Наумов С.А., Хлусов И.А.
Наумов С.А., доктор медицинских наук, директор по науке "Биология Газ Сервис"
Хлусов И.А., доктор медицинских наук
Резюме
Изучение влияния ксенона на динамику показателей некоторых систем жизнеобеспечения свидетельствует о том, что ингаляции газовой смесью (ксенон 50%, кислород 50%) не влияют на состав периферической крови, ведут к изменению активности желез внутренней секреции: снижается уровень кортизола, T4 , ТТГ, СТГ. Под воздействием газа возрастает содержание глюкозы в крови. Сердечно-сосудистая система реагирует повышением диастолического давления в пределах физиологической нормы.
Полученные данные позволяют по-новому взглянуть на сферы применения ксенона в медицинской практике. Существенное влияние ксенона на механизмы адаптации может быть использовано в областях медицины, связанных не только с анестезиологией. Ксенон может быть использован в наркологии, неврологии, для повышения работоспособности и лечения других состояний, требующих вмешательства в регуляцию адаптационных механизмов организма.
Актуальность:
В связи с внедрением ксенона в клиническую практику в различных странах мира проводятся исследования, посвященные изучению его влияния на организм человека и животных [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8].
Однако данные исследования в большей части выполнены в условиях анестезии при хирургических операциях. Вместе с тем, следует полагать, что сферы применения ксенона в медицине могут быть значительно шире, чем анестезиология: с помощью ксенона возможна терапия абстинентных состояний различного генеза, адаптационных расстройств, болевых синдромов, а также некоторых психических заболеваний [8, 9, 10, 11].
В биологии обсуждается существование двух качественно отличающихся друг от друга стратегий адаптации (приспособления к неблагоприятным условиям внешней среды) живых организмов - резистентности и толерантности [12].
Для резистентности характерно: значительная активизация процессов окисления и как следствие увеличение потребления кислорода, что ведет к возрастанию энергопродукции форме АТФ и тепла. В целом, происходит мобилизация энергетических процессов увеличение энергозатрат. В организме накапливаются метаболиты глюкозы, лактата, пирувата, жирных кислот, аминокислот, мочевины. Другими словами, в отношении метаболизма резистентность, это - гиперкатаболитическая калоригенная стратегия, она расточительна и неэкономична. Гормонами стресса являются катехоламины (адреналин, норадреналин), глюкокортикоиды. Основным достоинством резистентности является возможность адаптироваться в сложных внешних условиях, однако для нее характерны следующие недостатки - неэкономичность и возможность развития патологического процесса.
Стратегия толерантности известна в биологии под названием "гипобиоз", "торпидность", "гипометаболизм" и т.д. Эта адаптация реализуется минимизацией функций. Метаболической основой этой адаптации является снижение катаболизма, энергозатрат и потребления кислорода. Стратегия толерантности, как фаза реакции организма на неблагоприятные условия внешней среды, проявляется при гипоксии, травмах, иммобилизации, эмоционально-болевом стрессе.
Целью настоящего исследования явилось изучение влияния ксенона на некоторые показатели систем жизнеобеспечения , принимающих участие в реализации механизмов адаптации организма человека.
Материалы и методы:
В исследовании участвовало 20 здоровых добровольцев мужского пола в возрасте от 20 до 40 лет. Масса пациентов составляла 80+4,3. Забор крови на анализы и функциональные тесты производили дважды - до и после ингаляции ксенона (через 50-60 мин). Пациенты обследовались по единому протоколу. После денитрогенации газоток устанавливали по О2 - 5 л/мин, по Хе - 5 л/мин. Выдыхаемая пациентом смесь направлялась в блок сбора ксенона. Состояние пациента оценивали по субъективным ощущениям и осуществляли до состояния "эйфории", при наступлении которого прекращали подачу ксенона.
Подсчет количества лейкоцитов и формулы крови производили по общепринятым методикам. Индивидуальная оценка адаптационных реакций проводилась по методикам Л.Х.Гаркави (1990) и Г.Селье (1960).
Исследование показателей гормонального статуса. В сыворотке крови пациентов с помощью коммерческих наборов для радиоиммунного анализа определяли содержание инсулина и кортизола (инсулин рио-ИНС-ПГ-125 I ИБОХ,РБ; кортизол стерон-К-125 I ИБОХ, РБ). Кровь для анализа брали у пациентов утром натощак из кубитальной вены. Все методики анализа проводились по прилагаемым к наборам инструкциям. Радиометрия проб производилась на автоматических гамма-счетчиках NZ 322 (ВНР) и CLINI GAMMA 1272 SINGL (LKB,Швеция). Расчет концентраций определяемых гормонов и контроль качества методик производился по специальным программам (QUALITY CONTROL) c использованием внутрилабораторных контрольных сывороток. Содержание кортизола выражалось в нмоль/л, инсулина в мед/л.
