Функциональная морфология биологических жидкостей новое направление в клинической лабораторной диагностике

МЕДИЦИНСКИЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПАРАКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОРФОЛОГИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ - НОВОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В КЛИНИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКЕ

С.Н. Шатохина

ГУ МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского

Новая диагностическая технология - функциональная морфология биологических жидкостей - основана на анализе морфологической картины кристаллических и некристаллических структур в дегидратированной биологической жидкости человека. Фазовый переход биологических жидкостей в твердое состояние позволяет зафиксировать молекулярные взаимосвязи в этой сложнейшей системе и сделать их доступными для изучения. Технология позволяет быстро оценивать эффективность проводимой терапии, прогнозировать течение заболевания и своевременно корректировать лечение.

Ключевые слова: биологические жидкости, самоорганизация, морфорлогическая картина, неклеточная ткань.

FUNCTIONAL MORPHOLOGY OF BIOLOGICAL FLUIDS - A NOVEL TREND IN CLINICAL LABORATORY DIAGNOSIS

S.N. Shatochina

M.F. Vladimirsky Moscow Regional Clinical and Research Institute

A novel diagnostic technology - functional morphology of biological fluids - is based on analysis of crystal and noncrystal structures morphology in human dehydrated biological fluids. Phase transition of biological fluids into solid state allows to reveal molecular interrelations in this complex system and make them available for study. The technology provides quick estimation of therapy efficacy, prediction of the disease course and timely correction of the treatment.

Key words: biological fluids, self-organization, morphological picture, non-cellular tissue.

В медицинской практике исследование структуры до недавнего времени распространялось только на клеточные формы биологической ткани. В течение последних 20 лет проводился широкий комплекс работ, результатом которых явилось принципиально новое научное направление - аункциональная морфология биологических жидкостей.

В основу исследований был положен разработанный нами метод клиновидной дегидратации биологических жидкостей (БЖ), который позволяет зафиксировать высокодинамичные химические связи между растворёнными в них элементами и создать устойчивую морфологическую картину [6]. Теоретической основой данного метода явилось учение о самоорганизации и поведении сложных систем школы нобелевского лауреата И. Пригожина [4, 5], а

также Г. Хакена [3] и П. Эткинса [2]. Это учение только начинает проникать в сферу научной медицины.

Нами были выявлены основные закономерности формирования структур твердой фазы различных биологических жидкостей, дана классификация и предметное описание системных и локальных особенностей. Показано, что морфологическая картина БЖ адекватно отражает как физиологические, так и патологические изменения, происходящие в высокодинамичных пространственно-временных структурах живых организмов. С позиций квантовой физики представлено теоретическое обоснование фундаментальных механизмов построения структур БЖ, в котором подчёркивается основная роль аутоволновых взаимодействий в морфогенезе биологических систем [1].

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ,

ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ САМООРГАНИЗАЦИЮ

БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ

В первую очередь она зависит от их физико-химических параметров. Важнейшими факторами, устанавливающими порядок самоорганизации, являются вода, общая концентрация растворенных в ней минеральных и органических веществ, их концентрационное соотношение, а главное - структурные особенности молекулярного уровня.

Вода, как основной ингредиент БЖ, имеет свои четко выраженные структурные особенности. Любая молекула живой системы может проявлять функциональную активность только «одетая» в водную оболочку. Водная прослойка между молекулами препятствует образованию между ними чрезмерно прочных связей и тем самым позволяет им «совершать различные манёвры на оперативном поле метаболизма».

Белки обладают способностью активно вступать в связь с другими молекулами, - как органическими, так и минеральными. Большинство сывороточных белков связывают вещества, поступившие в кровь в процессе пищеварения или иными путями. При этом молекула белка или сформированный молекулярный комплекс обязательно объединены с молекулами воды, образуя мицеллу. Многочисленные надмолекулярные образования отличаются друг от друга структурой и спецификой аутоколебательных характеристик. Анализируя данные процессы с позиций квантовой механики, функцию БЖ можно рассматривать как сложную совокупность биологических ритмов ее молекулярных структур, взаимодействующих между собой и с ритмами внешней среды.

