СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ГОМЕОСТАЗА ОРГАНИЗМА У ОНКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ

Название	СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ГОМЕОСТАЗА ОРГАНИЗМА У ОНКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ
Разработчик (Авторы)	Саженин Г.И., Паршков Е.М., Горбушин Н.Г.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2278383
Дата регистрации	02.03.2005
Правообладатель	ГУ Медицинский радиологический научный центр РАМН
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для оценки степени нарушения гомеостаза организма при патологии различного генезиса и при воздействии на организм различных факторов физической, химической и биологической природы. Оценка состояния гомеостаза производится на основе результатов анализа цельной крови и плазмы.

Известен способ оценки состояния гомеостаза организма (патент РФ №2127430 от 27.09.95 г.), основанный на исследовании физико-химического состояния жидкой биологической среды организма. При этом жидкую биосреду высушивают и после испарения раствора полученную кристаллограмму исследуют в неполяризованном свете. Судят о развитии патологического процесса и оценивают гомеостаз как нарушенный при наличии агрегированных структурных элементов сложной морфологической формы.

Недостатками способа являются нарушение нативности биопрепарата при его высушивании в процессе лабораторных манипуляций, а также качественный характер исследования состояния гомеостаза организма, что не позволяет оценить степень тяжести заболевания и дать прогноз лечения пациента на ближайшие и отдаленные сроки.

Известен способ оценки состояния гомеостаза организма (патент РФ № 2114432 от 24.09.96 г.), основанный на идентификации результатов исследования физико-химического состояния биологической жидкости и реакции организма при воздействии различными факторами внешней среды. При этом проводят сравнительное исследование зональных структур высушенных капель биологической жидкости до, непосредственно после воздействия физического фактора и спустя определенные интервалы времени. Результаты исследования сопоставляют между собой и при быстром восстановлении параметров зональных структур биожидкости оценивают состояние гомеостаза как устойчивое. При замедленном восстановлении или отсутствии такового - как неустойчивое.

Недостатками способа, как и в изобретении по патенту РФ № 2127430, являются нарушение нативности исследуемой биологической среды в результате ее высушивания, косвенное исследование и интерпретация на его основе полученных результатов.

Известен способ оценки состояния гомеостаза организма (патент РФ № 2147124 от 28.08.98 г.), основанный на идентификации результатов исследования физико-химического состояния биологической жидкости и реакции организма при воздействии различными факторами внешней среды. В отличие от изобретения по патенту РФ № 2114432 воздействие осуществляют при температуре 4-8°С в течение 18-24 часов. Все остальные признаки и критерии сохраняются в прежнем соотношении.

Следовательно, основные недостатки способа такие же, как и в изобретении по патенту РФ № 2127430, а новый температурный режим только углубляет неадекватность процессов, происходящих в живом организме и образцах биожидкости.

Известен "Способ диагностики воспалительных процессов бронхолегочной системы" (патент РФ № 2131608), заключающийся в проведении комплексного исследования проб крови и регистрации в качестве параметров величин спонтанной и индуцированной хемилюминесценции, уровней антиоксидантной активности и содержания малонового диальдегида, уровней ингибитора протеиназ и эластазы, а также в определении средних аналогичных показателей у здоровых людей и в определении показателя К по формуле

К=А_х/А_н+В_х/В_н+С_х/С_н,

где Ах, Вх, Сх - значения коэффициентов обследуемого больного;

А_н, В_н, С_н - средние значения этих же коэффициентов в норме;

А - отношение величин индуцированной и спонтанной хемилюминесценции лейкоцитов крови;

В - отношение уровня антиоксидантной активности плазмы крови к содержанию малонового диальдегида (определяются методом спектрофотометрии);

С - отношение уровня ингибитора протеиназ и эластазы (определяются методом ракетного электрофореза).

По величине К диагностируют наличие воспалительного процесса в бронхолегочной системе при значении интегрального показателя менее 125. У здоровых людей величина коэффициента составляет 225.

Однако данное техническое решение имеет достаточно узкий диапазон применения в клинической практике, поскольку относится к способам диагностики заболеваний бронхолегочной системы воспалительного характера.

