Изобретение относится к медицине и относится к прогнозированию устойчивости организма к стрессорному воздействию.
Стресс как биологическая категория представляет собой типовую адаптационную реакцию организма на изменение гомеостаза. Эта реакция возникает при воздействии различных возмущающих факторов (стрессоров) и развивается за счет активации комплекса регуляторных систем, объединяемых в понятия - стресс-реализующие и стресс-лимитирующие системы. Стрессовая реакция, как известно, имеет стадии развития, возникновение которых не зависит от природы стрессора, но зависит от суммарной дозы его биологической активности (т.е. интенсивности и длительности воздействия), а также от устойчивости организма к действию возмущающих факторов.
Развитие стресс-реакции начинается со стадии «срочной» (аварийной) адаптации, которая переходит в стадию устойчивой «долговременной адаптации», если суммарная доза биологической активности стрессора оказывается умеренной силы (Ф.З.Меерсон 1981; М.Г.Пшенникова 2002). При чрезмерно высокой дозе активности стрессора и низкой устойчивости, т.е. предрасположенности к нему организма - адаптация не развивается, а возникают характерные стрессорные повреждения в органах, которые приводят к развитию болезни (болезни адаптации) или гибели организма.
По современным представлениям предрасположенность и устойчивость к стрессорным повреждениям обусловлены как генетическими (врожденными), так и фенотипическими (приобретенными) особенностями функционирования стресс-лимитирующих систем. Установлено (М.Г.Пшенникова 2002), что более высокая устойчивость организма к стрессорным повреждениям наблюдается при исходно более высокой базальной активности стресс-лимитирующих систем, а более низкая устойчивость имеет место при исходно более низкой базальной активности этих систем.
При повторных или длительных воздействиях стрессоров исходно высокая активность стресс-лимитирующих систем истощается, вследствие чего создаются условия для реализации повреждающего эффекта стресса; в то же время исходно более низкая активность стресс-лимитирующих систем повышается в процессе адаптации и нивелирует негативные эффекты стресс реакции (Ф.З.Меерсон 1981, 1993; Ф.З.Меерсон, М.Г.Пшенникова 1988, М.Г.Пшенникова и др. 1999, Meezson 1991).
Вышеизложенные системные представления о механизмах развития стрессорного повреждения дают основания полагать, что у больных с длительными хроническими заболеваниями (хронический стресс), у которых компенсация клинического состояния достигается за счет высокой активности стресс-лимитирующих систем, радикальные методы лечения (хирургическая операция, радиационное облучение, химиотерапия и др.), будучи дополнительными стрессорными факторами, могут резко снизить резервы устойчивости организма и усугубить тяжесть клинического состояния больных. Именно среди таких больных в послеоперационном периоде высока смертность, а также достоверно более высокая частота развития таких тяжелых осложнений как полиорганная недостаточность, сепсис и др.
Из-за опасности усугубления клинического состояния больных при назначении радикальных методов лечения актуальной проблемой становится объективная оценка исходных адаптационных резервов организма больных и контролируемое повышение их во избежание развития осложнений.
Еще из работ Г.Селье известно, что стрессорное повреждение всегда сопровождается инволюцией лимфоидных органов, снижением количества и функции Т- и В-лимфоцитов, а также ингибированием активности фагоцитирующих клеток крови - гранулоцитов, моноцитов и тканевых макрофагов (Гаркави и др., 2001). В костном мозге как центральном органе иммуногенеза при стрессорном повреждении, наряду с активацией апоптоза, происходит ингибирование пролиферации стволовых и прогениторных клеток.
На основании вышеизложенного ближайшим аналогом предложенного способа мы считаем открытие Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Уколова М.А. "Закономерности развития качественно отличающихся общих неспецифических адаптационных реакций организма". Диплом на открытие N 158 Комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий. Открытия в СССР, М., 1975, с.56-61, где на основе фазового характера изменений состава крови авторы открыли периодичную зависимость неспецифических реакций активации, тренировки, стресса и состояния ареактивности ("коэффициент реакции"), поддерживающих гомеостаз, от интенсивности (силы, дозы) действующего фактора. Для указанных реакций описаны изменения, происходящие в различных системах организма ("системный ответ").
