Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ современного состояния и путей повышения эффективности диагностики и лечения реологических расстройств методами квантовой гемотерапии . 9
1.1. Основные моменты взаимодействия оптического излучения с биологическими объектами . 9
1.2. Механизм воздействия излучения различных спектральных характеристик на организм человека. 14
1.3. Некоторые аспекты состояния реологических свойств крови в норме и при патологии. 22
1.4. Влияние оптического излучения различных диапазонов на реологические свойства крови. 35
1.5. Цель и задачи исследования. 40
Глава 2. Оптимизация методов диагностики гемореологических нарушений и контроля эффективности квантовой гемотерапии . 42
2.1. Анализ источников квантового излучения, принципы построения исследования 42
2.2. Оценка основных реологических характеристик и свойств мембраны эритроцита. 45
2.3. Люминесцентные методы исследования клеток крови. 53
2.4. Клинические, биохимические и коагулологические исследования. 57
2.5. Статистическая обработка результатов, определение их диагностической значимости . 58
2.6. Выводы ко второй главе 64
Глава 3. Сравнительная характеристика эффективности облучения крови оптическим излучением разной длины волны в коррекции нарушений реологии . 65
3.1. Влияние однократного облучения крови оптическим излучением на реологические характеристики. 65
3.2. Сравнительная оценка эффективности оптического излучения различной длины волны. 84
3.3. Сравнительная оценка эффективности оптического излучения при СГРН разной степени тяжести. 92
3.4. Люминесцентные методы исследования влияния КВГТ в различных спектральных диапазонах на метаболические процессы в клеточной мембране при СГРН . 97
3.5. Выводы к третьей главе 112
Глава 4. Выработка алгоритма клинического использования различных вариантов КвГТ в комплексной коррекции синдрома гемореологической недостаточности . 114
4.1. Влияние курса квгт на течение сгрн у больных с нарушениями кровообращения нижних конечностей П-IV СТ. по FONTAINE. 114
4.2. Сравнение эффективности курса квгт в различных спектральных диапазонах на течение СГРН. 135
4.3. Разработка и апробация алгоритма использования квгт при СГРН 139
4.4. Выводы к четвертой главе 145
Практические рекомендции 146
Заключение 147
Список литературы 149
Сокращения и обозначения 174
Приложения 175
- Основные моменты взаимодействия оптического излучения с биологическими объектами
- Статистическая обработка результатов, определение их диагностической значимости
- Люминесцентные методы исследования влияния КВГТ в различных спектральных диапазонах на метаболические процессы в клеточной мембране при СГРН
- Разработка и апробация алгоритма использования квгт при СГРН
Введение к работе
Актуальность проблемы. Синдром гемореологической недостаточности (СГРН) сопровождает подавляющее большинство заболеваний антологического, хирургического и терапевтического профиля. Значительные сдвиги в реологических характеристиках крови, в первую очередь за счет изменения свойств ее клеточных элементов, наблюдаются при облитерирующем эндартериите и атеросклерозе, сахарном диабете, гнойно-деструктивных процессах и других заболеваниях, сопровождающихся синдромом эндогенной интоксикации и связанных со значительными волемическими и циркуляторными нарушениями [73,171,179,214].
Присоединение СГРН значительно утяжеляет течение основного заболевания и ухудшает прогноз. Так у больных с сахарным диабетом (СД), заболеванием, при котором реологические нарушения наступают уже на ранней стадии [206], по данным [44,145] в 25 раз чаще наступает слепота, в 17 раз чаще - почечная недостаточность, в 5 раз чаще - гангрена конечностей (более 50% нетравматических ампутаций конечностей проводятся именно у больных с СД, осложненным синдромом «диабетической стопы» - СДС [179]), в 2 раза чаще - болезни сердца, а ожидаемая продолжительность их жизни на 30% короче. Подобное неутешительное утяжеление прогноза при присоединении СГРН характерно и для других заболеваний [214], что определяет несомненную актуальность разработки методов адекватной коррекции СГРН.
Пока основным способом устранения нарушений гемореологии остается медикаментозная терапия [171,179], однако достаточно часто, несмотря на значительный фармакологический прессинг, полного устранения нарушений реологии добиться не удается. Это способствует сниженшо тканевой перфузии, критической ишемии тканей, а при вовлечении в процесс значительных сосудистых бассейнов, появляются прямые предпосылки формирования синдрома полиорганной недостаточности [214]. Таким образом, разработка альтернативных, немедикаментозных методов купирования СГРН сохраняет актуальность. Особенно в свете неуклонного увеличения частоты и тяжести побочных эффектов медикаментозного лечения, и высокой стоимости современных лекарственных средств.
