Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Гипохлорит натрия и адаптационные системы организма (обзор литературы) 15
1.1. Диалектико-материалистическое понимание причинности в медицине (урологии) 15
1.2. Определение понятий норма, здоровье и болезнь 16
1.3. Методологические основы адаптации 18
1.4. Адаптация с позиции теории функциональных систем П.К. Анохина .24
1.5. Адаптационная медицина в урологии 30
1.6. Гипохлорит натрия – лекарственное средство с прооксидантными свойствами 37
1.7. Гипохлорит натрия и естественные механизмы антиоксидантной
защиты .50
1.8. Механизм адаптогенного действия гипохлорита натрия .53
1.9. Доминирующее системное состояние 60
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 63
2.1. Экспериментальные исследования на животных 63
2.2. Клинические исследования 73
2.3. Методика проведения непрямого электрохимического окисления крови раствором гипохлорита натрия .91
2.3.1. Интракорпоральное непрямое электрохимическое окисление крови 0,06% раствором гипохлорита натрия 92
2.3.2. Экстракорпоральное непрямое электрохимическое окисление крови 0,06 % раствором гипохлорита натрия.. 92
2.3.2.1. Экстракорпоральное непрямое электрохимическое окисление 2 литров крови 0,06% раствором гипохлорита натрия в дозе 0,75 мг/кг .93
2.3.2.2. Экстракорпоральное непрямое электрохимическое окисление 3 литров крови 0,06% раствором гипохлорита натрия в дозе 2,0 мг/кг 94
2.4. Методы статистической обработки данных 98
ГЛАВА 3. Результаты экспериментально-клинических исследований 99
3.1. Результаты экспериментальных исследований 99
3.1.1. Формирование доминирующей функциональной системы антиоксидантной защиты у интактных крыс 100
3.1.2. Гипохлорит натрия и общий адаптационный синдром Г. Селье 110
3.1.3. Особенности адаптогенного действия гипохлорита натрия при острой гипоксии, физической нагрузке и тиопенталовом наркозе 117
3.1.4. Повышение толерантности почек к ишемическому повреждению с помощью парентерального введения 0,06% раствора гипохлорита натрия в доишемическом периоде у крыс 125
3.1.5. Увеличение мощности функциональной системы антиоксидантной защиты с помощью парентерального введения 0,06% раствора гипохлорита натрия после 90-минутной ишемии почек у крыс 135
3.1.6. Влияние адаптогенного действия гипохлорита натрия на течение инфекционно-воспалительного процесса в почках, мочеточниках и мочевом пузыре крыс 145
3.2. Результаты клинических исследований 158
3.2.1. Эффективность непрямого электрохимического окисления крови 0,06% раствором гипохлорита натрия у больных с острым пиелонефритом 159
3.2.2. Эффективность непрямого электрохимического окисления крови 0,06% раствором гипохлорита натрия у больных с прогрессирующей почечной недостаточностью инфекционного генеза 180
3.2.3. Эффективность непрямого электрохимического окисления крови 0,06% раствором гипохлорита натрия у больных с острым пиелонефритом, осложнившимся бактериально-токсическим
шоком 197
3.2.4. Прогностическое значение динамики абсолютного количества эозинофилов и лимфоцитов крови у больных с инфекционно-воспалительными осложнениями в урологии 214
3.2.5. Влияние парентерального введения 0,06% раствора гипохлорита натрия на активацию адренергической и гипофизарно-адреналовой системы у больных с урологической инфекцией и синдромом системного воспалительного ответа 235
3.2.6. Экстракорпоральное непрямое электрохимическое окисление крови 0,06% раствором гипохлорита натрия в лечении инфекционно-воспалительных осложнений в урологии у больных с 1-й степенью эндотоксикоза 242
3.2.7. Экстракорпоральное непрямое электрохимическое окисление 3 литров крови 0,06% раствором гипохлорита натрия в дозе 2,0 мг/кг 270
Заключение 290
Выводы 320
Практические рекомендации 323
Список литературы
- Адаптация с позиции теории функциональных систем П.К. Анохина
- Методика проведения непрямого электрохимического окисления крови раствором гипохлорита натрия
- Особенности адаптогенного действия гипохлорита натрия при острой гипоксии, физической нагрузке и тиопенталовом наркозе
- Экстракорпоральное непрямое электрохимическое окисление крови 0,06% раствором гипохлорита натрия в лечении инфекционно-воспалительных осложнений в урологии у больных с 1-й степенью эндотоксикоза
Адаптация с позиции теории функциональных систем П.К. Анохина
Адаптационная медицина в урологии – это комплекс теоретических и практических мотодологических установок, направленных на управление защитно-приспособительными механизмами организма человека с целью профилактики и лечения нарушений постоянства внутренней среды организма при заболеваниях органов мочевой системы и мужских половых органов. Адаптационная медицина имеет медико-биологическую и клиническую составляющие. Адаптационная медицина, как и трансфузиология, имеют общий предмет исследования – управление гомеостазом, то есть управление механизмами приспособления и защиты организма. В отличие от трансфузиологии адаптационная медицина не ограничивается воздействием только через кровь, основной задачей является влияние на системную регуляцию в соответствии с законами функционирования целостных саморегулирующихся систем. Трансфузиологические пособия являются составной частью практических пособий адаптационной медицины.
