СПОСОБ ДЕТОКСИКАЦИИ ОРГАНИЗМА ПРИ ОТРАВЛЕНИИ НЕМБУТАЛОМ
WAY OF ORGANISM DETOXICATION AT POISONING WITH NEMBUTAL

Предлагаемое изобретение относится к медицине и биологии и может быть использовано для детоксикации организма при отравлении веществами барбитуратового ряда, в частности нембутала, у млекопитающих, в том числе и человека.
В настоящее время актуальна проблема детоксикации при острых отравлениях наркотиками, лекарственными препаратами, в том числе и препаратами барбитуратового ряда, куда относится ряд наркотических и снотворных средств [1]. В России количество лиц, употребляющих наркотические средства, измеряется миллионами. Более одного миллиона школьников хотя бы раз употребляли наркотическое средство. По данным национального научного центра наркологии Минздрава РФ не менее трех миллионов человек находятся под диспансерным наблюдением в наркологических учреждениях. По статистике в 2006 году в Москве было зарегистрировано 2 тысячи 334 случая отравления наркотическими веществами и 1 тысяча 370 случаев - психотропными средствами [1].
Имеющиеся средства детоксикации организма при отравлениях можно разделить на несколько широко использующихся методов, к которым можно отнести очистку ЖКТ, инфузионную терапию, лекарственную терапию, гемосорбцию и др. [2]. Очистка ЖКТ эффективна только при энтеральном введении токсина и непосредственно после введения, пока токсин не всосался. Инфузионная и лекарственная терапии, наиболее широко используемые, занимают много времени и чреваты осложнениями, связанными с парентеральным введением, к которым относятся воспаления и тромбозы. Гемосорбция используется в тяжелых случаях и является довольно дорогостоящим и трудоемким методом. Противопоказаниями для применения гемосорбции и гемофильтрации являются некорригируемая артериальная гипотензия, продолжающееся кровотечение, геморрагический инсульт, гемофилия. Осложнения при гемофильтрации могут быть связаны с экстракорпоральной перфузией (кровотечение, нарушение гемостаза, эмболия), вмешательством в водно-электролитный и кислотно-основный баланс (гипергидратация и дегидратация, гипокалиемия, метаболический алкалоз), стрессом и неселективным очищением (гипогликемия, гипофосфатемия, потеря аминокислот), нарушением теплового баланса (озноб, повышение температуры тела), инокуляцией возбудителей инфекции (сепсис, гепатит, сифилис, ВИЧ-инфекция). При высокопоточной гемофильтрации могут наблюдаться артериальная гипотензия и сердечная слабость, обусловленные гипокалиемией и гипомагниемией, в связи с чем показаны периодическое введение панангина и других коррегирующих препаратов. При гемофильтрации предусмотрительно увеличивают дозу лекарственных препаратов, количество вводимой глюкозы, аминокислот, уменьшают дозу инсулина [3, 4].
Поэтому имеется необходимость в более безопасных быстрых и менее трудоемких методах и способах комплексной детоксикации организма.
Известен способ для осуществления детоксикации организма, где в полость кровеносного сосуда вводят проводник в виде металлической проволоки. На кожный покров у концевых участков проводника накладывают два разнополярных электрода. Электроды соединяют с источником постоянного тока. Пропускают электрический ток силой 1 микроампер - 10 миллиампер. В данном способе устройство для осуществления детоксикации организма содержит электроды, соединенные с источником постоянного тока. Устройство снабжено металлическим проводником для введения в полость кровеносного сосуда вдоль его оси. Электроды устанавливают на кожные покровы у концевых участков проводника. Способ и устройство позволяют осуществлять детоксикацию крови непосредственно в полости сосуда [5]. Но этот метод имеет ряд недостатков, один из которых заключается в необходимости введения электродов в полость сосуда, что может привести к различным осложнениям в виде воспалений и тромбозов. Также этот способ неприменим при противопоказаниях для парентерального введения, например при гемофилии.
Поэтому задачей изобретения является разработка эффективного способа детоксикации организма за счет сокращения числа трудоемких операций и уменьшение риска осложнений.