Одним из наиболее перспективных немедикаментозных методов воздействия на реологические свойства крови остается облучение крови пациента оптичег
5 ским излучением различной длины волны - квантовая гемотерапии (КвГТ). Эффективности различных вариантов КвГТ для коррекции СГРН посвящены многочисленные работы, в том числе: ультрафиолетовому облучению крови — работы Карандашова В.И. (1997,2001), Ветчинниковой О.Н. (2002), Поташова Л.В. (1992), лазерной гемотерапии - работы Капустиной Г.М. (1996), Корепанова В.И. (1995), Мешалкина Е.Н. (1991), облучению в других спектральных областях - работы Дут-кевича И.Г. (1988,1993), Карандашова В.И. (1994,2001), Петухова Е.Б. (1994). Внедрение этих методов оказывается и экономически целесообразным в связи с их относительно невысокой стоимостью, особенно по сравнению с современной интенсивной фармакотерапией [99,219].
Однако в ряде работ [47,188] пришли к выводу, что КвГТ не влияет на реологические характеристики эритроцита. В некоторых работах отмечается даже отрицательное действие КвГТ на реологию [41,97,105]. Другой важной проблемой является то, что очень малое число работ посвящено сравнительной характеристике реологического действия различных источников для КвГТ [41,151,183], причем разные исследователи отдают предпочтение разным вариантам терапии.
Таким образом, имеющиеся в литературе противоречивые данные о влиянии различных источников излучения для КвГТ на реологические свойства крови, небольшое количество работ, сравнивающих между собой отдельные источники, и неоднозначные результаты такого сравнения, делают актуальной задачу углубленного сравнительного изучения эффективности традиционных источников для КвГТ в лечении СГРН, апробацию новых, перспективных установок для облучения крови и разработку комплекса моделей, алгоритмических процедур и методик рационализации диагностики и управления процессом лечения реологических расстройств с применением квантовой гемотерапии.
Цель if задачи исследования. Сравнительное изучение возможностей оптического излучения различной длины волны в коррекции изменений реологического состояния крови при лечении синдрома гемореологической недостаточности, разработка алгоритмов ситуационного управления и выбора оптимальных методов квантовой гемотерапии для повышения их клинической эффективности и минимизации возможного негативного воздействия на организм пациента.
Для достижения поставленной цели нужно решить следующие задачи:
разработать методику диагностики синдрома гемореологической недостаточности и эффективности использования различных вариантов квантовой гемотерапии на основе анализа значимости традиционных лабораторных и клинических факторов и введения интегральных показателей;
провести анализ влияния электромагнитного излучения оптического диапазона разной длины волны на основные реологические характеристики, а также на основной механизм, посредством которого реологическая коррекция достигается -влияние излучения на клеточную мембрану эритроцита;
рассмотреть динамику образования активных форм кислорода под воздействием оптического излучения различных длин волн исследуя активированную хе-милюминесценцию и флюоресценцию крови, оценить пригодность методов изучения хемилюминесценции для контроля за проведением квантовой гемотерапии;
провести лабораторные и клинические испытания нового аппарата для квантовой гемотерапии ОКУФКЭ «Юлия», выяснив его возможности в плане коррекции гемореологических расстройств и оценив его преимущества и недостатки по сравнению с другими аппаратами, использующимися в клинике;
на основе проведенных исследований сформировать алгоритмическую процедуру выбора оптимального источника излучения, оказьгеающего максимальный реологический эффект и выработать рациональную схему их использования у больных, нуждающихся в реокоррекции.
Научная новизна. Получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
- разработан метод расчета диагностической значимости лабораторных критериев оценки тяжести нарушений реологии и эффективности лечения, построены на этой основе схемы рациональной диагностики и контроля проводимой квантовой терапии;
проведена сравнительная оценка реологического действия широкого спектра излучений оптического диапазона, в том числе и не использовавшегося ранее в клинической практике, позволяющая уточнить место облучения крови в коррекции реологических нарушений для оптимизации методики квантовой гемотерапии;
предложена схема диагностики реологических расстройств и верификации результатов квантовой гемотерапии, отличающаяся применением методов биолю-
7 минесценции для исследования активности окислительно-восстановительных реакций и динамики активных форм кислорода; впервые использована установка, позволяющая изучать не только кинетику, но и спектральные характеристики хеми-люминесценции;
разработан логический алгоритм выбора рациональной терапии синдрома гемореологической недостаточности, позволяющий дифференцировать методы квантовой гемотерапии в зависимости степени реологических нарушений и клинических проявлений заболевания;
проведены лабораторные и клинические испытания принципиально нового аппарата для квантовой гемотерапии ОКУФКЭ «Юлия», оснащенного излучателем 612 нм, показана его высокая клиническая эффективность при коррекции реологических расстройств, отработана методика использования аппарата в клинической практике, позволяющая улучшить результаты лечения больных, страдающих синдромом гемореологических нарушений;
предложена новая гипотеза, объясняющая механизм неселективного действия оптического излучения разной длины волны на мембрану клетки.