В данном разделе не ставится задача изучения проблем достижения полезных результатов поведенческой и социальной деятельности человека, удовлетворяющих основные биологические потребности организма (пищевые, оборонительные, половые) и значимые социальные потребности. Адаптационная медицина в урологии имеет прикладной профилированный характер. Она должна органически дополнять оперативную деятельность урологов и хирургов. А в случае развития осложнений урологических заболеваний, таких как: синдром системного воспалительного ответа (ССВО), сепсис, бактериально-токсический шок, острая почечная недостаточность, – включаться в комплекс лечебных мероприятий с целью воздействия на органы и системы органов посредством управления гомеостазом. Большое значение адаптационная медицина приобретает при решении вопросов реабилитации урологических больных, поскольку активация защитно-приспособительных механизмов, анаболических процессов позволяет ускорить восстановление утраченных функций.
Исходя из предложенного определения болезни, болезнь – это динамический процесс незавершенного развития нового морфофизиологического и психоэмоционального оптимума жизнедеятельности вследствие прогрессирующего отрицания необходимого результата, либо неспособности универсальных регуляторных механизмов его достичь, оперативная деятельность хирурга направлена на устранение так называемого прогрессирующего отрицания, которым могут быть: обструкция мочевых путей, гипертензия в венах гроздьевидного сплетения, инородное тело, опухоль, абсцесс и т.д. Значение защитно-приспособительных механизмов заключается в поддержании жизненно важных показателей гомеостаза на оптимальном уровне, в увеличении или уменьшении мощности ответственных за приспособление функциональных систем, и, таким образом, в сохранении или достижении необходимого оптимума существования. Речь идет об активизации работы различных структур центральной нервной системы (ЦНС), интеграции функциональных систем, включении в согласованную работу различных внутренних органов в разных комбинациях. Согласованная работа почек с увеличением или уменьшением числа функционирующих нефронов, гипертрофия единственной функционирующей почки, объединение буферной системы эритроцитов и функции легких для коррекции кислотно-щелочного равновесия крови, активизация потоотделения и выделительной функции желудочно-кишечного тракта при хронической почечной недостаточности – все это работа универсальных регуляторных механизмов, функциональных систем организма, направленная на достижение нового оптимума существования.
В современных условиях имеется возможность непрерывно диагностировать и контролировать нарушения показателей гомеостаза в процессе лечения и наблюдения за пациентом. Увеличение концентрации в крови продуктов перекисного окисления липидов свидетельствует об увеличении активности свободно-радикальных химических реакций, увеличение уровня лактата в крови говорит об активации гликолиза и тканевой гипоксии, гипергликемия, лимфопения и эозинопения – признаки повышения уровня глюкокортикоидов в крови. Задача адаптационной медицины в урологии заключается в управлении механизмами защиты организма с целью ускоренного получения целесообразного результата. Это управление работой функциональных систем, контролирующих постоянство внутренней среды организма, управление механизмами адаптации. Решение этой задачи видится в целенаправленном воздействии на системообразующий фактор одной из функциональных систем организма, на конкретный необходимый показатель гомеостаза.