Однако дать количественную оценку прогноза устойчивости организма на действие повреждающего стрессорного фактора авторам открытия не удалось.
В то же время обзор литературы показывает, что иммунокомпетентные клетки крови и костного мозга, как и большинство других клеток организма, для поддержания своей жизнедеятельности активно потребляют кислород в процессе фагоцитоза, а также митохондриального и микросомального окисления. Именно поэтому при стрессе мононуклеарные клетки становятся активными участниками окислительного или метаболического взрыва, при котором наряду с интенсификацией окисления глюкозы в гексозомонофосфатном шунте происходит избыточное образование активных форм кислорода (АФК) (А.Н.Гребенюк и др., 1998), которые и запускают адаптационный процесс на клеточном уровне (В.Х.Хавинсон и др. 2003).
Таким образом, сведения о мононуклеарных клетках, изложенные выше, указывали, на пригодность использования их у людей для прогнозирования устойчивости их организма к стрессорному воздействию.
Пригодность мононуклеарных клеток крови в качестве тест-системы для контроля адаптационных резервов организма может обосновываться также тем фактом, что активация иммунокомпетентных клеток индуцирует сложный каскад ферментативных реакций, включающей активацию аденилатциклазы (Ю.А.Владимиров и др. 1992), с участием которой осуществляется синтез ц-АМФ, избыточное накопление которого ингибирует активность клеток: реакцию фагоцитоза в нейтрофилах и гуморальный ответы Т- и В-лимфоцитов на чужеродные антигены.
Эти наблюдения позволили нам предположить, что ц-АМФ, накапливающийся в мононуклеарных клетках пациентов с высоким резервом устойчивости к стрессорному повреждению, будет стимулировать развитие адаптивной реакции, сопровождающейся окислительным стрессом с избыточной продукцией АФК. Накопление ц-АМФ в мононуклеарных клетках больных с низким резервом устойчивости к стрессорному повреждению будет стимулировать стрессорное повреждение и ингибировать продукцию АФК.
Учитывая это, нами предложена простая и достаточно эффективная методика прогнозирования устойчивости организма на стрессорное воздействие путем определения продукции АФК иммунокомпетентными клетками при избыточном накоплении в них ц-АМФ за счет ингибирования фермента фосфодиэстеразы, осуществляющей гидролиз ц-АМФ, с помощью солей акридонуксусной кислоты: натриевая соль - препараты «НЕОВИР» и «КАМЕДОН», а также N-метилглюкаминовая соль - препарат «ЦИКЛОФЕРОН» (низкомолекулярный индуктор интерферона - N-метилглюкаминовая соль карбоксиметилакридона), ООО «НТФФ Полисан» (Санкт-Петербург).
Способ включает в себя следующие этапы.
1. Проводят забор периферической крови человека любым известным способом, после чего осуществляют получение лейкоцитарной суспензии. Для этого 2 мл гепаринизированной крови смешивали с 1 мл подогретого до 37°С 3% раствора желатина и инкубировали в термостате при 37°С в течение 30 мин. После оседания эритроцитов слой плазмы, обогащенный лейкоцитами, отбирали в пластиковые пробирки и отмывали 10-кратным объемом фосфатно-солевого буфера (рН 7,4). Затем лейкоциты центрифугированием в течение 10 мин при 1000 об/мин ресуспендировали в растворе Хенкса без Са2+ и Mg2+. После подсчета числа лейкоцитов концентрацию клеток доводили до 106 кл/мл.