Практическая значимость. Результаты проведенных исследований, основанных на изучении динамики некоторых реологических показателей в ответ на облучение квантами оптического диапазона различной длины волны, позволили более точно оценить практическую значимость различных вариантов квантовой гемотерапии и их место в комплексной коррекции синдрома гемореологической недостаточности.
Лабораторная и клиническая апробация аппарата для облучения крови ОКУФКЭ «Юлия» показали его высокую эффективность в терапии реологических расстройств, целесообразность использования люминесцентного излучения, особенно в красной области спектра в клинике.
Внедрение разработанных алгоритмов в практику позволяет оптимизировать методику квантовой гемотерапии у больных с нарушениями реологии, уменьшить сроки лечения, практически исключить негативное влияние излучения, получить хороший экономический эффект как в связи с невысокой стоимостью процедуры, так и за счет уменьшения медикаментозной нагрузки и сокращения сроков пребывания больного в стационаре.
Внедрение в практику. Основные положения проведенных исследований используются в научно-исследовательской работе и включены в программу преподавания на кафедре гематологии и трансфузиологии ИПМО ВГМА им. Н.Н.Бурденко, а также внедрены в практическую работу отделения экстракорпоральных методов лечения ГКБ №10 «Электроника» г.Воронежа.
Апробация работы. Материалы исследования доложены на межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «Терапия - 2000», Воронеж 2000 год; 9, 12 и 13 конференциях Московского общества гема-фереза, Москва 2001, 2004 и 2005 годы; 1 объединенном конгрессе «Актуальные проблемы экстракорпорального очищения крови, нефрологии и гемафереза», Москва 2002; 4 международной конференции «Актуальные аспекты экстракорпорального очищения крови в интенсивной терапии», Москва, 2004 год.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ в центральной и местной печати, материалах Московских и международных конференций и конгрессов, изданы Методические рекомендации.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и практических рекомендаций. Работа включает 148 страниц, содержит 46 рисунков, 6 таблиц, приложение и список литературы из 286 наименований.
Основные моменты взаимодействия оптического излучения с биологическими объектами
В науке под словом «свет» понимают электромагнитное излучение достаточно узкой спектральной области от 400 до 750 нм, способное вызывать зрительное ощущение. В следствие этого излучение в данном диапазоне играет особую роль для человека, хотя по своим физическим свойствам принципиально не отличается от примыкающих к нему более коротких или длинных электромагнитных волн. С лечебной целью, в том числе и для КвГТ, рассматриваемой в данной работе, применяется излучение более широкого участка спектра, включающего ближний ультрафиолет (УФ) и ближнее инфракрасное (ИК) излучение: диапазон длин волн от 254 до ЮООнм [99,100,133].
К ультафиолетовому относится излучение с длиной волны 200-400нм. В медицине принято деление ультрафиолетового излучения на три области [67,157]: - область С - «жесткий» коротковолновый ультрафиолет (КУФ) 200-280нм с энергией кванта 6,2-5,2 эВ, полностью поглощающийся атмосферой Земли. Он вызывает в основном фотобиологические эффекты деструктивного типа- фотодеструкция и фотоинактивация; - область В - средневолновый ультрафиолет 280-315нм энергией 5,2-4,5 эВ обладающий меньшим повреждающим эффектом; - область А - «мягкий» длинноволновый ультрафиолет (ДУФ) 315-400нм энергией 4,5-3,1эВ не вызывающий повреждающего действия и характеризующийся в основном регуляторным действием — повышение или снижение активности отдельных ферментных систем. Явлениями, возникающими при распространении света и при его взаимодействии с веществом, интересовались еще в Древней Греции. В результате многочисленных исследований была выяснена двойственная природа света: с одной стороны, он выступает как волновой процесс, характеризуемый колебательными изменениями среды, с другой стороны, свет обладает корпускулярностью, т.е. его но 10 сителями оказываются элементарные частицы — фотоны. Теории корпускулярной природы света придерживался И.Ныотон, а основоположником волновой теории был его современник Х.Гюйгенс [121].
Во второй половине 19-го века Д. Максвеллом было доказано, что свет имеет электромагнитную природу, наконец в начале 20-го века работами М.Планка и Н.Бора была сформулирована квантовая теория света, объединившая положения корпускулярной и волновой теорий путем экстраполяции идеи дискретности, заимствованной из учения о молекулярном строении вещества на электромагнитные процессы, в том числе на процесс испускания и поглощения света [121]. Согласно этой теории атомы и молекулы обладают дискретными уровнями потенциальной энергии, а переход из одного энергетического состояния в другое сопровождается испусканием или поглощением кванта электромагнитного излучения, длинна волны которого прямо пропорциональна АЕ (разнице энергий) исходного и конечного состояний атома: Е = flV, где Е — энергия кванта излучения; h - постоянная Планка; v - частота излучения. Таким образом, чем выше частота излучения кванта (меньше длинна волны) тем большей энергией он обладает: так для УФ-кванта длиной волны 254нм Е = 5,4эВ; синего кванта 440нм = 2,7эВ; красного кванта ге лий-неонового лазера бЗЗнм = 2,0эВ [99,121]. Очевидно, что энергия потока моно хроматического, то есть обладающего одинаковой длиной волны, света будет рав на: где N — количество фотонов.
