СПОСОБ ОЦЕНКИ СТРЕСС-РЕАКТИВНОСТИ ОРГАНИЗМА Российский патент 2019 года по МПК G01N33/49 

Данное изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к клинической лабораторной диагностике, и может быть использовано для анализа состояния стресс-реактивности организма.

По данным Всемирной организации здравоохранения 45-55% всех болезней связано со стрессом, причем некоторые специалисты считают, что в стрессовую ситуацию ежедневно попадают 2/3 населения планеты. Международная организация труда (International Labor Organization) оценивает убытки в результате профессионального стресса в двести биллионов долларов ежегодно. Исследование Международной ассоциации управления стрессом (ISMA), проведенное в Великобритании, показало, что профессиональный стресс в течение года испытывали более 64% респондентов, однако только 14% из них была оказана помощь, а 78% не получили никакого профессионального совета. По данным мировой статистики, профессиональный стресс (стресс, связанный с выполнением профессиональных обязанностей) стал причиной расстройств личности (40%), неврозов (47%), эндогенных психозов (13%) (RU 2503402 С1, кл. А61В 5/00, А61М 21/00, опубл. 10.01.2014 г.).

Стресс-реакция является одним из защитно-приспособительных механизмов организма человека, выработавшихся в процессе эволюции как средство сохранения жизни в постоянно меняющихся условиях обитания. Согласно Г. Селье в стресс-реакции следует выделить три стадии: 1 - тревоги, 2 - резистентности (устойчивости) и 3 - истощения. Г. Селье характеризовал стресс как "неспецифический ответ организма на некие требования к нему", приобретающий форму общего адаптационного синдрома, с участием вегетативной (автономной) и эндокринной систем (Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме. М.: Медгиз, 1960. 254 с).

На сегодняшний день наиболее общими и устоявшимися категориями характеристики стресса являются следующие понятия:

а) стрессор - значимая для личности ситуация (трудности интерперсональных отношений, различного вида утраты, связанные с катастрофическими событиями, болезнью, неразрешимыми проблемами на работе и т.д.), при этом все стресс-агенты, при всем их разнообразии, вызывают стереотипную неспецифическую ответную реакцию, разумеется, с второстепенными различиями и особенностями, обусловленными различиями стрессоров (Селье Г. Стресс без дистресса. М.: Прогресс, 1979. 123 с).

б) стрессорный ответ - реакция личности на стрессор, которая зависит от индивидуальной значимости стрессора и может проявляться в форме тревоги, депрессии или печали, чувстве вины либо озлоблении.

в) адаптация - изменения в биологической системе, перестройка ее структурных связей для успешного функционирования в ответ на средовые изменения.

г) стрессорные реакции и поведение, инициированные стрессорным ответом - возможность формирования развернутых психопатологических состояний - истерической конверсии, тревожных и депрессивных реакций, суицидального поведения, а также функциональных психосоматических реакций (энурез, функциональная диарея, рвота, психогенная боль), либо развитие и обострения органических заболеваний - бронхиальной астмы, сердечно-сосудистых заболеваний вплоть до внезапной смерти, а также вызвать невротические, язвенно-дистрофические и онкологические заболевания, синдром «эмоционального выгорания» (Сидоренко Г.И., Комиссарова С.М. Оценка объективных критериев фаз стрессовой реакции при разных уровнях адаптации // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2008. 7(1). 92-97 с).

Методы оценки стресс реакции связаны с исследованием показателей системы крови, нейро-гуморальной, сердечно-сосудистой систем организма.

Исследование нейро-гуморальной системы организма является очень сложной, дорогостоящей процедурой, которая может проводиться только при наличии специальных помещений, высокоспециализированных специалистов, дорогостоящей аппаратуры и расходных материалов.

Более доступным с экономической точки зрения является оценки стрессовой реакции по анализу показателей сердечно-сосудистой системы.