2. Хемилюминесцентный анализ динамики накопления активных форм кислорода (АФК). Для определения индекса стимуляции в две кюветы - контрольную и опытную вносили по 40·103 клеток. В опытную кювету дополнительно вносили 5 мкл/мл ингибитора цАМФ-фосфодиэстеразы - соль акридонуксусной кислоты, например препарат «Циклоферон» (12,5% раствор), являющийся индуктором интерферона, содержащий ингибитор цАМФ-фосфодиэстеразы производную акридонуксусной кислоты (10-карбоксиметил-9-акриданон) и N-метилглюкамин. В контрольную кювету вносили 5 мкл раствора Хэнкса. Контрольную и опытную кюветы инкубировали в термостате в течение 60 мин при 37°С. После инкубации лейкоцитарной взвеси проводили запись кривых хемилюминесцентной реакции (ХЛР) в течение 15 минут с использованием хемилюминометра «Хелюм-2001 01/01» (Россия) в комплексе с компьютером IBM-PC при температуре счетной камеры 37°С. В качестве усилителя свечения использовали люминол (5-амино-2,3-дигидро-1,4-фталазиндион, «Sigma») в конечной концентрации 10-3М, а в качестве активатора образования активных форм кислорода (АФК) - РМА (форбол-12-миристат-13-ацетат, «Sigma») в концентрации 10-6М.
Суммарную продукцию активных форм кислорода (АФК) вычисляли как площадь под кривой ХЛ (фиг.1).
Рассчитывался индекс стимуляции (ИС), как отношение площади под кривой ХЛ с ингибитором цАМФ-фосфодиэстеразы, в качестве которого выступает соль акридонуксусной кислоты, (Sингибитор) к площади под кривой ХЛ клеток без добавления препарата (Sконтроль).
ИС=Sингибитор/Sконтроль,
где Sингибитор - интенсивность ХЛ клеток в пробе с ингибитором цАМФ-фосфодиэстеразы, Sконтроль - интенсивность ХЛ в контрольной пробе.
При этом, если ИС≥0,6, то организм устойчив к действию стрессорного фактора, если ИС<0,6, то организм не устойчив к действию стрессорного фактора.
Примеры реализации заявленного изобретения
В работе было проанализирована функциональная активность клеток иммунной системы у 300 человек, находящихся на лечении в НИИТиИО с 2001 по 2006 гг. Также в исследование было включено 25 человек с хроническими рецидивирующими вирусными инфекциями ЛОР-органов, 10 человек с онкологическими процессами. В качестве контроля были проанализированы данные от 70 клинически здоровых человек, взятых в качестве доноров.
Статистическая обработка материала проводилась с помощью пакета прикладных программ обработки данных «Statistica 6.0.» (Statsoft, США, 2002). Достоверность различий между экспериментальными группами по изучаемым параметрам оценивалась с помощью t-критерия Стьюдента для нормально распределенных количественных признаков с равными выборочными дисперсиями. Критическим уровнем статистической значимости при проверке статистических гипотез считали p≤0,05 [Реброва О.Ю, 2003].
Забор и исследования крови больных осуществляли при поступлении (перед хирургическим лечением), а также 1,5-2 месяца после проводимого лечения. У кардиохирургических больных, кроме того, исследования проводили на 1-7 сутки после операции; на 7-30 сутки после операционного периода выделяли также группу больных с инфекционными осложнениями и органными дисфункциями (n=14) и группу больных с развитием критического состояния, приведшего к летальному исходу (n=10).
Для подтверждения связи тяжести нарушения характеристик кривых ХЛР с уровнем адаптационных резервов организма нами проводилась количественная оценка иммунного статуса больных.
Состояние иммунной системы больных оценивали с использованием стандартных тестов, рекомендованных ВОЗ, в соответствии с разработанной схемой иммунологического обследования, адекватной для диагностики типа и степени вторичной иммунной недостаточности.