Содержание соматотропного, тиреотропного гормонов, тироксина, трийодтироксина в сыворотке определялось методом иммуноферментного анализа с использованием моноклональных антител, набора реактивов: "СТГ-ИФА" ("Диатех-М"), "Тироид ИФА-ТТГ"; "Тироид ИФА-Тироксин"; "Тироид ИФА-Трийодтироксин". Концентрация СТГ выражалась в нг/мл, ТТГ - мкМЕ/мл, Т3 - нмоль/л, Т4 - нмоль/л. Все методики анализа проводились по прилагаемым к наборам инструкциям. Оптическая плотность в лунках измерялась на фотометре вертикального сканирования на длине волны 492 нм.
Содержание глюкозы в сыворотке определялось глюкозоксидазным методом с помощью набора реактивов "Эколаб" (Россия), и выражалось в ммоль/л. Ферменты аспартат-аминотрансфераза (АЛТ), аланин-аминотрансфераза (АСТ) определялись с помощью стандартного набора реактивов (Lachema, Чехия).
Холестерин, триглицериды определялись ферментативным методом с помощью стандартных диагностических наборов. Единицы измерения: холестерин - ммоль/л, триглицериды - ммоль/л.
Результаты исследования:
Изучение влияния Xe на групповые статистические показатели клеточного состава периферической крови (таблица 1) выявило только тенденцию к незначительному, в пределах нормы, снижению числа лимфоцитов у обследуемых при ингаляции ксеноном. Вместе с тем, индивидуальная оценка адаптационных реакций, производимая по методике Л.Х.Гаркави и Г.Селье [13], свидетельствует о том, что после ингаляций ксенона в обследуемой группе возрастает процент лиц с реакцией тренировки c 7,1% до 21,4%. Снижается процент лиц с реакцией напряжения с 14,3% до 7,1%. Как известно, реакция тренировки протекает с менее выраженным напряжением катаболитических процессов и требует от организма меньших энергетических затрат по сравнению с реакциями активации, напряжения и стресса. Ни одного случая стресс-синдрома, как до, так и после ингаляции ксеноном нами выявлено не было.
Таблица 1
Изменение некоторых показателей периферической крови у здоровых лиц при ингаляции газовой смеси - Xe:O2 (50:50)
Таблица 2
Изменение гемодинамических показателей у обследованных лиц при ингаляции газовой смеси - Xe:O2 (50:50)
Достоверность различия между группами: * P< 0,05
Таблица 3
Динамика некоторых биохимических параметров крови у здоровых лиц при ингаляции газовой смеси - Хе: О2 (50:50)
Достоверность различия между группами: * P< 0,05
Таблица 4
Динамика показателей гормональной регуляции у здоровых лиц при ингаляции газовой смеси - Хе: О2 (50:50)
Достоверность различия между группами: * P< 0,05
Рисунок 1.
Профиль изменения температуры тела при ингаляциях ксенона (2) и при воздействии на организм адаптогена растительного происхождения (Extr. Rhodioiae Radicis) (1)
Данные, полученные при изучении функций гемодинамики, не позволяют отметить каких-либо значимых изменений. Вместе с тем, выявлена умеренно выраженные тенденции к увеличению диастолического давления. Это свидетельствуют об отсутствии кардио- и вазодепрессивного влияния ксенона на данную систему жизнеобеспечения, что совпадает с исследованиями других авторов [2, 4].
Исследование показателей обмена веществ представлено в таблице 3, из которой хорошо видно, что после воздействия ксеноном, идет снижение активности ферментов АЛТ и АСТ. Из показателей жирового и углеводного обмена наиболее четко реагирует уровень глюкозы, который повышается в ответ на воздействие.
В таблице 4 представлены результаты изучения показателей активности желез внутренней секреции. Видно, после ингаляций ксенона происходит снижение уровня таких гипофизарных гормонов как тиреотропного, соматотропного, снижается содержание кортизола и Т 4.
Интересна динамика температурной кривой у лиц, неоднократно получавших ксенон. Непосредственно после ингаляции Хе:О2-смеси отмечается снижение температур тела. Вместе тем, суточный мониторинг температуры у здорового, получавшего 10 ингаляций (в течение 10 дней) ксенона представлен на рисунке 1. Контрольные пациенты получали экстракт золотого корня 1 раз в сутки по нарастающей схеме.
Хорошо видно, что у пациентов, получавших ксеноновые ингаляции, происходило стойкое снижение температуры тела, в то время как у пациентов, принимавших экстракт золотого корня, на четвертые сутки на фоне максимальной дозы возникала стресс-реакция и подъем температуры был максимален.
Заключение
Таким образом, ингаляции ксенон-кислородной смеси (50:50) в субнаркотических дозах вызывают в организме здоровых лиц мужского пола функциональные изменения в ряде систем, обеспечивающих гомеостаз. Данные сдвиги, в первую очередь, проявляются снижением уровня продукции некоторых гормонов гипофиза - ТТГ, СТГ, также меняется функциональная активность щитовидной железы, выражающаяся уменьшением содержания в крови тироксина (Т4). Под воздействием Xe в организме здоровых снижается уровень кортизола крови. Регистрируемые изменения функциональной активности желез внутренней секреции отражаются на системе метаболизма веществ организма и проявляются в увеличении содержания глюкозы в периферической крови. Данный факт хорошо согласуется с результатами клинических и экспериментальных исследований других авторов и хорошо объясняется с позиций специфических эффектов ТТГ, СТГ, тироксина, кортизола.