Общие закономерности поглощения излучения молекулами среды были сформулированы А.Эйнштейном, который показал, что каждому поглощенному кванту излучения соответствует превращение одной поглотившей свет молекулы (закон эквивалентности). Причем фотохимическое превращение может происходить только под действием того света, который поглощается данным химическим соединением (закон Гротгуса-Дрепера% то есть в молекуле имеется электронный переход, соответствующий энергии кванта падающего излучения. Понятно, что более короткие УФ-волны являются химически и более активными, так как их энергия превышает энергшо активации практически всех органических молекул [30, 121]. Необходимо отметить, что интенсивность протекания фотохимической реакции при облучении вещества светом, энергии кванта которого достаточно для ини
циации этой реакции, будет определяться не интенсивностью падающего излучения, а его поглощенной дозой (правило Бунзена-Роско) [99]: Q — KNh Vt где Q количество прореагировавшего вещества, К - коэффициент соответствия, t - время действия излучения. Исходя из этой формулы можно объяснить все основные первичные эффекты КвГТ, которые будут определяться с одной стороны длиной волны использующегося излучения, с другой - его интенсивностью и с третьей - временем воздействия.
Молекулу, способную поглощать кванты оптического излучения, принято назьшать акцептором излучения. В фотобиологии таюке используются термины «хромофор» или «фотосенсибилизатор». Элементарный фотобиологический процесс можно представить себе следующим образом [67,99]: на первом этапе - поглощение кванта излучения биомолекулой с переходом ее в электронно-возбужденное состояние. Затем судьба такой молекулы может быть различна: 1). Дезактивация за счет фотофизических процессов — переизлучения кванта (люминесценция); безызлучательного перехода с возбуждением колебательно-вращательных уровней (тепловой эффект); передачи энергии соседним молекулам. 2). Дезактивация за счет фотохимических процессов, т.е. образования лабильных фотопродуктов: фотоионизация, фотоокисление и фотовосстановление, фотоизомеризация и фотодиссоциация. 3). Переход возбужденной частицы в метастабильное, как правило, триплетное состояние. Времени жизни метастабильной частицы, достигающего 1с, достаточно, чтобы обеспечить миграцию энергии на ферментные системы, чаще через синглетный кислород ( Ог) [113,262], и обеспечить протекание собственно фотобиологической реакции с образованием активных промежуточных продуктов и развитием фотобиологического эффекта.
Основные элементарные квантовые фотопревращения в молекуле-акцепторе излучения представлены. Учитывая, что возбуждение биомолекулы-акцептора возможно только квантом излучения определенной длины волны, для обеспечения наиболее избирательного и целенаправленного фотобиологического эффекта необходимо подобрать спектральный состав излучения таким образом, чтобы обеспечить резонансное поглощение энергии молекулами фотосенсибилизатора. В биологических тканях, в том числе и в крови, содержится большой набор естественных акцепторов излучения: порфмрины, флавины, каротины, гемсодержащие соединения (гемоглобин, ка-талаза и др.), ароматические аминокислоты, цистин, жирные кислоты и липопро-теиды, растворенный в плазме СЬ, сами молекулы воды
Статистическая обработка результатов, определение их диагностической значимости
Компьютерная обработка полученных данных проводилась с использованием пакетов прикладных программ «Excel» и «Statistica».
Статистический анализ результатов исследования проводился с применением методов параметрической и непараметрической статистики [57,177], достоверность различий показателей в выборках с попарно связанными вариантами определялась с использованием t-критерия Стыодента (параметрические методы), Т-критерия Уилкоксона (непараметрические методы) и метода доверительных интервалов. Попарное сравнение массивов по U-критерию Уилкоксона (Манна-Уитни), множественное сравнение - по К-критерию Краскела-Уоллиса [177].
Для классификации диагностической значимости и снижения размерности исследуемых показателей, а также эффективности КвГТ в различных клинических ситуациях использовались процедуры кластерного анализа [176,197]. Определение количества и структуры классов в выборке осуществлялось с помощью иерархического метода кластеризации — метода полной связи. В качестве меры сходства между объектами использовалась евклидово расстояние. Последовательность объединений кластеров визуализировалась в виде древовидной диаграммы. Более углубленный анализ проведен с использованием метода двувходовой кластеризации, позволившего наглядно представить как степень влияния каждого из исследованных типов излучения на состояние больных с СГРН разной степени тяжести, так и вклад изменения различных свойств мембраны Э в общий эффект КвГТ.