Известен способ диагностики стресса у человека (RU №2392848 C1, кл. А61В 5/0205, А61В 5/0452, опубл. 27.06.2010 г.), согласно которому проводят анализ частоты сердечных сокращений и частоты дыхания, одновременно регистрируют кардиоритмограммы и пневмограммы, и осуществляют оцифровку аналоговых сигналов. Из расчета показателя респираторно-кардиальных взаимоотношений диагностируют отсутствие стресса, стресс средних уровней и высокий уровень стресса. Однако в данном изобретении не учитывается ответная реакция организма на стресс.

На сегодняшний день существует разработка характеристики стрессовой реакции по анализу типа вегетативного регулирования и информационно-когнетивных процессов (Сидоренко Г.И., Комиссарова С.М. Оценка объективных критериев фаз стрессовой реакции при разных уровнях адаптации // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2008. 7(1). 92-97 с). При этом анализ вегетативного регулирования проводится с использованием кардиоинтегралографии и основан, как и предыдущий способ, на регистрации вариабельности сердечного ритма, а для оценки внимания и когнетивных функций используется психоэмоциональный тест Струпа. Выделение различных сочетаний показателей кардиоинтервалографии и теста Струпа позволило авторам судить о фазах стрессовой реакции. Недостатками данного способа являются трудоемкость в исследовании, что делает затруднительным широкое применение этого метода в клинической практике и достаточно субъективная оценка психоэмоциональных показателей с использованием опросников. Кроме того, на сегодняшний день нет выявленной четкой зависимости изменения когнетивных функции и стрессовой реакции, что не объясняет логику использования сочетания данных параметров функционала организма при анализе стрессовой реакции.

Рассматриваются перспективы использования оценки адаптационного потенциала состояния крови по средствам термометрии кожных покровов (Сорокин О.Г., Ушаков И.Б. Возможности и перспективы использования оценки адаптационного потенциала в практичекой медицине // Экология человека, 2005. 10. 11-17 с). Обосновывается возможность использования крови как среды для анализа процессов, протекающих в организме, но отсутствие конкретных количественных показателей анализа делает данное предложение не воспроизводимым при проведении исследований.

Известен способ диагностики посттравматического стрессового расстройства в моделях на лабораторных животных (RU №2395847, кл. G09B 23/28, опубл. 27.07.2010 г.), который относится к экспериментальной медицине и может быть использован для диагностики гормональных симптомов посттравматических расстройств в моделях на лабораторных животных. В моделях на лабораторных животных проводят стрессирующее «напоминающее» воздействие. Затем осуществляют диагностику по параметрам крови в гормональных пробах, взятых в заданное время, при этом пробы крови отбирают через 30 и 60 мин после воздействия. В каждой пробе определяют уровень кортикостерона. И при его уровне в пробе 60 мин ниже, чем в пробе 30 мин, диагностируют посттравматическое стрессовое расстройство у особи. Преимущество способа заключается в том, что он не требует введения экзогенного гормона, вследствие чего позволяет использовать в качестве показателя уровень эндогенных глюкокортикоидов, а также осуществлять диагностику специфических нарушений быстрой регуляции гипофизарно-адренокортикальной системы. Недостатками данного способа являются использование дорогих расходных материалов и специальной аппаратура, наличие специально обученного персонала, а так же отсутствие апробации данного способа регистрации стресса у человека.

С учетом анализа баланса про- и антиоксидантных процессов, которые развиваются при стрессе, разработана система лабораторной диагностики окислительного стресса (RU №54787 U1, кл. А61К 33/00, опубл. 27.07.2006 г.), основанная на измерение хемилюминисценци (измерении количества квантов света, излученных биологическими образцами) с использованием аналого-цифрового преобразователя, трансформирующим напряжение тока на выходе прибора в цифровое представление, электронно-вычислительной машиной с "Программой регистрации сигналов хемилюминотестера ЛТ-1". Использование хемилюминометров дает общую информацию о развитии окислительного стресса, но не позволяет оценить фазность стресса и уровень адаптации.

