СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ОРГАНИЗМА К ВОЗДЕЙСТВИЮ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА Российский патент 1998 года по МПК A61M11/00 A61N7/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к токсикологии, и может быть использовано, в частности, для повышения устойчивости организма к воздействию сероводородсодержащего газа.

В практике медицины известны способы повышения резистентности систем организма к воздействию газа с высоким содержанием сероводорода путем внутривенного введения 1% раствора метиленовой сини или 2% раствора нитрата натрия, [1] парентерального (внутрибрюшинного) введения P-аминопропиофенона (15 мг на кг. массы) [2], окисленного глутатиона (0,58 ммоль на кг. массы) [3] , 10% раствора милдроната (50 мг на кг. массы), 10% раствора глюкуроната кальция [4] . Однако инвазивное введение препаратов представляет собой травматичную процедуру, требующую специальных условий, в частности стерильности, и обученного персонала.

В работе Р.И. Мангушева, В.С. Поляковой. А.И. Луда и Е.Н. Юриковой [5] описан способ повышения устойчивости организма рабочих к воздействию сероводородсожержащего природного газа Астраханского газо-конденсатного месторождения, заключающийся в ежедневных паровых ингаляциях оливкового масла и витамина A двумя курсами по одному месяцу каждый.

Однако известный способ повышения устойчивости организма к воздействию сероводородсодержащего газа имеет существенные недостатки:
- из-за своего крупного размера частицы тумана при паровых ингаляциях не достигают поверхности альвеол легких, которая является точкой приложения альтерирующего действия, сероводородсодержащего газа;
- не оказывается защитного воздействия в отношении системы микроциркуляции легких, повреждение которой сероводородсодержащим газом приводит к отеку легкого;
- способ длителен.

Целью изобретения является повышение устойчивости организма к сероводородсодержащему газу путем непосредственного воздействия на поверхность альвеол для защиты системы микроциркуляции легких, сочетающееся с быстротой осуществления.

Поставленная цель достигается ингаляциями аэрозоля высокой дисперсности, генерируемого из 20 - 30 мл 3 - 7% раствора аскорбиновой кислоты (витамина C) в дистиллированной воде ультразвуковым ингалятором курсом 5 - 7 ежедневных процедур.

Известно, что входными воротами в организм и первой мишенью альтеративного действия сероводородсодержащего газа является аэрогематический барьер в легких и тесно связанная с ним система микроциркуляции [6, 7].

Воздухопроводящая система организма имеет такое, развившееся в результате эволюции, строение, что аэрогематический барьер и альвеолах легких могут достичь только очень мелкие частицы, практически не встречающиеся в природе. Это объясняется необходимостью защиты организма от инфекции. Преодолеть данный защитный барьер и доставить лекарственное вещество непосредственно на поверхность альвеол способны частицы аэрозоля, получаемого с помощью ультразвуковых ингаляторов (например, "Вулкан". "Thomex L-2", ИУП-01М), генерирующих частицы с диапазоном диаметров от 0,5 до 10 мкм (средний диаметр частиц - 3 мкм).

Сероводород, подобно цианидам, обладает способностью ингибировать цитохром c-оксидаху, которая является конечным ферментом цитохромной системы. Блокирование тканевого дыхания вызывает тканевую гипоксию и нарушает синтез макроэргических соединений, снижает активность ферментов, ответственных за обмен глутатиона и участвующих в восстановлении гидроокисей, образующихся из ненасыщенных жирных кислот фосфолипидов цитомембран [8]. Нормальные структурно-функциональные параметры в цитомембранах и межклеточном веществе определяются содержанием функционально активных SH-групп, которые поддерживают структуру белковых молекул. В случае блокирования этих групп нарушается ультраструктура, агрегатное состояние и целостность биомембран. SH-группы несут своеобразную защитную функцию, связанную с их интенсивным окислением. Нарушение окислительно-восстановительных процессов, вызываемое воздействием серосодержащего газа, приводит к сдвигу pH крови в кислую сторону, накоплению недоокисленных продуктов обмена, окислению SH-групп белков крови и тканей и переходу их в дисульфидные формы. Данные патологические реакции вызывают денатурацию белков и липидов, что ведет, в конечном итоге, к нарушению морфофункционального статуса цитомембран [9].

Одним из мощных антиокислительных агентов является аскорбиновая кислота, которая играет роль кофактора в реакциях ферментативного гидроксилирования. Парентеральное применение аскорбиновой кислоты обусловливает значительное снижение интенсивности перекисного окисления липидов, увеличение содержания восстановленного глутатиона, повышение активности ферментных систем и, как следствие, нормализует проницаемость стенок микроциркулярного русла [10].

Вышеизложенное демонстрирует возможность использования аэрозолей высокой дисперсности растворов аскорбиновой кислоты для повышения устойчивости организма к воздействию сероводородсодержащего газа, а так как механизм токсического воздействия сероводородсодержащих газов и его патоморфологические проявления у человека и животных идентичны, то были проведены эксперименты на беспородных крыса - самцах.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами (см. таблицу).

Пример 1. Моделировали острое отравление сероводородсодержащим газом путем ингаляционной затравки 12 беспородных лабораторных крыс-самцов массой 200 - 250 г. летальной дозой осушенного пластового газа Астраханского газоконденсатного месторождения с содержанием сероводорода 25,87 моль%, концентрацией газа в затравочной камере 900 мг/куб.м по сероводороду. Условия эксперимента по воздействию сероводородсодержащего газа соответствуют Рекомендациям ВОЗ [11]. Предварительно 6 животных (опытная группа) подвергались воздействию ежедневно на протяжении 6 дней аэрозолем высокой дисперсности из 25 мл. 5% раствора аскорбиновой кислоты, с помощью ультразвукового ингалятора "Thomex L-2". При средней интенсивности аэрозолеобразования (2 - 3 куб. см/мин. ) продолжительность одной процедуры составляла 8,3 - 12,5 минут. Остальные 6 особей (контрольная группа), находясь в аналогичных условиях, такого воздействия не получали. Результаты оценивались по токсикологическим [12] и морфометрическим показателям - отношение площади на гистологических срезах, занимаемой паренхимой легких, к площади просвета альвеол и воздухоносных путей ("паренхима-просвет"): число сечений артериол на единице площади среза.

У животных опытной группы по сравнению с контрольной время принятия бокового положения (ВП) достоверно возросло на 37%, время до летального исхода (СМ) достоверно увеличивалось на 31% и время нахождения в боковом положении (ВВП) возросло на 18%. Удельный вес легочной ткани, чувствительный интегральный критерий ее морфофункционального состояния, возрос при действии серосодержащего газа на 45% меньше (P<0,001) для верхушечного и на 42% для диафрагмального отделов в опытной группе по сравнению с контрольной. Параметр "паренхима - просвет" достоверно меньше снижается на 37% при затравке у животных опытной группы по сравнению с контрольной, а число выявляемых артериол в легких крыс опытной группы достоверно больше на 42%. Морфологическое изучение легких контрольной группы животных выявило выраженные деструктивные изменения в них (фиг. 1). Определяются тяжелые нарушения альвеолярной структуры легких - альвеолы нормальной формы и размеров практически отсутствуют. Вместо них на препаратах выявляются крупные полости с имеющими дефекты стенками, которые часто на значительном протяжении лишены пневмоцитов. Межклеточное вещество паренхимы легких отечно, с дегенерацией клеточных элементов, которая выражается в сморщивании цитоплазмы и пикнозе ядер. Разрушается микроциркуляторное русло легких - определяются мощные сливные кровоизлияния, значительное количество геморрагического содержимого в полостях, образовавшихся на месте разрушения альвеол, слизь с разрушенными эритроцитами в бронхиолах и бронхах среднего калибра.

Воздействие высокодисперсного аэрозоля аскорбиновой кислоты оказывает выраженное стабилизирующее влияние на гистоструктуру легкого в случае влияния сероводородсодержащего газа (фиг. 2). Негативное воздействие газа выражается в вариабельности форм и размеров альвеол и отеке их стенок, в основном за счет незначительного набухания соединительной ткани. Заполнение полостей альвеол жидким геморрагическим содержимым встречается редко. Просветы бронхиолл свободны.

Пример 2. Контрольная и опытная группы экспериментальных животных качественно и количественно были аналогичны таковым в примере 1. Моделирование острого отравления сероводородсодержащим газом, режим работы ингалятора "Thomex L-2" и методы оценки результатов также не отличались от предыдущего случая. Опытная группа животных ежедневно подвергалась воздействию на протяжении 5 дней мелкодисперсным аэрозолем из 20 мл. 3% раствора аскорбиновой кислоты. Время от начала затравки до принятия крысой бокового положения (БП), время нахождения в боковом положении (ВБП) и время от начала затравки до момента смерти (СМ) достоверно ухудшились по сравнению с опытом 1 соответственно на 11%, 22% и 9%. Удельный вес легочной ткани достоверно возрос по сравнению с предыдущим опытом за счет отека в верхушечном и диафрагменном отделах соответственно на 20% и 16%, а показатель "паренхима - просвет" достоверно уменьшился на 5,8%. Число выявляемых артериол с высокой степенью достоверности (P<0,01) уменьшилось по сравнению с опытом 1 на 37%. Морфологическое исследование ткани легких выявило отрицательную динамику их морфофункционального состояния в сравнении с опытом 1 (фиг. 3). Наблюдается большое разнообразие форм и размеров альвеолл, некоторые из них имеют признаки дегенерации. Межклеточное вещество соединительной ткани выглядит набухшим с локальным разволокнением. Определяются участки с заполненными клеточным детритом и разрушенными эритроцитами альвеолами и заполненными слизистым содержанием бронхиолами.

Пример 3. Контрольная и опытная группы экспериментальных животных качественно и количественно не отличались от групп в примерах 1 и 2. Моделирование острого отравления сероводородсодержащим газом, режим работы ингалятора "Thomex L-2" и методы оценки результатов также были аналогичны. Опытная группа животных ежедневно подвергалась воздействию на протяжении 7 дней аэрозолем высокой дисперсности из 30 мл 7% раствора аскорбиновой кислоты. Результаты исследования свидетельствуют о том, что изучаемые количественные показатели в сравнении с опытом 1 изменились статически недостоверно. Гистологическая картина легких крыс в данном случае, представленная на фиг. 4, практически не отличается от таковой в опыте 1.

Так как механизм токсического воздействия сероводородсодержащих газов и его патоморфологические проявления у человека и животных идентичны, предлагаемый способ может быть использован для профилактики острых и хронических отравлений сероводородсодержащими природными и технологическими газами нефтегазовых месторождений и перерабатывающих комплексов.

Литература
1. Дьяконов Г.Г., Вальтер В.Э. Медицинская помощь при отравлении природным газом, ожоговом и травматическом шоке (Методические рекомендации), -Астрахань, 1984.

2. Smith R.P. , Gosselin R.E. The influence of methemoglobinemia on the lethality of some toxic anions. II. Sulfide. // Toxicol. Appl. Pharmacol. - 1964, N6, p. 584-587.

3. Smith R.P. , Abbanat R.A. Protective effect of oxidized glutathione in acute sulfide poisoning // Toxicol. Appl. Pharmacol. - 1966, N9, p. 209-212.

4. Володина Е.П. , Иванова В.Ф. , Ярошинская А.П. и др. Влияние природного газа и продуктов его переработки на биосистемы организма в условиях эксперимента и разработка лечебно-профилактических мер // Отчет о НИР, ГР N 0190019534. - Астрахань, 1990.

5. Мангушев Р.И. , Полякова В.С. , Луда А.И. , Юрикова Е.Н. Влияние факторов газоперерабатывающего производства на организм и реабилитационные меры. - В кн. Неотложные состояния, возникающие при воздействии компонентов газового конденсата Астраханского месторождения, их профилактика и лечение (Сборник научных трудов), ч. 2 - Саратов, 1989, с. 42-44.

6. Асфандияров Р. И. , Лазько А.Е. , Лазько М.В. , Моталин С.Б. Микроциркуляторное русло легких при воздействии природного газа Астраханского газового месторождения // Морфология. - 1992, N 2, с. 64-70.

7. Середенко М. М. , Розова Е.В. , Великанов Э.Б. , Тризно Н.Н. Морфофункциональная характеристика аэрогематического барьера легких у крыс при дыхании газовыми смесями с высоким содержанием сероводорода // Морфология - 1992, N 5, с. 120-129.

8. Губский Ю.И. , Сильченко Н.А. , Селезнева А.К. Роль антиоксидантных витаминов в ограничении токсикозов. - В кн. Биофизические и биохимические исследования в витаминологии. - М.: Медицина, 1981, с. 104-106.

9. Торчинский Ю.М. Сера в белках - М.: Наука. - 1977, с. 265.

10. Морозкина Т.С. Эффективность современного применения липидо и водорастворимых антиоксидантов. // Вопросы питания. - 1989, N 3, с. 56-60.

11. Принципы и методы оценки токсичности химических веществ, ч. 1 - Женева, 1981, с. 312.

12. Методика токсикологии боевых отравляющих веществ. // Под ред. Зельдина Б.А. М., 1931, с. 175.

Изобретение относится к области профилактической медицины, медицины труда и может быть использовано для ослабления и нейтрализации патологического воздействия на организм сероводородсодержащих природных и технологических газов при хронических отравлениях и в качестве профилактики при острых отравлениях, которые вероятны во время разведки, обустройства и эксплуатации нефте- и газоконденсатных месторождений, особенно с высоким содержанием сероводорода. Способ позволяет обеспечивать защиту системы микроциркуляции легких на уровне аэрогематического барьера альвеол. Для этого проводят ингаляции аэрозоля высокой дисперсности, генерируемые из 20 - 30 мл 3 - 7% раствора аскорбиновой кислоты в дистиллированной воде ультразвуковым ингалятором, курсом 5 - 7 ежедневных процедур. 1 табл., 4 ил.

Способ повышения устойчивости организма к сероводородсодержащему газу путем ингаляций, отличающийся тем, что ингаляцию проводят аэрозолем высокой дисперсности, генерируемым из 20-30 мл 3-7% раствора аскорбиновой кислоты в дистиллированной воде ультразвуковым ингалятором, курсом 5-7 ежедневных процедур.