Определение диагностической значимости показателей. Вычислялся критерий диагностической значимости Kj по формуле [53]: Определение критерия диагностической значимости Kj проводилось на основании результатов исследоваїшя образцов крови 20 больных с СГРН с различной степенью нарушения периферического кровообращения по Fontaine (по 5 образцов с I по IY ст.). Анализировалась кровь до и сразу после облучения оптическим излучением в исследуемых спектральных диапазонах.
Параллельно та же задача решалась иерархическим методом кластеризации. Учитывая, что оценивалась степень влияния КвГТ на классифицируемые признаки, нормирование показателей осуществлялось способом АМ/оср
Четко выделяются 2 кластера высокоинформативных показателей: 1 - СЕЭ, ГУЭ, tg а, К,, КАЭ; 2 - ИАЭ, КДЭ, сСОЭ, СОЭ, ИДЭ; и 2 кластера низкоинформативных: 1 - К-во Э, ВП, Ф, ЭФП ,, К-во Тр, АЧТВ; 2 - Нг, КАТр, С0, КЭИ, ПТИ, Сюо- В пятый, промежуточный, кластер попал единственный показатель - ЭФПкач, что объясняется, видимо, различным влиянием на него разных видов излучения резкое изменение под действием УФ 254 нм, и практически отсутствие динамики под действием квантов более «мягкого» излучения.Однако было отмечено значительное расхождение результатов кластерного анализа и расчета Kj. Анализ этих расхождений выявил зависимость величины Kj от абсолютной величины исследуемого показателя и необходимость проведения нормирования переменных, входящих в формулу. После преобразований она приобрела вид:
При рассмотрении количественных и качественных характеристик дисперсной фазы крови - ее форменных элементов (Прил.,табл.1.), отмечено, что количество Э при облучении практически не меняется и диагностическая значимость этого критерия незначительна (KjN 3,7 до 18,6; в среднем - 8,91). Гематокрит при облучении всеми источниками несколько падает, более заметно для длины волны 612 и 254 нм, однако изменения его недостоверны, и диагностическая значимость также невелика (KjN 0,24-0,60; ср. - 0,38). Учитьгоая, что количество Э при облучении не меняется, уменьшение Ht видимо указывает не столько на действительное изменение соотношения плазмы и клеточных элементов, сколько на улучшение «пакумости» Э при центрифугировании в связи с повышением их деформабельности. Подобной точки зрения придерживается и ряд исследователей [34].
Напротив, изменения показателей, характеризующих реологические свойства Э, продемонстрировали более высокую диагностическую значимость и достоверность: изменения ИДЭ были достоверны для облучения светом длины волны 612 нм (р 0.05) при значении KjN в пределах 0,09-0,21; в среднем 0,17. Уменьшение КДЭ достоверно для излучения 254 и 612 нм (р 0.05), причем KjN = 0,02-0,03 (средн.0,03). Еще большая диагностическая значимость отмечена для показателей, характеризующих агрегационную активность Э: KJN для ИАЭ находится в пределах 0,04-0,07 при среднем значении 0,06; для КАЭ - 0,01 во всех случаях - максимальная диагностическая значимость. Для количества Э в агрегате (Naa) KJN — 0,04 (колебания от 0,02 до 0,05).
При оценке диагностической значимости изменения количественных и качественных характеристик Тр выявлено, что число их при облучении, также как и Э, практически не меняется, крайне незначительное и недостоверное их снижение обусловлено, видимо, контактом с экстракорпоральным контуром. Критерий KjN очень высок - 0,41-3,58 (среднее - 2,28), диагностическая значимость - минимальна. Спонтанная агрегация Тр изменялась таюке недостоверно, причем для длин волн 254 и 633 нм она несколько возрастала, а для излучения 365 и 612 нм -уменьшалась; диагностическая значимость таюке невысока: Kj — 0,25-0,59 (среднее - 0,33). Интересно, что и литературные данные, описывающие изменения агрегации Тр после излучения, противоречивы и указывают как на ее повышение, так и на снижение при близких условиях проведения исследований [131,132,236].
