способ оценки бесконтактного биологического воздействия природных и искусственных материалов на биологическую среду

Формула изобретения

Способ оценки бесконтактного биологического воздействия природных и искусственных материалов на модельную среду, включающий разделение этой среды на контрольную и испытуемую порции, помещение испытуемого материала вблизи испытуемой порции модельной среды и определение изменения параметров среды во времени в испытуемой и контрольной порциях с последующим сопоставлением результатов, отличающийся тем, что в качестве модельной среды используют водный раствор, содержащий тиоловые соединения, в этот раствор вводят окислитель, регистрируют параметры содержания тиолов в контрольной и испытуемой порциях, сопоставляет эти параметры и по ускорению или замедлению реакции окисления тиолов в испытуемой порции относительно контрольной определяют наличие и направленность биологического воздействия исследуемого материала на модельную среду.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к способам тестирования природных и искусственных материалов, например магнитных, по их прямому биологическому воздействию или по их экранирующей способности от действия физических полей и может быть использовано при разработке различных биокорректоров, биостимуляторов, биоэкранов и физиотерапевтических средств, а также при выработке тактики физиотерапии.

В настоящее время широкое распространение в физиотерапии находит применение различных природных и искусственных материалов в качестве аппликаторов, биокорректоров и др. накладываемых на участки тела больного с целью активации обменных процессов, нормализации микроциркуляции крови, улучшения нервно-мышечной проводимости и др. В качестве таких материалов применяют магнетит, эбонит, природные минералы. Медицинской промышленностью выпускают лечебные аппликаторы "магнитофоры", "магнитотроны", биоэнергетический "корректор Голдовского", корректор "Невотон" и др. Согласно рекомендациям эти устройства накладывают на тело пациента в области локализации боли, либо носят в виде клипс, браслетов, кулонов и пр.

Известен способ оценки воздействия факторов на биологические объекты, например контроль интегральной оценки реакции организма по изменению лейкоцитарной формулы крови, в первую очередь соотношение лимфоцитов и сегментоядерных нейтрофиллов (см. Гаркави Л.Х. Квакина Е.Б. Уколова М.А. Регуляция энергетического обмена и устойчивость организма. Пущино. 1975, с. 172-182). Данный способ позволяет оценить внешнее воздействие на организм, но требует достаточно большое количество испытуемых для получения достоверных результатов вследствие трудности дифференцирования побочных влияний на лейкоцитарную формулу, определяющихся различным исходным состоянием и уровнем адаптивных резервов организма. Кроме того, проведение каждого теста требует продолжительного временного интервала и неоднократного взятия проб у пациентов.

Известен способ оценки бесконтактного биологического воздействия природных и искусственных материалов на биологическую среду, включающий подготовку модельной среды, разделение этой среды на контрольную и испытываемую порции, помещение образцов исследуемого материала вблизи испытываемой порции модельной среды и определение изменения параметров среды во времени в испытываемой и контрольной порциях с последующим сопоставлением результатов (см. например, Дж. Пиккарди. Химические основы медицинской климатологии. Л. 1967, с. 71). В этом известном способе, принятом за прототип изобретения, в качестве модельной среды используется кровь, а параметром оценки служит время появления нитей фибрина на конце стеклянной палочки на этапах исследования. Для получения достоверных результатов требуется длительный период наблюдения (десятки дней) и ежедневные заборы крови у испытуемых. На достоверность результатов влияют индивидуальные особенности организма.

В основу изобретения положено решение задачи повышения объективности способа за счет создания стабильной стандартной модельной среды, легко воспроизводимой в лабораторных условиях.

Согласно изобретению, это достигается тем, что в способе оценки бесконтактного биологического воздействия природных и искусственных материалов на биологическую среду, включающем подготовку модельной среды, разделение этой среды на контрольную и испытываемую порции, помещение образцов исследуемого материала вблизи испытываемой порции модельной среды и определение изменения параметров среды во времени в испытываемой и контрольной порциях с последующим сопоставлением результатов, в качестве модельной среды используют водный раствор, содержащий тиоловые соединения, в этот раствор вводят окислитель, регистрируют параметры содержания тиолов в контрольной и испытываемой порциях, сопоставляют эти параметры и по ускорению или замедлению реакции окисления тиолов в испытываемой порции относительно контрольной определяют наличие и направленность биологического воздействия исследуемого материала, а по абсолютной величине отклонения этих параметров от параметров, характеризующих контрольную порцию оценивают силу биологического воздействия.