Клеточное звено иммунитета оценивали по количественному содержанию лейкоцитов, относительному (%) и абсолютному (в 1 мкл) содержанию лимфоцитов, Т-лимфоцитов (СD3+-клетки), их иммунорегуляторных субпопуляций Т-хелперов (CD4+-клетки) и цитотоксических Т-лимфоцитов (СD8+-клетки) и иммунорегуляторному индексу (ИРИ=CD4+/CD8+), а также относительному содержанию натуральных киллеров (СD16+/56+-клетки) с использованием комбинации моноклональных антител (МКАТ), меченных FITC и фикоэритрином (РЕ) (НПЦ «МедБиоСпектр» и «Сорбент»).
Функциональная активность клеточного звена иммунитета оценивалась по количеству Т-лимфоцитов, экспрессирующих на своей поверхности рецептор к интерлейкину-2 (СD25+-клетки) и антигены II класса гистосовместимости HLA-DR (HLA-DR+-клетки), а также числу пролиферирующих клеток (CD71+-клетки). Иммунофенотипирование проводили на проточном цитофлюориметре FACScan фирмы Becton Dickinson (США) [Пинегин Б.В., Ярилин В.А., 2001].
Гуморальное звено иммунитета включало комплексную оценку относительного и абсолютного содержания В-лимфоцитов (CD20+-клетки) иммунофлюоресцентным методом, концентрации иммуноглобулинов классов G, А, М в сыворотке крови методом радиальной иммунодиффузии в геле [Manchini et al., 1965], а также определение уровня низкомолекулярных (осаждение 6% ПЭГ) циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) [Новиков Д.К., 1996].
Фагоцитарную активность нейтрофилов крови определяли стандартным методом с использованием убитой взвеси Staph. Aureus [Фрейдлин И.С., 1986], подсчитывая число фагоцитирующих клеток на 100 нейтрофилов (фагоцитарный индекс, %), количество микробных тел, поглощенных в среднем одним нейтрофилом (фагоцитарное число).
Проведенное исследование показало, что хемилюминесцентная реакция клеток крови на инкубацию с индуктором интерферона (ИИ) «Циклофероном», а также «Неовиром» и «Камедоном» у доноров и больных с тяжелыми хроническими заболеваниями сердца имеет диаметрально выраженные количественные и качественные различия
Добавление к клеткам ИИ у здоровых доноров повышало продукцию АФК (фиг.2), тогда как у больных с тяжелой хронической патологией наоборот снижало ее по сравнению с контролем (фиг.3, 4). Мы отметили также, что нарастание тяжести клинического состояния больных приводило к практически к полному ингибированию продукции АФК при добавлении ИИ (фиг.3).
Количественная оценка ИС и кинетические характеристики ХЛР у здоровых доноров и хронических кардиологических больных при поступлении и на различных этапах хирургического лечения представлены в табл.1.
Из таблицы видно, что у здоровых доноров значение ИС колеблются от 2,2 до 2,8 и в среднем составляет 2,5±0,31. У больных в предоперационном периоде ИС в среднем составлял 0,73. Сразу после операции (операционный стресс) эти показатели еще более резко отклонялись от значений нормы у здоровых доноров, однако в стадии реконвалесценции (через 1,5-2 месяца после операции) они вновь начинали восстанавливаться, свидетельствуя о повышении адаптационных резервов организма больных. Т.к. в стадии реконвалесценции нами наблюдалось не 250, а 226 больных: у 14 больных развились тяжелые иммунозависимые осложнения, а у 10 хирургическое лечение закончилось летальным исходом, то предстояло ответить на вопрос: возможно ли по показателям ХЛР в предоперационном периоде прогнозировать развитие опасных для жизни осложнений. Разбив всех оперированных больных по группам в зависимости от исходного значения ИС, мы отметили (табл.2), что при ИС≥0,6 процесс выздоровления больных шел быстрее и опасность развития осложнений (инфекционно-септические, органные дисфункции) была достоверно ниже, чем у больных с исходным значением ИС<0,6.