Таким образом, диагностическая значимость показателей, характеризующих свойства дисперсной фазы по данным KjN и кластерного анализа снижается в ряду: КАЭ Nil3 КДЭ ИАЭ ИДЭ КАТр Ht К-во Тр К-во Э. В дальнейшем в работе при сравнении различных источников для КвГТ будут использоваться 5 первых показателей из приведенного ряда. При рассмотрении диагностической значимости коагулологических и реологических показателей, определяющихся в основном свойствами дисперсионной среды (Прил.,табл.1.), выяснилось, что в среднем KjN у них выше, чем у критериев, определяемых свойствами эритроцита. Невелика диагностическая значимость у АЧТВ (KjN от 0,40 до 0,88; в среднем 0,65) и ПТИ (KjN от 0,17 до 0,38; в среднем 0,31). Недостоверными (р 0,05) оказались их изменения и при расчете критерия Стьюдента. В связи с тем, что уровень фибриногена В и ПДФ в этаноловом тесте определялся полуколичественным методом и расчет KjN и t-критерия Стьюдента бьш невозможен, оценен Т-критерий Уилкоксона и выяснилось, что изменения этих параметров во всех случаях также было недостоверным (р 0,05). Отмечено очень незначительное и недостоверное снижение уровня фибриногена (Ф), которое, на наш взгляд, в большей степени зависит от сопутствующей сеансу КвГТ инфузионной терапии, чем собственно от воздействия излучения. KjN в пределах от 1,23 до 3,70, в среднем - 1,95.
Люминесцентные методы исследования влияния КВГТ в различных спектральных диапазонах на метаболические процессы в клеточной мембране при СГРН
Многочисленными исследованиями убедительно показано, что одним из важнейших факторов, влияющих на реолопгческие характеристики мембраны Э, является состояние ее метаболизма, в частности уровня окислительно-восстановительных процессов и напряженности процесса ПОЛ [238,249,266,281]. Доказанным считается механизм ухудшения Д мембраны Э при активации ПОЛ за счет окисления свободных —SH групп белковой молекулы с образованием дополнительных -S-S- мостиков [217,255,265]. Этот процесс тем более интересен в рамках настоящего исследования, поскольку описан механизм положительного влияния на реологию УФ-облучения крови в диапазоне 254 нм, который как раз и реализуется посредством фотолиза избыточных-S-S- связей мембранных белков [127, 273]. С другой стороны, многие исследователи отмечают активизацию процессов ПФОЛ под воздействием КУФ 254 нм [63,80,168], в отличие от излучения He-Ne лазера, для которого более характерным считается антиоксидантное действие [26, 54,164]. Таким образом, исследование окислительно-восстановительньгх и свобод-норадикальных реакций в плазме и на мембранах клеток крови, баланса процессов ПОЛ и антиоксидантных реакций приобретают особое значение при исследовании механизмов лечебного действия КвГТ в различных спектральных диапазонах у больных с СГРН.
В связи с тем, что активные формы кислорода и свободные радикалы, образующиеся в ходе ПОЛ и ПФОЛ, обладают очень высокой реактогенностью и малой продолжительностью жизни, биохимические методы не дают возможности удовлетворительно анализировать эти процессы, особенно их протекание во времени [36]. Исходя из этого положения, в настоящей работе были использованы методы изучения механизмов цепного окисления липидов в мембранах Э, основанные на регист 98 рации хемитоминесценции (ХЛ), позволяющие исследовать не только напряженность, по и кинетику окислительно-восстановительных реакций [4,36]. Собственная ХЛ, сопровождающая ПОЛ, характеризуется низкой интенсивностью, поэтому проводилось изучение ХЛ в присутствии активатора, усиливающего свечение, на роль которого был выбран люминол.
Исследование флюоресценции плазменных белков у больных с СГРН в процессе КвГТ.
Ставилась задача сравнить влияние различных источников для КвГТ, применяющихся в коррекции СГРН, на структуру плазменных белков, исследовавшуюся методами спектрального анализа с использованием флюоресцентного зонда, в качестве которого применялся люминол. Связь флюоресценции белков с реологическими характеристиками и, в частности, с ригидностью биологических мембран была показана в работе [128].
Выявлено, что фотолюминесценция (ФЛ) нативной плазмы здоровых доноров (п = 11) имеет один хорошо выраженный максимум на длине волны 463 нм. При изучении ФЛ плазмы больных с СГРН различной степени тяжести (n = 18) нами отмечено смещение максимума светимости в более коротковолновую область — 451 нм. Чтобы уточнить, с чем именно связан такой сдвиг нами в тех же условиях проведено изучение ФЛ донорской сыворотки, а также тфиопрециттитата и оставшегося супернатата плазмы доноров и больных с СГРН. Получены следующие результаты: максимум ФЛ сьторотіси равен 469 им, донорского криопрещититата — 442 нм, донорского супернатата — 483 нм. Интересно, что максимумы светимости криопрецшштата и супернатата, полученного из плазмы больных с СГРН, в отличие от цельной плазмы, практическн не отличались от таковых у доноров - различия не превышали 1-2 нм. Описанные спектры ФЛ представлены на рис.3.17.