На основании баланса про- и антиоксидантных систем по соотношению активности супероксиддисмутазы и каталазы в гемолизате оценивают баланс функционирования ферментов антирадикальной защиты (RU №2436101, кл. G01N 33/573, опубл. 10.12.2011 г.). Недостатком данного способа является анализ только одного процесса, связанного с антиоксидантной системой и не учитывается состояние прооксидантной системы, что в полной мере не дает оценку баланса про- и антиоксидантных процессов в организме; наличие дорогостоящего оборудования.

Известно, что сбалансированность процессов окислительно-антиоксидантной системы является непременным атрибутом здорового организма (Гасасаева P.M., Каяева А.А., Эседулаева З.Г. Изменение состояния мембран эритроцитов у студентов, переживающих экзаменационный стресс // Успехи современного естествознания. 2014. 8. 15-17 с). При недостаточной активности антиоксидантных систем или избыточном количестве активных форм кислорода возникают процессы окислительного стресса (Stepniewska J., Ciechanowsk K. Oxidative stress and antioxidative enzyme activities in chronic kidney disease and different types of renal replacement therapy // Current Protein and Peptide Science. 2015.16.1 - 5 c).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ диагностики функционального состояния коры надпочечников, защищенный патентом RU №2466410, кл. G01N 33/555, G01N 33/49, опубл. 10.11.2012 г., принятый за ближайший аналог (прототип). Диагностику функционального состояния коры надпочечников осуществляют путем определения электрофоретической подвижности эритроцитов, повышение которой свидетельствует о повышении функций коры надпочечников. Понижение электрофоретической подвижности эритроцитов показывает снижение функциональной активности коры надпочечников. Данный способ позволяет анализировать состояние коры надпочечников, но не проводит количественную оценку формирования ответной стресс-реакции организма.

В задачу изобретения положено создание нового способа оценки стресс-реактивности организма.

Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является сокращение времени исследования, упрощение и удобство его проведения при возможности количественного анализ стрессорных реакций организма, проявляющихся в стресс-реактивности.

Поставленная задача достигается тем, что способ оценки стресс реактивности организма включает проведение гематологического исследования для определения значений электрофоретической подвижности эритроцитов ЭФПЭ, концентрации малонового диальдегида МДА и активности каталазы эритроцитов крови АК, на основании значений ЭФПЭ, МДА и АК осуществляют расчет коэффициента стресс-реактивности организма КR по формуле:

где

KR - коэффициент стресс-реактивности,

ЭФПЭ_К - электрофоретическая подвижность эритроцитов контрольной группы,

ЭФПЭ_О - электрофоретическая подвижность эритроцитов группы сравнения,

МДА_К - концентрация малонового диальдегида в эритроцитах контрольной группы,

МДА_О - концентрация малонового диальдегида в эритроцитах группы сравнения,

АКк - активность каталазы в эритроцитах контрольной группы,

АК_О - активность каталазы в эритроцитах группы сравнения,

на основании величины коэффициента стресс-реактивности КR оценивают состояние организма по одной из следующих категорий:

> 60% - высокая стресс-реактивность,

10-60% - средняя стресс-реактивность,

< 10% - низкая стресс-реактивность.

Для экспериментального обоснования данного способа были изучены образцы крови лабораторных животных (белые лабораторные крысы) и образцы крови здоровых людей и людей с патологией.

В процессе лабораторного исследования изучали динамику изменения ЭФПЭ, концентрацию МДА и АК в эритроцитах крови теплокровных животных (белые лабораторные крысы-самки - 100 особей) при действии острого стресса: 1-й группе крыс вызывали токсическое отравление, путем внутрибрюшинного введения пчелиного яда в дозе 0,5 мг/кг, 2-й группе вводили раствор адреналина-гидрохлорида (0,1 мг/кг). Действие хронического стресса изучали на модели тотальной ишемии головного мозга у крыс (3-я группа).

Электрофоретическая подвижность эритроцитов измерялась стандартно, с помощью микрометода (измерение скорости перемещения эритроцитов в электрическом поле в микрокамерах с помощью секундомера и окулярной сетки).