Наиболее близким прототипом предлагаемого изобретения является "Способ оценки состояния гомеостаза организма" [патент РФ № 2007716]. Сущность изобретения заключается в цитоморфологическом исследовании проб биологической жидкости (кровь, лимфа, слюна, моча и т.п.). Пробы жидкости вначале высушивают на предметном стекле, а затем анализируют их анизотропные структуры в поляризованном свете. На основе предварительного анализа образцов жидкости были установлены 6 характерных морфологических типов: морфотип 1 - нитевидные структуры с мелкими сферолитами; морфотип 2 - крупная структура округлой формы; морфотип 3 - структуры средней величины овальной и удлиненной формы; морфотип 4 - крупная игольчатая структура; морфотип 5 - множество мелких структур разнообразной формы (копьевидной, палочковидной, овальной, округлой); морфотип 6 - крупная структура с внутренним дефектом и очень мелкими округлыми включениями. При наличии 1, 2, 3 и 4 морфотипов оценивают гомеостаз компенсированным, а при появлении 5 и 6 морфотипов - нарушение гомеостаза. На конкретном примере показана возможность оценки состояния гомеостаза у онкологического больного с диагнозом - рак пищевода.

Недостатками способа, как и в изобретении по патенту РФ № 2114432, являются нарушение нативности исследуемой биологической пробы в результате ее высушивания и чрезвычайно субъективная оценка морфотипов при анализе "крупных и мелких структур", «овальные и округлые формы», «игольчатая и копьевидная структура».

Выявленные недостатки оценки состояния гомеостаза у онкологических больных свидетельствуют о необходимости их устранения путем объективизации измерений. Техническая сущность и изобретательский уровень предлагаемого изобретения заключаются в использовании новых признаков, характеризующих числовое выражение интегральной оценки состояния гомеостаза организма человека в диапазоне от 0,00 до 1,00. Более того, наблюдаемые признаки получены на основе анализа пробы цельной крови, сохраняющей свою жизнеспособность во время определения ее параметров. Такой подход позволяет объединить разрозненные параметры в единое целое и более адекватно контролировать эффективность проводимого лечения, т.е. выявлять адаптационные способности организма.

Получаемый эффект достигается тем, что в предлагаемом способе исследуют пробу крови на основе регистрации хемилюминесценции. При этом вначале регистрируют кинетику спонтанной и индуцированной хемилюминесценции крови. Из параметров хемилюминесценции определяют уровень функциональной активности полиморфно-ядерных лейкоцитов крови (ФА ПМЛ), их свободнорадикальный потенциал (СРП). По реакции модельной системы на добавленные образцы плазмы определяют интегральную антиоксидантную активность плазмы (АОА_инт) крови. Соотношение выявленных величин установленных показателей позволяет выделить состояние (зона) нормы, а также состояния (зоны) адаптации и декомпенсации гомеостаза организма. Перечень чертежей:

Фиг.1 - хемилюминограмма:

I_{max. спонт} - максимальное значение спонтанной хемилюминесценции;

I_{max. инд} - максимальное значение индуцированной хемилюминесценции.

Фиг.2 - плотность распределения значений ФА ПМЛ у онкологических больных, а - абсолютные значения шкалы, б - относительные значения шкалы, N - значения нормы.

Фиг.3 - плотность распределения значений АОА интегр у онкологических больных: а - абсолютные значения шкалы, б - относительные значения шкалы, N - значения нормы.

Плотность распределения значений СРП имеет колоколообразную форму и изменяется в пределах от 0,00 до 1,00.

Обоснование способа

В предлагаемом изобретении нами принято, что кровь, являясь интегральной средой организма, отражает состояние его гомеостаза. Многофункциональные свойства крови, связанные с транспортом питательных веществ и кислорода, продуктов распада клеток и их метаболитов (гормонов, ферментов, витаминов и т.д.), отражают процессы, протекающие в самой крови, различных органах и тканях организма. Следовательно, она содержит информацию о существенных признаках состояния гомеостаза организма. Предлагаемый нами подход позволяет изучить динамику развития патологического процесса, контролировать процесс лечения одного и того же больного, практически не нарушая целостности исследуемого объекта (крови) и не влияя на динамику процессов, протекающих в организме, что является существенным преимуществом по отношению к ранее известным подходам.

При оценке состояния гомеостаза организма человека основное внимание обращают преимущественно на клеточную и гуморальную составляющие крови.

Клеточная составляющая крови. В качестве индикатора состояния гомеостаза предложено использовать функциональную активность полиморфно-ядерных лейкоцитов (ФА ПМЛ), величину которой определяют по соотношению

ФА ПМЛ=I_{max.спонт}/n (кл/мл),

где I_{max.спонт} - максимальная интенсивность спонтанной люминолзависимой хемилюминесценции разведенной цельной крови;

n - количество клеток, подсчитанных стандартным способом в камере Горяева.