То, что в качестве модельной среды выбран раствор, содержащий тиоловые соединения, обусловлено широким участием этих соединений в молекулярных механизмах жизнедеятельности. Их характерной особенностью, обуславливающей специфические биологические свойства, является присутствие в составе их молекул тиоловых (сульфгидрильных, SH) групп, которые обладают высокой реакционной способностью. При этом наиболее важную роль в биологическом плане играют окислительно-восстановительные реакции, в ходе которых тиоловые группы легко и обратимо окисляются с образованием дисульфидных группировок и вновь регенерируют при их восстановительном расщеплении. Функционирующая на основе этих реакций тиолдисульфидная система имеет большое значение в регуляции окислительно-восстановительного состояния клеток и тканей организма, с нею связаны механизмы многих восстановительных процессов. Сдвиги равновесия между SH- и SS-формами приводят к радикальной перестройке режимов жизнедеятельности клетки: изменению ритмов давления, интенсивности метаболических превращений, проницаемости мембран и др. Поэтому химические и физические факторы, способные модифицировать состояние тиолдисульфидной системы, оказывают тем самым прямое воздействие на зависящие от ее состояния биологические процессы (см. например, Соколовский В.В. Тиоловые антиоксиданты в молекулярных механизмах неспецифической реакции организма на экстремальное воздействие. Вопросы мед. химии. 1988, т.34, N 6, с. 2-11).

Способ осуществляется следующим образом.

Для приготовления модельной среды в два стеклянных стакана емкостью 50-100 мл, удаленных на расстояние 2 м один от другого, отмеривают по 25-50 мл водного раствора унитиола 110^-3 М, приготовленного на фосфатном буфере pH 7,0. Далее вводят окислитель. Для этого каждую порцию смешивают с равным объемом 210^-3М водного раствора свежеперекристаллизованного нитрита натрия на фосфатном буфере pH 7,0 и немедленно отбирают мерной пипеткой пробы для определения исходной концентрации SH-групп в обоих образцах, отмечают время начала реакции, закрывают стаканы картонными или стеклянными крышками, на одну из которых помещают образец испытываемого материала и определяют содержание SH-групп в пробах амерометрическом тированием нитратом серебра, повторяя взятие и анализ проб из обеих порций растворов каждые 30 мин в течение 2 ч. Реакцию проводят при любой постоянной температуре и интервале 20-40 с, но одинаковой для сравниваемых образцов. Остаточное содержание сульфгидрильных групп в модельной среде выражают в процентах к исходному уровню и вычисляют разницу между первоначальным и остаточным количеством для каждой пробы, которая соответствует количеству окисленных SH-групп. Полученные данные используют, например, для построения графической зависимости количества окисленных SH-групп от времени инкубации, определяя таким путем время, необходимое для окисления 50 SH-групп, или время полуокисления унитиола (ВПОУ), и используют эту величину для оценки скорости реакции.

Пример. Произведена оценка биокорректоров "Невотон", в которых в качестве активного вещества использован феррит.

В серии из 6 повторных (в разные дни) измерений средняя величина ВПОУ, составлявшая в контроле 183+17 мин, возросла в результате воздействия одного из образцов биокорректоров до 323+43 мин, т.е. в 1,7 раза или на 140 Вместе с тем, другой образец биокорректора вызывал уменьшение ВПОУ до 169+8 мин. (ВПОУ в контроле составило 200+12 мин), т.е. сокращение на 31 Следовательно, в первом случае имело место значительное замедление реакции (положительное биологическое воздействие), тогда как во втором ее ускорение (отрицательное биологическое воздействие).

Таким образом, предлагаемый способ позволил обнаружить способность биокорректора воздействовать на состояние модельной среды, вызывая изменение скорости окислительно-восстановительной реакции, и определить характер (стимуляция или торможение) этого воздействия.

Дополнительная оценка этих образцов корректоров по воздействию на кровь человека и животных подтвердила полученные результаты.

Способ разработан в Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования, апробирован и показал свою эффективность при оценке ряда материалов (минералы, сорбенты, магнитофоры и др.) по их биологическому воздействию.