Исследование электрохимического механизма проницаемости плацентарных мембран по анионам антибиотиков в малоамплитудных физических полях (165843)

Посмотреть архив целиком

На правах рукописи

СОРОКИНА ТАТЬЯНА ЕФИМОВНА










ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО МЕХАНИЗМА ПРОНИЦАЕМОСТИ ПЛАЦЕНТАРНЫХ МЕМБРАН ПО АНИОНАМ АНТИБИОТИКОВ В МАЛОАМПЛИТУДНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЯХ



АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук











2000


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Актуальность проблемы


Со времени открытия бензилпенициллина А. Флемингом антибиотики являются одним из наиболее эффективных средств борьбы с жизненно опасными инфекционными заболеваниями. Однако, весьма часто встречается ситуация, в которой патологический орган-мишень является труднодоступным для попадания в него молекул антибиотика и/или имеет развитые защитные биологические барьеры, эффективно препятствующие этому попаданию. В качестве примеров таких органов можно назвать глаза, предстательную железу, пародонтальные ткани, плаценту и т.д. Поэтому имеются трудности для получения необходимой локальной концентрации антибиотика в патологическом очаге, и при инъекциях или пероральном приеме часто в нужное место попадает не более общей дозы. Лечащему врачу приходится увеличивать прием антибиотиков, что может привести к различным побочным эффектам и осложнениям антибиотиковой химиотерапии.

Вопросами транспорта лекарств в организме занимается сравнительно молодая и бурно развивающаяся отрасль медицины - фармакокинетика, ко­торая использует формальные аналогии таких процессов как всасывание лекарств; их распределение по тканям и органам, метаболизм, экскреция с тем или иным разделом химической кинетики.

Вместе с тем, на наш взгляд, традиционный фармакокинетический подход не учитывает некоторых важных электрохимических особенностей, присущих как лекарствам-антибиотикам, так и тканям организма, в которые они вводятся. Действительно, почти все широко распространенные в химиотерапии антибиотики либо присутствуют в форме солей, либо являются диссоциирующими в плазме крови на гидратированные протоны и сложные органические анионы.

Поэтому представляется достаточно очевидной необходимость учета взаимодействия анионов антибиотиков с распределенным зарядом тканей организма при описании химиотерапевтического транспорта. Фармакокинетика не рассматривает также и влияние различных физических полей на транспорт лекарств, которое широко известно из практики физиотерапии с применением электрических, магнитных, радиочастотных, СВЧ и лазерных электромагнитных полей, ультразвука и т.п. Все эти малоамплитудные полевые воздействия на организм обладают форетическими эффектами по отношению к лекарственным препаратам, наиболее широко известным из которых является электрофорез.

Все вышеизложенное позволяет отнести тему нашей работы по исследованию механизма проницаемости плацентарных мембран по анионам антибиотиков в малоамплитудных физических полях к новому актуальному научному направлению – электрохимической кинетике.


Цель работы


На основании теоретических и экспериментальных исследований определить особенности электрохимического механизма и кинетики переноса анионов антибиотиков (бензилпенициллина, оксациллина, левомицетина) в физиологическом растворе через препарированные плацентарные мембраны ускоряющем влиянии электрического, магнитного, радиочастотного, СВЧ, лазерного, злектромагнитных полей и ультразвука. Рассмотреть возможность синергетических эффектов стимулирования переноса антибиотиков с определением оптимального числа смешанных малоамплитудных полевых воздействий как основы приборов физиотерапии нового поколения. Провести анализ клинической эффективности применения этих приборов в стомaтoлoгии.


Научная новизна


впервые фармакокинетические характеристики молекул лекарств-антибиотиков через ткани организма связаны как с их электролитической анионной диссоциацией, так и с наличием стохастических мембранно-связанных модифицированной с учетом этих электрохимических аспектов модели «рыхлого квазикристалла».

впервые сформулированы теоретические математические модели ускоряющего влияния малоамплитудных физических полей на электрохимическую кинетику переноса анионов антибиотиков в тканях организма («рыхлых квазикристаллов») по механизмам изменения симметрии распределения зарядов на границах биологических мембран с межклеточной жидкостью (электрические и магнитные поля), дополнительной внутритканевой генерации тепла (электромагнитные и ВЧ-ультразвуковые поля) и дополнительной механической стимуляции направленным потоком колебаний биосреды распространения (НЧ-ультразвуковые поля);