Поставленная задача достигается тем, что осуществляется воздействие на брюшную полость животного в течение 50-600 секунд высокоэнергетическим некогерентным импульсным излучением, длительностью импульса 1-10 микросекунд, силой тока 1 кА, напряжением на электродах 10 кВ, энергией 5Дж в 1 импульсе.
В последние годы ведутся исследования, направленные на изучение и использование биологических эффектов некогерентного импульсного света [6, 7].
Показано, что при генерации импульсного некогерентного излучения нарабатываются фотоны с высокой энергией и скоростью, являющиеся основными участниками процессов ионизации, диссоциации и рекомбинации возбужденных молекул и радикальных продуктов. Высокоэнергизированные частицы излучают энергию в видимом и ультрафиолетовом диапазоне и не выделяют в окружающую среду радиоактивных продуктов [8].
Детоксикационный эффект при импульсном некогерентном воздействии обеспечивается заряженными частицами, светом ультрафиолетового, видимого и инфракрасного спектра, высоковозбужденными нейтралами и активными продуктами плазмохимических реакций. Некоторые устройства, генерирующие высокоэнергетическое некогерентное импульсное излучение (ВНИИ), успешно используются для разложения таких стойких молекул, как СС14, трихлорэтилен, фенол и др. [8, 9, 10]. Кинетической энергии частиц, энергии состояний нейтралов и ионов, в том числе метастабильных, энергии квантов достаточно для окисления эндогенных и экзогенных токсинов в организме животных и человека.
Новый технический результат изобретения заключается в следующем. Предлагаемое изобретение существенно повышает эффективность детоксикационных мероприятий, за счет кратковременного бесконтактного воздействия ВНИИ, по спектральным параметрам, схожим с солнечным излучением, на область брюшных лимфоузлов с частотой 1 Гц, продолжительностью 50-600 сек через 10-15 минут после введения нембутала (в дозе, близкой к полулетальной) и наступления глубокого наркотического состояния.
Основным действующим фактором в предлагаемом способе является импульсное световое высокоэнергетическое излучение видимого и УФ-диапазона, а также активные формы кислорода, свободные радикалы [9, 10], образующиеся в водных средах при воздействии.
Таким образом, уникальные окислительно-востановительные свойства некогерентного импульсного излучения позволяют многократно усилить суммарный детоксикационный эффект. При этом короткоимпульсный (длительность 1-го импульса от 50 наносек до 50 миллисек) режим воздействия ВНИИ позволяет существенно снизить эффекты повреждения на клеточном, тканевом, органном и организменном уровне во время действия излучения на организм при детоксикационных мероприятиях Безопасность применения ВНИИ при обработке биологических поверхностей (в частности, эпителиальных покровов человека) была изучена ранее [11]. Результаты показали, что воздействие ВНИИ в течение 50-600 секунд не носило деструктивный характер в отношении организма экспериментальных животных, о чем свидетельствовало сохранение фагоцитарной активности нейтрофилов и перекисного окисления липидов (ПОЛ) плазмы крови. Кроме того, не было зафиксировано морфологических изменений слизистой рта у крыс, подвергшихся воздействию ВНИИ [12]. Также ранее были проведены исследования, показывающие, что через 7 суток после однократного воздействия ВНИИ на крыс в эксперименте в течение 100 и 600 секунд структура тканей мозга, сердца, легких, печени, почек, кишечника и селезенки не отличалась от таковой у интактных животных [13].
Для оценки эффективности детоксикационных мероприятий исследовали изменение функциональной активности мозга, а также изменение интегрального показателя эндогенной токсичности в плазме и моче. Интоксикация является патологическим состоянием организма [14], что отражается в изменении функциональной активности мозга, которую можно оценить с помощью поведенческих реакций.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом: животное (крыса) с острым отравлением нембуталом (40 мг/кг) обрабатывается некогерентным импульсным высокоэнергетическим воздействием в области брюшной полости в течение 50-600 секунд. Применяемое некогерентное излучение имеет следующие параметры: энергия в 1 импульсе - 5 Дж, длительность импульса 1-10 микросекунд, спектральный диапазон 180-800 нм, генерация излучения производится при напряжении на электродах 10 кВ и силе тока 1 кА.
В ходе эксперимента для подтверждения эффективности заявленного способа были сформированы 2 группы беспородных белых крыс самцов с массой 150-200 г. Содержание животных соответствовало правилам по устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев). Кормили животных натуральными и брикетированными кормами в соответствии с утвержденными нормами. Животные прошли карантин и акклиматизацию в условиях вивария в течение 14 суток. Экспериментальные группы животных формировали методом случайной выборки с учетом массы тела в качестве определяющего показателя.
Каждая группа включала 4 подгруппы.
Первая группа являлась контрольной. В нее входили 4 подгруппы: подгруппа - интактные, подгруппа - контроль с воздействием ВНИИ в течение 5 минут, две подгруппы - контроль с введением нембутала без воздействия ВНИИ однократно и двукратно соответственно. Во вторую группы входили: две подгруппы - с однократным введением нембутала и воздействием ВНИИ в течение 5 и 10 минут соответственно, и две подгруппы с двукратным введением нембутала и воздействием ВНИИ в течение 5 и 10 минут соответственно.
Экспериментальным животным осуществлялась инъекция 1%-ного раствора нембутала (на физиологическом растворе) в брюшную полость в дозе 0,6 мл на 150 г (достаточной для введения в глубокий наркотический сон). Воздействие ВНИИ проводилось после наступления наркотического эффекта (животные засыпали в течение 5-10 минут). На следующие сутки после воздействия проводилась оценка функциональной активности мозга с помощью теста «открытое поле», в котором проводится тестирование общей двигательной активности и тревожно-фобического состояния животных. Установка «открытое поле» представляет собой круглую камеру, диаметром 120 см с металлическими стенками высотой 28 см. Пол изготовлен из белого пластика, на нем черной краской нанесена решетка, делящая его на 25 равных квадратов со стороной 20 см. Лампы накаливания (6 ламп по 60 Вт) располагались по кругу диаметром 60 см на высоте 80 см от поверхности поля. Освещенность площадки во время опыта 200 Лк. Животное помещается в центральный квадрат и за ним ведется наблюдение. Визуально подсчитывается количество отдельных поведенческих актов в течение 5 минут тестирования [17]. Запись осуществляется вручную с последующей обработкой на компьютере. Регистрировались следующие поведенческие показатели крыс:
1. Горизонтальная двигательная активность (ГДА), отражающая общую двигательную активность крыс.
2. Замирания, отражающие тревожно-фобические состояния.
В контрольных подгруппах при однократном и двукратном введении нембутала (контроль 2, контроль 3) количество пересеченных квадратов уменьшалось в 5,1 раза и в 5,5 раза, а время замирания увеличивалось в 18,8 раза и в 20,1 раза соответственно при сравнении с интактной подгруппой. Интегральный показатель эндогенной токсичности контрольных животных возрастал в моче в 1,48 раза и в 1,47 раза, а в плазме крови в 1,66 раза и в 1,57 раза соответственно при сравнении с интактной подгруппой.
В подгруппе с воздействием ВНИИ в течение 5 минут без введения нембутала (контроль 1) количество пересеченных квадратов и время замирания достоверно не изменялось при сравнении с интактной подгруппой, что показывает отсутствие стимулирующего воздействия ВНИИ на функциональную активность мозга.
В подгруппах при однократном и двукратном введении нембутала после воздействия ВНИИ в течение 5 минут при сравнении с контрольными подгруппами без ВНИИ (контроль 2, контроль 3) количество пересеченных квадратов увеличилось в 3,9 раза и в 3,3 раза при однократном и двукратном воздействии соответственно, а реакции замирания отсутствовали, т.е. уровень тревожно-фобических состояний снижался в 44-46 раз. Интегральный показатель эндогенной токсичности после воздействия ВНИИ в моче возрос в 1,47 раза, что свидетельствует об активном выведении токсинов почками, а в плазме крови достоверных изменений не наблюдалось.
В подгруппах при однократном и двукратном введении нембутала в ходе воздействия ВНИИ в течение 10 минут при сравнении с контрольными подгруппами без ВНИИ (контроль 2, контроль 3) количество пересеченных квадратов увеличилось в 3,6 раза при однократном воздействии. При двукратном воздействии достоверных изменений не было. Время замирания уменьшилось в 11 раз и в 15,4 раза. Интегральный показатель эндогенной токсичности в моче возрос в 1,61 раза и в 1,39 раза, а в плазме крови уменьшился в 1,19 раза и в 1,43 раза при однократном и двукратном воздействии соответственно. Что показывает усиление выведения токсинов с мочой.
Полученные в ходе эксперимента данные были обработаны статистическим способом. Достоверность различий показателей между группами вычисляли по методу Стьюдента. Достоверными считали различия при Р≤0,05. Результаты исследования представлены в таблицах 1, 2.
Таблица 1Двигательная активность и тревожно-фобическое состояние крыс через сутки после введения нембутала и ВНИИ воздействия
Подгруппы
Кол-во пересеченных квадратов (шт.)
Замирание (сек)
Интактные (б/в), n=30
78,16±26,19
2,33±1,83
Контроль 1, 1х ВНИИ 5 мин, n=12
74±23,6
5,47±2,7
Контроль 2, 1х нембутал б/в, n=8
15,2±13,4*
44±20,2*
Контроль 3, 2х нембутал б/в, n=8
14,25±13,5*
46,25±32,9*
1х нембутал + ВНИИ 5 мин, n=8
59±23,6**
0±0**
2х нембутал + ВНИИ 5 мин, n=8
47,4±20,8***
0±0***
1х нембутал + ВНИИ 10 мин, n=8
54,2±21,3**
4±3,3**
2х нембутал + ВНИИ 10 мин, n=8
32±21,1
3±2,7***
* - достоверно относительно интактной группы при Р≤0,05, ** - достоверно относительно группы Контроль 2 при Р≤0,05, *** - достоверно относительно группы Контроль 3 при Р≤0,05
Таблица 2Интегральный уровень эндогенных токсинов в моче и плазме крови крыс через сутки после введения нембутала и ВНИИ воздействия
Подгруппы
Уровень эндоген. токс. мочи (отн.ед.)
Уровень эндоген. токс. плазмы крови (отн. ед.)
Интактные (б/в), n=6
3,46±0,18
4,53±0,32
Контроль 2, 1х нембутал б/в, n=6
5,11±0,32*
7,53±0,45*
Контроль 3, 2х нембутал б/в, n=6
5,08±0,23*
7,1±0,51*
1х нембутал + ВНИИ 5 мин, n=6
7,53±0,51**
7,23±0,49
1х нембутал + ВНИИ 10 мин, n=6
8,24±0,39**
6,35±0,35**
2х нембутал + ВНИИ 10 мин, n=6
7,04±0,4***
5,25±0,23***
* - достоверно относительно интактной группы при Р≤0,05, ** - достоверно относительно группы Контроль 2 при Р≤0,05, *** - достоверно относительно группы Контроль 3 при Р≤0,05
Пример.
Взяли крысу-самца с массой 170 грамм. Провели тестирование функциональной активности мозга в установке «открытое поле». Количество пересеченных квадратов составило 52 шт., а время замирания 5 сек. На следующие сутки ввели 0,6 мл 1%-ного раствора нембутала. Через 10 минут (после наступления наркотического эффекта) животное подвергли воздействию ВНИИ в течение 5 минут. На следующие сутки провели тестирование функциональной активности мозга в установке «открытое поле». Количество пересеченных квадратов составило 72 шт., а реакций замирания не наблюдалось (время замирания 0 сек).
В качестве негативного контроля взяли крысу-самца с массой 165 грамм. Провели тестирование функциональной активности мозга в установке «открытое поле». Количество пересеченных квадратов составило 50 шт., а реакций замирания не наблюдалось (время замирания 0 сек). На следующие сутки ввели 0,6 мл 1%-ного раствора нембутала. На следующие сутки провели тестирование функциональной активности мозга в установке «открытое поле». Количество пересеченных квадратов составило 3 шт., а время замирания 50 сек.
Результатами исследований показано снижение интегрального показателя эндогенной интоксикации в плазме крови, а также нормализация функциональной активности мозга (возрастание двигательной активности и снижение тревожно-фобических состояний до уровня интактных животных) в подгруппах животных, обработанных ВНИИ, при сравнении с контрольными подгруппами животных без обработки ВНИИ.
Используемая литература
1. Российское агентство международной информации. РИА Новости - Москва, 28.09.2007. Доступно по http://rian.ru/society/20070928/81537637.html.
2. Гашигуллин Р.И., Халитов Ф.Я. Стандарты диагностики и лечения острых отравлений. Доступно по http://www.lgkb.kazan.ru/00_1_3.
3. Зверев Д.В., Музуров А.Л. Осложнения при остром перитонеальном диализе у детей и их лечение. Май 2001 г. Доступно по http://www.fmc.ru/07/archieve.html.
4. Библиотека диализного врача. Гемиодиализ для специалистов. Секреты нефрологии. Глава 49. Постоянная заместительная почечная терапия. Дата публикации на сайте: 12.06.2007. Разместил: С.В.Лашутин. Доступно по http://www.hd13.ru/1223/sekrety-nefrologii-glava-49.
5. Патент РФ №2229300. Руденок В.А., Марасинская Е.И., Закомырдин А.А. Способ детоксикации организма и устройство для осуществления способа.
6. Ivanova I.P., Suimach E. Spirov G. Influence of the high-energy impulsive factors on animals with a lymphosarcoma Pliss. International conference "Reaktive oxygen and nitrogen species antioxidants and human health", Smolensk 2003, p.160.
7. Иванова И.П. Механизм фунгицидного эффекта высокоэнергетического импульсного излучения / И.П.Иванова, М.И.Заславская // Проблемы медицинской микологии. - 2005. - Т.6. - С.286.
8. Спиров Г.М., Шлепкин С.И., Волков А.А., Крючков Э.В., Ковалдов О.А., Моисеенко А.Н., Маркевцев И.М., Пискарев И.М. Импульсные устройства для генерирования светового и ультрафиолетового излучения // Труды международной конференции «Высокоинтенсивные физические факторы в биологии, медицине, сельском хозяйстве и экологии» 26-28 апреля 2004 года, Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2005. - С.244-250.
9. Аристова Н.А., Пискарев И.М., Ивановский А.В., Селемир В.Д., Спиров Г.М., Шлепкин С.И. Инициирование химических реакций под действием электрического разряда в системе твердый диэлектрик - газ - жидкость // Журнал физической химии. - 2004. - Т.78.- №7. - С.1326-1331.
10. Спиров Г.М., Пискарев И.М. Активные формы электрического разряда. Доступно по http://sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6817.html.
11. Иванова И.П., Заславская М.И., Зуймач Е.А. Влияние некогерентного импульсного излучения на активность фагоцитоза и ПОЛ крови крыс с оральным кандидозом. Тез. докл. 3-го съезда биофизиков России. Воронеж, 2004 г., С.650-651.
12. Заславская М.И., Иванова И.П., Спиров Г.М. Фунгицидный эффект некогерентного импульсного излучения видимого диапазона света в системах с Candida albicans. Вестник Санкт-Петербургской медицинской академии им. Мечникова И.И., №3 (5), 2004 г., С.54-56.
13. Патоморфологические и биохимические особенности изменений внутренних органов крыс в норме и с перевитой лимфосаркомой Плисса при воздействии высокоинтенсивными физическими факторами / И.П.Иванова и др. // Высокоинтенсивные физические факторы в биологии, медицине, сельском хозяйстве и экологии: Труды междунар. конф., Саров, Россия, 26-28 апр. 2004. - Саров, РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2005. - С.187-194.
14. Куценко С.А. Основы токсикологии, Санкт-Петербург, 2002 г. - 700 с.
15. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж. П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. / Под ред. проф. А.С.Батуева. М., 1991. - 400 с.