Невозможно строить практическую деятельность в медицине, основываясь на теории стресса Г. Селье, так как в этой теории не учитывается ведущая роль ЦНС в интеграции приспособительных реакций. Нельзя работать в медицине на основе выводов Ф.З. Меерсона, признающего стресс основной реакцией адаптации, согласно теории которого кратковременный стресс повышает устойчивость к длительному стрессорному воздействии. Трудно работать на основе теорий Л.Х. Гаркави и соавт. и Н.В. Лазарева, так как состояния тренировки, активации, повышенной активации, переактивации, неспецифически повышенной резистентности организма абстрактны и неконкретны. У С.Е. Павлова нет собственной теории, основываясь на теории функциональных систем П.К. Анохина, он ее усложняет и разрушает.
Невозможно управлять защитно-приспособительными процессами, считая что организм должен реагировать исключительно на внешние условия среды, так как нельзя их все предугадать и измерить. Но можно четко определить константы внутренней среды, которые контролирует и оптимизирует живой организм, и механизмы их сохранения. Можно четко представить себе системообразующий фактор функциональной системы ответственной за адаптацию. Можно выбрать фармакологический препарат, избирательно изменяющий системообразующий фактор в нужном направлении, который легко дозируется и не является индуктором состояния стресса. Целенаправленное программируемое воздействие на системообразующий фактор с целью получения нужного результата является одной из задач адаптационной медицины.
С практической точки зрения современная теория адаптации и адаптационная медицина в урологии могут и должны основываться на теории функциональных систем П.К. Анохина. Согласно этой теории защитно приспособительные функции в организме выполняют функциональные системы, строящиеся на основе системообразующего фактора, которым является полезный приспособительный для системы и организма в целом результат. Основными принципами построения функциональных систем являются: саморегуляция, системная организация физиологических функций, непрерывность и пластичность работы, содружественная деятельность совокупности функциональных систем, слаженная работа которых составляет целостный организм, ЦНС регулирует характер и выраженность приспособительных реакций. Следует учитывать также то, что ведущий параметр общей метаболической потребности строит доминирующую функциональную систему, которая на текущий момент наиболее необходима для сохранения индивидуума или вида. Доминирующая функциональная система подчиняет себе деятельность других функциональных систем [190,197]. Необходимо учитывать то, что работу многих функциональных систем объединяет кровь, которая содержит в себе конечные результаты концентрации веществ, находящиеся под жестким контролем. Общая схема функциональной системы по П.К. Анохину представлена на рисунке 1 [190].
Методика проведения непрямого электрохимического окисления крови раствором гипохлорита натрия
Для выяснения возможности активации функциональной системы АОЗ, функциональной системы энергообеспечения клетки и возможности увеличения мощности этих функциональных систем посредством неоднократного парентерального введения 0,02% и 0,06% раствора ГН, для выработки терапевтической дозы ГН, вызывающей доминирующее системное состояние АОЗ, провели экспериментальное исследование на 15 белых беспородных интактных крысах массой 150-250 грамм. Контрольную группу № 1 составили 5 крыс, им внутрибрюшинно в течение 4 дней вводили 1 мл 0,9% раствора хлорида натрия. Экспериментальную группу № 2 составили 5 крыс, им внутрибрюшинно в течение 4 дней вводили 1 мл 0,02% (0,8-1,3 мг/кг/сутки) раствора ГН. Экспериментальную группу № 3 также составили 5 крыс, им внутрибрюшинно в течение 4 дней вводили 1 мл 0,06% (2,4-4,0 мг/кг/сутки) раствора ГН.
