Спосіб профілактики або лікування гастроентерологічних розладів шляхом модифікації властивостей протеолітичних ферментів

Спосіб профілактики або лікування гастроентерологічних розладів шляхом модифікації властивостей протеолітичних ферментів у суб’єкта, що цього потребує, який відрізняється тим, що на організм суб’єкта діють обертовим магнітним полем з індукцією на поверхні постійного магніту 190230 мТл, розташованого на відстані 5-20 мм від суб’єкта лікування, при цьому для підвищення біологічної активності магніт, переважно циліндричної форми, звернений до суб’єкта лікування південним полюсом, обертають за годинниковою стрілкою, або магніт, звернений північним полюсом, обертають проти годинникової стрілки зі швидкістю 10001200 об/хв., а для зниження біологічної активності магніт, звернений до суб’єкта лікування північним полюсом, обертають за годинниковою стрілкою, або магніт, звернений до суб’єкта лікування південним полюсом, обертають проти годинникової стрілки зі швидкістю 1200-1500 об/хв., при цьому процедуру омагнічування здійснюють протягом 1015 хвилин при кількості сеансів 9-12 залежно від ступеня відхилення від нормального функціонування. (19) UA (11) (21) a200805489 (22) 25.04.2008 (24) 25.05.2010 (46) 25.05.2010, Бюл.№ 10, 2010 р. (72) СОКОЛОВСЬКИЙ ІВАН ІВАНОВИЧ, ВІТУШКІН АНДРІЙ АНДРІЙОВИЧ, ЖИТНИК МИКОЛА ЯВТУХОВИЧ, ПЛАКСІН СЕРГІЙ ВІКТОРОВИЧ, РУДЕНКО АНАТОЛІЙ ІВАНОВИЧ, СОКОЛОВСЬКА ЛАРИСА ВОЛОДИМІРІВНА, ФІЛІППОВ ЮРІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ (73) ІНСТИТУТ ТРАНСПОРТНИХ СИСТЕМ І ТЕХНОЛОГІЙ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ "ТРАНСМАГ", ІНСТИТУТ ГАСТРОЕНТЕРОЛОГІЇ АКАДЕМІЇ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ (56) WO 9102501 A, 07.03.1991 CN 1106649 A, 16.08.1995 RU 2 193 374 C2, 27.11.2002 SU 1 836 967 A1, 30.08.1993 RU 2 262 357 C2, 20.10.2005 RU 2 296 593 C1, 10.04.2007 Петречук Л.Н., Скирда И.Ю. Научное обоснование основных форм и методов работы подразделений гастроэнтерологической службы. Гастроэнтерология, выпуск 35, Днепропетр. Журфонд, 2004 весь документ М. Гандер. Этот правый, левый мир. Из-во «Мир», М. 1967 весь документ C2 2 90759 1 3 ність сполучена з онкозахворюваннями (Гастроентерологія. Міжвідомчий збірник. - 2004. - Вип. 35. с. 14-21). Відомий спосіб модифікації властивостей пепсину, найбільш близький по технічній сутності до того що заявляється (прототип), включає вплив на структуру пепсину фізичного фактора, саме пульсуючого електричного поля із тривалістю імпульсів 126 мікросекунд (Journal Agricultural and Food Chemistry. - 2004. - Vol. 52, №24. - p. 7400-7106). Недоліком способу - прототипу є те, що пульсуюче електричне поле може лише знизити протеолітичну активність пепсину. Істотним недоліком способу - прототипу є і те, що зазначена регуляція активності пепсину досягається при великих напруженостях електричного поля, порядку 20...25кВ/см, припустимих у дослідженнях in vitro, зокрема, у виробничих технологіях, і зовсім неприпустимих у клінічній практиці. Крім того, у зазначеному способі не визначена шпаруватість пульсуючого електричного поля, що ускладнює відтворюваність способу. При цьому аналогічна проблема існує і відносно модифікації трипсину - ферменту підшлункової залози, ферментів порожнини рота - каталази, нітрогенази, глутатіонпероксидази, супероксідисмутази, а також калекреїнів, що регулюють процеси кровотоку в тканинах і інших біоструктурах і в цьому відношенні завдання, відбите у назві пропонованого винаходу, має загальнобіологічну спрямованість. В основу пропонованого винаходу поставлене завдання вдосконалення способу модифікації біологічних структур, у якому новий порядок, умови і режими використання фізичного фактора були б не ушкоджуючими, параметри фізичного фактора, що впливає, детермінованими, а біологічний ефект був би істотним. Поставлене завдання вирішується тим, що у способі модифікації властивостей біологічних структур, що включає вплив на біологічні структури фізичних полів відповідно до винаходу вплив здійснюють обертовим магнітним полем з індукцією на поверхні постійного магніту 190...230мТл, розташованого на відстані 5...20мм від оброблюваної біологічної структури, при цьому для підвищення біологічної активності магніт, переважно циліндричної форми, звернений до біологічної структури південним полюсом, обертають по годинній стрілці, або магніт, звернений північним полюсом, обертають проти годинної стрілки зі швидкістю 10001200об/хв., а для зниження біологічної активності магніт, звернений до біологічної структури північним полюсом, обертають по годинній стрілці, або магніт, звернений до біологічної структури південним полюсом обертають проти годинної стрілки зі швидкістю 1200-1500об/хв., при цьому тривалість процедури омагнічення варіюється від 5 до 7 хвилин у процедурах in vitro залежно від типу біологічної структури, процедура однократна, і протягом 10...15 хвилин у процедурах in vivo при кількості сеансів 9...12 залежно від ступеня відхилення від нормального функціонування. Чітко обкреслена комбінація - полярність полюсів магнітів і відповідний напрямок обертання 90759 4 (праве - по годинній стрілці і ліве - проти годинної стрілки) для реалізації режиму підвищення або зниження активності оброблюваних біологічних структур, підтверджується для всіх ферментів протеолітичного типу, згаданих вище, так само як і для інших біологічних структур. Зазначений інтервал швидкостей обертання охоплює всі досліджені біологічні структури. Апріорна можливість зміни властивостей біологічних структур - від біологічної молекули до цілісного організму - при зміні напрямку переміщення (обертання) діючого фізичного фактору випливає з істотної просторової і зарядової дисиметрії біологічних структур і її часткового прояву киральності (від греч. - рука), тобто асиметрії лівого і правого, властивості, якою володіє людська рука, властивості об'єкта не збігатися, не сполучатися зі своїм дзеркальним відбиттям у плоскому дзеркалі ні при яких переміщеннях і обертаннях, і цією властивістю можуть володіти тільки просторові, тобто тривимірні об'єкти, якими є біологічні структури - від молекулярного до організменого. Тому параметр киральності, що є по суті четвертим виміром у конструктивній фізиці живого як на молекулярному, так і на рівні організму і навіть на ноосферному рівні організації живого, є визначальним. Сутність заявленого винаходу не випливає для фахівця явно з відомого рівня медичних технологій. Сукупність ознак, які характеризують відомий спосіб, не забезпечує одержання нових властивостей і тільки наявність істотних ознак, декларуємих даним винаходом, дозволяє одержати новий результат. Отже, пропонований винахід відповідає критерію «винахідницький рівень». На Фіг.1 представлена структурна схема пристрою, що реалізує заявлений спосіб модифікації властивостей біологічних структур; на Фіг.2а, б представлено зображення структури молекули ферменту пепсин, отримане за допомогою обробки тривимірної моделі, що випливає з рентгеноструктурного аналізу (http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do) і трансльованої в зображення з виділенням зарядів з використанням програмного забезпечення Jmol (http://www.imol.org); на Фіг.3 і Фіг.4 - порівняльні данні впливу магнітного поля на протеолітичну активність пепсину стандартної фармакологічної форми (фірми Merck) при різних напрямках обертання магнітного поля і полярності магніту. Пристрій містить електродвигун 1, на валу ротора 2 якого закріплений диск 3 з діелектричного матеріалу (ебоніту); на торцевій поверхні диска 3 закріплений постійний магніт 4, переважно циліндричні форми з висококоерцитивного матеріалу (системи самарій-кобальт, неодим - залізо - бор). Пристрій містить кришку 5, закріплену в торцевій частині корпуса (на Фіг.1 не показана), звернену однією торцевою поверхнею до постійного магніту 4, іншою - до біологічної структури, яку омагнічують. Вибором товщини кришки в межах 4-20мм установлюють необхідну (оптимальну) відстань між магнітом і обробляємою біологічною структурою і, відповідно, оптимальне значення напруженості магнітного поля. Система керування роботою еле 5 ктродвигуна 1 дозволяє змінювати швидкість і напрямок обертання ротора. Ефективність модифікації властивостей значного числа біологічних структур вдається істотно підвищити з одночасним зменшенням часу експозиції при наступних умовах: 1) геометрична вісь магніту і вісь намагніченості магніту збігаються, а вісь обертання магніту вилучена від геометричної осі на відстань, рівну (0,2...0,25)Дм, де Дм - діаметр магніту або 2) кут між віссю намагніченості і віссю обертання становить 15...40 градусів. У заданих інтервалах по п.1 і п.2 результати омагнічення близькі. Як слідує із просторової і зарядової структури молекули пепсину (Фіг.2), вона киральна