Спосіб визначення зрушень кислотно-лужної рівноваги у біологічних тканинах і рідинах

Реферат: Винахід стосується медицини, ветеринарії і біології та може бути використаний в клінічній і науково-дослідницькій роботі. Спосіб (експрес-метод) визначення зрушень кислотно-лужної рівноваги у біологічних тканинах і рідинах полягає у дослідженні парціального тиску кисню (рО2) у крові. UA 107778 C2 (12) UA 107778 C2 UA 107778 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до медицини, ветеринарії і біології, призначений для використання в клінічний і науково-дослідній роботі. Концентрація іонів водню в крові, тканинах і рідинах організму - одна з найбільш строго регульованих фізіологічних перемінних, що займають тригерне положення стосовно всього каскаду регуляторів обмінних і імунних процесів. Розповсюджені захворювання людини і тварин супроводжується розвитком у них компенсованих явищ метаболічного ацидозу й алкалозу, які найчастіше відіграють головну роль у розвитку захворювань. Однак, діагностика зрушень кислотно-лужної рівноваги (КЛР) загальноприйнятим методом, прийнятим за аналог [1], як-от по показниках крові (рН, рСО2, НСО3), не відбиває дійсного стану в тканинах і рідинах організму. Це зв'язано з функціонуванням при зрушеннях КЛР компенсаторних систем: дихальної, екскреторної і метаболічної [1, 2]. Так, при явищах в організмі метаболічного алкалозу, що супроводжує розвиток більшості хронічних поширених захворювань людини, включаючи патологію серцево-судинної, травної і опорно-рухової систем, у більшості випадків діагностують метаболічний ацидоз (фіг. 1 і 2). Це зв'язано з особливістю функціонування компенсаторної метаболічної системи регуляції КЛР [2, 3] при алкалозі, що полягає в прискореному утворенні органічних кислот у тканинах і рідинах організму. Розвиток у тканинах гіперкомпенсованого черезмірного утворення органічних кислот приводить до закислення середовища і до явищ вторинного метаболічного ацидозу (фіг. 1 і 2), тоді як порушення обміну речовин характерні для алкалозу [4]. Діагностування явищ вторинного ацидозу при первинному метаболічному алкалозі вносить істотну помилку як у розуміння патогенезу захворювань, так і в проведене лікування. За прототип прийнято технічне рішення, в якому здійснено дослідження біохімічних показників, які відображають розвиток компенсаторних механізмів, спрямованих на підтримку рН [4]. Однак біохімічний метод трудомісткий і тривалий у виконанні. Для своєчасної корекції зрушень КЛР необхідні експрес-методи. При вираженому або тривалому ацидозі загальноприйнятим методом діагностується метаболічний алкалоз (фіг. 1). Так як окислення жирних кислот, яке формує і підтримує явища метаболічного ацидозу, значне зниження утворених ліпідів у тканинах і рідинах організму при ацидозі, що приводить до зниження іонів водню в середовищі і діагностується як метаболічний алкалоз (фіг. 1). В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу визначення зрушень кислотно-лужної рівноваги у біологічних тканинах і рідинах шляхом додаткового до біохімічних досліджень визначення парціального тиску кисню у крови, що дозволить підвищити достовірність і прискорити час виконання дослідження. Поставлена задача вирішується тим, що, згідно з винаходом, крім біохімічних досліджень крові визначають парціальний тиск кисню крові і, при значеннях його вище норми, констатують наявність зрушень КЛР. Спосіб виконується наступним чином: визначення у крові парціального тиску кисню (рО2) здійснюється або безпосередньо в крові, взятої в людини чи тварини, або крізьшкірним моніторингом рО2 у кровоносному руслі тканин організму. Суть запропонованого винаходу полягає в тому, що спроможність гемоглобіну крові зв'язувати кисень знаходиться в прямій залежності від утримання в середовищі вуглекислоти і бікарбонатів, зміни яких відзначають уже на ранніх етапах зрушень кислотно-лужної рівноваги. Наявність причинно-наслідкових зв'язків між зрушеннями КЛР і зміною рО 2 ілюструється наступним прикладом в експерименті. Приклад Дослідження проводили на щурах лінії Вістар, у яких моделювали стан метаболічного ацидозу й алкалозу [5]. Для цього, в раціон щурів вводили додатково амоній хлористий в дозі 4 г/кг маси тварин для моделювання метаболічного ацидозу і бікарбонат натрію у дозі 5 г/кг маси щурів для моделювання алкалозу. Контрольну групу щурів утримали на раціоні