоскопов без применения разработанной в данной работе модели ССС и математического аппарата. Взяв контрольные выборки по 150 чел. на класс, построили гистограммы распределения классов ®0 и по признаку КУ (коэффициент уверенности) по обнаружению дефектов в сосудах. Для этого числовые характеристики кровотока сравнивались с табличными значениями в норме. Гистограммы имеют вид:
Рис. 2. Гистограмма распределения классов ®0 и На основании анализа гистограмм в качестве пороговой величины для алгоритма управления обнаружения дефектов в ССС была выбрана величина 0,5. Относительно этой величины
n
БП
* ТФ Современной гуманитарной академии, г. Тула