На 4-е сутки эксперимента крыс помещали в обменные клетки и собирали мочу в течение 24 часов. Животных исследуемых групп № 2, № 3 и контрольной группы № 1 выводили из эксперимента на 5-е сутки наблюдения. Определяли суточный диурез, массу животного, брали кровь пункционно из нижней полой вены. Биохимические исследования крови и мочи проводили на аппарате «ФП-901М». Рассчитывали: клиренс креатинина, концентрационный коэффициент, клиренс осмолярности, клиренс осмотически свободной воды, экскретируемую фракцию отфильтрованного натрия (EFNa). Для оценки степени выраженности клеточного повреждения эпителия почечных канальцев определяли активность ферментов в моче с помощью стандартных реактивов после предварительного диализа мочи [63,64,65,101,147]. Исследовали ферменты, локализованные преимущественно в щеточной кайме эпителиальных клеток извитых канальцев -нейтральная-а-глюкозидаза (н-АГЗ), у-глутамилтрансфераза (ГГТ), щелочная фосфотаза (ЩФ) и ферменты цитозоля этих же клеток - аспартатаминотрансфераза (АСТ), аланинаминотрансфераза (АЛТ), лактатдегидрогеназа (ЛДГ) [7,58,131]. В условиях тиопенталового наркоза крысам удаляли почки и готовили из их коркового слоя гомогенат для последующих исследований. Гомогенат коркового вещества почки готовили на фосфатном буфере (рН=5,9) с добавлением этилендиаминтетрауксусной кислоты в соотношении 10:1. Показатели ПОЛ определяли в супернатанте [44,85].
Для определения тканевого содержания адениннуклеотидов и молочной кислоты готовили гомогенат коркового вещества почки на фосфатном буфере (рН=5,9) с добавлением этилендиаминтетрауксусной кислоты в соотношении 10:1, после чего добавляли равное количество 0,6н перхлорной кислоты. Пробы центрифугировали и в супернатанте определяли концентрацию аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), аденозиндифосфорной кислоты (АДФ), аденозинмонофосфорной кислоты (АМФ) и лактата методом жидкостной хроматографии на аппарате «Милихром» (Россия) [183,200].
Оценка степени активации стресс-реализующей системы и особенностей гормонального ответа на системное прооксидантное действие гипохлорита натрия (серия 2).
С целью изучения возможной неспецифической активации стресс-реализующей системы и развития общего адаптационного синдрома в ответ на окисление крови 0,06% раствором ГН, подтверждения тезиса об отсутствии звена срочной адаптации в работе защитно-приспособительных механизмов в живом организме провели исследования в трех группах на 45 белых беспородных крысах-самцах массой 250-400 грамм.
Группу № 1 интактных животных составили 5 крыс. Их не подвергали никаким воздействиям. Контрольная группа № 2 состояла из 20 крыс, им внутрибрюшинно (в/б) в течение 4 дней вводили 1,5 мл физиологического раствора 1 раз в день. Экспериментальную группу № 3 составили также 20 крыс, которым в/б в течение 4-х дней вводили 1,5 мл 0,06% раствора ГН (2,3-3,6 мг/кг/сутки) 1 раз в день. Результаты в группе № 1 приняли за нормальные величины. Животных выводили из эксперимента на 1-е, 4-е и 7-е сутки после прекращения парентерального введения ГН. 5 крысам контрольной группы и 5 крысам экспериментальной группы сделали всего по 1 в/б инъекции 1,5 мл физиологического раствора и 1,5 мл 0,06% раствора ГН соответственно, при этом все лабораторные тесты выполнили через 1 час.
Под эфирным наркозом брали кровь пункционно из нижней полой вены. Клинический анализ крови делали на автоматическом гематологическом анализаторе MEK 8222K NIHON KOHDEM. Во всех группах животных изучали уровень гормонов в крови: адренокортикотропный гормон (АКТГ), тиреотропный гормон (ТТГ), соматотропный гормон (СТГ), паратиреоидный гормон (ПТГ), кортизол, альдостерон, тестостерон, адреналин, норадреналин, дофамин, серотонин, инсулин, ренин (прямой тест). Через 1 час после в/б инъекций 5 крысам контрольной группы и 5 крысам экспериментальной группы кроме прямого измерения активности ренина плазмы крови определяли также активность ренина по способности плазмы крысы вырабатывать ангиотензин 1 и уровень ангиотензина 1.
У всех крыс удаляли желудок для диагностики эрозивно-язвенных изменений со стороны его слизистой оболочки. Надпочечники удаляли для гистологического исследования, выявления изменений со стороны гормонально активных слоев коркового вещества (окраска гемотоксилином и эозином) и компонентов жировых включений (окраска Судан 3).