В результате образуется широчайшая палитра разнообразных, но крайне неустойчивых пространственно-временных структур. Поэтому анализ системной организации БЖ возможен лишь при переводе ее в твердую фазу, т.е. в состояние резкого повышения прочности слабых химических связей, несущих в себе информационное содержание молекулы. Фазовый переход из высокодинамического жидкого состояния в твёрдое организует определённый статический порядок, который становится наблюдаемым. Это проявляется в характерных для каждого вида структурах БЖ. Данные структуры одновременно несут

в себе черты, отражающие физиологические особенности организма и особенности, характеризующие соответствующие патологические нарушения.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА

КЛИНОВИДНОЙ ДЕГИДРАТАЦИИ

Капля - это единственная естественная объемная структурная единица любой жидкости. Во взвешенном состоянии жидкость структурируется в форме капли. Объём капли определяется удельным весом и коэффициентом поверхностного натяжения жидкости. Важным моментом в структуризации БЖ является взаимодействие электрических сил и сил поверхностного натяжения капли. В результате капля принимает единственно возможную для нее форму - сферическую.

Капля БЖ в процессе дегидратации сначала находится в относительном покое: в ней все уравновешено. Основной компонент - вода содержится в количестве, достаточном для того, чтобы удовлетворить потребности в гидратированности всех молекул растворённых в ней веществ. По мере испарения воды дегидратация достигает критической точки. Уже не хватает воды, чтобы обеспечить адекватное гидратированное состояние всех растворенных компонентов. В этот момент начинается перераспределение растворенных компонентов по всей массе капли в соответствии с их осмоонкотической активностью.

На рис. 1а схематически представлена капля БЖ (расположенная на горизонтальной плоскости) во фронтальном разрезе по диаметру. Эта схема демонстрирует, что испарение жидкости происходит равномерно по всей открытой поверхности капли. В силу того, что полусфера имеет разную толщину слоя в центре и на периферии (клин), в исследуемой капле при испарении воды происходит неравномерное изменение концентрации растворенных веществ: концентрация в тонких (периферических) отделах возрастает более быстрыми темпами по сравнению с центральной (толстой) частью капли. При таких изменениях начинает проявлять себя конкуренция осмотических и онкотических сил. В связи с тем, что мощность осмотических сил на два порядка выше онкотических, соли начинают более быстро перемещаться к центру капли - в сторону зоны меньшей концентрации растворенных веществ. При этом они отбирают воду у белков и других

МЕДИЦИНСКИЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПАРАКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

МЕДИЦИНСКИЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПАРАКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

органических веществ и «выдавливают» органические вещества из воды, переводя их в твердую фазу (эффект высаливания).

При изучении процессов самоорганизации БЖ необходимо учитывать, что все они относятся к ассоциированным, то есть, молекулы растворенных в биожидкостях веществ находятся в самых различных формах взаимосвязи как с органическими (липопротеиды, гликолипиды, гликопротеиды и др.), так и с минеральными веществами. В БЖ организма растворенные молекулы и молекулярные комплексы сравнительно равномерно распределены по всей их массе. При клиновидной дегидратации БЖ эти молекулы и их комплексы, претерпевая пространственные перемещения, формируют соответствующую волну (зону) концентрации, которая локализуется в строго определенном месте фации (сухой плёнки). При этом каждая волна представляет собой градиент концентрации определенной группы ассоциированных молекул, сходных по своим физико-химическим параметрам (рис. 1б).

Палитра фиксированных градиентных волн представляет собой картину принципиальных взаимоотношений элементов БЖ. Подобную картину образования волновых структур мы наблюдали во всех изучаемых видах БЖ, хотя для каждого из них имелись свои отличительные особенности.

ПОСТАНОВКА МЕТОДА КЛИНОВИДНОЙ

ДЕГИДРАТАЦИИ

На обезжиренное предметное стекло, расположенное строго горизонтально, наносится капля БЖ в объеме 10-20 мкл. Диаметр капли должен составлять 5-7 мм. Капля высушивается при температуре 20-25°С и относительной влажности 55-

Рис. 1. Капля БЖ на плоскости (схема):

60% при неподвижности окружающего воздуха. Продолжительность периода высыхания составляет 18-24 часа. Исследование структурообразующих элементов дегидратированной капли проводилось с помощью стереомикроскопа MZ-12 фирмы «Leica».

В результате сложных и разнообразных форм движения при переходе капли БЖ (например, сыворотки крови) в твердую фазу формируется фация - сухая пленка с фиксированными концентрационными волнами, отдельностями, конкрециями и другими формообразующими элементами (рис. 2). Все эти образования мы относим к структурной норме фации сыворотки крови.