Установка для измерения электрофоретической подвижности эритроцитов включает горизонтальную микрокамеру, микроскоп и источник постоянного тока (Харамоненко С.С, Ракитянская А.А., Электрфорез клеток крови в норме и патологии. - Минск: Беларусь, 1974. - 164 с). Использовались электроды системы Ag/AgCI. Для измерения подвижности 0,1% суспензию эритроцитов помещали в трис- HCI буфер (рН = 7.4) и фиксировали перемещение клеток при силе тока в 8 мА. В каждом опыте фиксировали время перемещения 6-ти клеток в двух направлениях, измеряя знак заряда на электродах полярным переключателем. Величина электрофоретической подвижности эритроцитов определялась по формуле:

U=S/(T×H), где

S - расстояние, на которое перемещается эритроцит,

Т - время перемещения клеток на расстояние S,

Н - градиент потенциала.

Величина градиента потенциала определяется по формуле:

H=Y/(g×X), где

Y - сила тока,

g - поперечное сечение микрокамеры,

X - удельная электропроводимость среды.

Известным методом оценивали уровень МДА по реакции с тиобарбитуровой кислотой (ТБК), в результате которой, при температуре 90-100°С, образуется розовый хромоген, носящий название «триметиновыи комплекс» с максимумом поглощения при 532 нм (зеленыи светофильтр). По значению оптической плотности этого хромогена, полученному на спектрофотометре, определяли концентрацию МДА.

Ход определения: в центрифужную пробирку вносят 0,1 мл взвеси эритроцитов, 1,9 мл раствора гемолитика затем приливают 2 мл 30% трихлоруксусной кислоты и 2 мл 0,75%) ТБК, кипятят 15 мин. и после центрифугирования 10 мин. при 3000 об/мин, измеряют экстинцию раствора электрофотоколориметрически при зеленом светофильтре (530-540 нм) против контроля.

Расчет концентрации МДА (С) проводят по формуле:

С=D⋅60 / 1,56 нМоль/мл эритроцитов, где

D - оптическая плотность,

60 - разведение,

1,56 - молярный коэффициент экстинкции МДА.

Определение активности каталазы оценивали по способности каталазы разлагать перекись водорода с образованием воды и кислорода.

К гемолизату эритроцитов добавляли перекись водорода. Измерения проводили на спектрофотометре при длине волны 240 нм дважды сразу после внесения перекиси водорода и через 20 секунд. Активность каталазы (А) рассчитывают по формуле:

где

E₁, E₂ - экстинкция опытной пробы сразу и через 20 с после внесения перекиси водорода;

Hb - количество гемоглобина в г/л.

Абсолютные показатели исследуемых величин при развитии острого стресса приведены в табл. 1, 2, и 3, коэффициент реактивности в табл. 4

Примечание: *- статистически значимые различия (р<0,05) с контрольными животными

Примечание: *- статистически значимые различия (р<0,05) с контрольными животными

Примечание: *- статистически значимые различия (р<0,05) с контрольными животными

Таким образом, коэффициент реактивности зависит от специфики и интенсивности стресс-фактора. Действие пчелиного яда к 30 мин в организме вызывает повышение коэффициента реактивности организма, который практически восстанавливается к 120 мин до показателя средней стресс-реактивности, что свидетельствует о восстановлении процессов гомеостаза. При действии адреналина к 30 мин регистрируется низкий коэффициент стресс-реактивности с сохранением низкой реактивности к 1 суткам. Организм не справляется со стрессовой реакцией.

При действии хронического стресса предлагаемый показатель, рассчитанный по ЭФПЭ, концентрации МДА и активности каталазы - коэффициент реактивности снижается и остается на низких значениях до конца исследования (60 суток), хотя к концу исследования и приближается к нижней границе показателя средней стресс-реактивности (табл. 5). При этом указанные изменения предлагаемого коэффициента свидетельствуют, что коэффициента низкой стресс-реактивности наблюдается когда система (организм) не справляется со стрессовой реакцией.

