Автореферат и диссертация по медицине (14.03.10) на тему:Клинико-лабораторная оценка метаболических нарушений при воздействии повышенного и пониженного давления и подходы к их коррекции

СТАРОВОЙТ Алексей Владимирович

КЛИНИКО-ЛАБОРАТОРНАЯ ОЦЕНКА МЕТАБОЛИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ПОВЫШЕННОГО И ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ И ПОДХОДЫ К ИХ КОРРЕКЦИИ

14.03.10 - клиническая лабораторная диагностика 14.03.08 - авиационная, космическая и морская медицина

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 5 СЕН 2011

Санкт-Петербург 2011

4852883

Работа выполнена на кафедре клинической биохимии и лабораторной диагностики ФГВОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ

Научные руководители: доктор медицинских наук профессор

ПАСТУШЕНКОВ Владимир Леонидович доктор медицинских наук профессор МЯСНИКОВ Алексей Анатольевич Официальные оппоненты: доктор медицинских наук профессор

ЭМАНУЭЛЬ Владимир Леонидович доктор медицинских наук профессор КУЛЕШОВ Виктор Иванович Ведущая организация: ФГУЗ «Всероссийский центр экстренной и ра-

диационной медицины Министерства по чрезвычайным ситуациям Российской Федерации»

Защита диссертации состоится «27» сентября 2011 года в «_» часов на заседании Диссертационного совета Д 215.002.08 при Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова по адресу: 194044, Санкт-Петербург, ул. академика Лебедева, дом 6.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова по адресу: 194044, Санкт-Петербург, ул. академика Лебедева, дом 6.

Автореферат разослан «19» августа 2011 года и размещен на сайте Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова Учёный секретарь Диссертационного совета Д 215.002.08 доктор медицинских наук профессор

МИТИН Юрий Алексеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

С каждым годом увеличивается число людей, выполняющих свои профессиональные обязанности в условиях измененного давления водной и газовой среды, а также аквалангистов-любителей (Мясников A.A., 2001, 2008; Следков А.Ю., 2001, 2002; Андрусенко А.Н., 2010).

В структуре всех профессиональных заболеваний людей, работающих в условиях повышенного давления газовой среды, декомпрессионная болезнь (ДБ) составляет 80-90% (Divers Alert Network, 2005), при этом частота ее развития при аварийном выходе подводников методом свободного всплытия составляет 80-100% от числа спасенных (Синьков А.П., 2004).

Повышенное давление оказывает на организм не только специфическое влияние, обусловленное избыточным парциальным давлением газов в составе сжатого воздуха или искусственных дыхательных смесей, но и является неспецифическим раздражителем, вызывающим стресс (Несси-рио Б.А., 2002, 2005).

Тяжелые нарушения микроциркуляции при аэроэмболии вследствие декомпрессионного внут-рисосудистого газообразования (ДВГО) неизбежно приводят к тканевой гипоксии и эндогенной интоксикации на фоне активного протекания свободнорадикальных реакций (Панкин В.З., Тихазе

A.К., Беленков Ю.Н., 2001; Bilenko M.V., 2001). При этом, тканевая гипоксия и микроциркулятор-ные нарушения, как правило, возникают раньше, а восстанавливаются значительно позже, чем ведущие клинические проявления заболеваний (Шанин В.Ю., 2004).

Оксидативный стресс (ОС) является универсальным механизмом клеточных повреждений (Маркизова Н.Ф., Епифанцев A.B., Башарин В.А., 2004; Дубинина Е.Е., 2009; MacNee W., 2001; Schoonover L.L., 2001). При гипоксии механизмы свободнорадикального повреждения исследованы преимущественно в случае местной ишемии и реперфузии миокарда, печени, головного мозга в эксперименте (Новожилова А.П., Кулешов В.И., Мясников A.A. и соавт., 2003; Dromsky D.M., Fahlmann A., Spiess B.D., 2000), а также при гипоксической гипобарической гипоксии (Новиков

B.C., Дергунов A.B., Куттубаев О.Т., 2000). Однако работ посвященных исследованию действия измененного давления газовой среды на процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) и состояние антиоксидантной системы (АОС) недостаточно.

В ряде случаев водолазы после погружения под воду при использовании авиационного транспорта подвергаются воздействию разреженного воздуха, что является дополнительной декомпрессией и в эксперименте значительно повышает вероятность развития ДБ у лабораторных животных (Граменицкий П.М., Савич A.A., 1964). С позиции свободнорадикального окисления такие комбинированные воздействия остаются практически не исследованными.

Таким образом, проблемы диагностики, профилактики и лечения ДБ исследуются более 100 лет, но до сих пор научно не разработаны надежные критерии лабораторной диагностики деком-прессионных нарушений, а вопрос их метаболической коррекции остается открытым (Пастушен-ков В.Л. с соавт., 2010).

Теоретическая и практическая важность исследования механизмов активации ПОЛ и состояния АОС при изменении давления газовой среды, а также поиск ранних и информативных критериев диагностики, патогенетической профилактики и лечения декомпрессионных нарушений определили цель настоящей работы.

Цель исследования:

оценить метаболические нарушения, происходящие в организме при воздействии повышенного и пониженного давления воздуха для совершенствования диагностики, профилактики и лечения острой декомпрессионной болезни.

Задачи исследования:

1. Исследовать основные клинико-лабораторные, клинико-физиологические и биохимические показатели для определения их значимости в оценке степени тяжести острой декомпрессионной болезни.

2. Исследовать механизмы развитая оксидативного стресса как ведущего патобиохимического процесса при острой декомпрессионной болезни.

3. Предложить лабораторные тесты диагностики оксидативного стресса в качестве наиболее информативных и ранних критериев развития острой декомпрессионной болезни.

4. Научно обосновать предложения по фармакологической профилактике и метаболической терапии острой декомпрессионной болезни.

5. Для установления опасного постдекомпрессионного периода времени перед воздействием гипобарии исследовать про- и антиоксидантный статус животных при последовательном воздействии гипербарического и гипобарического факторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) основные клинико-лабораторные и биохимические показатели крови, а также уровень де-компрессионного внутрисосудистого газообразования являются объективными критериями для диагностики степени тяжести острой декомпрессионной болезни;

2) установлено, что у лабораторных животных и испытуемых при воздействии повышенного давления воздуха происходит интенсификация перекисного окисления липидов, приводящая к формированию оксидативного стресса;

3) определяющим в развитии оксидативного стресса при острой декомпрессионной болезни является недостаточность факторов антиоксидантной защиты;

4) лабораторные показатели оксидативного стресса являются информативными и ранними критериями развития декомпрессионных нарушений;

5) фармакологическая профилактика и метаболическая коррекция оксидативного стресса у лабораторных животных в эксперименте при острой декомпрессионной болезни тяжелой степени может осуществляться метаболическими цитопротекторами с антиоксидантными свойствами;

6) постдекомпрессионный интервал в 24 ч перед воздействием гипобарии вызывает у животных комплекс изменений по типу оксидативного стресса, что может провоцировать развитие острой декомпрессионной болезни.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования

Полученные в работе данные о метаболических процессах пероксидации и формирования ОС при гипербарических воздействиях на организм животных и человека значительно уточняют и дополняют патогенез ДБ.

При этом доказано, что ведущим патобиохимическим звеном развития ОС при ОДБ является недостаточность факторов антиоксидантной защиты.

Установлено, что лабораторные признаки ОС после декомпрессии появляются раньше, чем акустические признаки декомпрессионных газовых пузырьков. Это позволяет предложить для ранней диагностики декомпрессионных нарушений лабораторные критерии ОС.

Полученные в исследовании данные создают предпосылки для целенаправленного поиска высокоэффективных средств патогенетической терапии и профилактики декомпрессионных нарушений среди метаболических цитопротекторов. Так, экспериментально обоснована возможность включения в схему фармакологической профилактики и комплексной терапии ДБ препаратов, обладающих антиоксидантными свойствами.

Практическая значимость исследования

В работе впервые предложен комплекс доступных лабораторных тестов, позволяющих объективно оценить степень тяжести ОДБ.

На основе исследования процессов ПОЛ и состояния АОС предложены новые информативные лабораторные критерии для ранней диагностики ОДБ.

Впервые в эксперименте исследовано влияние метаболического цитопротектора с антиоксидантными свойствами ремаксола на систему антиоксидантной защиты организма при ОДБ тяжелой степени и показана его эффективность как средства фармакологической профилактики декомпрессионных расстройств.

Физиологически обоснована длительность опасных постдекомпрессионных интервалов после воздушной декомпрессии по рабочему режиму при отсутствии ДВГО перед воздействием гипоба-рии.

На основе показателей уровня ДВГО разработана прогностическая математическая модель для оценки степени тяжести ОДБ.

Реализация результатов исследования

Результаты работы реализованы в отчете по теме НИР «Кпинико-лабораторная оценка метаболических нарушений при воздействии повышенного и пониженного давления и подходы к их коррекции» (№VMA.0312.08.0911/0284, шифр «Оценка», 2011).

По результатам исследования получен Патент на изобретение №2370204 «Способ определения степени индивидуальной устойчивости к декомпрессионной болезни» (зарегистрирован в Государственном реестре изобретений РФ 20.10.2009 г.), оформлены заявки на предполагаемые изобретения «Способ определения степени тяжести острой декомпрессионной болезни» (приоритетная справка регистрационный №2010128348 от 08.07.2010 г.) и «Способ профилактики острой декомпрессионной болезни» (приоритетная справка регистрационный №2011101481 от 12.01.2011 г.).

Оформлено 5 рационализаторских предложений, принятых в ВМедА к использованию (удостоверение №9982/4 от 09.10.2006 г., удостоверение №11756/7 от 06.11.2009 г., удостоверение №12071/3 от 21.06.2010 г., удостоверение №12072/3 от 21.06.2010 г., удостоверение №12073/3 от 21.06.2010 г.).

Результаты работы используются в учебном процессе кафедр клинической биохимии и лабораторной диагностики и физиологии подводного плавания ФГОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ (ВМедА), а также на кафедре мобилизационной подготовки здравоохранения и экстремальной медицины ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Росздрава.

Апробация материалов диссертации

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-практической конференции, посвященной 50-летию 135 поликлиники (СПб, 2004), VI научно-практической конференции с международным участием «Санкт-Петербургские научные чтения» (СПб, 2004), 4 международном научно-практическом конгрессе «Медико-экологические проблемы лиц экстремальных профессий: работоспособность, здоровье, реабилитация и экспертиза профессиональной пригодности» (Москва, 2004), 2 Всероссийской научной конференции, посвященной 15-летию образования медицинского факультета Института медицины, экологии и физической культуры (Ульяновск, 2005), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 40-летию научно-исследовательского отдела обитаемости и профессионального отбора НИЦ ВМедА им. С.М. Кирова (СПб, 2006), Научно-практической конференции «Современные проблемы медицинского обеспечения обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» (Смоленск, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «Регионарное кровообращение и микроциркуляция» (СПб, 2007), VI и VII Всеармейских научно-практических конференциях «Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных» (СПб, 2006, 2009), Межрегиональной конференции с международным участием «Современные подходы к метаболической коррекции в профилактике и терапии» (СПб, 2009), Всеармейской научно-практической конференции «Инновационная деятельность в Вооруженных Силах РФ» (СПб, 2010).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 39 научных работ (из них 5 - в реферируемых изданиях по списку Высшей аттестационной комиссии Министерства образования РФ).