Фация - это тонкий «срез» неклеточной ткани, представляющий собой структурный макропортрет молекулярных взаимоотношений в БЖ. В этом и состоит наибольшая ценность метода клиновидной дегидратации для клинической диагностики. Ни один другой метод лабораторной диагностики не дает информации столь значительного объема и качества. Этот метод позволяет улавливать не только главные (ведущие) ритмы, определяющие состояние биосистемы в целом, но и малые специфические волны, характеризующие все особенности метаболических процессов, свойственные данному организму. Волновые структуры различного диапазона - главные и вторичные, системные и локальные, синхронизированные и независимые - имеют индивидуальные для каждого организма пространственно-временные формы. Специфические характеристики этих форм определяются энергетической активностью биоорганических элементов, особенностями их аутоволновых колебаний, устойчивостью к внешним волновым воздействиям, способностью подчинять себе аутоволновые ритмы веществ,

а б

- сагиттальный разрез; б - вид сверху.

Рис. 2. Фация сыворотки крови здорового человека: а - конкреции, б - отдельности. х25.

поступивших в их среду: токсины, пищевые продукты, лекарственные средства и др. При этом высокодинамичные морфологические структуры БЖ несут в себе одновременно информационное, управленческое и исполнительное начало развития всех остальных структур организма.

Таким образом, метод клиновидной дегидратации БЖ позволяет визуализировать молекулярный (биохимический) уровень организации биологических систем, переводить его в макрообласть и делать пригодным для морфологических исследований. Конкретная расшифровка состава аутоволн фации БЖ раскрывает широчайшие возможности мониторинга всей гаммы метаболических процессов, протекающих в организме с учетом их чрезвычайно высокой динамичности.

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ

СТРУКТУР ТВЕРДОЙ ФАЗЫ СЫВОРОТКИ

КРОВИ

Проведенный нами анализ свыше 10 тыс. фаций сыворотки крови человека позволил установить характерные типы патологических структур, среди которых мы выделили системные и под-системные аномалии. Основные системные нарушения в фации сыворотки крови проявляются в виде потери симметрии расположения основных её элементов (конкреций, отдельностей, трещин и др.), изменении их формы или полном отсутствии.

Маркеры воспаления. Нарушения подсистем-ного структуропостроения проявляются в виде аномальных полей типа единичных или множественных языковых структур при острых и хронических

воспалительных процессах в организме (рис. 3). Подобные структуры определялись и в других биологических жидкостях - цереброспинальной, желчи, секрете предстательной железы, содержимом кист, выпотных жидкостей и др.

Маркеры интоксикации. Важным фрагментом фаций сыворотки крови при различных патологических состояниях являются маркеры интоксикации. К ним относятся токсические бляшки и двойная фация. Токсические бляшки (рис. 4) указывают на повышенное содержание в организме токсических продуктов, которые могут иметь эндогенное или экзогенное происхождение.

Более тяжелая интоксикация проявляется двойной фацией сыворотки крови в сочетании с токсическими бляшками (рис. 5). Такая картина свидетельствует о глубоких метаболических нарушениях, при которых патологически измененные молекулы сыворотки крови ведут себя независимо и строят в фации самостоятельные структуры параллельно с физиологическими молекулярными структурами.

В ряде случаев в фациях сыворотки крови фиксировались структуры лекарственных препаратов, которые неспособны пройти почечный барьер и выявлялись в качестве специфических образований (рис. 6). Это свидетельствует об объективной возможности обнаружения в организме «шлакового» лекарственного препарата, усугубляющего состояние больного.

Маркеры нарушения кровообращения. К структурам нарушения микроциркуляции относятся штриховые трещины, располагающиеся в различных зонах фаций сыворотки крови больных с артериальной гипертонией, вегетососудис-той дистонией, дисциркуляторной энцефалопатией, нарушениями сердечного ритма (рис. 7).

Структуры, свидетельствующие о гипоксии клеток (в первую очередь головного мозга), представлены в фации в виде «жгутов» (рис. 8). Чем выше степень гипоксии, тем больше «жгутов» в ее центральной зоне.

При дисциркуляторной энцефалопатии фации сыворотки крови характеризуются смещением трещин с радиального направления на циркулярное. Расположение конкреций также имеет тенденцию к круговому выстраиванию.