Из сравнения спектров ФЛ донорской плазмы и ее фракций (сиворотки, крн-опреципитата, супернатата) наші сделок БЫБОД, ЧТО г-ахеиг-лук ФЛ зависит от соотношения высокомолекз ляриьгх и низкомолекулярных белков в исследуемой жидкости, причем высокомолекулярные белки смещают его в коротковолновую область (крнопреципитат), а низкомолекулярньтс - в длинноволновую (сыворотка, супернатат). Этот вывод получил дополнительное подтверждение при изучении спектров ФЛ растворов альбумина, иммуноглобулинов и фибриногена, максимум свечения которьтх составил 484, 442 и 437 нм соответственно, т.е. сохранялась та же тенденция — чем больше молекулярный вес растворенного белка, тем дальше в коротковолновой части спектра расположен максимум светимости.
Исходя из этого предположения, учитывая, что максимум светимости плазмы больных с СГРН также смещен в коротковолновую область спектра от максимума светимости донорской плазмы, легко сделать вывод о нарушении соотношения высокомолекулярных и низкомолекулярных белковых фракций при СГРН в стороны преобладания грубодисперсных белков, который не противоречит имеющимся литературным данным [95,136]. Причем следует отметить, что такая диспропорция может быть обусловлена не столько повышением уровня фибриногена, которое не было выявлено у представленных больных, или других «тяжелых» белковых фракций, сколько развивающейся у таких больных гипоальбуминемией.
Исследование ФЛ плазмы больных с СГРН с предварительным облучением ее излучением источников, сравнительная характеристика которых проводится в представленной работе, показало следующее (рис.3.18.): использование источников, генерирующих кванты красного диапазона, приводило к смещению максимума светимости в коротковолновую область, приближая его к максимуму светимости плазмы здоровых доноров. Причем выявленное смещение было несколько более выражено для люминесцентного света 612 нм (максимум светимости 460 нм), чем для излучения He-Ne лазера 633 нм (максимум ФЛ на 456 нм). Таким образом, вновь отмечено более выраженное нормализующее влияние излучения 612 нм по сравнению с лазерным светом 633 нм. С другой стороны, учитывая, что нами не выявлено значимого изменения как уровня общего белка, так и уровня фибриногена под влиянием квантового излучения любой длины волны, заключение, что облучение крови квантами красного диапазона приводит к нормализации баланса низко- и высокомолекулярных белков в плазме больных с СГРН, представляется сомнительным. Возможно, приближение к норме максимума светимости плазмы после ее облучения обусловлено не столько нормализацией количественного соотношения белковых фракций, сколько улучшением функционального состояния отдельных белковых комплексов, конформащюнным перестройкам некоторых белковых молекул, в первую очередь — гемсодержащих, о возможности которых упоминается в литературных источниках [139,213,277].
Интересная кривая светимости получена после облучения образцов плазмы УФ 254 нм - она имеет двугорбый характер с пиками светимости, перекрывающими и нормальные и патологические значения - 452 и 463 нм. Возможно, это обу 101 словлено непосредственной активацией всего спектра белковых молекул «жесткими» квантами коротковолнового УФ излучения, тем более что спектр поглощения большинства аминокислот, входящих в состав белка располагается в том же УФ-диапазоне - от 218 до 293 нм [30]. УФ излучение 365 нм в данной серии опытов не исследовалось в связи с тем, что именно эта длина волны используется в установке для возбуждения ФЛ.
В целом, следует отметить, что предварительное облучение плазмы больных СГРН излучением красной области спектра приводит к нормализации спектра ФЛ, более выраженного для излучения 612 нм, причем такого эффекта для излучения в УФ-области (254 нм) не выявлено. Однако механизм такого изменения ФЛ до конца не ясен, что указывает на актуальность продолжения исследований в этой области, которые могут быть полезны как для разработки информативных клинических тестов, так и для понимания процессов, происходящих в белках плазмы крови при их облучении квантами различной энергии.
Разработка и апробация алгоритма использования квгт при СГРН
Результаты лечения СГРН во многом зависят от своевременной диагностики и коррекции нарушений реологических параметров крови, состояния гемодинамики, особенно в микроциркуляторном русле, а также сопутствующих заболеваний (сахарный диабет, нейропатия). Необходимость проведения мониторинга с целью учета параметров состояния пациента, факторов риска и выбора адекватной схемы лечения диктуют актуальность привлечения алгоритмических схем в наибольшей степени согласующихся с врачебной логикой. В этой связи проблемы логики и семиотики диагностической деятельности врачей приобретает особую актуальность. Как известно, качество любого вида мышления, в том числе и диагностического, определяется его логической последовательностью, правильностью и обоснованностью. Применение логики и семиотики позволяет повысить точность и эффективность диагностического мышления, а культура современного клинического мышления врачей определяется сознательным овладением логико-методическими основами диагноза Логические модели позволяют обеспечить интеллектуальную поддержку врача при диагностике, уточнить программу клинического обследования, выбрать типовую схему лечения по достигнутому диагнозу.
