СПОСОБ ДЕТОКСИКАЦИИ ОРГАНИЗМА ПРИ ОТРАВЛЕНИИ ЭТАНОЛОМ
METHOD OF ORGANISM DETOXIFICATION IN ETHANOL POISONING

Предлагаемое изобретение относится к медицине и биологии и может быть использовано для детоксикации организма при отравлениях, в частности при отравлении этанолом.
В настоящее время актуальна проблема детоксикации при отравлениях этанолом и его суррогатами. Высокий уровень бытового употребления этанола, факторы социального и экономического характера, обычаи среды приводят к тому, что десятки миллионов взрослого населения страны, а также подростки эпизодически или систематически злоупотребляют алкоголем, что является угрозой алкогольного отравления. По статистике в 2006 году в столице было зарегистрировано 1257 случаев отравлений алкоголем и его суррогатами [1]. При отравлениях алкоголем и его суррогатами основными детоксикационными мероприятиями, применяемыми в медицинской практике, являются: очищение ЖКТ, форсированный диурез, ощелачивание мочи, антидоты (стимуляторы ЦНС, натрия тиосульфат) [2]. Очищение ЖКТ эффективно только непосредственно после приема высокой дозы алкоголя, пока не произошло полного всасывания. При применении метода форсированного диуреза и после его окончания необходим контроль содержания электролитов (калия, натрия, кальция) в крови с последующей компенсацией обнаруженных нарушений водно-электролитного статуса. Метод форсированного диуреза противопоказан при интоксикации, осложненной острой сосудистой недостаточностью, при наличии хронической недостаточности кровообращения, а также при нарушении функции почек [3]. Препараты для ощелачивания также имеют противопоказания и побочные действия, одним из которых является алкалоз, проявляющийся в потере аппетита, тошноте, рвоте, болях в животе, беспокойстве, головных болях, тетанических судорогах, повышении артериального давления [4]. Поэтому имеется необходимость в более безопасных, быстрых и менее трудоемких методах и способах, позволяющих повысить эффективность 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 молекулы 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 переднюю брюшную стенку 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-восстановительные 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 крови 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 этанолом (5 г/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 со средней 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 по 5 особей. Первая группа являлась контрольной. В нее входили 4 подгруппы: подгруппа - интактные, подгруппа - контроль 1 с воздействием ВНИИ в течение 5 минут, две подгруппы - контроль 2, контроль 3 с введением этанола без воздействия ВНИИ однократно и двукратно соответственно. Во вторую группу входили: две подгруппы с однократным введением этанола и воздействием ВНИИ в течение 5 и 10 минут соответственно и две подгруппы с двукратным введением этанола и воздействием ВНИИ в течение 5 и 10 минут соответственно.
Производилась инъекция 25% раствора этанола (на дистиллированной воде) в брюшную полость в дозе 3 мл на 150 г (DL50 интраперитонеально - 7,2 г/кг [15]). Воздействие ВНИИ проводилось после наступления наркотического эффекта (животные засыпали в течение 10-15 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 [16]. 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 этанола (контроль 2, контроль 3) количество пересеченных квадратов уменьшается в 2,7 раза и в 5,4 раза, а время замирания увеличивается в 15,6 раза и в 27 раз соответственно при сравнении с интактной подгруппой. Интегральный показатель эндогенной токсичности в моче уменьшился на 15,3% при однократном введении и достоверно не изменялся при двукратном введении, а в плазме крови возрос на 17,9% и на 37,7% соответственно при сравнении с интактной подгруппой.
В подгруппе с воздействием ВНИИ в течение 5 минут без введения этанола (контроль 1) количество пересеченных квадратов и время замирания достоверно не изменяются при сравнении с интактной подгруппой, что показывает отсутствие стимулирующего воздействия ВНИИ на функциональную активность мозга, а также несущественно усиливает стрессовое состояние экспериментальных животных, которое вызывается звуковой компонентой ВНИИ.
В подгруппах при однократном и двукратном введении этанола после воздействия ВНИИ в течение 5 минут при сравнении с контрольными подгруппами без ВНИИ (контроль 2, контроль 3) количество пересеченных квадратов увеличилось в 2,2 раза и в 3,2 раза, а время замирания уменьшилось в 36,3 раза и в 31,5 раза при однократном и двукратном воздействии соответственно. Интегральный показатель эндогенной токсичности в моче уменьшился на 12,8% при однократном введении и возрос на 23,9% при двукратном введении, а в плазме крови уменьшился в 1,66 раза при однократном воздействии и достоверно не изменялся при двукратном воздействии.
В подгруппах при однократном и двукратном введении этанола в ходе воздействия ВНИИ в течение 10 минут при сравнении с контрольными подгруппами без ВНИИ (контроль 2, контроль 3) количество пересеченных квадратов увеличилось в 3,3 раза и в 4,2 раза, а время замирания уменьшилось в 18,1 раза при однократном воздействии. При двукратном воздействии реакции замирания отсутствовали. Интегральный показатель эндогенной токсичности в моче возрос в 1,32 раза при двукратном воздействии. При однократном воздействии достоверных изменений не наблюдалось. В плазме крови интегральный показатель эндогенной токсичности уменьшился в 1,3 раза и в 1,22 раза при однократном и двукратном воздействии соответственно.
Полученные в ходе эксперимента данные были обработаны статистическим способом. Достоверность различий показателей между группами вычисляли по методу Стьюдента. Достоверными считали различия при P≤0,05. Результаты исследования представлены в таблице №1, 2.
Таблица 1
Двигательная активность и тревожно-фобическое состояние крыс через сутки после введения этанола и воздействия ВНИИ
Подгруппы
Пересеченные квадраты (шт.)
Замирание (сек)
Интактные (б/в), n=30
78,16±26,2
2,33±5,8
Контроль 1, 1х ВНИИ 5 мин, n=12
74±23,6
5,47±2,7
Контроль 2, 1х этанол б/в, n=8
28,5±3,9*
36,25±20,1*
Контроль 3, 2х этанол б/в, n=8
14,6±10,7*
63±45*
1х этанол + ВНИИ 5 мин, n=8
62,6±13,4**
1±0,9**
2х этанол + ВНИИ 5 мин, n=8
46,8±14,7***
2±1,5***
1х этанол + ВНИИ 10 мин, n=8
93,4±27,1**
2±1,7**
2х этанол + ВНИИ 10 мин, n=8
61,4±16,4***
0±0***
* - 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 2
Интегральный уровень эндогенных токсинов в моче и плазме крови крыс через сутки после введения этанола и воздействия ВНИИ
Подгруппы
Уровень эндоген. токс. в моче (отн.ед.)
Уровень эндоген. токс. в плазме крови (отн.ед.)
Интактные (б/в), n=6
3,46±0,19
4,53±0,23
Контроль 2, 1х этанол б/в, n=6
3±0,21*
5,34±0,29*
Контроль 3, 2х этанол б/в, n=6
3,76±0,27
6,24±0,36*
1х этанол + ВНИИ 5 мин, n=6
2,66±0,09**
3,21±0,17**
2х этанол + ВНИИ 5 мин, n=6
4,66±0,22***
5,62±0,22
1х этанол + ВНИИ 10 мин, n=6
3,09±0,34
4,09±0,31**
2х этанол + ВНИИ 10 мин, n=6
4,96±0,46***
5,1±0,25***
* - достоверно относительно интактной группы при P≤0,05, ** - достоверно относительно группы контроль 2 при P≤0,05, *** - достоверно относительно группы контроль 3 при P≤0,05
Пример.
Взяли крысу-самца с массой 115 граммов. Провели тестирование функциональной активности мозга в установке «открытое поле». Количество пересеченных квадратов составило 80 шт., а реакций замирания не наблюдалось (время замирания 0 сек). На следующие сутки ввели 2,2 мл 25% раствора этанола. 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 79 шт., а реакций замирания не наблюдалось (время замирания 0 сек).
В качестве негативного контроля взяли крысу-самца с массой 175 граммов. Провели тестирование функциональной активности мозга в установке «открытое поле». Количество пересеченных квадратов составило 68 шт., а реакций замирания не наблюдалось (время замирания 0 сек). На следующие сутки ввели 3,5 мл 25% раствора этанола. На следующие сутки провели тестирование функциональной активности мозга в установке «открытое поле». Количество пересеченных квадратов составило 28 шт., а время замирания 40 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. Елисеев О.М. Справочник по оказанию скорой и неотложной помощи. - ТОО "Лейла", СПб. 1996 г. - Доступно по http://www.universalinternetlibrary.ru/book/eliseev/eliseev0.shtml.
4. М.Д.Машковский. Лекарственные средства. - М.: Медицина. - 1993, Т.2. - с.137-138.
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 апреля 2004. - Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2005. - С.187-194.
14. Куценко С.А. Основы токсикологии. Санкт-Петербург, 2002 г. - 700 с.
15. Нужный В.П. Токсикологическая характеристика этилового спирта, алкогольных напитков и содержащихся в них примесей // Вопр. наркологии. - 1995. - №3. - С.65-74.
16. 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.