У больных с летальным исходом цифровые значения ИС имели тенденцию к еще более резкому снижению (все меньше 0,6). На фиг.4 представлена связь ИС с частотой развития осложнений в п/о периоде. Для восстановления адаптационных резервов организма больных в п/о периоде и повышения эффективности лечения инфекционных осложнений, а также органических дисфункций нами дополнительно проводилась иммунокоррегирующая терапия. Эффективность терапии контролировали по динамике изменения показателей ХЛР, иммунограммы, а также клинического состояния больных.
Из табл.3 видно, что иммунокоррекция способствовала повышению адаптационных резервов организма и резервов его устойчивости к стрессорным повреждениям, т.к. наступала коррекция клеточного и гуморального звена иммунитета (количество и функции Т- и В-лимфоцитов, фагоцитарная активность нейтрофилов), а также нормализация показателей ХЛР, в том числе ИС.
Мы установили также, что между значениями ИС и количеством лимфоцитов, а также значениями ИС и фагоцитарным индексом существует прочная и прямая корреляционная связь (R=0,9), которая наряду с позитивной динамикой клинического состояния больных подтверждает тот факт, что значение ИС отражают адаптационные резервы организма и могут служить мерой его устойчивости к стрессу.
Таким образом, представленные результаты показывают следующее.
1. Значение ИС больных отражают адаптационные резервы организма и могут служить мерой его устойчивости к стрессу.
2. У больных с тяжелыми хроническими заболеваниями ИС имеет значение меньше 0,6. При значениях ИС меньше 0,6 и необходимости выполнения хирургической операции возникает опасность развития тяжелых осложнений в п/о периоде - в виде инфекционных-септических осложнений и органных дисфункций, вплоть до полиорганной недостаточности.
(n=70)
(n=250)
(n=14)
(n=70)
Динамика показателей иммунограммы кардиохирургических больных с осложненным послеоперационным периодом при проведении иммунокоррекции.
Динамика показателей фагоцитарной функции нейтрофилов у больных при проведении иммунокоррекции на основе индивидуального подбора иммуномодуляторов.
(n=25)
(n=23)
(n=23)
(n=23)
(n=23)
Список литературы
1. Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика. М.: Наука, 1981, с.278.
2. Пшенникова М.Г. Стресс: регуляторные системы и устойчивость к стрессорным повреждениям. В книге «Дизрегуляционная патология» под ред. Академика РАМН Г.Н.Крыжановского М.: Медицина, 2002, стр.307-328.
3. Меерсон Ф.З. Адаптационная медицина: механизмы и защитные эффекты адаптации. М. Hypoxia Medical LTD, 1993, с.331.
4. Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам. М.: Медицина, 1988, с.256.
5. Пшенникова М.Г., Бондаренко Н.А., Шимкович М.В. и др. Экспер. Биологии и медицины, 1999, т.128, №12, с.638-641.
6. Хавинсон В.Х., Баринов В.А., Арутюнян А.В., Малинин В.В. Свободнорадикальное окисление и старение. Санкт-Петербург, Наука, 2003, с.325.
