Тезиокристаллоскопия как потенциальный метод индивидуализированного подбора лекарственных средств

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА И КЛИНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА

доцент О.Б. Жданова, А.К. Мартусевич ТЕЗИОКРИСТАЛЛОСКОПИЯ КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ МЕТОД ИНДИВИДУАЛИЗИРОВАННОГО ПОДБОРА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ Вятская государственная сельскохозяйственная академия Кировская государственная медицинская академия

В настоящее время значимым вопросом фармакологии и фармакотерапии является мониторинг эффективности препаратов, используемых в качестве лекарственных средств в отношении патологии человека. Существующие многочисленные экспериментальные и клинические подходы хотя и способствуют выяснению этого факта, но требуют для выполнения больших финансовых и временных затрат, в том числе на приобретение и использование оборудования, реактивов. Для их осуществления зачастую возникает надобность в привлечении специализированной лаборатории с хорошо обученным персоналом, что в большинстве случаев затрудняет данные исследования.

Кроме того, в условиях развития и утверждения доказательной и персонифицированной медицины особую актуальность приобретает проблема индивидуализации в подборе адекватной терапии для конкретного пациента [7,9,10,18,20,26,32].

В связи с этим важным направлением медицинской и биологической науки является поиск, исследование и внедрение экспресс-методов оценки характера реагирования организма определенного больного на использование данного лекарственного препарата. Наиболее чутким индикатором метаболизма организма и его гомеостаза выступают биологические жидкости, отражающие функциональное состояние обследуемого индивида [2,8,16,20,21].

К таковым методам в настоящее время причислены кристаллографические методы исследования биологических субстратов, получающие большое распространение в последние 30 лет [2,3, 8, 13-19, 21, 24, 26, 28, 32]. Они позволяют быстро и с достаточно степенью надежности рассмотреть изменение физико-химических свойств, а, следовательно, особенностей биологических объектов под влиянием различных воздействий [2,3,12,22,2427,29,31].

Поэтому значительный интерес представляет оценка возможностей методики тезиокристаллоскопии в раскрытии особенностей взаимодействия смешанной слюны, являющейся наиболее доступным и в то же время - информативным биосубстратом для проведения подобного анализа [2,3,7,9,12,19,20,25] с препаратом «Кальцисан».

Материал и методы исследования

Препарат «Кальцисан» является зарегистрированным (№ 77.99.23.3.У 11330.10.05 от07 октября 2005 г.). Выпускается в капсулах по 500 мг. В состав данной биологически активной добавки к пище входят порошок скорлупы куриных яиц и лиофшшзированной кутикулы желудков кур. По химической природе вышеописанная природная смесь содержит минеральные вещества, в том числе 112,5 мг кальция, витамины, сиаломуцины и желчные кислоты.

В спектр фармакологического действия препарата входит общеукрепляющий, восполняющий дефицит кальция эффект, нормализация обменных процессов.

Препарат «Кальцисан» является высушенным путем лиофилизации лекарственным средством, в связи с чем для проведения исследования выполняется регидратация биологического материала. Этот процесс осуществляется гомогенизацией содержимого капсулы (0,5 г.) с 1,7 мл дистиллированной воды в течение 15-20 минут, т. е. производится дополнение удаленных при высушивании 70% жидкости.

Для реализации поставленной задачи - оценки результата взаимодействия исследуемого лекарственного средства и биологический жидкости организма человека (смешанная слюна) - на предварительно обезжиреннное, промытое и просушенное предметное стекло наносят образцы анализируемого материала. Из обоих аналитов (гомогената препарата «Кальцисан»,

приготовленный непосредственно перед данным кристаллографическим исследованием, и смешанной слюны, также полученной перед выполнением теста) в соотношении 1:1 общим объемом 0,6 мл, который, как нами установлено ранее, является оптимальным для сложных систем как в ракурсе площади стекла, так и в отношении количества кристаллических и аморфных структур, подлежащих последующему морфометрическому анализу [16, 17] в модификации доя лекарственных препаратов [22].

Сушка полученного микропрепарата производится модифицированным способом в токе теплого воздуха [15]. При этом горизонтальное положение стекла и соответствующее направление потока должно обеспечивать дегидратацию проб в одинаковых условиях, не допуская их объединения.