у рамках наведеного вище визначення киральності і тому чутлива до зміни напрямку обертання влівовправо вектора магнітної індукції, тобто при впливі обертового магнітного поля на молекулу ферменту відбувається поворот її частин навколо одинарних хімічних зв'язків без їхнього розриву але зі зміною просторової структури, реалізуючи своєрідний ефект інформаційної голографії - молекула ферменту, не міняючи свого хімічного змісту, міняє свої фізичні властивості. Властивості досліджуваного ферменту, саме протеолітична його активність до магнітної обробки і після магнітної обробки, визначалися по кінцевому продукті переварювання білків до амінокислот (Лаб. дело. - 1981. - №4. - с. 254-255). Обробка результатів виміру проводилося варіаційностатистичним методом (Мерков A.M., Поляков Л.Е. Санитарная статистика (пособие для врачей) - Μ.: Медицина, 1974. - 386с.). Перевірка статистичної значимості різниці протеолітичної активності пепсину, що піддавався впливу обертового магнітного поля, і контролю здійснювалася із застосуванням критеріїв знаків (Гублер Е.В., Генкин А.А. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях. - Л.: Медкнига - 1973 - 142с.). На Фіг.3 представлені порівняльні дані протеолітичної активності пепсину при концентрації ферменту в дистильованій воді 0,35-0,45мг/мл (що відповідає концентрації пепсину в шлунковому соку людини) при правому напрямку обертання магніту, зверненого південним полюсом до біоструктури, або при лівому напрямку обертання магніту, зверненого північним полюсом до біоб'єкту, при швидкості обертання в інтервалі 10001200об/хв.; по горизонтальній осі відбита кількість дослідів (вибірок), по вертикальній осі - протеолітична активність пепсину в умовних одиницях. На Фіг.4 представлені порівняльні дані протеолітичної активності пепсину при лівому напрямку обертання магніту, зверненого до оброблюваного розчину пепсину південним полюсом, або при правому напрямку обертання магніту, зверненого північним полюсом до оброблюваної структури, при швидкості обертання 1200-1500об/хв.; по горизонтальній осі відбита кількість досвідів (вибірок), по вертикальній осі - протеолітична активність пепсину в умовних одиницях. Особливістю зазначених досліджень було те, що в кожному досліді готувалися дві рівноцінні (у 90759 6 тому числі і по об'ємі) порції розчину пепсину, одна з яких піддавалася магнітній обробці, друга була контрольною. Ця обставина давала можливість застосування для оцінки статистичної значимості розходжень критерію знаків. Видно, що відповідна комбінація полярності магнітних полюсів і напрямку обертання магніту дає або приріст протеолітичної активності, або збиток активності. Принципово подібними були результати дослідження ряду інших ферментів системи травлення, саме аналогічне поводження при зазначеній комбінації полярностій магніту і напрямку обертання спостерігається у ферменту підшлункової залози - трипсину: обертовим магнітним полем вдається нормалізувати активність зазначеного ферменту навіть при значному дисбалансі його активності. При цьому зміна протеолітичної активності корелювала зі зміною оптичної щільності. Підвищення активності ферментів, які забезпечують необхідну бактерицидність порожнини рота - амілази і каталази, досягається при правому напрямку обертання магнітного поля магніту, зверненого південним полюсом до оброблюваних біосередовищ. Різко знижений у хворих чорнобильського контингенту зміст колікреїну і, відповідно, виробництво кінінів і порушення кровопостачання слинних залоз усувається правообертаючимся магнітним полем магніту, зверненого південним полюсом, що дозволяє ефективно ліквідувати запальні процеси в тканинах пародонту (парадонтити у початковій стадії захворювання). Зазначені закономірності зміни протеолітичної активності пепсину підтвердилися у клінічних дослідженнях при лікуванні хворих гастроентерологічного профілю: при впливі обертового магнітного поля безпосередньо на патологічне джерело - на епігастральну область хворих виразковою хворобою шлунка - у фазі загострення ефективним виявився лівий (проти годинної стрілки) напрямок обертання магнітного поля магніту, зверненого південним полюсом, а при зниженої протеолітичної активності шлункового соку у пацієнтів із захворюваннями гастродоуденальної зони - лівостороннє обертання магнітного поля магніту, зверненого північним полюсом, або правобічне обертання магнітного