7. Meerson F.Z. Adaptive protection of the heart: protecting against stress and ischemic damage. Boca Raton CRC Press, 1991, p.340.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ПОДБОРА ИММУНОКОРРЕГИРУЮЩИХ ПРЕПАРАТОВ У БОЛЬНЫХ ПАПИЛЛОМАТОЗОМ ГОРТАНИ | 2006 |
|
RU2320991C2 |
СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ ХРОНИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОТРАНСПЛАНТАТА (ВАРИАНТЫ), БИОТРАНСПЛАНТАТ (ВАРИАНТЫ) | 2006 |
|
RU2322248C2 |
СПОСОБ ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ ИММУНОЗАВИСИМЫХ ОСЛОЖНЕНИЙ У КАРДИОХИРУРГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ В ПОСЛЕОПЕРАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ | 2006 |
|
RU2326679C1 |
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СТИМУЛИРОВАНИЯ РОСТА И РЕГЕНЕРАЦИИ КЛЕТОК, (ВАРИАНТЫ), А ТАКЖЕ СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) | 2008 |
|
RU2391990C1 |
СПОСОБ НАПРАВЛЕННОГО ТРАНСПОРТА БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ И ПРИМЕНЕНИЕ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ДЛЯ ИХ НАПРАВЛЕННОГО ТРАНСПОРТА | 2009 |
|
RU2426785C1 |
СРЕДСТВО, ПОВЫШАЮЩЕЕ ОБЩУЮ НЕСПЕЦИФИЧЕСКУЮ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗМА МЛЕКОПИТАЮЩИХ, И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ | 2000 |
|
RU2203069C2 |
СПОСОБ СТИМУЛЯЦИИ РОСТА И ПОВЫШЕНИЯ РЕЗИСТЕНТНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ | 2012 |
|
RU2495565C1 |
Способ дифференциальной диагностики форм воспаления бактериального риносинусита | 2020 |
|
RU2741211C1 |
СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СПЕЦИФИЧЕСКОЙ СЕНСИБИЛИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫМ АЛЛЕРГЕНОМ ОРГАНИЗМА РАБОЧИХ ГИДРОЛИЗНО-ДРОЖЖЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА | 1994 |
|
RU2146049C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРЕПАРАТОВ ИММУНОГЛОБУЛИНОВ ДЛЯ ВНУТРИВЕННОГО ВВЕДЕНИЯ | 2007 |
|
RU2331885C1 |
Изобретение относится к медицине, а именно к способам прогнозирования устойчивости организма человека к стрессорному воздействию. Для осуществления способа проводят забор периферической крови человека. Из нее получают лейкоцитарную суспензию, которую инкубируют с ингибитором цАМФ-фосфодиэстеразы и без ингибитора, затем производят запись кривых люминолзависимой хемилюминесцентной реакции (ХЛ) и рассчитывают индекс стимуляции (ИС) по формуле ИС=Sингибитор/Sконтроль, где Sингибитор - интенсивность ХЛ клеток в пробе с ингибитором цАМФ-фосфодиэстеразы, Sконтроль - интенсивность ХЛ в контрольной пробе без ингибитора. При этом, если ИС≥0,6, то организм устойчив к действию стрессорного фактора, если ИС<0,6, то организм не устойчив к действию стрессорного фактора. Использование изобретения позволяет прогнозировать устойчивость организма к стрессорному воздействию, в частности прогнозировать вероятность развития тяжелых осложнений в послеоперационном периоде. 2 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 ил.
ИС=Sингибитор/Sконтроль,
где Sингибитор - интенсивность ХЛ клеток в пробе с ингибитором цАМФ-фосфодиэстеразы,
Sконтроль - интенсивность ХЛ в контрольной пробе без ингибитора, при этом, если ИС≥0,6, то организм устойчив к действию стрессорного фактора, если ИС<0,6, то организм неустойчив к действию стрессорного фактора.
ГАРКАВИ Л.Х | |||
и др | |||
Закономерности развития качественно отличающихся общих неспецифических адаптационных реакций организма | |||
Открытия в СССР | |||
- М., 1975, с.56-61 | |||
Способ определения реакции организма на воздействие стрессорных факторов | 1984 |
|
SU1293657A1 |
СПОСОБ ОЦЕНКИ ПСИХИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И СТЕПЕНИ ПСИХИЧЕСКОЙ АДАПТАЦИИ ЛИЧНОСТИ | 2003 |
|
RU2240031C1 |
ГАРКАВИ Л.Х и др | |||
Антистрессорные реакции и активационная терапия | |||
- М.: Имедис, 1998 | |||
РОТОВ А.В | |||
Оценка и прогнозирование |
Авторы
Даты
2008-04-20—Публикация
2006-11-08—Подача