Особенности адаптогенного действия гипохлорита натрия при острой гипоксии, физической нагрузке и тиопенталовом наркозе
В экспериментальных исследованиях на животных изучали результаты активации функциональной системы антиоксидантной защиты организма с помощью фармакологического препарата гипохлорит натрия, который обладает выраженными прооксидантными свойствами. В ходе экспериментов на крысах исследовали процессы ПОЛ в крови и ткани почки, уровень энергообеспеченности клеток, стабильность клеточных мембран, изменение функции почек в различных диапазонах доз ГН. Основная задача экспериментального исследования на крысах состояла в том, чтобы в результате адекватного воздействия повторяющихся доз прооксиданта гипохлорита натрия в течение нескольких дней не просто повлиять на оксидантный свободнорадикальный гомеостаз, а активировать функциональную систему антиоксидантной и антирадикальной защиты настолько, чтобы сделать ее работу приоритетной среди других функциональных систем организма, то есть доминирующей [18,190]. Еще одной важной задачей экспериментальных исследований было изучение конфликта функциональных систем, определяющих деятельность организма, особенностей замены одной доминирующей системы на другую более значимую и торможения угасающей доминанты. По мнению Ф.З. Меерсона, доминирующая функциональная система получает не только преимущественное структурное обеспечение, но и «больше геномов за счет других систем», при этом другие функциональные системы оказываются заторможенными [119,121]. Подробно этот вопрос освещен в обзоре литературы.
Таким образом, доминанта в ЦНС или доминирующая функциональная система, с помощью построения которой мы собираемся вмешиваться в текущую деятельность организма, должна быть нормальной, физиологичной, постоянно функционирующей системой и отвечать нескольким требованиям: 1) легко и быстро формироваться; 2) сохранять доминирующие свойства при повторных формирующих сигналах; 3) увеличивать мощность соответствующей функциональной системы для сохранения жизненно важных параметров в нормальных пределах; 4) быть инертной, то есть легко восстанавливаться при повторных адекватных раздражителях. С точки зрения применения ГН в лечебной практике мы, в первую очередь, имеем дело с воздействием на функциональную систему антиоксидантной защиты организма, которая постоянно функционирует в организме. Ослабление или усиление работы функциональной системы АОЗ при действии оптимального раздражителя не является для целостного организма состоянием чрезвычайного напряжения, стрессом, а является нормальным физиологическим процессом жизнедеятельности.
В здоровом организме под действием ГН мы можем построить доминирующую функциональную систему АОЗ. У больного индивида, у которого уже сформирована доминирующая функциональная система, связанная с текущим заболеванием, применение ГН вызывает конфликт возбуждений, формирование конкурирующей доминирующей функциональной системы АОЗ и торможение исходной доминанты. Происходит торможение слабого возбуждения более сильным, менее жизненно значимой функциональной системы, более важной. «Возникновение новой доминанты, функционально несовместимой с первою, намечает экзогенный конец для первой», - А.А. Ухтомский. «…образование доминанты» сопровождается торможением «прочего мозгового поля» [198]. Следует также подчеркнуть, что при создании новой доминанты и торможении текущей доминирующей функциональной системы, общий результирующий вектор лечебного эффекта должен быть целесообразным и способствовать восстановлению оптимального состояния организма.
Активацию функциональной системы антиоксидантной и антирадикальной защиты у крыс производили 0,02% и 0,06% растворами ГН в дозе 0,8-1,3 и 2,4-4,0 мг/кг/сутки. Крысам контрольной группы в/б вводили 1 мл физиологического раствора.
Поскольку ГН (NaClO-), попадая в биологическую среду (кровь, лимфа), приводит к увеличению концентрации прооксидантов: супероксидный анион радикал, перекись водорода, гидроксильный радикал, гипохлорит-анион - которые инициируют реакции свободнорадикального окисления [122,204], мы провели изучение влияния парентерального введения ГН на количество продуктов ПОЛ в крови, моче и ткани почки.
Экстракорпоральное непрямое электрохимическое окисление крови 0,06% раствором гипохлорита натрия в лечении инфекционно-воспалительных осложнений в урологии у больных с 1-й степенью эндотоксикоза
Скорость изменения активности ферментов с 3-х по 7-е сутки наблюдения в исследуемой группе была выше, чем в контрольной и имела вектор, направленный на снижение величины ферментурии. Тенденция к увеличению активности ГГТ и АЛТ (положительное значение V1) в контрольной группе может свидетельствовать о действии вторичных альтеративных процессов в почках. Этим, по-видимому, обусловлена более низкая выживаемость животных в контрольной группе. Активность ЛДГ в обеих группах увеличивалась с одинаковой скоростью. Активность всех остальных изучаемых ферментов мочи у крыс экспериментальной группы снижалась со скоростью в 1,2-14 раз превышающей модуль скорости изменения активности ферментов мочи в контрольной группе.