Примечание: *- статистически значимые различия (р<0,05) с интактными животными

Для клинического обоснования данного положения были проведены исследования на 80 исследуемых обоего пола в возрасте от 19 до 49 лет. Было выделено 4 группы (табл. 6), В качестве модели острого стресса была выбрана модель экзаменационного стресса (RU №2392848 C1, кл. А61В 5/0205, А61В 5/0452, опубл. 27.06.2010 г.). Данная группа (1 группа сравнения) включала студентов 4 курса бакалавриата по специальности Биология во время сессии (20 человек). 2 группу составили пациенты с соматоформными расстройствами хронической стадии (хронический стресс с сохранением нормальных клинических показателей) (20 человек), 3 группа - пациенты с соматогенными патологиями (Дз: вегетативно-сосудистая дистония по смешанному типу, дисциркуляторная энцефалопатия) (20 человек). По группам приведены конкретные примеры (см. Пример 1, 2 и 3). Контроль (4 группа) 20 здоровых добровольцев в возрасте от 20 до 49 лет составили группу контроля, сопоставимые по возрасту и полу с группами сравнения. Клинический материал получен в Клинической больнице №2 Приволжского Окружного Медицинского Центра.

Представленные данные свидетельствуют, что повышение коэффициента выше 60 наблюдалось при остром стрессе у студентов во время сессии, что говорит о повышении стресс-реактивности организма (ни один из исследуемых студентов за время сессии не заболел). При высокой сресс-реакивности может наблюдаться симптоматика связанная с соматофорными расстройствами без развития патологических процессов (Пример 1). Хронический стресс находится на нижней границе среднего уровня стресс-реактивности, что субъективно расценивается людьми как состояние недомогания без клинических симптомов заболевания (Пример 2). При болезни коэффициент стресс-реактивности ниже 10%, что свидетельствует об истощении адаптации и развитии патологии (Пример 3).

Пример 1.

Выписной эпикриз

Пациент А.

Жалобы

на боли шейно-затылочной локализации с периодическими обострениями.

Данные объективного осмотра

Состояние: удовлетворительное; положение активное; сознание: ясное; телосложение: нормостеник; кожные покровы: физиологической окраски, чистые; лимфатические узлы: не увеличены; сердечно-сосудистая система: тоны сердца ритмичные; АД: 110/70; пульс, ЧСС: ритмичный; дыхание: везикулярное, хрипов нет; органы брюшной полости: живот мягкий, безболезненный при пальпации; мочевыделительная система: без особенностей

Гематологические исследования:

Обоснование диагноза

На основании жалоб, данных анамнеза, объективного обследования: соматоформное расстройство.

ЭФПЭ 1,35, концентрация МДА 2,08, активность каталазы 2,5

Коэффициент стресс-реактивности 78%

Коэффициент стресс-реактивности характеризует высокую стресс-реактивность.

Лечение: ФТЛ. Режим труда и отдыха.

Проведена физиотерапия, что обладает стресс-лимитирующим действием, лекарственных препаратов не использовалось.

После курса самочувствие хорошее.

Пример 2.

Выписной эпикриз

Пациент Б.

Клинический диагноз:

Начальные проявления недостаточности мозгового кровоснабжения.

Жалобы на головные боли, утомляемость, общую слабость, головокружения, приступы внезапного плохого самочувствия, сопровождающиеся мышечной дрожью, ощущением нехватки воздуха, тревогой.

Данные лабораторного исследования

Гематологические исследования:

Гемостаз:

Гормоны:

Исследование мочи:

ЭФПЭ 1,08, концентрация МДА 2,54, активность каталазы 0,51

Коэффициент стресс-реактивности 17%

Коэффициент стресс-реактивности у нижней границы средней стресс-реактивности.

Лечение: Цитофлавин, мексидол.

В лечении используются цитофлавин и мексидол - препараты, повышающие стресс-реактивность, дополнительных препаратов в лечение не включено.