Личное участие автора в получении научных результатов, излагаемых в диссертации, осуществлялось на всех этапах работы. Проведено многоэтапное исследование, включающее в себя: анализ и обобщение научной литературы по основным аспектам проблемы; формулировку цели и

задач; разработку и проведение экспериментов с использованием лабораторных животных и испытаний с участием добровольцев. Автором самостоятельно выполнена статистическая обработка и интерпретация экспериментальных данных.

Достоверность результатов обеспечивается использованием методов исследования, адекватных цели и задачам работы, репрезентативностью выборки испытуемых и лабораторных животных, а также корректностью применения статистических методов анализа.

Структура и объём работы

Диссертация изложена на 226 страницах машинописного компьютерного текста и состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, практических рекомендаций. Библиографический список литературы включает 111 отечественных и 52 иностранных источника. Работа содержит 19 таблиц и 33 рисунка. Приложения включают ксерокопии удостоверений на рационализаторские предложения и патентных документов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальная часть исследования выполнена на 105 здоровых беспородных домашних кроликах-самцах (масса 2,6-2,8 кг, возраст 10-12 месяцев). Всего проведено 1708 обследований, которые выполнялись с соблюдением правил гуманного обращения с животными (2001). Общая характеристика экспериментов с использованием лабораторных животных представлена в табл.1.

Таблица 1

Содержание и объём исследований с использованием лабораторных животных _

Группы животных Условия исследования Содержание исследования Кол-во животных Кол-во обследований

1 2 3 4 5

1. Контрольная группа (К). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС у кроликов в нормобариче-ских условиях для формирования контрольной группы. Нормобарические условия при Р= 100,5 кПа. Исследование проб плазмы крови в динамике до 48 ч (начальный забор, а также через 3, 6, 12, 24 и 48 ч). Определение концентраций МДА, БН-групп и активности СОД. 15 270

2. Опытная группа №1 (ОГ1). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС у кроликов в нормо-барических условиях для оценки влияния на исследуемые лабораторные показатели типовых условий эксперимента. Нормобарические условия при Р=100,5 кПа. Исследование проб плазмы крови до, а также сразу после воздействия. Определение концентраций МДА, вН-групп и активности сод. 6 36

3. Опытная группа №2 (ОГ2). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС кроликов до и после гипербарического воздействия при уровне ДВГО до 1 балла. Воздействие воздухом при Р=520 кПа, изопрессия 35 мин, декомпрессия 66 мин по рабочему режиму. Исследование проб плазмы крови до и сразу, а также через 3, 6, 12, 24 и 48 ч после декомпрессии. Определение концентраций МДА, БН-групп и активности СОД. Определение уровня ДВГО. 6 126 12

1 2 3 4 5

4. Опытная группа №3 (ОГЗ). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС кроликов до и после гипербарического воздействия при уровне ДВГО 12 балла. Воздействие воздухом при Р=520 кПа, изопрессия 60 мин, декомпрессия 39 мин по специальному режиму №1. Исследование проб плазмы крови до и сразу, а также через 3, 6, 12, 24 и 48 ч после декомпрессии. Определение концентраций МДА, БН-групп и активности СОД. Определение уровня ДВГО. 6 126 12

5. Опытная группа №4 (ОГ4). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС кроликов до и после гипербарического воздействия при уровне ДВГО 34 балла. Воздействие воздухом при Р=520 кПа, изопрессия 70 мин, декомпрессия 39 мин по специальному режиму №2. Исследование проб плазмы крови до и сразу, а также через 3, 6, 12, 24 и 48 ч после декомпрессии. Определение концентраций МДА, БН-групп и активности СОД у выживших животных (*). Определение уровня ДВГО. 15 (6*) 126 12

6. Опытная группа №5 (ОГ5). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС кроликов до и после гипербарического воздействия при уровне ДВГО 34 балла на фоне предварительного в/в введения р-ра ремаксола. Предварительное в/в введение 2,0 мл р-ра ремаксола. Воздействие воздухом при Р=520 кПа, изопрессия 70 мин, декомпрессия 39 мин по специальному режиму №2. Исследование проб плазмы крови до и сразу, а также через 3, 6, 12, 24 и 48 ч после декомпрессии. Определение концентраций МДА, БН-групп и активности СОД у выживших животных (*). Определение уровня ДВГО. 15 (12*) 252 24

7. Опытная группа №6 (ОГ6). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС кроликов до и после гипербарического воздействия при уровне ДВГО 34 балла на фоне предварительного в/в введения р-ра Предварительное в/в введение 2,0 мл 0,9% р-ра ЫаС1. Воздействие воздухом при Р=520 кПа, изопрессия 70 мин, декомпрессия 39 мин по специальному режиму №2. Исследование проб плазмы крови до и сразу, а также через 3, 6, 12 и 24 ч после декомпрессии. Определение концентраций МДА, ЭН-групп и активности СОД у выживших животных (*). Определение уровня ДВГО. 12 (5*) 90 10

8. Опытная группа №7 (ОГ7). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС у кроликов до и после гипобарического воздействия для формирования группы сравнения. Воздействие воздухом при Р=79,4 кПа, изопрессия 60 мин, декомпрессия и компрессия по 15 мин. Исследование проб плазмы крови до и сразу, а также через 3, 6, 12,24 и 48 ч после компрессии. Определение концентраций МДА, ЭН-групп и активности СОД. 6 108

1 2 3 4 5

9. Опытная группа №8 (ОГ8). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС у кроликов до и после последовательного воздействия гипербарического и гипобарического факторов с интервалом времени между ними 3 ч. Воздействие воздухом при Р=520 кПа, изопрессия 35 мин, декомпрессия 66 мин по рабочему режиму. Нормобариче-ские условия в течение 3 ч. Воздействие воздухом при Р=79,4 кПа, изопрессия 60 мин, декомпрессия и компрессия по 15 мин. Исследование проб плазмы крови до и сразу, а также через 3, 6, 12,24 и 48 ч после компрессии. Определение концентраций МДА, ЭН-групп и активности сод. 6 126

10. Опытная группа №9 (ОГ9). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС у кроликов до и после последовательного воздействия гипербарического и гипобарического факторов с интервалом времени между ними 6 ч. Воздействие воздухом при Р=520 кПа, изопрессия 35 мин, декомпрессия 66 мин по рабочему режиму. Нормобариче-ские условия в течение 6 ч. Воздействие воздухом при Р=79,4 кПа, изопрессия 60 мин, декомпрессия и компрессия по 15 мин. Исследование проб плазмы крови до и сразу, а также через 3, 6, 12, 24 и 48 ч после компрессии. Определение концентраций МДА, БН-групп и активности СОД. 6 126

11. Опытная группа №10 (ОПО). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС у кроликов до и после последовательного воздействия гипербарического и гипобарического факторов с интервалом времени между ними 12 ч. Воздействие воздухом при Р=520 кПа, изопрессия 35 мин, декомпрессия 66 мин по рабочему режиму. Нормобариче-ские условия в течение 12 ч. Воздействие воздухом при Р=79,4 кПа, изопрессия 60 мин, декомпрессия и компрессия по 15 мин. Исследование проб плазмы крови до и сразу, а также через 3, 6, 12, 24 и 48 ч после компрессии. Определение концентраций МДА, ЭН-групп и активности СОД. 6 126

12. Опытная группа №11 (ОГ11). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС у кроликов до и после последовательного воздействия гипербарического и гипобарического факторов с интервалом времени между ними 24 ч. Воздействие воздухом при Р=520 кПа, изопрессия 35 мин, декомпрессия 66 мин по рабочему режиму. Нормобариче-ские условия в течение 24 ч. Воздействие воздухом при Р=79,4 кПа, изопрессия 60 мин, декомпрессия и компрессия по 15 мин. Исследование проб плазмы крови до и сразу, а также через 3, 6, 12, 24 и 48 ч после компрессии. Определение концентраций МДА, ЭН-групп и активности СОД. 6 126

ИТОГО: 105 1708

Исследования с участием испытуемых выполнены на базе кафедры физиологии подводного плавания ВМедА. К участию в испытаниях были допущены 48 лиц мужского пола в возрасте от 22

до 25 лет с массой тела от 65 до 85 кг, удовлетворяющие критериям включения в исследование. Всего выполнено 1152 обследований, которые проводились в соответствии с Хельсинской Декларацией по правам человека при добровольном согласии участников.

Общая характеристика исследований с участием испытуемых представлена в табл. 2.

Таблица 2

Содержание и объём исследований с участием испытуемых

Группы исследования Условия исследования Содержание исследования Кол-во испытуемых Кол-во обследований

1 2 3 4 5

1. Контрольная группа испытуемых (Ки). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС у испытуемых в нормобариче-ских условиях для формирования контрольной группы. Нормобарические условия при Р= 100,5 кПа. Исследование проб плазмы крови в динамике до 24 ч (начальный забор, а также через 24 ч после него). Определение концентраций МДА, 8Н-групп и активности СОД. 12 72

2. Исследовательская группа №1 (ИГ1). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС испытуемых до и после гипербарического воздействия при отсутствии ДВГО. Воздействие воздухом при Р=400 кПа, изопрессия 60 мин, декомпрессия 54 мин по рабочему режиму. Исследование проб плазмы крови до и сразу, а также через 24 ч после декомпрессии. Определение концентраций МДА, ЭН-групп и активности СОД. Определение уровня ДВГО. 6 54 12

3. Исследовательская группа №2 (ИГ2). Исследование показателей ПОЛ и состояния АОС испытуемых до и после гипербарического воздействия при уровне ДВГО до 1 балла. Воздействие воздухом при Р=400 кПа, изопрессия 60 мин, декомпрессия 63 мин по специальному режиму для профессионального отбора водолазов. Исследование проб плазмы крови до и сразу, а также через 24 ч после декомпрессии. Определение концентраций МДА, БН-групп и активности СОД. Определение уровня ДВГО. 6 54 12

4. Исследовательская группа №3 (ИГЗ). Исследование показателей общеклинического анализа крови у испытуемых до и после гипербарического воздействия при отсутствии ДВГО. Воздействие воздухом при Р-400 кПа, изопрессия 60 мин, декомпрессия 54 мин по рабочему режиму. Исследование проб цельной крови до и сразу, а также через 24 ч после декомпрессии. Определение концентрации гемоглобина, количества эритроцитов, лейкоцитов, рети-кулоцитов и тромбоцитов с расчетом лейкоцитарной формулы. Определение цветового показателя и СОЭ. Определение уровня ДВГО. 6 288 12

1 2 3 4 5

5. Исследовательская группа №4 (ИГ4). Исследование показателей общеклинического анализа крови у испытуемых до и после гипербарического воздействия при уровне ДВГО до 1 балла. Воздействие воздухом при Р=400 кПа, изопрессия 60 мин, декомпрессия 63 мин по специальному режиму для профессионального отбора водолазов. Исследование проб цельной крови до и сразу, а также через 24 ч после декомпрессии. Определение концентрации гемоглобина, количества эритроцитов, лейкоцитов, рети-кулоцитов и тромбоцитов с расчетом лейкоцитарной формулы. Определение цветового показателя и СОЭ. Определение уровня ДВГО. 6 288 12

6. Исследовательская группа №5 (ИГ5). Исследование показателей биохимического анализа крови у испытуемых до и после гипербарического воздействия при отсутствии ДВГО. Воздействие воздухом при Р=400 кПа, изопрессия 60 мин, декомпрессия 54 мин по рабочему режиму. Исследование проб плазмы крови до и сразу, а также через 24 ч после декомпрессии. Определение концентраций глюкозы, общего белка, креатинина, мочевины, общего билирубина, ионов Na+ и К+, а также активностей ACT и АЛТ. Определение уровня ДВГО. 6 162 12

7. Исследовательская группа №6 (ИГ6). Исследование показателей биохимического анализа крови у испытуемых до и после гипербарического воздействия при уровне ДВГО до 1 балла. Воздействие воздухом при Р=400 кПа, изопрессия 60 мин, декомпрессия 63 мин по специальному режиму для профессионального отбора водолазов. Исследование проб плазмы крови до и сразу, а также через 24 ч после декомпрессии. Определение концентраций глюкозы, общего белка, креатинина, мочевины, общего билирубина, ионов Na+ и К+, а также активностей ACT и АЛТ. Определение уровня ДВГО. 6 162 12

ИТОГО: 48 1152

Методы и методики исследования

Клинико-физиологические методы исследования

Для оценки уровня ДВГО у лабораторных животных и испытуемых до и после декомпрессии осуществлялась локация газовых пузырьков в венозном кровотоке с помощью ультразвуковой установки БА3.836.003. Оценка уровня ДВГО производилась по шкале Спенсера М. в модификации Волкова Л.К. (1994) в баллах.