Следует отметить, что возникновение под влиянием ксенона изменений функциональной активности желез внутренней секреции гипокатаболитического характера также проявляется незначительным (в пределах нормы), но достоверным снижением общей температуры тела.
Данные, полученные при изучении функций гемодинамики, не позволяют выявить кардио- и вазодепрессивного влияния ксенона на сердечно-сосудистую систему, что совпадает с результатами воздействия других авторов [4, 5].
При сравнении результатов, показателей, характеризующих обмен веществ и гемодинамику, при воздействии ксенона на организм мы не видим каких-либо противоречий и считаем, что ожидаемых признаков депрессии гемодинамики не наблюдается в связи с защитным эффектом со стороны высоколабильной системы катехоламинов, которая, безусловно, активируется под влиянием необычного воздействия самой процедуры на организм пациента.
Оценивая динамику параметров периферической крови под воздействием ксенона, следует подчеркнуть его положительный эффект на адаптационные механизмы, что проявляется в увеличении процента лиц с адаптационными реакциями, требующими от организма меньших энергетических затрат (реакция тренировки, спокойной активации).
Если полученные результаты рассматривать с позиции теории двух стратегий адаптации, то такие факты, как снижение уровня продукции СТГ, ТТГ, Т4, кортизола, снижение температуры тела, повышение процента лиц с адаптационными реакциями тренировки, спокойной активации, позволяют сделать предварительное заключение о влиянии ксенона на механизмы, реализующие адаптацию организма по типу толерантности с минимизацией функций.
Всё вышеизложенное свидетельствует о необходимости дальнейших исследований влияния ксенона на состояние систем адаптации человека. Данное направление имеет широкие перспективы практического характера.
Литература
1. Буров Н.Е., Касаткин Ю.Н., Ибрагимова Г.В., Шулунов М.В., Косаченко В.М. Сравнительная оценка состояния гормонального фона при однотипной методике анестезии N2O и ксеноном . Анестезиология и реаниматология 1995;4: 57- 60.
2. Буров Е.Н., Потапов В.Н., Макеев Г.Н. Ксенон в анестезиологии.- Москва., "Пульс", 2000.- 389 с.
3. Буров Е.Н., Корниенко Л.Ю., Джабаров Д.А. и др. Влияние ксенона на морфологию и свертывающую систему крови. Анестезиология и реаниматология 1993;3:14-18.
4. Буров Н.Е., Иванов Г.Г., Остапченко Д.А. и др. Гемодинамика и функция миокарда при ксеноновой анестезии. Анестезиология и реаниматология 1993; 5:57-59.
5. Marx T., Froeba G., Wagner D., Baeder S., Goertz A., Georgieff M. Effects on haemodynamics and catecholamine release of xenon anaesthesia compared with total i.v. anaesthesia in the pig. Br. J. Anaesth 1997 Mar; 78(3):326-327.
6. Frietsch T., Bogdanski R., Blobner M.,Werner C., Kuschinsky W., Waschke K.F. Effects of xenon on cerebral blood flow and cerebral glucose utilization in rats. Anestesiology 2000; 94:290-297.
7. Goto T, Matsukawa T, Sessler DI, Uezono S, Ishiguro Y, Ozaki M, Morita S. Thermoregulatory thresholds for vasoconstriction in patients anesthetized with various 1-minimum alveolar concentration combinations of xenon, nitrous oxide, and isoflurane. Anesthesiology 1999;91, 3:P.626-632.
8. Marx T., Wagner D., Baeder S., Goertz A., Georgieff M., Froeba G. Hemodynamics and catecholamines in anesthesia with different concentrations of xenon . Applied Cardiopulmonary Pathophysiology 1998;7:215-221.
9. Naumov S. The state of live support systems of an organism under action of xenon . The Fifth Annual Symposium Alphs 2000; - 8-9th September, Ulm, Germany :89.
10. Наумов С.А., Шписман М.Н., Наумов А.В., Лукинов А.В., Тупицын М.В.,Вовк С.М., Роль ксенона при лечении опийных наркоманий. Вопросы наркологии 2002; 6:.13-18.
11. Хлусов И.А., Наумов С.А., Вовк С.М., Корнетов Н.А., Шписман М.Н.Влияние ксенона на клетки и рецепторы. Вестник РАМН 2003;9:32-37.
12. Кулинский В.И., Ольховский И.А. Две адаптационные стратегии в неблагоприятных условиях - резистентная и толерантная. Роль гормонов и рецепторов. Успехи современной биологии 1992:112;697-713.
13. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Уколова М.А. Адаптационные реакции и резистентность организма.- Ростов-на-Дону. Изд-во Ростовского ун-та. - 1990. - 224 с.