Скорость снижения активности ферментов в моче у крыс исследуемой группы при парентеральном введении 0,06% раствора ГН в дозе 2,1-3,0 мг/кг/сутки в течение 7-и дней в постишемическом периоде, а, следовательно, и скорость течения репаративных процессов, была в 1-3 раза ниже скорости репаративных процессов у крыс, которым 0,06% раствор ГН вводился парентерально в дозе 2,4-4,0 мг/кг/сутки в течение 4 дней в доишемическом периоде в 3-й серии экспериментов. Таким образом, утверждение о том, что повышение толерантности почек к ишемии следует проводить в макроорганизме в доишемический период [216] находит подтверждение в результатах 3-й и 4-й серий экспериментов.
При морфологическом исследовании почек животных контрольной группы на 3-и сутки постишемического периода в ткани почек обнаружили выраженные альтеративные изменения эпителия извитых канальцев. Подавляющее число эпителиоцитов находилось в состоянии некробиоза и некроза. Базальные мембраны почечных канальцев - разрыхлены, а на небольших участках - повреждены. Эпителиоциты частично десквамированы в просвет канальца. Перитубулярные капилляры были резко расширены, полнокровны, имели место признаки выраженного перитубулярного отека. В перитубулярном интерстиции отмечали диффузную лейкоцитарную инфильтрацию.
В исследуемой группе животных в те же сроки был выявлен альтеративный процесс в почечной ткани с аналогичными проявлениями как и в контрольной группе. Однако, к 3-м суткам эксперимента в исследуемой группе животных в реактивном воспалительном инфильтрате, помимо полиморфноядерных лейкоцитов, находили небольшую примесь макрофагов, лимфоидных элементов и единичных фибробластов, что свидетельствовало о формировании признаков репаративной реакции.
На 7-е сутки эксперимента в контрольной группе животных наблюдали незначительное снижение выраженности перитубулярного отека и полнокровия перитубулярных капилляров ткани почек. Появились признаки развития мезенхимальной реакции: значительные примеси макрофагов и фибробластов в лейкоцитарном инфильтрате интерстиция. Репаративные реакции стали преобладать над деструктивными процессами.
В исследуемой группе животных в те же сроки наблюдения также констатировали сохранение признаков ишемического повреждения (альтерации), но важным отличием от контрольной группы являлось то, что в клеточном составе воспалительного инфильтрата полиморфноядерные лейкоциты практически отсутствовали. Вместо них определялось большое количество лимфогистиоцитарных элементов: фибробластов и макрофагов. Таким образом, на 3-и сутки эксперимента морфологические различия в группах сравнения проявлялись в том, что у животных исследуемой группы мезенхимальная репаративная реакция имела большую степень выраженности. К 7-м суткам наблюдения в почках животных исследуемой группы реактивный инфильтрат был полностью замещен лимфогистиоцитарными элементами. В экспериментальной группе животных по сравнению с контрольной группой отмечалось значительное ускорение развития мезенхимальной реакции, что свидетельствовало о более благоприятных условиях, направленных на восстановление структурных элементов почки в постишемическом периоде.
При парентеральном введении 0,06% раствора ГН в дозе 2,1-3,0 мг/кг/сутки в течение 7-и дней в постишемическом периоде у крыс исследуемой группы отсутствовало истинное профилактическое действие ГН, проявляющееся в снижении степени альтерации почечных структур. Протекторное действие ГН проявлялось в ускорении репаративных процессов (примесь в реактивном воспалительном инфильтрате макрофагов, лимфоидных элементов и единичных фибробластов на 3-и сутки контроля) и торможении воспалительного процесса на 7-е сутки эксперимента (в клеточном составе воспалительного инфильтрата полиморфноядерные лейкоциты практически отсутствовали). В контрольной группе животных репаративные реакции стали преобладать над деструктивными процессами только на 7-е сутки наблюдения.