в экспериментах с препарированными плацентарными мембранами впервые была доказана адекватность вышеупомянутой модифицированной модели «рыхлого квазикристалла» как для собственного, так и для физически стимулированного плацентарного переноса анионов левомицетина, бензилпенициллина и оксациллина, начиная со времен, много меньших периодов полураспада этих антибиотиков по липидным «кинковым» каналам проводимости с коэффициентами диффузии 2,6-1(Г8-2,6-1(Г7 см2/с, с энергией активации 7,9-13,4 кДж/моль, удельной электропроводностью плацент 2,04-10»7 См/см при ускоряющем сдвиге их потенциалов асимметрии порядка нескольких десятков милливольт; при экспериментальных исследованиях влияния магнитных полей на электрохимическую кинетику переноса аниона левомицетина впервые были обнаружены артефакты в виде преобладания ускоряющего действия постоянного поля с «северной» ориентацией и магнитомеханических резонансов левомицетиновой проницаемости плацент при частотах вращения синусоидальных и пульсирующих полей 0,6 и 10 Гц;

  • на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований впервые была построена математическая модель смешанных синергетических полевых воздействий в малоамплитудном приближении, согласно которой результирующий коэффициент ускорения трансмембранного переноса ионов представляет собой произведение частных коэффициентов ускорения - «электрического», термического и механического;

  • расчеты по синергетической модели и экспериментальным коэффициентам ускорения плацентарного переноса анионов левомицетина, бензилпенициллина и оксациллина в индивидуальных физических полях впервые показали, что результирующий коэффициент ускорения нарастает с числом смешения полей по экспоненциальному закону. Суммарный фактор системных реакций организма (биопараметричность) увеличивается пропорционально числу смешения, а энергетическая сенситивность тканей (плацент) изменяется немонотонно, и ее максимум приходится на число смешения, равное двум;

  • с помощью комплексного индекса оптимизации (КИО) по трем вы­ходным параметрам - результирующему коэффициенту ускорения, суммарной биопараметричности и безразмерному коэффициенту сенситивности впервые были определены оптимальные числа смеше­ния полей от 2 до 4, обеспечивающие плато одинаковых максималь­ных значений КИО и оптимальность конструкции аппарата антибиотиковой физиотерапии на сочетанных полевых эффектах.


Практическая ценность


Результаты работы учитывались при конструировании физиотерапевтической аппаратуры типа «Атос», «Атос-А», «Атос-МнДЭП», «Интрамаг», «Интратерм», «Ласт-1», «Ласт-2» и т.д., выпускаемой ООО «ТРИМА» в г. Саратове, а также использовались практикующими соответствующие антибиотиковые физиотерапевтические процедуры врачами-урологами, стомато­логами, офтальмологами. Конкретные данные по стимулированной антибиотиковой проницаемости плацент представляют интерес для врачей-гинекологов.

Материалы диссертации используются при чтении курса лекций и проведении лабораторных работ по биофизике студентам IV курса кафедры МВПО СГТУ.


Апробация работы


Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Всероссийской конференции «Электрохимия мембран и процессы в тонких ионопроводящих пленках» (г. Энгельс), конференции «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии» (г. Саратов), Всероссийской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы электрохимической технологии» (г. Энгельс, 2000), 5-й Международной конференции «Современные проблемы имплантологии» (г. Саратов, 2000).


Публикации


Основное содержание работы опубликовано в 10 статьях и тезисах док­ладов конференций.

Основные положения, выносимые на защиту

  1. Схемы диссоциации исследуемых антибиотиков.

  2. Теория переноса аниона антибиотика в тканях организма по модели «рыхлого квазикристалла».

  3. Методика эксперимента.

  4. Собственный антибиотиковый форез в плацентах.

  5. Антибиотиковый электрофорез в плацентах.

  6. Антибиотиковый магнитофорез в плацентах.

  7. Антибиотиковый СВЧ-форез в плацентах.

  8. Антибиотиковый лазерофорез в плацентах.

  9. Антибиотиковый НЧ и ВЧ-сонофорез в плацентах.

  10. Синергетические полевые эффекты антибиотикового анионного пе­реноса в плацентах по модели «рыхлого квазикристалла».

  11. Учет системных реакций организма и энергетической сенситивности тканей.

  12. Оптимизация числа синергетических полевых воздействий в аппара­тах антибиотиковой физиотерапии. Корреляция с терапевтическим эффектом.

  13. Выводы.


Структура и объем работы


Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка цитируемой литературы, включающего 335 источников, изложена на 250 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков и 20 таблиц.


СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ


Случайные файлы

Файл
28546-1.rtf
11077-1.rtf
178868.rtf
4646-1.rtf
131612.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.