Исследование особенностей ДВГО у кроликов производилось с помощью двух экспериментально разработанных на основе рабочего режима декомпрессии для глубины 42 м вод. ст. (ПВС ВМФ-85, 1987) режимов декомпрессии.

Специальный режим декомпрессии №1 провоцировал у кроликов ДВГО интенсивностью 1-2 балла и заключался в однократном воздействии воздухом под давлением 520 кПа (42 м вод.ст.) с экспозицией под наибольшим давлением 60 мин и последующей 39-мин декомпрессией по режиму: переход до 1-й остановки на 12 м за 4 мин; экспозиция на 12 м - 9 мин, на 9 м - 7 мин, на 6 м -8 мин, на 3 м - 11 мин.

Специальный режим декомпрессии №2 провоцировал у кроликов ДВГО интенсивностью 3-4 балла и развитие ОДБ тяжелой степени у большинства животных заключался в однократном воздействии воздухом под давлением 520 кПа (42 м вод.ст.) с экспозицией под наибольшим давлением 70 мин и последующей 39-мин декомпрессией по режиму: переход до 1-ой остановки на 12 м за 4 мин; экспозиция на 12 м - 9 мин, на 9 м - 7 мин, на 6 м - 8 мин, на 3 м - 11 мин.

На основе оценки уровня ДВГО по методике Волкова Л.К. (1994) нами разработана клинико-физиологическая градация степени тяжести ОДБ, представленная ниже.

К легкой форме заболевания относили такие случаи, при которых, начиная с 40 мин ультразвуковой эхолокации, уровень ДВГО у животного составлял 1 балл, т.е. регистрировались редкие ультразвуковые сигналы от газовых пузырьков, а также изменённый сигнал кровотока. При этом у животных отмечалась апатичность и малоподвижность даже при воздействии раздражителей (резких звуков), которые появлялась через 2-3 ч после декомпрессии, у некоторых животных развивался периодический кожный зуд.

К ОДБ средней тяжести относили заболевания животных с более продолжительными и выраженными проявлениями. Так, начиная с 10 мин ультразвуковой эхолокации, у кроликов регистрировались отдельные редкие сигналы от газовых пузырьков (уровень ДВГО 1 балл), а с 40-й мин наблюдения - частые сигналы от газовых пузырьков, слышные менее чем в половине сердечных циклов, выслушивался шумный и грубый сигнал кровотока (уровень ДВГО 2 балла). У животных этой группы развивалась апатичность и малоподвижность уже через 30-40 мин после декомпрессии, отмечался распространенный кожный зуд, в первые 2 ч у большинства животных регистрировалась одышка, превышающая на 10-15 дыханий в 1 мин исходный фон. У некоторых животных отмечалось уменьшение болевой чувствительности.

К тяжелой форме ОДБ относили ее проявления с быстрым и прогрессирующим развитием симптомов. При эхолокации газовых пузырьков в венозном кровотоке животных уровень ДВГО уже через 10 мин после гипербарического воздействия составлял 3 балла, а, начиная с 20 мин (у выживших животных) - регистрировались множественные очень частые сигналы от газовых пузырьков, слышимые во всех сердечных циклах и резко искажающие сигнал кровотока (уровень ДВГО 4 балла). Клинически у всех животных с тяжелой формой ОДБ отмечалась выраженная одышка сразу после извлечения из барокамеры, они занимали вынужденную позу (лежа на боку с запрокинутой головой). У большинства животных в интервале 15 мин-1 ч после декомпрессии наблюдались летальные исходы на фоне развития клонико-тонических судорог.

Лабораторные методы исследования

Биохимические исследования концентраций МДА (Uchiyama М. et al., 1978 в модификации Александровой Л.А. с соавт., 2000), SH-групп (Ellmann Е., 1959 в модификации Александровой Л.А. с соавт., 2001) и активности СОД (Костюк В.А. с соавт., 1990 в модификации Александровой Л.А., 2000) проводились на базе биохимической лаборатории НИЦ СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова под руководством доктора медицинских наук профессора Жлобы A.A. Биохимические исследования плазмы венозной крови (определение концентраций глюкозы, общего белка, креатинина, мочевины, общего билирубина, ионов Na и К , а также активностей ACT и АЛТ) выполнялись с помощью автоматического биохимического анализатора HITACHI 917 (Roche Diagnostics, F.Hoffman-La-Roche Ltd, Швейцария).

Морфологические исследования форменных элементов крови выполнены с использованием автоматического гематологического анализатора АВХ MICROS 60 (HORIBA АВХ Diagnostics Inc, Франция) - проводилось определение концентрации гемоглобина, количества эритроцитов и лейкоцитов в 1 мм3 крови, количества ретикулоцитов и тромбоцитов. Лейкоцитарную формулу рассчитывали при биомикроскопии мазков крови, цветовой показатель определяли расчетным методом, скорость оседания эритроцитов (СОЭ) определяли с помощью микрометода Панченкова Т.П. (1924).

Для статистической обработки данных и математического моделирования использовался пакет прикладных программ StatSoft Statistica for Windows (8.0.550.0) StatSoft, Inc (США). С помощью процедуры описательных статистик (Descriptive Statistics) определялись числовые характеристики переменных (медианы (Me), 25 и 75 перцентили), проверялось соответствие эмпирического и теоретического законов распределения случайной переменной с помощью тестов Колмогорова-Смирнова и Лиллиефорс (K-S & Lilliefors Tests). Оценка значимости различий количественных показателей производилась с помощью критерия Манна-Уитни (Mann-Whitney U Test) в независимых выборках и по критерию Вилкоксона (Wilcoxon Matched Pairs-Test) в связанных выборках (Реброва О.Ю., 2002; Юнкеров В.И., Григорьев С.Г., 2005). Проводился корреляционный (Spearman Rank Order Correlations) и регрессионный анализы (Standard method) с оценкой дисперсий (Residual analysis) математических моделей. При применении методов математического анализа и статистических тестов различия считали достоверными при р<0,05. С учетом разведывательного характера исследования и использования малых групп экспериментальных животных и испытуемых (с численностью п<20) учитывали также существенные различия сравниваемых показателей при 0,05<р<0,08. Данные представлялись в виде Me (ИР).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Основные лабораторные показатели крови при декомпрессионных нарушениях различной степени тяжести

При оценке результатов общего (клинического) анализа крови у испытуемых ИГЗ и ИГ4 до и после декомпрессии существенной разницы по сравнению с референтными величинами не выявлено. Вместе с тем, у испытуемых ИГ4 при уровне ДВГО до 1 балла отмечены следующие изменения в периферической крови по сравнению с исходными показателями: ускорение СОЭ на 73% (р<0,06), увеличение количества лейкоцитов на 22% (р<0,05), увеличение количества нейтрофиль-ных сегментоядерных лейкоцитов на 5% (р<0,07), увеличение количества моноцитов на 3% и уменьшение эозинофилов в 2 раза (р<0,07), появление в периферической крови юных форм ней-трофилов и плазматических клеток (р<0,07).

При этом относительный лейкоцитоз, уменьшение количества эозинофилов и ускорение СОЭ у испытуемых сразу после гипербарического воздействия при наличии признаков ДВГО можно рассматривать в качестве адаптационной реакции организма на гипербарический стресс, обусловленный повышением давления воздуха. Относительный моноцитоз у испытуемых на фоне ДВГО с уровнем до 1 балла может быть обусловлен появлением в крови микроскопических декомпрессионных газовых пузырьков-зародышей, которые могут идентифицироваться моноцитами как чужеродные физические объекты, стимулируя их к фагоцитозу. Экспериментально при электронной микроскопии тканей умерших от ОДБ животных показана возможность фагоцитоза макрофагами печени и почек декомпрессионных газовых пузырьков (Мясников A.A., 1999).

Следовательно, указанные изменения в периферической крови у испытуемых, выявленные в течение 24 после декомпрессии, являются прогностическими признаками ДВГО и развития ОДБ.

По результатам биохимического исследования крови у испытуемых ИГ5 и ИГ6 до и после гипербарического воздействия удалось выделить ряд характерных биохимических признаков, имеющих значение для лабораторной диагностики декомпрессионных нарушений. В частности, при отсутствии ДВГО у испытуемых ИГ5 в течение 24 ч после декомпрессии по сравнению с исходными показателями выявлены тенденция к уменьшению на 24% концентрации глюкозы, уменьшение концентрации мочевины на 20% (р<0,07), уменьшение концентрации ионов Na+ на 13% (р<0,05), стабильная концентрация ионов К+, увеличение активности АЛТ на 99% (р<0,07), а при умеренной интенсивности ДВГО с уровнем до 1 балла у испытуемых ИГ6 в плазме крови характерными являются: увеличение концентрации глюкозы на 21% (р<0,05), тенденция к увеличению концентрации мочевины на 13%, увеличение концентрации ионов Na+ на 6% (р<0,05), увели-

чение концентрации ионов К+ на 35% (р<0,05), уменьшение активности ACT на 21% (р<0,05) и тенденция к увеличению активности AJIT на 28%.

Проведенные исследования статистической взаимосвязи лабораторных показателей состояния системы крови и клинико-биохимических тестов со степенью тяжести декомпрессионных расстройств у человека подтверждают их значимость в диагностическом процессе. Так, между степенью тяжести ОДБ и количеством эритроцитов, а также активностью ACT после декомпрессии имеются существенные (р<0,06), обратные по направлению, умеренные по силе корреляционные связи, а между степенью тяжести ОДБ и СОЭ сразу после декомпрессии, а также количеством эо-зинофилов в крови испытуемых сразу после декомпрессии и через 24 ч после нее и количеством юных форм нейтрофильных лейкоцитов имеются существенные (р<0,08), прямые и умеренные по силе статистические связи. Кроме того, между концентрацией мочевины через 24 ч после декомпрессии и степенью тяжести ОДБ прослеживается обратная и умеренная по силе корреляционная связь.

Таким образом, для лабораторной диагностики декомпрессионных расстройств у человека могут использоваться следующие клинико-лабораторные показатели: количество лейкоцитов, сег-ментоядерных нейтрофильных лейкоцитов, эозинофилов, моноцитов, юных форм нейтрофилов и плазматических клеток, СОЭ в периферической крови, а также концентрация глюкозы, мочевины, ионов Na+ и К+, активность ACT и АЛТ в плазме крови.

2. Оценка степени тяжести острой декомпрессионной болезни на основе определения уровня декомпрессионного внутрисосудистого газообразования

Исследования с использованием лабораторных животных подтвердили высокую корреляцию между уровнем ДВГО, определяемого методом Допплера, и степенью тяжести ОДБ (Волков Л.К., 1994).

При клиническом наблюдении в течение 24 ч после эксперимента у 83,3% животных ОГ2 после декомпрессии по рабочему режиму признаки ДВГО отсутствовали, но в 16,7% случаев (у 1 животного) зарегистрирован измененный сигнал кровотока и единичные акустические признаки наличия газовых пузырьков через 50 мин после декомпрессии (уровень ДВГО 1 балл).

У кроликов ОГЗ после декомпрессии по специальному режиму №1 в 66,6% случаев развилась ОДБ средней степени тяжести при уровне ДВГО 2 балла, а в 33,4% случаев развилась легкая форма ОДБ при уровне ДВГО 1 балл.

В 83,3% случаев у выживших кроликов ОГ4 после декомпрессии по специальному режиму №2 зарегистрирована тяжелая форма ОДБ при уровне ДВГО 3-4 балла, а в 16,7% случаев (у 1 животного) развилась среднетяжелая форма заболевания при уровне ДВГО 3 балла.

При анализе статистических зависимостей между степенью тяжести ОДБ установлена прямая корреляционная связь с уровнем ДВГО.

Исходя из результатов регрессионного анализа зависимости степени тяжести ОДБ от уровня ДВГО, регрессионное уравнение (R2=0,96, р<0,001, S()—0,24 балла) имеет вид:

ОДБст.т = 0,17+0,73 х [ДВГО], (1)

где: ОДБст.т — степень тяжести ОДБ в баллах; 0,17 - константа регрессионного уравнения (р=0,07); 0,73 - нестандартизованный коэффициент регрессии В для ДВГО (р<0,001); ДВГО - уровень декомпрессионного внутрисосудистого газообразования в баллах в течение первых 2 ч наблюдения после декомпрессии.

В нашем исследовании также установлено, что аналогичные корреляции между интенсивностью ДВГО и степенью тяжести ОДБ прослеживаются и у испытуемых.

Таким образом, полученные данные подтверждают, что уровень ДВГО является информативным критерием для определения степени тяжести ОДБ и обоснованно (Волков Л.К., 1994) наряду с лабораторными показателями может применяться в комплексной диагностике декомпрессионных расстройств.

3. Клинико-лабораторная диагностика острых декомпрессионных нарушений на основе оценки про- и антиоксидантного статуса

Теоретически и экспериментально показано, что превышение индивидуальной (оптимальной) дозы Ог при проведении гипербарической оксигенации или выполнении водолазных работ с использованием кислородных режимов декомпрессии может вызывать интенсификацию свободно-радикальных процессов в организме на фоне истощения резервов АОС, т.е. приводить к развитию ОС (Беннет П.Б., Элиот Д.Г., 1988; Кулешов В.И., Левшин В.И., 2002). Вместе с тем, уровень сво-боднорадикального окисления и состояние АОС при выполнении погружений с использованием воздушных режимов декомпрессии (в том числе при различной интенсивности ДВГО) практически не исследованы.

Выявленные изменения концентрации МДА в плазме крови кроликов ОГ2 при уровне ДВГО 01 балл свидетельствуют о тенденции к интенсификации процессов ПОЛ до 48 ч от момента декомпрессии с развитием ОС через 6 ч и в интервале 24-48 ч после воздействия гипербарии (рис. 1А).

Воздействие сжатым воздухом на кроликов ОГЗ при уровне ДВГО 1-2 балла также сопровождалось увеличением концентраций МДА в плазме крови в интервале времени от 0 до 3 ч после декомпрессии, что свидетельствует об интенсификации процессов ПОЛ в этот период с развитием ОС.

У кроликов ОГ4 при уровне ДВГО 3-4 балла сразу после декомпрессии отмечено увеличение концентрации МДА по сравнению с исходным значением, а затем стойкая тенденция к увеличению концентраций МДА в интервале времени от 3 до 12 ч после декомпрессии, что свидетельствует о развитии у животных ОС в интервале времени от 0 до 12 ч после воздействия гипербарии.

Таким образом, признаки ОС у животных при увеличении уровня ДВГО начинают преобладать раньше и стабилизируются быстрее, чем при отсутствии признаков декомпрессионной аэроэмболии, что может являться лабораторным критерием при диагностике ОДБ.

У животных ОГ2 при уровне ДВГО 0-1 балл наблюдалось увеличение активности СОД в плазме крови в интервале времени от 0 до 12 ч после декомпрессии, что, однако, в достаточной степени не препятствовало интенсификации ПОЛ (рис. 1Б). Увеличение активности СОД в плазме крови животных ОГЗ при уровне ДВГО 1-2 балла имело выраженный характер в интервале времени от 0 до 48 ч после воздействия, что блокировало избыточную пероксидацию липидов в интервале времени от б до 48 ч после воздействия гипербарии. У выживших на фоне ОДБ тяжелой степени тяжести животных ОГ4 при уровне ДВГО 3-4 балла после декомпрессии развивались разнонаправленные изменения активности СОД: в интервале времени от 0 до 3 ч отмечалась тенденция к уменьшению активности фермента, через 6 ч после воздействия гипербарии активность СОД достигала минимальных значений на фоне прогрессирования ОС, а в интервале времени от 12 до 48 ч после декомпрессии отмечалось восстановление активности фермента.

Изменения в концентрации БН-групп в плазме крови животных ОГ2 при уровне ДВГО 0-1 балл могут свидетельствовать о неустойчивом состоянии тиол-дисульфидного равновесия вследствие снижения адаптационных возможностей организма (рис. 1В). У животных ОГЗ при уровне ДВГО 1-2 балла после декомпрессии отмечено устойчивое уменьшении концентраций ЭН-групп в плазме крови до 48 ч после воздействия гипербарии по сравнению с исходными показателями, что может указывать на нарушение тиол-дисульфидного равновесия. У выживших животных ОГ4 при ДВГО интенсивностью 3-4 балла отмечалось максимальное по значению (до 77% от исходного уровня) и не исчезающее в течение 48 ч наблюдения уменьшение количества ЭН-групп в плазме крови, что указывает на фатальное нарушение тиол-дисульфидного равновесия.

Как показал корреляционный анализ, концентрация БН-групп в плазме крови животных в течение 48 ч наблюдения после декомпрессии имеет обратную статистически достоверную связь с уровнем ДВГО, что позволяет предложить этот тест в качестве лабораторного критерия для ранней диагностики ОДБ.

■ Щ "Г I "1 ~ 1~№ ■■ ■ < й || !>— и ч г I А» •Л. 1 ' и к ;||

Б

х * ж!

5 Й г! | я 1 ^ I г1* V' у.» ' А Ш 11 : 1 I

\Ы: ¡Й .Ы.'к £ ¡к < К Л х г

В

Рис. 1. Динамика концентраций малонового диальдегида (А) и меркаптотиоловых групп (В), а также активности супероксиддисмутазы (Б) после гипербарических воздействий на животных при различном уровне ДВГО (Ме; ИР) Примечания:

1. И - достоверные различия по сравнению с исходными показателями (р<0,05);

2. И~ - существенные различия по сравнению с исходными показателями (р<0,08);

3. К - достоверные различия по сравнению с показателями в контрольной группе животных (р<0,01);

4. ]<;= - существенные различия по сравнению с показателями в контрольной группе животных (р<0,08).

Б

— -1

1 :: :*= 'К: л-

— I т

В

□ К • «снтрог-ыая гр>чга испытуемых о нврмэбарх-е&кх условии. п---12

□ ИГ 1 • иесг«аоозтальоая груг.пз :. £В'0 0 баглоо. п--6

Рис. 2. Динамика концентраций малонового диальдегида (А) и меркаптотиоловых групп (В), а также активности супероксиддисмутазы (Б) в плазме крови у испытуемых после гипербарических воздействий при различном уровне ДВГО (Ме; ИР) Примечания:

1. И - достоверные различия по сравнению с исходными показателями (р<0,05);

2. И~ - существенные различия по сравнению с исходными показателями (р<0,07);

3. К - достоверные различия по сравнению с показателями в контрольной группе испытуемых (р<0,05);

4. - существенные различия по сравнению с показателями в контрольной группе испытуемых (р<0,07).

У испытуемых ИГ1 при отсутствии признаков ДВГО после декомпрессии отмечалась тенденция к увеличению МДА и увеличение активности СОД, наиболее выраженное через 24 ч после воздействия гипербарии (рис. 2). Сразу после декомпрессии происходит существенное увеличение концентрации БН-групп с последующим их значимым уменьшением. Полученные данные свидетельствуют об адекватной реакции АОС у испытуемых ИГ1 на гипербарию при отсутствии ДВГО сразу после гипербарического воздействия и на ее функциональную недостаточность с развитием ОС через 24 ч после декомпрессии.

У испытуемых ИГ2 сразу после декомпрессии при уровне ДВГО 0-1 балл происходит значимое увеличение концентраций МДА и активности СОД с последующим уменьшением активности фермента, что может свидетельствовать об интенсификации процессов ПОЛ и функциональной недостаточности АОС с развитием ОС сразу после декомпрессии. Тенденции к уменьшению активности СОД и количества БН-групп на фоне увеличения концентрации МДА в плазме крови испытуемых ИГ2 через 24 ч после гипербарического воздействия указывают на истощение резервов АОС.

Таким образом, направленность и выраженность реакций про- и антиоксидантных систем у испытуемых в значительной степени определяются уровнем ДВГО. При отсутствии ДВГО оксида-тивный стресс развивается на 24 ч позже на фоне прогрессирующего увеличения активности СОД, а при уровне ДВГО 0-1 балл ОС развивается сразу после декомпрессии, что сопровождается угнетением активности СОД через 24 ч после гипербарического воздействия. Выявленные особенности развития ОС после декомпрессии могут являться лабораторными маркерами функционального состояния организма водолазов.

Исследование взаимосвязи показателей про- и антиоксидантного статуса испытуемых со степенью тяжести ОДБ с помощью многомерного регрессионного анализа позволило создать информативную (]12=0,88, р<0,003, Бо=0, 17 балла) прогностическую математическую модель (2), которая может использоваться для уточнения степени тяжести ОДБ у пострадавших:

Ст.тОДБ = -3,97+0,13х[МДА0ч]+0,13х[СОДисх]+0,33><[МДАисх]-0,01х[5Н0ч], (2)

где: Ст.тОДБ — степень тяжести ОДБ в баллах; -3,97 - константа регрессионного уравнения, р<0,007; 0,13 - нестандартизованный коэффициент регрессии В для МДАОч, р=0,0002; МДАОч - концентрация малонового диальдегида сразу после декомпрессии в мкмоль/л; 0,13 - нестандартизованный коэффициент регрессии В для СОДисх, р=0,004; СОДисх - активность супероксиддисмутазы до воздействия гипербарии в усл.ед/мл; 0,33 - нестандартизованный коэффициент регрессии В для МДАисх, р=0,02; МДАисх - концентрация малонового диальдегида до воздействия гипербарии в мкмоль/л; -0,01 - нестандартизованный коэффициент регрессии В для ЭНОч, р=0,03; БНОч - концентрация меркапто-тиоловых групп сразу после декомпрессии в мкмоль/л.

Таким образом, ОС является одним из патобиохимических механизмов развития ОДБ, который проявляется увеличением концентрации МДА, уменьшением концентрации БН-групп и уменьшением активности СОД в плазме крови, а особенности его развития после декомпрессии могут служить лабораторными маркерами степени тяжести ОДБ.

4. Использование метаболического цитопротектора ремаксол как средства фармакологической профилактики ОДБ в эксперименте

В результате проведенных исследований установлено, что гипербарические воздействия на животных с различной интенсивностью ДВГО вызывает активацию ПОЛ на фоне недостаточности СОД и уменьшения концентрации БН-групп с развитием ОС. Это послужило основанием для использования метаболического цитопротектора ремаксола в качестве средства фармакологической профилактики ОДБ.

Антиоксидантное действие препарата на фоне ОДБ может быть обусловлено фармакологическими свойствами его активных компонентов (Ремаксол, 2010). В частности показано, что янтарная кислота, являющаяся продуктом 5 и субстратом 6 реакции цикла трикарбоновых кислот Креб-са, уменьшает концентрацию в крови лактата, пирувата и цитрата, накапливающихся на ранних

стадиях гипоксии, восстанавливает активность цитохромоксидазы и улучшает микроциркуляцию (Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П., 2000; Зарубина И.В., Шабанов П.Д., 2004). Кроме того, янтарная кислота способна эффективно обезвреживать свободные радикалы (гидроксильный и суперанионра-дикалы). Никотинамид стимулирует активацию НАД-зависимых ферментов, а также активацию антиоксидантных систем убихиноновых редуктаз, защищающих мембраны клеток от разрушения свободными радикалами, является селективным ингибитором фермента поли-АДФ-рибозилсинтетазы, образующегося при ишемии и приводящего к дисфункции внутриклеточных белков и последующему апоптозу (Лукьянова Л.Д., 2005). Рибоксин (инозин) стимулирует анаэробный гликолиз, ингибирует фермент ксантиноксидазу, подавляя реакции свободнорадикально-го окисления; активирует синтез НАД в митохондриях (Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П., 2000).

Таким образом, ремаксол обладает выраженной антиоксидантной активностью (Кожока Т.Г., 2007).

У выживших после неадекватной декомпрессии кроликов ОГ5 при уровне ДВГО 3-4 балла на фоне предварительного в/в введения ремаксола по сравнению с показателями животных ОГ4 без фармакологической поддержки отмечено уменьшение концентраций БН-групп до 2,8 раз в интервале 0-24 ч после гипербарического воздействия. При этом отмечено увеличение концентрации МДА через 6 и 24 ч после декомпрессии в 1,2 раза на фоне увеличения активности СОД в интервале 3-24 ч после декомпрессии также в 1,2 раза.

Выявленные биохимические изменения у кроликов ОГ5 могут свидетельствовать о напряжении АОС, не приводящем к интенсификации процессов ПОЛ в интервале 0-6 ч после декомпрессии. Тем не менее, признаки ОС у животных появляются через 6 ч после декомпрессии и продолжаются до 24 ч наблюдения.

Таким образом, однократное в/в введение ремаксола животным до гипербарического воздействия уменьшает прооксидантное действие гипербарии на протяжении, как минимум, 6 ч после декомпрессии. Вместе с тем, активация процессов ПОЛ через 24 ч после декомпрессии, вероятно, диктует необходимость более частого введения ремаксола, т.е. проведения поддерживающей метаболической терапии.

Терапевтический эффект ремаксола при ОДБ у животных сравнивался с пассивным плацебо (0,9% р-ром ЫаС1) с помощью статистических показателей, широко применяемых в клинических и эпидемиологических исследованиях (Флетчер Р., 1998; Юнкеров В.И. и соавт., 2002; Реброва О.Ю., 2002; Гринхальх Т., 2006; Григорьев С.Г., Евдокимов В.И., 2008).

Оказалось, что превентивное в/в введение ремаксола повышает абсолютную вероятность выживания при ОДБ на 100% (против 5% при использовании плацебо), «терапевтическая польза» ремаксола составляет 40% (против 2% при использовании плацебо), число больных животных, которых необходимо лечить ремаксолом в течение 24 ч, чтобы достичь выживания или предотвратить летальный исход у одного больного ОДБ животного составляет 2,5 (против 50 при использовании плацебо).

Расчеты показали, что профилактическое в/в введение ремаксола практически в 6 раз увеличивает шансы выживания экспериментальных животных при ОДБ при том, что отношение шансов выживания и летального исхода при применении изотонического р-ра №С1 составляет примерно 50/50% (отношение = 1,06). Кроме того, превентивное в/в введение ремаксола увеличивает выживаемость животных при ОДБ тяжелой степени до 80% (против 42% при применении 0,9% р-ра ЖС1) и время дожития до 160 мин против 53 мин, соответственно.

5. Оценка про- и антиоксидантного статуса животных при последовательном воздействии гипербарического и гипобарического факторов с различными интервалами времени между ними

Изменения про- и антиоксидантного статуса у животных после сочетанного воздействия гипер- и гипобарии с различными интервалами времени между ними представлены на рис. 3.

А

Б

В

Рис.3. Динамика концентраций малонового диальдегида (А), меркаптотиоловых групп (В) и активности супероксиддисмутазы (Б) в плазме крови животных при различных постдекомпресси-онных интервалах перед воздействием гипобарии (Ме; ИР) Примечания:

1. И - достоверные различия по сравнению с исходными показателями (р<0,05);

2. И= - существенные различия по сравнению с показателями в контрольной группе (р<0,07);

3. К - достоверные различия по сравнению с показателями в контрольной группе животных (р<0,05);

4. К= - существенные различия по сравнению с показателями в контрольной группе животных (р<0,07).

Полученные данные свидетельствуют о развитии у животных ОС, в течении которого прослеживаются «светлые промежутки» при постдекомпрессионных интервалах в 3 и 12 ч.

При этом тенденция к активации ПОЛ сразу после эксперимента при 3-х часовом постдеком-прессионном интервале носит, видимо, адаптационный характер, а реакция СОД является чрезмерной, что сопровождается умеренным истощением пула БН-групп. По этим признакам 3-х часовой постдекомпрессионный интервал перед воздействием гипобарии является приемлемым и относительно безопасным.

Постдекомпрессионный интервал в 6 часов перед воздействием гипобарии может быть небезопасным, так как при таком режиме воздействия измененным давлением воздуха у животных реакция АОС является недостаточной и не сдерживает процессы ПОЛ до 12 ч после эксперимента.

При 12-ти часовом постдекомпрессионном интервале перед воздействием гипобарии у животных реакция АОС характеризуется избыточной активацией СОД с умеренным расходованием пула БН-групп, что сопровождается редукцией процессов ПОЛ. Исходя из состояния про- и антиок-сидантных систем у животных 12-ти часовой постдекомпрессионный интервал перед воздействием гипобарии может являться относительно безопасным.

Динамика взаимоотношений про- и антиоксидантных систем при последовательном воздействии повышенного и пониженного давления воздуха с 24-х часовым интервалом между ними характеризуется развитием ОС в интервалах 0-3 ч и 12-48 ч после эксперимента на фоне недостаточной активации СОД и постепенного (по времени) истощения пула БН-групп. Продолжительный ОС при таком режиме воздействия измененным давлением воздуха может представлять угрозу для эффективности метаболизма клеток. Поэтому 24-х часовой постдекомпрессионный интервал перед воздействием гипобарии является опасным и может провоцировать развитие ОДБ.

Таким образом, интервалы времени до 24-х ч между воздействиями сжатым и разреженным воздухом с учетом развития у животных ОС можно считать небезопасными, так как даже суток после воздействия гипербарии, по всей видимости, недостаточно для полного рассыщения организма от индифферентных газов.

ВЫВОДЫ

1. Основными клинико-лабораторными показателями, позволяющими оценить степень тяжести острой декомпрессионной болезни, являются: количество лейкоцитов, сегментоядерных нейтро-фильных лейкоцитов, эозинофилов, моноцитов, СОЭ, а также концентрация глюкозы, мочевины, натрия и калия, активность аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы в крови.

2. Регрессионное уравнение ОДБст.т = 0,17+0,73*[ДВГО], полученное на основе исследования зависимости уровня декомпрессионного внутрисосудистого газообразования и степени тяжести острой декомпрессионной болезни, позволяет рассчитать степень тяжести острой декомпрессионной болезни.

3. Одним из основных патобиохимических механизмов развития острой декомпрессионной болезни является оксидативный стресс, который проявляется увеличением концентрации малонового диальдегида, уменьшением концентрации меркаптотиоловых групп и активности супероксид-дисмутазы в плазме крови.

4. Концентрация меркаптотиоловых групп в плазме крови животных в течение 48 часов после декомпрессии имеет обратную статистически достоверную связь с уровнем декомпрессионного внутрисосудистого газообразования, что позволяет предложить этот тест в качестве лабораторного критерия для ранней диагностики острой декомпрессионной болезни.

5. Профилактическое и лечебное применение препаратов с антиоксидантными свойствами (в частности, ремаксола) при острой декомпрессионной болезни у животных в эксперименте сдерживает развитие оксидативного стресса, что проявляется увеличением выживаемости и времени дожития.

6. Гипобарическое воздействие после гипербарии с интервалом времени между ними 24 часа вызывает у животных комплекс биохимических изменений по типу оксидативного стресса, что

может провоцировать развитие острой декомпрессионной болезни. При этом следует отметить, что при интервалах между воздействиями гипербарического и гипобарического факторов в 3 и 12 часов отмечается тенденция к гармонизации показателей перекисного окисления липидов на фоне выраженной реакции антиоксидантной системы, что может свидетельствовать о наличии «светлых промежутков» в течении оксидативного стресса.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В программу медицинского обследования водолазов до и после декомпрессии целесообразно включить общеклинические исследования крови с определением количества эритроцитов, лейкоцитов, сегментоядерных нейтрофильных лейкоцитов, моноцитов, юных форм нейтрофилов и плазматических клеток, цветового показателя, СОЭ и концентрации гемоглобина в периферической крови, а также биохимические исследования плазмы крови с определением концентрации глюкозы, мочевины, ионов натрия и калия, активности аспартатаминотрансферазы и аланинами-нотрансферазы.

2. Для диагностики острой декомпрессионной болезни у водолазов в программу лабораторного обследования целесообразно включить определение в плазме крови концентраций малонового ди-альдегида и меркаптотиоловых групп, а также активности супероксиддисмутазы; при этом степень тяжести острой декомпрессионной болезни в баллах может быть рассчитана с помощью предложенного нами на основе регрессионного анализа уравнения:

Ст.тОДБ = -3,97+0,13 х [МДА0ч]+0,13 * [СОДисх]+0,33 * [МДАисх]-0,01 х [БНОч].

3. Для профилактики и лечения острой декомпрессионной болезни у водолазов с помощью фармакологических средств целесообразно рекомендовать проведение дальнейших клинических исследований препаратов из группы метаболических цитопротекторов (например, ремаксола).

4. При проведении хронических экспериментов с использованием лабораторных животных (кроликов) целесообразно использовать разработанный нами оригинальный способ многократного забора венозной крови с помощью игл для внутримышечных инъекций, который позволяет благодаря малой травматичности и компенсации объема циркулирующей крови животного многократно забирать небольшие количества крови, что практически не влияет на изменчивость лабораторных показателей.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Старков A.B., Старовойт A.B. Экстракорпоральная вено-венозная десатурация крови как способ лечения декомпрессионной болезни в чрезвычайных ситуациях // Человек и его здоровье: сб. материалов 6 Всерос. мед.-биол. конф. молодых исследователей. - СПб., 2003 г. - С. 157-158 (авторский вклад 50%);

2. Винничук H.H., Старков A.B., Старовойт A.B. Совершенствование медицинского обеспечения боевых пловцов // Актуальные вопросы обитаемости кораблей и медицинского обеспечения личного состава ВМФ: сб. материалов конф. молодых специалистов, посвящ. 40-летию образования Учёного Совета. - СПб., 1 ЦНИИ МО РФ, 2004 г. - С. 46. - Инв. №10798. Секретно (авторский вклад 30%);

3. Винничук H.H. Новый способ лечения декомпрессионной болезни / H.H. Винничук, A.B. Старков, A.B. Старовойт, A.A. Мясников: сб. тр. каф. патофизиологии ВМедА. - СПб., 2004 г. - С. 22-23 (авторский вклад 25%);

4. Винничук H.H. Показатели перекисного окисления липидов животных в условиях измененного давления газовой среды / H.H. Винничук, A.B. Жлоба, A.B. Старков, A.B. Старовойт, А.Ю. Бутов: сб. материалов науч.-практ. конф., посвящ. 50-летию 135 поликлиники ВМФ. - СПб., 2004 г. - С. 171-172 (авторский вклад 40%);

5. Винничук H.H., Старков A.B., Старовойт A.B. Новое в лечении декомпрессионной болезни // Актуальные проблемы обитаемости и медицинского обеспечения личного состава ВМФ: сб. материалов науч.-практ. конф., посвящ. 80-летию со дня рожд. академика Тиунова JI.A. - СПб. : 1 ЦНИИ МО РФ, 2004 г. - С. 65-66 (авторский вклад 30%);

6. Старков A.B., Старовойт A.B. Кислотно-основное состояние при декомпрессионной болезни и его коррекция способом экстракорпоральной десатурации // Санкт-Петербургские научные чтения: сб. материалов 6 науч.-практ. конф. с междунар. участием. - СПб., 2004 г. - С. 209 (авторский вклад 50%);

7. Старков A.B. Перекисное окисление липидов и состояние антиоксидантной системы животных в условиях измененного давления газовой среды / A.B. Старков, Л.А. Александрова, A.B. Старовойт, A.A. Мясников // Санкт-Петербургские научные чтения: сб. материалов 6 науч.-практ. конф. с междунар. участием. - СПб., 2004 г. - С. 223 (авторский вклад 40%);

8. Винничук H.H., Старков A.B., Старовойт A.B. Экстремальные ситуации и декомпрессионная болезнь // Медико-экологические проблемы лиц экстремальных профессий: работоспособность, здоровье, реабилитация и экспертиза профессиональной пригодности: сб. материалов 4 междунар. науч.-практ. конгр. - М., 2004 г. - С. 229 (авторский вклад 40%);

9. Мясников A.A. Перекисное окисление липидов и состояние антиоксидантной системы после гипербарического воздействия / A.A. Мясников, A.B. Старков, Л.А. Александрова, A.B. Старовойт // Медико-экологические проблемы лиц экстремальных профессий: работоспособность, здоровье, реабилитация и экспертиза профессиональной пригодности: сб. материалов 4 междунар. науч.-практ. конгр. - М., 2004 г. - С. 232 (авторский вклад 70%);

10. Винничук H.H., Старков A.B., Старовойт A.B. Гидроволемические показатели у животных при декомпрессионной болезни и их коррекция в чрезвычайных ситуациях // Актуальные вопросы здоровья и среды обитания современного человека: сб. материалов 2 Всерос. науч. конф., посвящ. 15-летию образования мед. фак., 10-летию экологич. фак., 5-летию ин-та медицины, экологии и фак. физической культуры и реабилитации. - Ульяновск, 2005 г. - С. 17-18 (авторский вклад 30%);

11. Старовойт A.B. Влияние умеренной гипобарии на перекисное окисление липидов и компоненты антиоксидантной системы в крови лабораторных животных / A.B. Старовойт, A.B. Старков, A.A. Мясников, А.Ю. Шитов // Актуальные вопросы здоровья и среды обитания современного человека: сб. материалов 2 Всерос. науч. конф., посвящ. 15-летию образования мед. фак., 10-летию экологич. фак., 5-летию ин-та медицины, экологии и фак. физической культуры и реабилитации. -Ульяновск, 2005 г. - С. 108-109 (авторский вклад 60%);

12. Старков A.B. Влияние режимов декомпрессии на процессы перекисного окисления липидов и состояние антиоксидантной системы лабораторных животных / A.B. Старков, A.B. Старовойт, А.Ю. Шитов, A.A. Мясников: сб. материалов 6 Всеарм. науч.-практ. конф. «Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных». - СПб., 2006 г. - С. 77-78 (авторский вклад 60%);

13. Старков A.B. Влияние режимов декомпрессии на процессы перекисного окисления липидов и состояние антиоксидантной системы человека / A.B. Старков, A.B. Старовойт, А.Ю. Шитов, A.A. Мясников: сб. материалов 6 Всеарм. науч.-практ. конф. «Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных». - СПб., 2006 г. - С. 78-79 (авторский вклад 60%);

14. Старков A.B. Применение антиоксиданта ремаксола с целью профилактики декомпрессионной болезни в эксперименте / A.B. Старков, A.B. Старовойт, А.Ю. Шитов, A.A. Мясников: сб. материалов 6 Всеарм. науч.-практ. конф. «Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных». - СПб., 2006 г. - С. 80-81 (авторский вклад 60%);

15. Старков A.B. Применение ремаксола для экстренной профилактики декомпрессионной болезни / A.B. Старков, A.B. Старовойт, А.Ю. Шитов, A.A. Мясников // Актуальные вопросы повышения работоспособности и восстановления здоровья военнослужащих и гражданского населения в условиях чрезвычайных ситуаций: сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 40-летию науч.-исслед. отд. обитаемости и проф. отбора НИЦ ВМедА. - СПб.: ВМедА, 2006 г. - С. 209-210 (авторский вклад 60%);

16. Старовойт A.B. Влияние давления газовой среды на состояние антиоксидантной системы // Актуальные вопросы повышения работоспособности и восстановления здоровья военнослужащих и гражданского населения в условиях чрезвычайных ситуаций: сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 40-летию науч.-исслед. отд. обитаемости и проф. отбора НИЦ ВМедА. -СПб.: ВМедА, 2006 г. - С. 289-290 (авторский вклад 100%);

17. Мясников A.A. Экскреторная функция почек у испытуемых, имеющих различную исходную устойчивость к декомпрессионной болезни / A.A. Мясников, Ю.Н. Согрин, А.Ю. Шитов, О.И. Падалка, A.B. Старков, A.B. Старовойт // Учен. зап. С.-Петербург, гос. мед. унта им. акад. И.П. Павлова. - 2006. - Т. 13, № 4. - С. 91-94 (авторский вклад 30%);

18. Мясников A.A. Использование методики ультразвуковой эхо-локации кровотока для изучения особенностей декомпрессионного газообразования в эксперименте / A.A. Мясников, А.Ю. Шитов, A.B. Старков, A.B. Старовойт // Регионар. кровообращение и микроциркуляция, - 2007. - Т. 6, № 1 [21]. - С. 169-171 (авторский вклад 40%);

19. Мясников A.A. Способ определения индивидуальной устойчивости кроликов к декомпрессионной болезни / A.A. Мясников, А.Ю. Шитов, A.B. Старовойт, A.B. Старков // Усовершенствование способов и аппаратуры, применяемых в учебном процессе, медико-биологических исследованиях и клинической практике : сб. изобретений и рац. предложений. - СПб.: ВМедА, Вып. 38. -2007 г. - С. 75-76 (авторский вклад 40%);

20. Старков A.B. Применение антиоксиданта ремаксола с целью экстренной профилактики тяжелой декомпрессионной болезни при чрезвычайных ситуациях / A.B. Старков, A.B. Старовойт, А.Ю. Шитов, A.A. Мясников // Сб. материалов юбил. науч.-практ. конф., посвящ. 50-летию воен.-мор. каф. Смолен, гос. мед. акад. «Современные проблемы медицинского обеспечения обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций». - Смоленск, 2007. - С. 173-178 (авторский вклад 40%);

21. Мясников A.A. Исследование декомпрессионных характеристик организма кроликов с использованием методики ультразвуковой эхолокации кровотока, основанной на принципе Доппле-ра / A.A. Мясников, А.Ю. Шитов, A.B. Старков, A.B. Старовойт // Мор. мед. журн. - 2008. - Т. 10, № 1/2 (январь-апрель). - С. 29-30 (авторский вклад 40%);

22. Старков A.B., Старовойт A.B., Шитов А.Ю. Влияние режимов декомпрессии на процессы перекисного окисления липидов и состояние антиоксидантной системы человека // Сб. материалов 7 всеарм. науч.-практ. конф. «Баротерапия в комплексном лечении раненых, больных и пораженных». - СПб.: ВМедА, 2009. - С. 75-76 (авторский вклад 60%);

23. Старовойт A.B., Шитов А.Ю., Старков A.B. Применение метаболической терапии для экстренной профилактики декомпрессионной болезни // Сб. материалов 7 всеарм. науч.-практ. конф. «Баротерапия в комплексном лечении раненых, больных и пораженных». - СПб.: ВМедА, 2009. -С. 76-77 (авторский вклад 60%);

24. Шитов А.Ю., Турковский И.И., Старовойт A.B. Микроволновая радиоспектроскопическая диэлектрометрия, как метод оценки состояния структурной организации воды организма, подвергшегося воздействию повышенного давления газовой среды // Сб. материалов 7 всеарм. науч.-практ. конф. «Баротерапия в комплексном лечении раненых, больных и пораженных». - СПб.: ВМедА, 2009. - С. 85-87 (авторский вклад 40%);

25. Старовойт A.B., Старков A.B., Мясников A.A. Состояние перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы лабораторных животных в условиях умеренной гипобарии // Сб. материалов 7 всеарм. науч.-практ. конф. «Баротерапия в комплексном лечении раненых, больных и пораженных». - СПб.: ВМедА, 2009. - С. 112 (авторский вклад 70%);

26. Пастушенков B.JL, Мясников A.A., Старовойт A.B. Состояние системы глутатиона у испытуемых при различных вариантах гипербарического воздействия // Сб. материалов межрегион, конф. с междунар. участием, посвящ. 100-летию каф. биол. химии с курсом биоорган, химии «Со-

временные подходы к метаболической коррекции в профилактике и терапии». - СПб., 2009. - С. 101-106 (авторский вклад 70%);

27. Старовойт A.B., Мясников A.A., Шитов А.Ю. Влияние умеренной гипобарии на перекисное окисление липидов и компоненты антиоксидантной системы в крови лабораторных животных // Сб. материалов межрегион, конф. с междунар. участием, посвящ. 100-летию каф. биол. химии с курсом биоорган, химии «Современные подходы к метаболической коррекции в профилактике и терапии». - СПб., 2009. - С. 116-120 (авторский вклад 70%);

28. Старовойт A.B., Шитов А.Ю., Мясников A.A. Влияние режимов декомпрессии на процессы перекисного окисления липидов и состояние антиоксидантной системы лабораторных животных и человека // Сб. материалов межрегион, конф. с междунар. участием, посвящ. 100-летию каф. биол. химии с курсом биоорган, химии «Современные подходы к метаболической коррекции в профилактике и терапии». - СПб., 2009. - С. 121-126 (авторский вклад 70%);

29. Старовойт A.B., Шитов А.Ю., Мясников A.A. Применение антиоксиданта ремаксола с целью экстренной профилактики острой декомпрессионной болезни тяжелой степени в эксперименте // Сб. материалов межрегион, конф. с междунар. участием, посвящ. 100-летию каф. биол. химии с курсом биоорган, химии «Современные подходы к метаболической коррекции в профилактике и терапии». - СПб., 2009. - С. 127-132 (авторский вклад 80%);

30. Старовойт A.B. Способ многократного забора венозной крови у кролика в хроническом эксперименте / A.B. Старовойт, A.B. Старков, А.Ю. Шитов, A.A. Мясников // Усовершенствование способов и аппаратуры, применяемых в учебном процессе, медико-биологических исследованиях и клинической практике: сб. изобретений и рац. предложений. - СПб.: ВМедА, Вып. 41. -2010 г. - С. 111-114 (авторский вклад 70%);

31. Пастушеиков ВЛ. Оценка эффективности метаболических цитопротекторов при экстренной профилактике острой декомпрессионной болезни в эксперименте / BJI. Пастушеиков , A.B. Старовойт, А.Ю. Шитов, A.A. Мясников, A.B. Старков Н Мед.-биол. и социал.-психол. проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. - 2010. - № 4, Ч. 2. - С. 32-39 (авторский вклад 60%);

32. Старовойт A.B. Применение метаболического цитопротектора ремаксола® с целью экстренного повышения устойчивости к острой декомпрессионной болезни / A.B. Старовойт, ВЛ. Пастушеиков, А.Ю. Шитов, A.A. Мясников // Медицина труда и пром. экология. - 2010. - № 9. - С. 40-45 (авторский вклад 70%);

33. Мясников A.A. Способ определения степени тяжести острой декомпрессионной болезни у лабораторных животных / A.A. Мясников, B.JI. Пастушеиков, A.B. Старовойт, A.B. Старков, А.Ю. Шитов // Инновационная деятельность в Вооруженных Силах РФ: тр. всеарм. науч.-практ. конф. -СПб.: ВАС, 2010 г. - С. 336 (авторский вклад 60%);

34. Старовойт A.B., Пастушеиков В.Л. Способ оценки функции выживания при острой декомпрессионной болезни // Инновационная деятельность в Вооруженных Силах РФ: тр. всеарм. науч.-практ. конф. - СПб.: ВАС, 2010 г. - С. 368-373 (авторский вклад 80%).

35. Зухурова М.А. Гипоксическое и фармакологическое прекондиционирование как механизмы защиты при фокальной ишемии головного мозга крысы / М.А. Зухурова, A.B. Старков, A.B. Старовойт, A.A. Барковская, Т.Д. Власов // Регионар. кровообращение и микроциркуляция. - 2010. - Т. 9, № 3 135]. - С. 84-89 (авторский вклад 30%);

36. Патент 2370204 РФ МПК А 61 В 5/00 Способ определения степени индивидуальной устойчивости к декомпрессионной болезни / A.A. Мясников, А.Ю. Шитов, A.B. Старовойт, A.B. Старков ; Воен.-мед. акад. им. С.М. Кирова. -№ 2006139481/14 ; заявл. 07.11.2006 ; опубл. 20.10.2009, Бюл., 29. - 5 с. (авторский вклад 30%);

37. Заявка 2010128348 РФ Способ определения степени тяжести острой декомпрессионной болезни / A.B. Старовойт, В.Л. Пастушеиков, А.Ю. Шитов, A.A. Мясников, A.B. Старков, Б.Л. Макеев ; Воен.-мед. акад. им. С.М. Кирова. - Заявл. 08.07.2010 (авторский вклад 30%);

38. Заявка 2011101481 РФ Способ профилактики острой декомпрессионной болезни / A.B. Старовойт, А.Ю. Шитов, Б.Л. Макеев // ; Воен.-мед. акад. им. С.М. Кирова. - Заявл. 12.01.2011 (авторский вклад 80%);

39. Клинико-лабораторная оценка метаболических нарушений при воздействии повышенного и пониженного давления и подходы к их коррекции [Рукопись] : отчет о НИР (заключительный) / Главное воен.-мед. упр. М-ва Обороны Рос. Федерации, Воен.-мед. акад. им. С.М. Кирова ; науч. рук. A.M. Иванов ; отв. исполн. A.B. Старовойт. - СПб.; [б.и.], 2011. - 305, [2] л. : цв. ил. - Библи-огр.: с. 270-287 (авторский вклад 80%).

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АОС - антиоксидантная система;

АЛТ - аланинаминотрансфераза, КФ 2.6.1;

ACT - аспартатаминотрансфераза, КФ 2.6.1;

ДБ - декомпрессионная болезнь;

двго - декомпрессионное внутрисосудистое газообразование;

ИР - интерквартильный размах (значения между 25 и 75 перцентилями);

МДА - малоновый диальдегид;

ОДБ - острая декомпрессионная болезнь;

ОС - оксидативный стресс;

ПОЛ - перекисное окисление липидов;

СОД - супероксиддисмутаза, КФ 1.15.1.1;

соэ - скорость оседания эритроцитов;

Me - медиана;

SH - сульфгидрильная (меркаптотиоловая) группа.

Подписано в печать 18.07.11 Формат 60x84Vi6 Цифровая Печ. л. 1.25 Уч.-издл. 1.25 Тираж 140 Заказ 05/08 печать _

Отпечатано в типографии «Фалкон Принт» (197101, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Пушкарская, д. 54, офис 8)

Актуальность исследования. С каждым годом увеличивается число людей, выполняющих свои профессиональные обязанности в условиях измененного давления водной и газовой среды, а также аквалангистов-любителей (Мясников A.A., 2001, 2008; Следков А.Ю., 2001, 2002; Андрусенко А.Н., 2010).

Среди специфической патологии водолазов, как по частоте возникновения, так и по тяжести, декомпрессионная болезнь (ДБ) занимает ведущее место (Нессирио Б.А., 2002; Винничук H.H. с соавт., 2004; Головяшкин Г.В., Глушков В.А., 2006; Hamilton R.W. et al, 2003; Thorsen E., 2003). Причем как y профессиональных водолазов со стажем, так и у аквалангистов-любителей, существует высокая вероятность возникновения хронической формы ДБ (Мясников A.A. с соавт., 2003; Broom J.R. et al, 1995).

По данным Divers Alert Network за 2005 г. (Divers Alert Network, 2005), в структуре всех профессиональных заболеваний людей, работающих в условиях повышенного давления газовой среды, ДБ составляет 80-90%. Частота развития ДБ при аварийном выходе подводников методом свободного всплытия из затонувшей подводной лодки составляет от 80 до 100% от числа спасенных (Синьков А.П., 2004).

В последнее время в связи с увеличением числа спецподразделений, работающих в особых условиях, водолазы после погружения под воду используют авиационный транспорт, тем самым подвергаются воздействию разреженного воздуха, что как на практике, так и в эксперименте, значительно повышает вероятность развития ДБ (Граменицкий П.М. с соавт., 1964; Мясников А.П. с соавт., 2006).

Тяжелые нарушения микроциркуляции вследствие декомпрессионного внутрисосудистого газообразования (ДВГО) неизбежно приводят к тканевой гипоксии и эндогенной интоксикации на фоне активного протекания свобод-норадикальных процессов (Панкин В.З. с соавт., 2001; Hess M.L. et al, 1984;

Hansen P.R., 1995; Bilenko M.V., 2001). При этом, тканевая гипоксия и мик-роциркуляторные нарушения, как правило, возникают раньше, а восстанавливаются значительно позже, чем ведущие клинические проявления заболеваний (Шанин В.Ю., 1996,2004). - ■ ;

Вместе с тем, установлено, что повышенное давление оказывает на организм не только специфическое влияние, обусловленное избыточным парциальным давлением газов в составе сжатого воздуха или искусственных дыхательных смесей, но и является неспецифическим раздражителем, вызывающим стресс (Сапов И.А. с соавт., 1984; Нессирио Б.А., 2002; Андрусенко А.Н.,2010). '

Все выше перечисленные патофизиологические процессы реализуется на биохимическом уровне оксидативным стрессом (ОС). При этом ОС является типовым и универсальным патобиохимическим механизмом повреждения клеточных структур (Зенков Н.К. с соавт., 2001; ХавинсонВ.Хс соавт., 2003; Grune T. et al, 2000; Kovacic P. et al, 2001; Schoonover L.L., 2001).

Не смотря на важность процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и состояния антиоксидантной системы (АОС) при ДБ, в доступной нам научной литературе в области гипербарической физиологии мы не встретили достаточного количества комплексных работ посвященных исследованию действия последовательно изменяющегося давления газовой среды (повышение, уменьшение до атмосферного, разрежение, повышение до атмосферного).

В основном эти работы посвящены механизмам свободнорадикального повреждения в случае ишемии миокарда, печени, головного мозга в эксперименте (Новожилова А.П. с соавт., 1999; Винничук Н.Н. с соавт., 2005; Mishra O.P. et al., 1999; Dromsky D.M. et al., 2000; Lewen A. et al, 2000), a также при гипоксической гипоксии (Новиков B.C. с соавт., 2000; Mishra O.P., Delivoria-Papadopoulos M., 1999).

Вместе с тем другие варианты воздействия повышенного давления, в том числе и комбинированные с воздействием разреженного воздуха, с позиций свободнорадикальной теории остаются мало исследованными.

Второй не менее значимой проблемой в гипербарической медицине является разработка информативных критериев оценки состояния организма при воздействии на него повышенного и, в ряде случаев, пониженного давления. В настоящее время фактически нет объективных критериев, позволяющих оценить степень тяжести ДБ за исключением ьслинико-физиологических методов на основе оценки ДВГО, которые не всегда позволяют надежно оценить состояние пациента, и, как следствие, - вовремя назначить соответствующее лечение. Также практически не разработаны кли-нико-лабораторные критерии оценки степени тяжести острой декомпресси-онной болезни (ОДБ).

Исходя из значимости свободнорадикальных процессов в патогенезе ДБ мы предположили, что значимыми клинико-лабораторными критериями при оценке декомпрессионных расстройств могут являться показатели интенсивности ПОЛ и состояния АОС, а также другие лабораторные показатели, отражающие метаболические и клеточные реакции организма на воздействие повышенного и, в ряде случаев, пониженного давления.

Таким образом, теоретическая и практическая важность исследования механизмов активации ПОЛ, состояния АОС при изменении давления газовой среды, а также поиск методов диагностики, патогенетической профилактики и лечения ОДБ определили цель и задачи настоящей работы.

Цель исследования заключалась в оценке метаболических нарушений, происходящих в организме при воздействии повышенного и пониженного давления воздуха для совершенствования диагностики, профилактики и лечения острой декомпрессионной болезни.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать основные клинико-лабораторные, клинико-физиологические и биохимические показатели для определения их значимости в оценке степени тяжести острой декомпрессионной болезни.

2. Исследовать механизмы развития оксидативного стресса как ведущего патобиохимического процесса при острой декомпрессионной болезни.

3. Предложить лабораторные тесты диагностики оксидативного стресса в качестве наиболее информативных и ранних критериев развития острой декомпрессионной болезни.

4. Научно обосновать предложения по фармакологической профилактике и метаболической терапии острой декомпрессионной болезни.

5. Для установления опасного постдекомпрессионного периода времени перед воздействием гипобарии исследовать про- и антиоксидантный статус животных при последовательном воздействии гипербарического и гипобари-ческого факторов.

Научная новизна исследования

На основе показателей уровня декомпрессионного внутрисосудистого газообразования разработаны прогностические математические модели для оценки степени тяжести О ДБ.

Полученные в работе данные о метаболических процессах пероксидации и формирования ОС при гипербарических воздействиях на организм животных и человека значительно уточняют и дополняют патогенез ДБ.

При этом доказано, что ведущим патобиохимическим звеном развития ОС при О ДБ является недостаточность факторов антиоксидантной защиты.

Установлено, что лабораторные признаки ОС после декомпрессии появляются раньше, чем акустические признаки декомпрессионных газовых пузырьков. Это позволяет предложить для ранней диагностики декомпрессионных нарушений лабораторные критерии ОС.

Полученные в исследовании данные создают предпосылки для целенаправленного поиска высокоэффективных средств патогенетической терапии и профилактики декомпрессионных нарушений среди метаболических цито-протекторов. Так, экспериментально обоснована возможность включения в схему фармакологической профилактики и комплексной терапии ДБ препаратов, обладающих антиоксидантными свойствами.

Положения, выносимые на защиту:

1) основные клинико-лабораторные и биохимические показатели крови, а также уровень декомпрессионного внутрисосудистого газообразования являются объективными критериями для диагностики степени тяжести острой декомпрессионной болезни;

2) установлено, что у лабораторных животных и испытуемых при воздействии повышенного давления воздуха происходит интенсификация пере-кисного окисления липидов, приводящая к формированию оксидативного стресса;

3) определяющим в развитии оксидативного стресса при острой декомпрессионной болезни является недостаточность факторов антиоксидантной защиты;

4) лабораторные показатели оксидативного стресса являются информативными и ранними критериями развития декомпрессионных нарушений;

5) фармакологическая профилактика и метаболическая коррекция оксидативного стресса у лабораторных животных в эксперименте при , острой декомпрессионной болезни тяжелой степени может осуществляться метаболическими цитопротекторами с антиоксидантными свойствами;

6) постдекомпрессионный интервал в 24 ч перед воздействием гипоба-рии вызывает у животных комплекс изменений по типу оксидативного стресса, что может провоцировать развитие острой декомпрессионной болезни.

Теоретическая й практическая значимость

Выявленные изменения процессов пероксидации при экспериментальных гипербарических воздействиях с декомпрессией, выполненной как по рабочим режимам, так и с их нарушением, уточняют патогенез декомпрессионной болезни. Недостаточность АОС при развитии ДБ и ее доклинических форм создает предпосылки для целенаправленного поиска высокоэффективных средств патогенетической терапии и профилактики декомпрессионных нарушений среди метаболических цитопротекторов.

Обоснована возможность включения в схему комплексной терапии де-компрессионной болезни и ее экстренной профилактики ремаксола - инновационного метаболического цитопротектора, обладающего антиоксидантными свойствами. Использование ремаксола как патогенетического средства экстренной профилактики тяжелых форм декомпрессионной болезни в эксперименте значительно повышает выживаемость и время дожития лабораторных животных.

Физиологически обоснована длительность опасных постдекомпрессион-ных интервалов после воздушной декомпрессии по рабочему режиму при отсутствии ДВГО перед воздействием гипобарии.

Реализация результатов исследования

Результаты работы реализованы в отчете по теме НИР «Клинико-лабораторная оценка метаболических нарушений при воздействии повышенного и пониженного давления и подходы к их коррекции» (№VMA.0312.08.0911/0284, шифр «Оценка», 2011).

По результатам исследования получен Патент на изобретение №2370204 «Способ определения степени индивидуальной устойчивости к декомпрессионной болезни» (зарегистрирован в Государственном реестре изобретений РФ 20.10.2009 г.), оформлены заявки на предполагаемые изобретения «Способ определения степени тяжести острой декомпрессионной болезни» (приоритетная справка регистрационный №2010128348 от 08.07.2010 г.) и «Способ профилактики острой декомпрессионной болезни» (приоритетная справка регистрационный №2011101481 от 12.01.2011 г.).

Оформлено 5 рационализаторских предложений, принятых в ВМедА к использованию (удостоверение №9982/4 от 09.10.2006 г., удостоверение №11756/7 от 06.11.2009 г., удостоверение №12071/3 от 21.06.2010 г., удостоверение №12072/3 от 21.06.2010 г., удостоверение №12073/3 от 21.06.2010 г.).

Результаты работы используются в учебном процессе кафедр клинической биохимии и лабораторной диагностики и физиологии подводного плавания ФГВОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова»

МО РФ (ВМедА), а также на кафедре мобилизационной подготовки здравоохранения и экстремальной медицины ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Росздрава.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-практической конференции, посвященной 50-летию 135 поликлиники (СПб, 2004), VI научно-практической конференции с международным участием «Санкт-Петербургские научные чтения» (СПб, 2004), 4 международном научно-практическом конгрессе «Медико-экологические проблемы лиц экстремальных профессий: работоспособность, здоровье, реабилитация и экспертиза профессиональной пригодности» (Москва, 2004), 2 Всероссийской научной конференции, посвященной 15-летию образования медицинского факультета Института медицины, экологии и физической культуры (Ульяновск, 2005), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 40-летию научно-исследовательского отдела обитаемости и профессионального отбора НИЦ ВМедА им. С.М. Кирова (СПб, 2006), Научно-праьсгической конференции «Современные проблемы медицинского обеспечения обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» (Смоленск, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «Регионарное кровообращение и микроциркуляция» (СПб, 2007), VI и VII Всеармейских научно-практических конференциях «Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных» (СПб, 2006, 2009), Межрегиональной конференции с международным участием «Современные подходы к метаболической коррекции в профилактике и терапии» (СПб, 2009), Всеармейской научно-практической конференции «Инновационная деятельность в Вооруженных Силах РФ» (СПб, 2010).

По материалам диссертации опубликовано 39 печатных работ (из них 5 -в реферируемых изданиях по списку Высшей аттестационной комиссии Министерства образования РФ).

Связь с научно-исследовательскими работами

Работа выполнена в рамках темы научно-исследовательской работы ВМедА «Клинико-лабораторная оценка метаболических нарушений при воздействии повышенного и пониженного давления и подходы к их коррекции» №VMA.03.12.08.0911/0284 (шифр «Оценка»), в которой автор является ответственным исполнителем.

Структура и объём работы

Материалы диссертации изложены на 226 страницах машинописного компьютерного текста и состоят из введения, шести глав, заключения, выводов, практических рекомендаций. Библиографический список литературы включает 111 отечественных и 52 иностранных источника. Работа содержит 19 таблиц и 33 рисунка. Приложения включают ксерокопии удостоверений на рационализаторские предложения и патентных документов.

15

ВЫВОДЫ

1. Основными клинико-лабораторными показателями, позволяющими оценить степень тяжести острой декомпрессионной болезни, являются: количество лейкоцитов, сегментоядерных нейтрофильных лейкоцитов, эозинофи-лов, моноцитов, СОЭ, а также концентрация глюкозы, мочевины, натрия и калия, активность аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы в крови.

2. Регрессионное уравнение ОДБст.т = 0,17 + 0,73х[двро], полученное на основе исследования зависимости уровня декомпрессионного внутрисосу-дистого газообразования и степени тяжести острой декомпрессионной болезни, позволяет рассчитать степень тяжести острой декомпрессионной болезни.

3. Одним из основных патобиохимических механизмов развития острой декомпрессионной болезни является оксидативный стгресс, который проявляется увеличением концентрации малонового диальдегида, уменьшением концентрации тиоловых групп и активности супероксиддисмутазы в плазме крови.

4. Концентрация меркаптотиоловых групп в плазме крови животных в течение 48 часов после декомпрессии имеет обратную статистически достоверную связь с уровнем декомпрессионного внутрисосудистого газообразования, что позволяет предложить этот тест в качестве лабораторного критерия для ранней диагностики острой декомпрессионной болезни.

5. Профилактическое и лечебное применение препаратов с антиоксидант-ными свойствами (в частности, ремаксола) при острой декомпрессионной болезни у животных в эксперименте сдерживает развитие оксидативного стресса, что проявляется увеличением выживаемости и времени дожития.

6. Гипобарическое воздействие после гипербарии с интервалом времени между ними 24 часа вызывает у животных комплекс биохимических изменений по типу оксидативного стресса, что может провоцировать развитие острой декомпрессионной болезни. При этом следует отметить, что при интервалах между воздействиями гипербарического и гипобарического факторов в 3 и 12 часов отмечается тенденция к гармонизации показателей перекисного окисления липидов на фоне выраженной реакции антиоксидантной системы, что может свидетельствовать о наличии «светлых промежутков» в течении оксидативного стресса.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В программу медицинского обследования водолазов до и после декомпрессии целесообразно включить общеклинические исследования крови с определением количества эритроцитов, лейкоцитов,; сегментоядерных нейтро-фильных лейкоцитов, моноцитов, юных форм нейтрофилов и плазматических клеток, цветового показателя; СОЭ и концентрации гемоглобина в периферической крови, а. также биохимические исследования плазмы крови с определением концентрации глюкозы, мочевины, ионов натрия и калия, активности аспартатаминотрансферазы и апанинаминотрансферазы.

2. Для диагностики острой декомпрессионной болезни у водолазов в программу лабораторного обследования целесообразно включить определение в плазме крови концентраций малонового диальдегида и меркаптотиоловых групп, а также активности супероксиддисмутазы; при этом степень тяжести острой декомпрессионной болезни в баллах может быть рассчитана с помощью предложенного нами на основе регрессионного анализа уравнения: Ст.тОДБ=-3,97+0,13 х [МДА0ч]+0,13 х [СОДисх]+0,33 х [МДАисх]-0,01 * [БНОч].

3. Для профилактики и лечения острой декомпрессионной болезни у водолазов с помощью фармакологических средств целесообразно рекомендовать проведение дальнейших клинических исследований препаратов из группы метаболических цитопротекторов (например, ремаксола).

4. При проведении хронических экспериментов с использованием лабораторных животных (кроликов) целесообразно использовать разработанный нами оригинальный способ многократного забора венозной крови с помощью игл для внутримышечных инъекций, который позволяет благодаря малой травма-тичности и компенсации объема циркулирующей крови животного многократно забирать небольшие количества крови, что практически не влияет на изменчивость лабораторных показателей.

201