поля магніту, зверненого південним полюсом, здійснювало позитивний вплив. При лікуванні захворювань жовчного міхура необхідний правобічний (по годинній стрілці) напрямок обертання магнітного поля магніту, зверненого північним полюсом; при лікуванні підшлункової залози в стані гіпофункції необхідно правобічне обертання магнітного поля магніту, зверненого південним полюсом; при лікуванні жирового гепатозу - необхідний лівий (проти годинної стрілки) напрямок обертання магнітного поля магніту, зверненого південним полюсом. Достовірне підвищення осмотичної резистентності еритроцитів до гіпотонічних розчинів досягається при правому напрямку обертання магнітного поля магніту, зверненого південним полюсом; достовірне збільшення чутливості штамів ентеробактерій Е. Сlїі і Proteus vulgaris до антибіотиків (ко 7 наміцину, ко-тримаксазолу, нітрофурангіну, гентоміцину, хлорамфеніколу) досягається при лівому напрямку обертання магнітного поля магніту, зверненого південним полюсом. Узагальнено - всі біологічні структури, включаючи і органи людини, які були до теперішнього часу досліджені, володіли «своїм» з погляду коригувального впливу, напрямком обертання магнітного поля, що дозволяє вважати обов'язковим включення параметра киральності до сукупності просторових характеристик живих систем, і лікування конкретних нозологій здійснювати з урахуванням типу киральності, і цю встановлену (експериментально або клінічно) киральність необхідно підтримувати для забезпечення нормального функціонування організму. Обертові магнітні поля дозволяють це здійснити. Причому, їхня роль може бути важливої не тільки при сполученої (з лікарськими засобами) корекції фізіологічного стану людини, але й у заходах щодо нормалізації еволюційне сформованої киральності і порушеної техногенними електромагнітними полями. Пропонований спосіб модифікації властивостей біологічних структур дозволяє вирішити ці завдання. Великі біофізичні, біохімічні, мікробіологічні і клінічні дослідження по впливу обертового магнітного поля на функціонування біологічних структур різного ієрархічного рівня дозволяють, у межах наукової гіпотези, затверджувати, що несиметричні змінні магнітні поля в період біологічного розвитку (можливо, і у пізній передбіологічний період) з'явилися домінуючим фактором у походженні киральності (пошук цих факторів - найважливіше завдання природознавства: див., напр., Гарднер М. Этот правый, левый мир. Пер. с англ. М.: Мир, 1967. - 148с.; Кизель В.А. Физические причины дисимметрии живых систем. М.: Наука. 1985. 120с.; Архипов М.Е. и др. Киральная асимметрия 90759 8 биоорганического мира. Тула, 2002 - 242с.) і що властивість киральності живої матерії і живих систем є тією їхньою фундаментальною властивістю, якою можна керувати штучно синтезованими магнітними полями, просторово-часові характеристики яких корелюють із відповідними параметрами біологічних структур, що і визначає можливість цілеспрямованого керування характеристиками біологічних структур. Пропонований винахід корисний і у тому відношенні, що у зв'язку з усе більше зростаючим проникненням у життя людини фізичних полів техногенного походження при спеціальному розгляді вдасться виявити можливості зниження шкідливого впливу фізичних (насамперед електромагнітних) полів, створюваних різноманітними апаратами і механізмами - неминучих супутників технічного прогресу. Друга потенційна корисність, що випливає з декларуємих у даному винаході положень і проведених досліджень, може складатися в можливому підвищенні терапевтичної ефективності фармакологічних засобів і в зниженні побічних ефектів, викликаних їхнім вживанням. Саме, при сучасних технологіях фармацевтичний засіб неминуче являє собою суміш дзеркальних ізомерів по якійнебудь групі атомів, один із яких є плановим, націленим на лікування, другий ізомер з'являється внаслідок певних вад виробництва (наприклад, відомо, що лівообертаюча глюкоза організмом не засвоюється, лівий нікотин більше отрутний, чим правий і інш.). Обертовим магнітним полем молекули фармакологічного засобу, які володіють киральною симетрією, можна перевести з однієї дзеркальної форми в іншу, усунувши або знизивши до прийнятного рівня кількість біоніадекватних ізомерів фармакологічного засобу, тобто одержати кирально чисту речовину. 9 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 90759 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601