Выписывается с улучшением в виде уменьшения астеновегетативных проявлений.

Пример 3.

Выписной эпикриз

Пациент В.

Клинический диагноз:

Вертеброгенная цервикокраниалгия с мышечно-тоническими проявлениями. Вегетативная дистония по смешанному типу с цефалгиями, наклонностью к паническим атакам, тревожно-депрессивным состоянием, диссомнией

Данные лабораторного исследования

Гематологические исследования:

Гормоны:

ЭФПЭ 0,78, концентрация МДА 5,9, активность каталазы 1,38

Коэффициент стресс-реактивности 1%

Коэффициент стресс-реактивности в пределах низкой стресс-реактивности.

Лечение: ЛФК. ФТЛ. атаракс, мовалис, селектра, конкор, цитофлавин, мексидол, цианокобламин, цераксон.

В лечении на фоне препаратов направленных на основную симптоматику заболевания используются цитофлавин и мексидол для повышения стресс-реактивности.

Выписывается с улучшением в виде уменьшения болевого синдрома, улучшения фона настроения, сна.

Экспериментальные материалы и клинические данные свидетельствуют об информативности использования математической модели для анализа стресс-реактивности организма. Изобретение может быть успешно использовано при массовом обследовании населения в диагностических целях, прогностического критерия оценки проведения терапевтических мероприятий и при персонификации медицины с учетом стресс-реактивности организма.

Кроме того, методы исследования электрофоретической подвижности эритроцитов, концентрации малонового диальдегида и активности каталазы характеризуются простотой, удобством проведения, минимальными временными и материальными затратами.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к клинической лабораторной диагностике, и может быть использовано для анализа состояния стресс-реактивности организма. Способ оценки стресс реактивности организма включает проведение гематологического исследования для определения значений электрофоретической подвижности эритроцитов ЭФПЭ, концентрации малонового диальдегида МДА и активности каталазы эритроцитов крови АК. На основании значений ЭФПЭ, МДА и АК осуществляют расчет коэффициента стресс-реактивности организма КR по формуле:

где KR - коэффициент стресс-реактивности, ЭФПЭ_К - электрофоретическая подвижность эритроцитов контрольной группы, ЭФПЭ_О - электрофоретическая подвижность эритроцитов группы сравнения, МДА_К - концентрация малонового диальдегида в эритроцитах контрольной группы, МДА_О - концентрация малонового диальдегида в эритроцитах группы сравнения, АК_К - активность каталазы в эритроцитах контрольной группы, АК_О - активность каталазы в эритроцитах группы сравнения. При величине коэффициента стресс-реактивности KR оценивают состояние организма по одной из следующих категорий: > 60% - высокая стресс-реактивность, 10-60% - средняя стресс-реактивность, < 10% - низкая стресс-реактивность. Использование данного способа позволяет оценить стресс-реактивность организма на основании количественного анализа гематологических показателей. 3 пр.

Способ оценки стресс-реактивности организма включает проведение гематологического исследования для определения значений электрофоретической подвижности эритроцитов ЭФПЭ, концентрации малонового диальдегида МДА и активности каталазы эритроцитов крови АК, на основании значений ЭФПЭ, МДА и АК осуществляют расчет коэффициента стресс-реактивности организма КR по формуле:

где KR - коэффициент стресс-реактивности,

ЭФПЭ_К - электрофоретическая подвижность эритроцитов контрольной группы,

ЭФПЭ_О - электрофоретическая подвижность эритроцитов группы сравнения,

МДА_К - концентрация малонового диальдегида в эритроцитах контрольной группы,

МДА_О - концентрация малонового диальдегида в эритроцитах группы сравнения,

АК_К - активность каталазы в эритроцитах контрольной группы,

АК_О - активность каталазы в эритроцитах группы сравнения,

на основании величины коэффициента стресс-реактивности KR оценивают состояние организма по одной из следующих категорий:

> 60% - высокая стресс-реактивность,

10-60% - средняя стресс-реактивность,

< 10% - низкая стресс-реактивность.