Интенсивность хемилюминесценции измеряют в относительных единицах. Спонтанная хемилюминесценция характеризует степень активации ПМЛ крови (см. фиг.1). Этот показатель отражает функционирование наиболее реактивной популяции клеток крови, стратегия которых нацелена на защиту внутренней среды организма от эндогенных и экзогенных влияний, нарушающих гомеостаз. ПМЛ крови являются мощным эффектором гомеостаза. Они генерируют свободные радикалы в процессе респираторного взрыва в состоянии активации и высвобождают литические ферменты в процессе фагоцитоза. В этой ситуации ПМЛ крови являются индикатором многочисленных нарушений гомеостаза, а также активными участниками его регуляции. Высокая скорость обмена ПМЛ, время жизни которых в русле крови не превышает 5-6 часов, позволяет наблюдать за динамикой патологического процесса и эффективности лечения.

Вместе с тем, количество свободных радикалов, генерируемых клеткой в процессе ее активации, формируют свободный радикальный потенциал (СРП). Его величину определяют по соотношению

СРП=(I_{max. инд}-I_{max. спонт})/I _{max. спонт},

где I_max.инд - максимальная интенсивность индуцированной люминолзависимой хемилюминесценции разведенной цельной крови.

Он характеризует резервные возможности фагоцитарного звена иммунитета и в существенной мере меняется в зависимости от загрязнения внутренней среды организма ксенобиотиками и продуктами окислительной деградации.

Гуморальная составляющая крови, выбранная нами в качестве одного из показателей гомеостаза, отражает состояние перекисного гомеостаза организма. Степень нарушения окислительного метаболизма характеризует тяжесть патологического процесса и его изменение в процессе лечения. Окислительный метаболизм может быть охарактеризован величиной интегральной антиоксидантной активности (АОА_интегр) плазмы. Ее определяют по формуле

где J₀ - интенсивность свечения индуцированной ионами 2-валентного железа хемилюминесценции модельной системы (ЛПЖ - липопротеидной желтковой);

J - интенсивность свечения индуцированной ионами 2-валентного железа хемилюминесценции модельной системы в присутствии образца плазмы;

V_плазмы - объем плазмы, добавленной в модельную систему (мл);

r - коэффициент, характеризующий чувствительность установки.

Все хемилюминесцентные измерения проводились при физиологической температуре 37°С. Следует отметить, что окислительно-антиоксидантный баланс является важнейшей характеристикой гомеостаза живых систем. При этом АОА является патогенетическим звеном в системе окислительно-оксидантного гомеостаза. Кроме того, установлено, что перекисное окисление липидов (ПОЛ) является универсальным механизмом повреждения биомембран, клеток и липопротеидов. Причем в липидах окисление идет по цепному механизму, что резко увеличивает количество продуктов окислительной деградации в организме.

В Медицинском радиологическом научном центре РАМН было проведено обследование больных с различной патологией у онкологических больных с использованием хемилюминесцентных методов исследования. На основе полученных данных и приведенных в описании изобретения соотношений (формул) были определены численные значения ФА ПМЛ, СРП ПМЛ и АОАинтегр для каждого пациента. Множество таких наблюдений позволило получить их статистические характеристики, т.е. плотности распределения по каждому показателю (см. фиг.2 и фиг.3). Полученные распределения являются существенно асимметричным и для работы с ними использованы подходы, изложенные в книге Браунли К.А. Статистическая теория и методология в науке и технике. - М.: Наука-ФМЛ, 1977, - с.114-125. Анализ таких кривых и реальные клинические наблюдения позволили нам выделить зоны адаптации и декомпенсации. При этом были установлены максимальные (предельные) значения для ФА ПМЛ=230,0 (клеток/мл) (для гарантии принято 250,0 клеток/мл), АОАинтегр=6,3 мл^-1 (для гарантии принято 7,0 мл^-1), СРП ПМЛ=1,00. Отсюда отношение текущего значения показателя к его предельной величине характеризует "относительную единицу", принятую в заявленном изобретении.

Группу для оценки статистической нормы формировали из "практически здоровых" людей с донорского пункта МРНЦ в количестве 120 человек. Статистическую обработку проводили с использованием критерия Стьюдента.