Интерпретация результатов (фации) производилась по оригинальному алгоритму [15-17, 22]. Относительно классической кристаллоскопии он включает использование идентификационной таблицы кристаллических и аморфных структур, а также системы дополнительных параметров (выраженность ячеистости, краевой и центральной зоны, равномерность распределения элементов, степень деструкции фации и т. д.). В расчет принимались данные по трем полям зрения, по которым рассчитывалось среднее значение, округлявшееся при морфометрическом анализе (изучение качественной и количественной представленности моно- и поликристаллических структур, аморфных образований) до целых чисел.

Тезиграфический образец оценивается нами с помощью основных (основной тезиграфический коэффициент О - соотношение между количеством

кристаллов в смеси «биологическая жидкость -базисное вещество» и в фации чистого вещества, коэффициент поясности Р - соотношение между диаметром максимального и минимального пояса кристаллизации) и дополнительных показателей (правильность конфигурации преобладающих и добавочных образований; выраженность ячеистости, равномерность распределения элементов). В целях уточнения особенностей и медико-биологической значимости инициированного кристаллогенеза биосред применялся расчет производных коэффициентов и выполнялся анализ тенденций инициации.

Базисными веществами в тезиграфическом тесте служили0,9%и 10%расгворы хлорида натрия; 0,01 Нраствор соляной кислстгыиОД Н раствора г идроксида натрия.

Кристаллоскопические и тезиграфические картины оценивались при суммарном увеличении микроскопа х56.

Нами было проанализировано 35 образцов препарата.

Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась в электронных таблицах Microsoft Excel 2003.

Результаты исследования

Исследование кристаллообразования поликомпо-нентных систем—сложный процесс, который дополнительно затрудняется включением в анализируемый образец 2 составляющих, имеющих биологическое происхождение. Однако применение универсального алгоритма учета результатов кристаллогенеза [15] обеспечивает возможность сопоставления и оценки подобных тезиокристал-лоскопических картин.

Рис. 1. Пример сокрастаппизации препарата «Калъцисан» и слюны здорового человека

Так, изучение свободного (без добавления специализированного кристаллообразователя и/или изменения физических характеристик дегидратацион-ного процесса - осмотичности, кислотности среды и т. д.) показало, что вышеописанные системы, полученные из различных образцов исследуемого препарата в сочетании с биологическим материалом (слюной) одного обследуемого лица формируют при высушивании достаточно аналогичную фацию. Фрагмент ее проиллюстрирован на рисунке 1.

В целом путем статистической обработки результатов кристаллоскопического анализа был выделен специфический кристаллоскопический «паттерн», характерный для совместного высушивания данных ингредиентов (таблица 1).

Обнаружено, что для дегидратации рассматриваемой биосистемы кристаллический компонент играет небольшую роль в формировании текстуры.

В частности, из одиночно-кристаллических образований в фациях, образованных при смешении препарата «Кальцисан» и слюны, встречается лишь фигура типа «прямоугольник», причем в минимальных концентрациях в поле зрения. Дендритная составляющая также представлена только структурами, классифицируемыми как «пластинчатый прямоугольник». Кроме того, в картине дегидратированной

биосистемы обнаруживается фигура типа «хвощ» в значительном количестве. Наибольшее количественное представительство в фациях данной поликомпонентной смеси получают аморфные тела неправильной формы, сравнительно мелкие, неоднородной структуры, неравномерно распределенные по площади микропрепарата. Преобладающим типом взаимодействия крупных кристаллов и аморфных образования является налипание. Важным представляется заметить, что значимую часть поля зрения составляют особые неклассифицируемые образования, визуализируемые как затемненные неоднородные структуры.

Итак, по результатам классического морфометрического анализа был выделен кристаллоскопический «паттерн» дегидратации рассматриваемой системы.

Он был также дополнен сведениями, касающимися исследования полуколичественных показателей оценки свободного кристаллообразования биосистемы. Результаты, полученные по всем изученным образцам препарата «Кальцисан» были обработаны в соответствии с традиционным алгоритмом. Было произведено их обобщение путем применения статистических подходов, вследствие чего составлен «патгерн» дополнительных критериев оценки

(табливд2).

Таблица 1

Кристаллоскопический «паттерн» результата взаимодействия препарата «Кальцисан»

и смешанной слюны человека

Структуры Количество

Одиночные кристаллы

Прямоугольники 1

Призмы 0

Пирамиды 0

Октаэдры 0

Дендритные структуры

Линейчатые 0

Прямоугольники 1

«Мох», «лук», «комета» 0

«Кресты» 0

«Хвощ» 5

«Розетки» 0

Аморфные тела

размер Мелкие

количество Много

Тип взаимодействия с крупными кристаллами Налипание

Таблица 2

«Паттерн» дополнительных параметров оценки результата свободного кристаллообразования биосистемы «препарат «Кальцисан» — слюна человека»

Показатель Значение

Выраженность ячеистости фации (I, баллов) 1,2±0,2

Равномерность распределения элементов фации (Я, баллов) 0,8±0,2

Степень деструкции фации (СДФ, уел. ед.) 2,8±0,2

Выраженность краевой зоны (К3, баллов) 1,2±0,2

Рис. 2. Пример кристаллизации биосистемы «Кальцисан» - Слюна - 0,9% раствор хлорида натрия

При их анализе установлено, что фации, образованные смешением препарата «Кальцисан» и слюны практически здорового человека, характеризуются достаточно высокой степенью выраженности деструктивных процессов, что подтверждается очень низким значением равномерности плотности распределения структурных элементов микропрепарата, а также косвенно - отсутствующими признаками ячеистости.

Существенному изменению подвергается и белковая фракция биосреды. На это указывает снижение диаме гра краевой зоны фации, вплоть до ее исчезновения.

Большой объем информации о результатах взаимодействия оцениваемого лекарственного средства и биологического субстрата несет тезигра-фический компонент, визуализируемый по методике дифференциальной тезиграфии с использованием инициируемого ряда, состоящего из 4 базисных веществ.

Рис. 3. Пример кристаллизации биосистемы ««Кальцисан» - Слюна - 10% раствор хлорида натрия

Микрофотографии фаций сложных поликом-понентных систем, изучаемых кристаллографически, представлены на рисунках 2-3.

На основании этих сведений был составлен единый тезиграфический «паттерн», раскрывающий характер инициаторного потенциала препарата одновременно по отношению к биологической жидкости (слюне) и тестовому базисному веществу (таблица 3).

Так, установлено, что препарат «Кальцисан» потенцирует модулирующий потенциал биосреды, что, в свою очередь, приводит к значительному (до 9-10 раз по сравнению с контрольным образцом чистого базисного вещества; р<0,001) увеличению кристалли-зуемости солевого кристаллообразователя (в нашем случае - хлорида натрия) вне зависимости от его концентрации, а, следовательно, и осмотических характеристик среды. В то же время при изменении кислотности среды в любую сторону степень инициирования резко падает до 2-3 раз по отношению к контрольному уровню.

Таблица 3

Обобщенный инициаторный профиль результата инициированного биосистемой «препарат «Кальцисан» - слюна человека» кристаллообразования ряда из 4 веществ

Параметр Базисное вещество

0,9% раствор хлорида натрия 10% раствор хлорида натрия 0,01 Н раствор соляной кислоты 0,1 Н раствор гидроксида капия

Основной тезиграфический коэффициент (0, уел. ед.) 9,26±1,02 9,07±0,44 2,44±0,31 3,38±0,27

Коэффициент поясности (Р, уел. ед.) 2,45±0,18 2,67±0,32 2,25±0,41 2,67±0,30

Правильность конфигурации основных структур (Т, %) 58±12,56 75,81±10,30 50,25±13,45 61,17±11,48

Правильность конфигурации дополнительных структур (А, %) 42,19±13,62 35,16±12,38 32,34±10,45 41,15±10,95

Выраженность ячеистости фации (I, баллов) 1,05±0,14 2,12±0,20 2,96±0,25 3,10±0,11

Равномерность распределения элементов фации (Л, баллов) 3,05±0,21 1,13±0,24 3,15±0,15 3,00±0,09

Степень деструкции фации (СДФ, уел. ед.) 1Д6±0,23 2,04±0,14 1,03±0,10 2,11 ±0,25

Выраженность краевой зоны (К3, баллов) 4,04±0,26 2,87±0,17 2,15±0,06 1,08±0,14

При этом подобные количественные трансформации тезиграфической фации несущественно сказываются на качественной стороне кристаллообразования, что проявляется в достаточно высоких показателях равномерности плотности распределения элементов в микропрепарате, а также низких значениях ячеистости. Это дополнительно свидетельствует о стабильности рассматриваемой сложной системы с несколькими агентами биологического происхождения.

Вывод: таким образом, нами были выделены и проанализированы особенности свободного кристаллообразования и инициаторного потенциала поликомпонентной системы «препарат «Кальцисан»

- смешанная слюна человека», что позволяет индивидуализировать назначение данного средства конкретным лицам путем подобной предварительной оценки характера физико-химического взаимодействия и взаимовлияния вводимого препарата и организма-«реципиента».

Списоклитературы:

1. Агафонов В. А., Багров С. Н. Исследование состояния стекловидного тела методом высушивания // Сб. научных статей «Трансцилиарная хирургия хрусталика и стекловидного тела». — Москва. —1982. — С. 158-164.

2. Антропова И. П., Габинский Я. Л. Кристаллизация биожидкости в закрытой ячейке на примере слюны // Клиническая лабораторная диагностика. -1997. - №8. - С. 36-38.

3. Барер Г. М., Денисов А. Б., Михалева И. Н. с соавт. Кристаллизация ротовой жидкости. Состав и 82

чистота поверхности подложки // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. -1998. - Т. 126, №12.-С. 693-696.

4. Белова А. В. Микрокристаллооптическое обнаружение некоторых производных барбитуровой кислоты при судебно-медицинских исследованиях // Судебно-медицинская экспертиза. -1960. -№2. - С. 37-45.

5. Браун Г., Уолкен Дж. Жидкие кристаллы и биологические структуры. М.: Мир, 1982. - 198с.

6. Бубон Н. Т., Пузыревский К. Я. Микрокристаллоскопическая реакция обнаружения папаверина // Аптечное дело. -1965. - №2. - С. 50-52.

7. Булгакова В. А. Саливадиагностика уровня эндогенных и экзогенных компонентов крови: Автореф. дис.... канд. биол. наук. Краснодар: Куб. гос. мед. акад.,

1999.-17с.

8. Воробьев А. В., Алексеева О. П. Способ диагностики язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки. Изобретение 2194985 от 31.02.2001. - прототип

9. Григорьев И. В., Артамонов И. Д., Уланова Е. А. с соавт. Белковый состав смешанной слюны человека: механизмы психофизиологической регуляции // Вестник Российской академии медицинских наук. -

2004.-№7.-С. 36-47.

10. Григорьев И. В., Чиркин А. А. Роль биохимического исследования слюны в диагностике заболеваний //Клиническая лабораторная диагностика. -1998.

- №6.-С. 18-20.

11. Денисов А. Б. Слюнные железы. Слюна. М.,

2000.-340с.

12. Денисов А. Б. Слюнные железы - тест-объект для оценки биосовместимости в стоматологии //

Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. -2001.-Т. 131,№2.-С. 124-131.

13. Еричев И. В., Коротько Г. Г., Решетова И. В. Индивидуальные, околодневные, постпрандиальные характеристики секреторной реакции околоушных желез // В кн.: Труды республиканского центра функциональной хирургической гастроэнтерологии. -Краснодар, 1999.-С. 35-41.

14. Каликштейн Д. Б., Мороз Л. А., Квитко Н. Н. с соавт. Кристаллографическое исследование биологических субстратов // Клиническая медицина. -1990. -№4.-С. 28-31.

15. Камакин Н. Ф., Мартусевич А. К.

Тезиокристаллоскопическое исследование биологических субстратов: Методические

рекомендации. Киров: Типография Кировской ГМА,

2005.-34с.

16. Камакин Н. Ф., Мартусевич А. К. Современные подходы к кристаллоскопической идентификации состава биологических жидкостей // Экология человека. - 2003. - №5. - С. 23-25.

17. Камакин Н. Ф., Мартусевич А. К. Характеристика тезиокристаллоскопического портрета биологических жидкостей организма человека в норме и при патологии // Вестник новых медицинских технологий. -2003. - Т. X, №4.-С. 57-59.

18. Кидалов В. Н., Хадарцев А. А., Якушина Г. Н. Тезиографические исследования крови и их практические возможности // Вестник новых медицинских технологий. -2004. - Т. XI, №1-2. - С. 23-25.

19. Колеватых Е. П., Мартусевич А. К. Использование тезиокристаллоскопического метода исследования слюны в диагностике язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Информацион-ный листок Кировского ЦНТИ № 24-034-03.-2003. - Зс.

20. Комарова Л. Г., Алексеева О. П. Новые представления о функции слюнных желез в организме (клинико-биохимические аспекты). Н. Новгород, 1994.-96с.

21. Кузнецов Н. Н, Скопинов С. А., Вершинина Г. А. с соавт. Кристаллоскопический способ диагностики эндогенной интоксикации у детей. Патент РФ №2158923 от 04.03.1998 г.

22. Мартусевич А. К., Жданова О. Б. Метод тезиокристаллоскопии в идентификации качества лекарственного препарата // Фармация. - 2006. - №6. -С. 15-17.

23. Плаксина Г. В., Комолова Г. С., Машков А. Е. с соавт. Стабилизирующий эффект ангиогенина из молока на кристаллическую структуру биологических жидкостей // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины.-2003.-Т. 136,№10.-С. 406-409.

24. Рапис Е. Г. Белок и жизнь. Самоорганизация, самосборка и симметрия наноструктурных супрамол-екулярных пленок белка. М.: «МИЛТА - ПКП ГИТ», 2003.-368с.

25. Харченко С. В., Корнеева Г. А., Ветров А. А. Кристаллическая структура ротовой жидкости, природа и свойства // Известия АН СССР. Серия Биология. -1988. -№3. -С. 450-455.

26. Шабалин В. Н., Шатохина С. Н. Морфология биологических жидкостей организма человека. М.: Хризопраз, 2001. - 304 с.

27. Щербатюк Т. Г., Потехина Ю. П., Иванова Н. Л. с соавт. Исследование действия биологически активных добавок на печень крыс-опухоленосителей методами светооптической микроскопии гистологических препаратов и клиновидной дегидратации фаций гомогенатов // Функциональная морфология биологических жидкостей: Мат. III Всероссийской научно-практической конференции. - Москва. -2004. - С. 92-93.

28. Baydawlet I.O. То the nervous system damage pathogenesis on yellow phosphorus substances // Actual problems of experimental and clinical physiology. - Almaty. -2001.-P. 41-43.

29. Blundel T. L., Jonson L. N. Protien crystallography. New York, 1976. -341p.

30. Chernov A. A. Crystall growth and crystallography // Acta Crystallography. -1998. - Vol. 54, N1.-P. 859-872.

31. Scurr D. S., Robertson W. G. Modifiers of calcium oxalate crystallization found in urine studies on the role of Tamm-Horstfall mucoprotein and ionic strength // J. Urol. -1986. - Vol. 136.-N 2.-P. 505-507.

32. Shabalin V. N., Shatokhina S. N., Yakovlev S. A. Character of blood crystallization as an integral index of organism homeostasis //Phys. Chem. Biol. Med. - 1995. -Vol. 2, № 1. - P. 6-9.

33. Shilkin G. A., Yartseva H. S., Medvedev I. B. et al. //Ophthalmosurgery.-1997.-N l.-P. 86-92.

34. Skopinov S. A., Antropova I. P., Tarakhtyi E. A. / /Mol. Mat. -1994. - Vol. 4. - P. 339-343.

Профессор Я. Ю. Иллек, профессор Г. А. Зайцева, доцент Н. II. Леушина, доцент Е. Ю. Тарасова,

А. В. Г аланина, Н. В. Швецова, О. В. Шутова,

Н. А. Ковязина, Н. А. Федосимова ДИАГНОСТИКА АТОПИЧЕСКОГО ДЕРМАТИТА У ДЕТЕЙ РАННЕГО ВОЗРАСТА Кировская государственная медицинская академия Кировский НИИ гематологии и переливания крови

В специальной литературе и клинической практике в недавнем прошлом вместо термина «атопический дерматит» часто использовались термины «экссудативный диатез», «аллергический диатез», «детская экзема», «эндогенная экзема», «атопическая экзема», «атопический нейродермит». Но в последнее время большинство клиницистов придерживается термина «атопический дерматит», предложенного Hill L. и Sulzberger М. (1935), так как он в полной мере отвечает требованиям выделения нозологической формы атопического заболевания. В официальную Международную классификационную систему болезней (МКБ) термин «атопический дерматит» был введен в 70-х годах XX века и под таким термином заболевание представлено в МКБ 10-го пересмотра (1992).