віварію. Показники кислотно-лужного стану крові визначали за допомогою біологічного мікроаналізатору фірми „Раделкіс" /Угорщина/. На цьому ж приладі визначали рО 2 крові. Отримані результати статистично обробили і подали у вигляді фіг. 1, 2 і 3. Метаболічний ацидоз й алкалоз діагностували по отриманих показниках за допомогою нормограми. Встановлено, що розвиток метаболічного ацидозу у тварин знаходить підтвердження зниженням рН крові, утримання в ній вуглекислоти і бікарбонатів, тоді як при метаболічному алкалозі відзначають достовірне збільшення показника утримання бікарбонатів при незначному збільшенні рН (фіг. 1, 2). Через 1 тиждень у дослідних щурів розвився стан метаболічного ацидозу і метаболічного алкалозу відповідно (фіг. 1, 2). Однак, у всіх груп щурів, котрим моделювали метаболічний ацидоз або алкалоз, через 2 тижня визначали почасти 1 UA 107778 C2 5 10 15 20 25 30 35 компенсований метаболічний ацидоз, що свідчить про розвиток на тлі первинного метаболічного алкалозу у щурів, які одержували додатково бікарбонат натрію, вторинного метаболічного ацидозу (фіг. 1, 2). У цих щурів лише подальше зростання парціального тиску кисню у крові відбиває прогресування алкалозу в організмі (фіг. 3). Парціальний тиск у крові кисню знаходиться в прямій залежності від зміни в ній утримання вуглекислоти і бікарбонатів при явищах метаболічного ацидозу й алкалозу (фіг. 2, 3). У випадку ж розвитку на тлі метаболічного алкалозу явищ вторинного ацидозу, як це найчастіше і трапляється при надлишковому функціонуванні компенсаторних механізмів, зниження утримання вуглекислоти і бікарбонатів крові не відображає і не дозволяє діагностувати первинний алкалоз (фіг. 1, 2, 3), що має велике значення для розуміння патогенезу захворювань і вибору необхідних засобів лікування. Лише подальше зростання рО2 у крові виявляє прогресування алкалозу в організмі досліджуваних біологічних об'єктів (фіг. 3). Даний спосіб здійснюється при компенсованих і декомпенсованих зрушеннях КЛР шляхом реєстрації парціального тиску кисню крові прямим виміром у крові або черезшкірному вимірі. Таким чином, у порівнянні з прототипом, заявлений спосіб визначення зрушень кислотнолужного стану дозволяє з високим ступенем вірогідності у більш короткий час визначати наявність первинного метаболічного алкалозу або ацидозу. Фіг. 1. Діагноз кислотно-лужного стану крові білих щурів по показниках рН, рСО2 та вмісту бікарбонату при моделюванні метаболічного ацидозу та алкалозу. Фіг. 2. Показники кислотно-лужного стану крові білих щурів при моделюванні метаболічного ацидозу та алкалозу через 3 доби (1), 1 тиждень (2), 2 тиждень (3), 1 місяць (4), 2 місяці (5) і 5 місяців (6). Фіг. 3. Показники кислотно-лужного стану крові щурів при моделюванні метаболічного ацидозу і алкалозу через 1 тиждень і первинного метаболічного алкалозу з вторинним метаболічним ацидозом через 1 місяць (% до контролю). Джерела інформації: 1. Хашен P., Шейх Д. Очерки по патологической биохимии. - М.: Медицина, 1981. - С. 92. 2. Мельничук Д.А. Метаболическая система регуляции кислотно-щелочного гомеостаза в организме человека и животных // Укр. биохим. журн. - 1989. - Т. 65, № 3. - С. 3-21. 3. Принципове обґрунтування та розробка засобів і методів інтегральної профілактики та базисної терапії розповсюджених хронічних захворювань людини та тварин / Д.О. Мельничук, В.О. Пахомова, Г.Ф. Білоклицька та інші // Досягнення біології та медицини. - 2004. - № 2 (4). С. 78-84. 4. Пат. 17090 Україна, МКВ 6 А61В 5/00. Спосіб визначення зрушень кислотно-лужної рівноваги в біологічних тканинах і рідинах / Мельничук Д.О., Пахомова В.О.; заявники та патентовласники автори. - № 94042987; заявл. 11.04.94; опубл. 31.10.97, Бюл. № 5. - 6 с. 5. Журавский Н.И., Мельничук Д.А., Лукинов Д.Н. Влияние разных уровней углекислоты крови на биосинтез антител // Доклады АН УССР. - 1980. - № 1, серия Б. - С. 65-68. 40 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 Спосіб визначення зрушень кислотно-лужної рівноваги у біологічних тканинах і рідинах організму шляхом дослідження парціального тиску кисню (рО 2) у крові (експрес-метод), який відрізняється тим, що при показниках парціального тиску кисню (рО2) у крові вище норми діагностують метаболічний алкалоз, а при показниках рО2 нижче норми - метаболічний ацидоз. 2 UA 107778 C2 3 UA 107778 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4