Группу для оценки состояния гомеостаза у онкологических больных составили 150 лиц, впервые поступившие в стационар с разной степенью тяжести заболевания в соответствии с Международной классификацией по системе TNM. Полученные данные позволили характеризовать степень нарушения гомеостаза организма как величину отклонения от "зоны" статистической нормы. В этой связи введены качественные и количественные показатели состояния гомеостаза у онкологических больных: 1 - зона нормы, 2 - зона адаптации (возможна в процессе лечения) организма и 3 - зона декомпенсации, при которой лечебные мероприятия практически малоэффективны. Численные значения этих показателей приведены в табл.1. Данные представлены в относительных единицах, т.к. удобно выделить предельные состояния гомеостаза 0,00 и 1,00.

Положительный эффект

Представленные примеры свидетельствуют о работоспособности предлагаемого изобретения в клинической практике. Он позволяет оценить состояние гомеостаза и изучать динамику развития патологического процесса, контролировать ход лечения одного и того же больного, практически не нарушая физиологических условий исследуемого образца и процессов, протекающих в организме, что является существенным преимуществом по отношению к ранее известным подходам. При этом необходимо отметить, что степень тяжести заболевания, динамика ответных реакций организма больного и результаты лечения хорошо коррелируют с показателями, которые получают с помощью методов хемилюминесценции. Сравнительный анализ клинических исходных и конечных данных позволяет оценить эффективность проведенного лечения. Кроме того, выявилась особенность в оценке состояния гомеостаза - чем ближе числовое значение к внешней границе зоны декомпенсации, тем короче жизнь человека. В этой связи целесообразно ввести программируемый курс лечения, обусловленный исходными данными о состоянии показателей гомеостаза.

Предлагаемый способ не требует дорогостоящей аппаратуры и реактивов, является экономичным и достаточно простым в исполнении. Он обладает высокой чувствительностью и надежностью. Хемилюминесцентный метод позволяет создать высокоинформативный, легко воспроизводимый и достоверный инструментарий в оценке состояния гомеостаза у больного.

Формула изобретения

Способ определения состояния гомеостаза организма у онкологических больных, включающий исследование пробы крови, отличающийся тем, что вначале регистрируют кинетику спонтанной хемилюминесценции крови, определяют уровень функциональной активности полиморфноядерных лейкоцитов крови (ФА ПМЛ) по соотношению:

ФА ПМЛ=I_{max. спонт}/n (кл/мл),

где I_{max.спонт} - максимальная интенсивность спонтанной люминолзависимой хемилюминесценции разведенной цельной крови,

n - количество клеток, подсчитанных стандартным способом в камере Горяева;

их свободно радикальный потенциал по соотношению:

СРП=(I_{max. инд}-I_{max. спонт})/I_{max. спонт}),

где I_max.инд - максимальная интенсивность индуцированной люминолзависимой хемилюминесценции разведенной цельной крови, а также интегральную антиоксидантную активность плазмы (АОА_интегр) по соотношению:

где J₀ - интенсивность свечения индуцированной ионами 2-валентного железа хемилюминесценции липопротеидной желтковой (ЛПЖ) модельной системы,

J - интенсивность свечения индуцированной ионами 2-валентного железа хемилюминесценции ЛПЖ модельной системы в присутствии образца плазмы,

V_плазмы - объем плазмы, добавленной в модельную систему, мл;

r - коэффициент, характеризующий чувствительность установки,

представляют полученные значения в относительных единицах, характеризующих отношение текущего значения показателя к его предельной величине, при этом предельная величина для ФА ПМЛ составляет 250 кл/мл, для СРП ПМЛ-1, для АОА_интегр - 7,0 мл^-1, по соотношению выявленных величин выделяют состояние нормы, а также состояние адаптации и декомпенсации гомеостаза организма, при этом состояние нормы гомеостаза организма по ФА ПМЛ устанавливают в диапазоне 0,032-0,048 относительных единиц измерения, состояние адаптации в диапазоне 0,022-0,031 и 0,049-0,132, состояние декомпенсации в диапазоне 0,00-0,021 и 0,133-1,00; состояние нормы гомеостаза организма по СРП ПМЛ устанавливают в диапазоне 0,50-0,80 относительных единиц измерения, состояние адаптации в диапазоне 0,26-0,49 и 0,81-0,90, состояние декомпенсации в диапазоне 0,00-0,25 и 0,91-1,00;

состояние нормы гомеостаза организма по АОА устанавливают в диапазоне 0,077-0,114 относительных единиц измерения, состояние адаптации в диапазоне 0,067-0,076 и 0,115-0,321, состояние декомпенсации в диапазоне 0,00-0,066 и 0,322-1,00.

Изобретение "СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ГОМЕОСТАЗА ОРГАНИЗМА У ОНКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ" (Саженин Г.И., Паршков Е.М., Горбушин Н.Г.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога