Med-Practic
Посвящается выдающемуся педагогу Григору Шагяну

События

Анонс

У нас в гостях

Aктуальная тема

Научно-медицинский журнал НИЗ 4,2009

О возможности бесконтактной оценки направленности влияния фармакологических препаратов на функциональное состояние крыс

Появление широкого спектра новых фармакологических препаратов делает актуальным поиск новых способов изучения характера их влияния на организм человека и оценки эффективности медикаментозного лечения различных заболеваний. В связи с этим особый научный и практический интерес представляет вопрос о возможности использования в этих целях нового аппаратурного комплекса «Биоскоп» [5]. Биомедицинский комплекс «Биоскоп» разработан в Институте физиологии  им. Л.А.Орбели НАН Армении и позволяет проводить бесконтактную оценку интегративного состояния биологических систем [3].

 

В представленном сообщении приводятся некоторое результаты исследований, которые указывают на перспективность использования комплекса «Биоскоп» при оценке направленности влияния фармакологических препаратов на физиологическое состояние организма.

 

Материал и методы 


«Биоскоп» состоит из источника светового излучения (L), фотоприемника (F) и датчика - стеклянной пластины (1), покрытой непрозрачным материалом (2) (рис. 1). Источник излучения, стеклянная пластина и фотоприемник полностью изолированы от внешнего света покрывающим материалом и металлическим корпусом (3). 

 

Рис. 1.  Конструкция аппаратурного комплекса «Биоскоп».


1 – стеклянная пластина толщиной 1-2мм; 2 – непрозрачный покрывающий материал (черная бумага); 3 – металлический корпус; L – источник света (лазер); F – фотоприемник (фотодиод); 4 – усилитель; 5 - блок питания; ЭВМ - система регистрации.

 

Регистрируется суммарная интенсивность света, рассеянного от стеклянной пластины и покрывающего ее материала внутри корпуса «Биоскоп»-а. Исходное значение сигнала фотоприемника составляет 50 мВ, а отклонение амплитуды регистрируемого сигнала на 0,1% уже является статистически достоверным при уровне значимости Р<0,001. 

 

После приближения биологических объектов (фрукты, лабораторные животные, ладонь человека) к датчику «Биоскоп»-а на расстояние до 1см в его показаниях формируются характерные колебания с частотой до 10-15Гц. Амплитуда таких осцилляций может достигать 7-10% от исходного значения сигнала фотоприемника. 

 

При изменении физиологического состояния организма показания «Биоскоп»-а меняются. Это позволяет использовать аппарат для бесконтактной оценки направленности влияния различных внешних факторов, в том числе фармакологических, на функциональное состояние исследуемой системы. При использованиии «Биоскоп»-а нет необходимости в экранировке от внешних электрических или магнитных полей, поскольку они не влияют на регистрируемый сигнал, а состояние животного можно бесконтактно оценивать в любой области его тела. 

 

В представленных исследованиях датчик «Биоскоп»-а располагался на расстоянии 10-15мм от спины анестезированных уретаном крыс (1,3г/кг внутрибрюшинно). Проведены различные серии исследований, в которых: а) оценивался характер изменения дистанционных сигналов крыс после 10-дневной инъекции гентамицина (100мг/кг), б) после введения непосредственно до анестезии блокатора β-адренорецепторов обзидана (5мг/кг внутрибрюшинно), в) блокатора обратного захвата серотонина пресинаптическими окончаниями серотонинергических нейронов флуоксетина (8мг/кг внутрибрюшинно). 

 

В другой группе экспериментов животные до анестезии подвергались либо 2,5-часовому акустическому стрессу (интенсивность звука 100дБ над порогом слышимости, тон с частотой 4кГц), либо до формирования акустического стресса им дополнительно делалась инъекция флуоксетина.

 

Анализ зарегистрированных сигналов осуществлялся с использованием пакета программ  «OriginPro 7.5». Проводилась полосовая фильтрация зарегистрированных сигналов от 0,1 до 100кол/мин и методом быстрого преобразования Фурье оценивалась плотность их спектральной мощности. 

 

Результаты исследования


В норме на записи дистанционных сигналов анестезированной крысы формируются периоды увеличения и уменьшения амплитуды и частоты колебаний (рис.2А). Oтклонение амплитуды колебаний может составлять до 10% от исходного значения показаний фотоприемника, а их частота на отдельных участках записи достигает 1-2 кол/мин. В спектральном распределении преобладают колебания с частотой 0,15; 0,3-0,35 кол/мин.

 

После 10-дневного введения гентамицина наблюдается резкое уменьшение (по сравнению с нормой) амплитуды и частоты колебаний, а в спектральном распределении регистрируемых сигналов преобладают частоты порядка 0,25кол/мин (рис.2Б). Частота наблюдаемых осцилляций не превышает 0,7кол/мин.

 

После инъекции обзидана преобладают высокоамплитудные низкочастотные осцилляции – до 0,3кол/мин (рис.2В). Максимальная частота колебаний достигает 4кол/мин. Формируются выраженные колебания с частотой 0,5кол/мин.

 

Инъекция флуоксетина (рис.2Г) приводит к формированию выраженных колебаний в диапазоне частот 0,1-2кол/мин. Максимальная частота колебаний достигает 4кол/мин. Формируются выраженные колебания с частотой 0,5-0,6кол/мин. 

 

 Рис. 2. Сравнительная оценка дистанционных сигналов анестезированных крыс в различных сериях проведенных исследований. 


А – контрольная регистрация; Б – после 10-дневного введения гентамицина; В – после введения обзидана; Г – после введения флуоксетина; Д – после акустического стресса; Е – после акустического стресса на фоне предварительно введенного флуоксетина. 

 

Слева – спектр мощности регистрируемых сигналов, справа – типичные примеры одночасовой регистрации показаний «Биоскоп»-а. Условная масштабность по вертикали для всех соответствующих кривых одинакова. Датчик «Биоскопа» расположен на расстоянии 1 см от спины крысы.

 

У анестезированных после формирования акустического стресса крыс вначале наблюдаются выраженные осцилляции примерно одинаковой амплитуды (рис.2Д). Через некоторое время амплитуда колебаний несколько понижается. Максимальная частота наблюдаемых осцилляций не превышает 2кол/мин. В спектральном распределении преобладают низкочастотные колебания в области 0,1кол/мин, вместе с тем формируются выраженные колебания с частотой 0,5кол/мин.

 

В случае, когда до формирования акустического стресса крысам делалась инъекция флуоксетина, характер наблюдаемых сигналов в целом аналогичен сигналам, зарегистрированным у контрольных животных (рис.2Е). Периодически варьируют амплитуда и частота наблюдаемых осцилляций. Частота на отдельных участках записи достигает 1-2кол/мин, в спектральном распределении преобладают колебания с частотой 0,1-0,13 и  0,25-0,45кол/мин.

 

Обсуждение и выводы


Как известно, ряд антибиотиков оказывает побочное негативное воздействие на слуховой аппарат. Такие влияния весьма похожи на воздействия интенсивного акустического раздражения [1,2,7]. Показано также, что 10-дневное введение гентамицина приводит к формированию в эмоциональных центрах мозга нейрональной активности, аналогичной фоновой импульсной активности их нейронов после акустического стресса [4]. Согласно результатам электрофизиологических исследований такая же картина наблюдается и после инъекций обзидана или флуоксетина [6].

 

Исследования, проведенные с использованием аппаратурного комплекса «Биоскоп»,  показали, что различные фармакологические препараты по-разному влияют на интегративное состояние анестезированной крысы. Введение гентамицина, по сравнению с контролем, приводит к резкому уменьшению частоты и амплитуды наблюдаемых осцилляций, а после обзидана и флуоксетина наблюдается выраженная синхронизация колебаний в области 0,5кол/мин. Выраженная синхронизация дистанционных сигналов в области частот 0,5кол/мин имеет место и после 2,5-часового акустического воздействия. 

 

Качественное сопоставление полученных результатов с данными электрофизиологических исследований, показывает, что и на интегративном уровне разовое введение обзидана или флуоксетина приводит к формированию физиологического состояния, аналогичного состоянию после интенсивного акустического воздействия на организм крыс.

 

Внутрибрюшинное введение препарата влияет на показатели всех системных уровней организма, что с определенностью приводит к изменению его интегративного состояния. Показатели нейрональной активности отдельных структур мозга отражают всего лишь небольшую часть этих изменений, поэтому, в частности, в случае длительного 10-дневного введения гентамицина выявилось полное несоответствие выводов о характере функционального состояния крысы, сделанных с использованием электрофизиологического и предложенного нами дистанционного методических подходов. Поскольку длительное введение гентамицина приводит к развитию ототоксикоза и реально наблюдаемому ухудшению функционального состояния крысы, можно считать, что методика с использованием аппаратурного комплекса «Биоскоп» более адекватно отражает процессы, происходящие в ее организме.

 

Согласно полученным данным, как инъекция флуоксетина, так и интенсивное звуковое воздействие по отдельности приводят к значительному изменению спектрального распределения дистанционных сигналов крыс по сравнению с контролем. Вместе с тем, если до акустического воздействия животным делалась инъекция флуоксетина, то характер регистрируемых сигналов не претерпевал существенных изменений. Данное обстоятельство указывает на протекторную роль флуоксетина при формировании акустического стресса и указывает на возможность его применения для стабилизации физиологического состояния организма при интенсивных акустических воздействиях.

 

Результаты исследования и анализ полученных данных демонстрируют эффективность использования комплекса “Биоскоп” при оценке направленности изменения физиологического состояния организма под воздействием различных внешних факторов. 

 

Можно надеяться, что последующие исследования с привлечением большего числа подопытных животных различных видов и расширением спектра медикаментозных средств, приведут к формированию новой методики бесконтактной оценки направленности влияния фармакологических препаратов на физиологическое состояния организма. 

 

Список литературы


  1. Плужников М.С.,Теплицкая Т.И. Клиническое изучение кохлеотоксических явлений при антибиотикотерапии. Клинические аспекты ЛОР заболеваний (Сборник трудов).  // Л., 1975, c. 83-95, 283 С.  
  2. Сагалович Б. Тугоухость. // М. Медицина, 1978.
  3. Саркисян Р.Ш. Дистанционная оценка интегративного состояния анестезированных и бодрствующих крыс. // Вестник МАНЭБ, т.12, N4, с.280-282,  2007. 
  4. Саркисян Р.Ш. Новые аспекты функционирования биологических систем. // Диссертация на соискание ученой степени док. биол. наук.- Ереван, 2008,  226 С.
  5. Drayer J.P., Grigoryan H.R., Sargsyan R.Sh. et all.  Systems and Methods for Investigation of Living Systems. // United States Patent, US 2007/0149866 A1.   
  6. Sarkisyan R. Sh., Sarkisyan V. R., Aradzhyan G. M. Effects of Acoustic and Immobilization Stress on Background Impulse Activity of Neurons of the Central and Lateral Nuclei of the Amygdala. // Neirofiziologiya/Neurophysiology, v. 38, N2, pp.131-139, 2006. 
  7. Willot J.F., Lu S.M. Noise-induced hearing loss can after neural coding and increase excitability in the central nervous system. // Science, 1982, v. 216, pp.1331-1332. 

 

Автор. Р.Ш. Саркисян, М.Н. Авагян, Г.Г. Карамян, Институт физиологии НАН РА, НИЗ МЗ РА
Источник. Научно-медицинский журнал НИЗ 4,2009
Информация. med-practic.com
Авторские права на статью (при отметке другого источника - электронной версии) принадлежат сайту www.med-practic.com
Share |

Вопросы, ответы, комментарии

Читайте также

О возможности применения влагалищной гистерэктомии как альтернативы абдоминальной экстирпации матки

Гистерэктомия является второй по частоте после кесарева сечения, операцией в акушерстве и гинекологии [1]. В последние десятилетия операцией выбора является гистерэктомия влагалищным доступом [2]. Относительными противопоказаниями...

Перинатология, акушерство и гинекология
Течение хронического антрального гастрита у больных периодической болезнью

Периодическая болезнь (ПБ) – наследственное заболевание, которое характеризуется повторяющимися приступами, сопровождающимися лихорадкой и воспалением серозных оболочек [15]. В настоящее время болезнь рассматривают в рамках наследственных аутовоспалительных болезней [12]...

Гастроэнтерология, гепатология Системные заболевания
Особенности морфологических и бактериологических изменений при синдроме энтеральной недостаточности у больных с распространенным послеоперационным перитонитом

Больные с распространенным гнойным перитонитом относятся к категории наиболее тяжелых. Результаты лечения этого контингента не могут удовлетворять клиницистов и, несмотря на достижения современной медицины, проблема сохраняет свою актуальность...

Хирургия Патологическая анатомия
О состоянии клеточного иммунитета на фоне колхицинотерапии при периодической болезни у детей

Периодическая болезнь (ПБ), считающаяся аутосомно-рецессивно   наследуемой патологией, является актуальной проблемой в Армении, поскольку клиническая картина болезни весьма вариабельна, временами атипична, а процент осложнений в некоторых регионах продолжает быть высоким [12]...

Системные заболевания Детские болезни
Липидная пероксидация при синдроме энтеральной недостаточности у больных с послеоперационным перитонитом

Больные с послеоперационными осложнениями являются наиболее тяжелым контингентом хирургических клиник, особенно это касается пациентов с развившимся распространенным послеоперационным перитонитом, что объясняется развитием синдромов эндогенной интоксикации и системного воспалительного ответа...

Хирургия
К вопросу об обмене липидов при периодической болезни

Изменения активности ряда ферментных систем, регулирующих содержание биологически активных веществ, в частности липидов, и принимающих непосредственное участие в процессах воспаления, возникновения болевого синдрома и температурной реакции, неоднократно описывалось рядом авторов [3,10]...

Системные заболевания
Диспансерное наблюдение за лицами, имеющими постоянный контакт с источниками ионизирующих излучений

Появление и развитие ядерных технологий и широкое использование ионизирующих излучений (ИИ) в медицинской практике, научных исследованиях и народном хозяйстве повысили возможность облучения человека в дозе, превышающей естественный радиационный фон (ЕРФ)...

Радиология и комбустиология
Новые подходы к реанимации при оказании первой медицинской помощи

Технологическое развитие не только обеспечило человечеству процветание и прогресс, но и поставило его перед новыми опасностями. Если раньше основными проблемами были стихийные бедствия, войны и эпидемии болезней, то теперь появилась обширная группа техногенных катастроф и широкий спектр разрушительных  последствий деятельности  человека...

Интенсивная терапия Первая врачебная помощь
Особенности организации лечебно-профилактической помощи населению на региональном уровне

Исследования по проблеме оптимизации лечебно-профилактической помощи населению отдаленных регионов приобретают важность при разработке оптимальных вариантов организации медицинской помощи...

Статьи разное
Применение стрезама при лечении больных с органическими нарушениями деятельности сердечно-сосудистой системы (клинический случай)

Неврологические расстройства, проявляющиеся тревожным состоянием и нарушением адаптации – одна из ведущих медико-социальных проблем. Женщины болеют в 3-4 раза чаще, чем мужчины (послеродовая депрессия, предменструальный синдром, климактерический синдром)...

Кардиология, ангиология Клинические случаи
О деятельности общественной организации “Армянская ассоциация семейныx врачей”

Армянская государственность переживает переход к формам устройства,  сочетающим принципы централизма и местного самоуправления. Идея государственно-общественного управления здравоохранением не нова. Еще в дореволюционной России общественность...

Ассоциации

Notice: Undefined index: HTTP_X_FORWARDED_FOR in /sites/med-practic.com/classes/flud_class.php on line 33

САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