На основе полученных данных нами разработан алгоритм применения различных вариантов КвГТ в коррекции СГРН. Мы предлагаем рациональный подход к назначению облучения крови излучением различной длины волны, который может существенно упростить и ускорить процесс лечебного поиска и сделать действия врача более четкими. При этом, нами использована методика построения логи 140 ческих моделей, которая позволяет осуществлять начало процедуры диагностики не по всей совокупности признаков и данных лабораторно-клинического обследования, а по основным, ведущим показателям, что облегчает принятие решений в условиях неполной априорной информации; обеспечивает не только процедуру диагностического процесса, но и позволяет осуществлять выбор типовой схемы лечения.
В алгоритме выбора оптимального варианта КвГТ, который приведен на рис. 4.11., выделяют следующие этапы:
1) определение степени тяжести реологических нарушений и патологии периферического кровообращения по шкале Fontaine, опираясь в первую очередь на клиническую картину заболевания и изменения Д Э и их А;
2) диагностирование характера сопутствующей патологии - распознавание наличия синдрома эндогенной интоксикации по клиническим критериям [73,130, 170] и описанным в работе характеристикам свойств мембраны Э;
3) основываясь на полученных данных, с учетом приведенных в алгоритме блоков условий, назначается комплексная терапия имеющихся нарушений, включающая дифференцированное использование методов КвГТ: от полного отказа в их применении на ранних, хорошо поддающихся консервативной терапии (спазмолитики, антиагреганты, антиоксиданты, препараты метаболического действия, кровезаменители реологического действия) этапах развития СГРН, до комбинированного применения облучения крови в наиболее эффективных диапазонах (254 и 612 нм) с эфферентными методами гемокоррекции (лечебный плазмаферез) в случаях далеко зашедшего СГРН, сопровождающегося нарушениями кровообращения III - IV ст. по Fontaine и СЭИ;
4) коррекция проводимого лечения, в том числе и смена, при необходимости, метода экстракорпоральной обработки крови, осуществляется после контрольного лабораторного исследования и в соответствии с динамикой клинической картины после проведения 3-5 сеансов КвГТ.
Примененный нами алгоритмический подход в дифференцированной терапии СГРН с использованием различных вариантов КвГТ, позволяет сформулировать систему правил, определяющую назначение необходимых исследований и лечебных манипуляций, порядок их выполнения и последовательные выводы об аде 142 кватности проводимой терапии на каждом этапе. Использование данного подхода в текущей клинической работе позволит повысить качество лечения этой тяжелой категории больных.
Для верификации предложенного алгоритма проведен анализ сформированной в ходе исследования информационной базы, включающей данные о клинической картине и динамике изменения показателей, описьтающих модель реологических нарушений и состояния мембраны Э у больных с СГРН. Также проводилось ситуационное моделирование для отдельных больных основной и контрольной группы. Выделено 2 группы пациентов с СГРН III - IV ст. по Fontaine: одна (n = 35) пролечена с использованием методов КвГТ в традиционном варианте, в другой (n = 46) КвГТ назначалась в соответствии с данной схемой.
Анализ именно этой, наиболее тяжелой категории больных определялся как актуальностью проблемы коррекции реологических нарушений в запущенных случаях, так и большим процентом неудовлетворительных исходов традиционных методов лечения [145,171]. Все больные получали рандомизированную терапию, включающую спазмолитики, антиагреганты, инфузионную терапию, симптоматическое и, при необходимости, антибактериальное лечение. У больных с СД - лечение основного заболевания по общим правилам. Применявшиеся хирургические вмешательства указаны выше (раздел 4.1.).
Оценка динамики клинической картины, выраженности проявления ишемии тканей и степени нарушения кровообращения позволил отметить лучшие результаты при использовании предложенного алгоритма. Так в основной группе улучшение состояния вплоть до полной ремиссии отмечено у 39 пациентов (84,7%), отсутствие эффекта - у 7 (15,2%). В том числе из 19 человек с патологией III ст. - улучшение достигнуто у 100%, причем у 2 (10,5%) отмечена полная ремиссия, у 4 (21,1%) нарушения кровообращения после проведенного курса отнесены к I ст. по Fontaine, а у 7 (36,8%) — ко II ст. Из 27 больных с патологией IV ст. улучшение достигнуто у 20 (74,1%), в том числе у 8 (29,7%) удалось добиться полного заживления имеющихся трофических язв и раневых дефектов, то есть перевести нарушения кровообращения в III ст. В контрольной группе улучшение состояния удалось добиться только у 74,3% (26 человек), отсутствие эффекта - соответственно у 25,7% (9 пациентов). В том числе из 16 пациентов с нарушениями кровообращения Ш ст.