Маркеры склероза кровеносных сосудов. При склеротических изменениях кровеносных сосудов фация сыворотки крови содержит структуры типа листа (рис. 9). При умеренной выраженности

МЕДИЦИНСКИЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПАРАКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

МЕДИЦИНСКИЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПАРАКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

а

б

Рис. 3. Фрагменты фаций сыворотки крови. Одиночные (а, х90) и множественные (б, х60) языковые

структуры.

а б

Рис. 4. Фрагменты фаций сыворотки крови. Токсические бляшки: а - больного с пищевым отравлением, б - больного с хронической почечной недостаточностью. х45.

Рис. 5. «Двойная» фация сыворотки крови. х35.

Рис. 6. Фрагмент фации сыворотки крови больного с хронической почечной недостаточностью. Структура лекарственного препарата (стрелка). х45.

Рис. 7. Фрагмент фации сыворотки крови больного гипертонической болезнью. Штриховые трещины

(стрелки). х45.

Рис. 8. Фрагменты фаций сыворотки крови при гипоксических состояниях. Структуры типа «жгута»: а - по периферии фации; б - в центральной зоне (стрелки). х45.

Рис. 9. Фрагмент фации сыворотки крови. Маркер склерозирования кровеносных сосудов - структура листа: а - больного с системным атеросклерозом; б - больного с облитерирующим атеросклерозом сосудов нижних

конечностей (стрелки). х45.

МЕДИЦИНСКИЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПАРАКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

МЕДИЦИНСКИЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПАРАКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

склеротических процессов эти структуры выявляются только с помощью особых приёмов оптической микроскопии (полутёмное поле), а у больных с тяжелым системным атеросклерозом они четко видны в обычном свете.

Маркеры нарушения липидного обмена. Ти-пичной особенностью фаций сыворотки крови при нарушениях липидного обмена является эффект «смазанности» (рис. 10).

Рис. 10. Фация сыворотки крови больного с нарушением липидного обмена: эффект «смазанности», темное поле. х15.

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ СЫВОРОТКИ КРОВИ К ВНЕШНИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ

Сравнительное исследование различных видов квантового излучения на структуропост-роение сыворотки крови показало, что любое воздействие низкоэнергетического излучения влечет за собой изменение в структуропострое-нии фации сыворотки крови.

У каждого живого организма в отношении различных экологических факторов существуют пределы выносливости, между которыми располагается его экологический оптимум. Пределы выносливости определяются характером волновых взаимодействий между внутренними структурами организма и внешними материально-энергетическими потоками. Поскольку структура БЖ обусловлена слабыми аутоволновыми

связями, она имеет довольно высокую чувствительность к внешним волновым воздействиям. При изучении характера отклика структурных форм БЖ мы исследовали различные источники внешних воздействий: вихревое электромагнитное поле, электромагнитное излучение крайне высокой частоты (ЭМИ КВЧ), лазер, температурное воздействие, химические вещества. Во всех случаях под влиянием указанных воздействий наблюдались определенные изменения в струк-туропостроении биологических жидкостей при их переводе в твердую фазу. Характер этих изменений зависел не только от вида внешнего воздействия, но и от состояния организма.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Предлагаемая технология исследования структурной информации биологических жидкостей обладает большой эвристической силой, имеет четкую теоретическую базу, раскрывает широкие, принципиально новые возможности в изучении фундаментальных процессов живых систем, создает качественно новые подходы к решению проблем физики и химии жидкостных систем. Морфологическая картина биологических жидкостей несет в себе интегрированную информацию о состоянии организма, характере и выраженности происходящих в нем патологических изменений, позволяет осуществлять раннюю диагностику патологических состояний на уровне молекулярных нарушений. Новая диагностическая технология представляет значительный интерес для специалистов различных клинических дисциплин: терапевтов, невропатологов, хирургов, кардиологов, педиатров, детских нефрологов, урологов, гинекологов и др.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шабалин В.Н., Шатохина С.Н. Морфология биологических жидкостей человека - М., 2001. - 303 с.

2. Atkins P.W. The second law. - N.Y., 1984.

3. Haken H. Information and Self-organization. A macroscopic approach to complex systems. - Berlin -Heidelberg, 1988.

4. Nicolis G., Prigogine I. Self-organization in nonequilibrium Systems. - N.Y., 1977.

5. Prigogine I. The end of certainty: time, chaos, and the new laws of nature. - Paris, 2001.

6. Shabalin V., Shatokhina S. Diagnostic markers in the structures of human biological liquids // Singapore Med. J. - 2007. - V. 48, Issue 5. - Р. 440-446.