CC BY
137
17. Drobnik W., Liebisch G., Audebert F.X. et al. Plasma ceramide and lysophosphatidylcholine inversely correlate with mortality in sepsis patients. J. Lipid Res. 2002; 44 (4): 754-61.
18. Kougias P., Chai H., Lin P.H. et al. Lysophosphatidylcholine and secretory phospholipase A2 in vascular disease: mediators of endothelial dysfunction and atherosclerosis. Med. Sci. Monit. 2006; 2: 5-16.
19. Enriguez Y.R., Giri M., Rottiers R., Christophe A. Fatty acid composition of erythrocyte phospholipids is related to insulin levels, secretion and resistance in obese type 2 diabetics on Metformin. Clin. Chim. Acta. 2004; 346 (2): 145-52.
20. Min Y., Lowy C., Islam S. et al. Relationship between red cell membrane fatty acids and adipokines in individuals with varying insulin sensitivity. Eur. J. Clin. Nur. 2011; 65 (6): 690-5.
21. Ebbesson S.O., Risica P.M., Ebesson L.O. et al. Omega-3 fatty acids improve glucose tolerance and components of the metabolic syndrome in Alaskan Eskimos: the Alaska Siberia project. Int. J. Circumpolar. Health. 2005; 64 (4): 396-408.
22. Titov V.N. Atherosclerosis as a pathology of polyene fatty acids. Biological basis of the pathogenesis, diagnosis, prevention and treatment of atherosclerosis. M.: "Altus". Foundation "Clinic of the XXI century". 2002 (in Russian).
23. Manzato E., Roselli dela Rovere G., Avogaro A. et al. The fatty acid composition of plasma phospholipids and the insulin sensitivity in elderly diabetic patients. The Pro. V.A. study. Aging. Clin. Exp. Res. 2002; 14 (6): 474-8.
24. CaoH., GerholdK., Mayers J.R. et al. Identification of a lipokine, a lipid hormone linking adipose tissue to systemic metabolism. Cell. 2008; 134 (6): 933-44.
25. Titov V.N. The theory of biological functions and its use in clarifying the pathogenesis of common human diseases. Uspechi sovremennoi biologii. 2008; 128 (5): 435-52 (in Russian).
Поступила 10.04.13
© КОЛЛЕКТИв АвТОРОв, 2014 УДК 616:366-003.7-076
Е.в. Размахнин1, Б.С. Хышиктуев1, в.А. Кичигина1, Б.Б. Намдаков2
атомно-эмиссионный анализ при исследовании состава желчных камней
1ГБОУ вПО Читинская государственная медицинская академия; 2ГУ Читинская лаборатория судебных экспертиз Министерства юстиции РФ, 672000, Чита
Высокая заболеваемость желчно-каменной болезнью, большой процент осложнений диктуют необходимость поиска новых малоинвазивных способов лечения. Одним из перспективных направлений является использование растворения конкрементов путем контактного литолиза. Растворимость камней напрямую зависит от их состава. Для прогноза растворимости конкрементов, а также для проведения экспериментальных исследований по поиску новых растворителей необходимо достаточно подробно знать состав желчных камней, подвергаемых растворению.
Способом атомно-эмиссионного анализа исследован минеральный состав 105 желчных камней, извлеченных из желчных пузырей пациентов, оперированных лапароскопически по поводу желчно-каменной болезни. Проведены экспериментальные исследования in vitro с использованием октановой кислоты по растворению конкрементов в зависимости от их состава. Выяснено, что растворимость камней зависит от содержания кальция и зольности конкрементов. Учитывая относительную простоту выполнения, отсутствие сложной подготовки проб к анализу, четкую зависимость растворимости конкрементов от содержания Са и от зольности камней, атомно-эмиссионный анализ можно рекомендовать для исследования состава желчных конкрементов при поиске и разработке новых способов литолиза, а также для прогнозирования растворения конкрементов при проведении контактного литолиза.
Ключевые слова: желчно-каменная болезнь; желчные камни; атомно-эмисссионный метод; литолиз. E.V. Razmakhnin1, B.S. Rhyshiktiyev1, V.A. Kitchigina1, B.B. Namdakov2
THE ATOMIC EMISSION ANALYSIS UNDER EXAMINATION OF COMPOSITION OF GALLSTONES
1The Chita state medical academy, 672000 Chita, Russia; 2The Chita laboratory of forensic inquiry of the ministry of justice of the Russian Federation, 672000 Chita, Russia
The high morbidity of cholelithiasis and considerable percentage of complications dictates necessity to search new little invasive modes of treatment. In this, one of the perspective directions is the application of dissolution of concrements using contact litholysis. The solubility ofconcrements directly depends on their composition. The detailed knowledge of composition of gallstones subjected to dissolution is needed for prognosis of solubility of concrements and experimental findings of new solvents. The mode of atomic emission analysis was applied to study mineral composition of 105 gallstones extracted from gallbladders of patients with cholelithiasis operated using laparoscopy. The experimental studies were implemented in vitro on dissolution of concrements depending on their composition and using octane acid. It is established that solubility of gallstones depends on content of calcium and ash composition of concrements. In consideration ofrelative simplicity of application, absence ofcomplicated preparation of tests for analysis, distinct dependence of solubility of concrements on content of calcium and ash content of gallstones the atomic emission analysis can be recommended for examination of composition ofgall concrements in case ofsearch and development ofnew modes of litholysis. This mode of analysis can be also applied for prognosis of dissolution of concrements under application of contact litholysis.
Keywords: cholelithiasis, gallstones, atomic emission analysis, litholysis
Для корреспонденции:
Намдаков Бальджинима Балданжанович, нач. отдела криминалистической экспертизы Адрес: 672000, Чита, ул. Горького, 39а E-mail: [email protected]
Желчно-каменная болезнь (ЖКБ) относится к наиболее распространенным заболеваниям в мире и занимает третье место после сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета. Значительное увеличение числа операций по поводу ЖКБ во многом связано и с внедрением менее инвазивной лапароскопической холецистэктомии, а также с латентным течением заболевания и диагностикой на поздних стадиях,
КЛИНИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА, № 4, 2014
когда консервативные методы лечения малоэффективны или их применение невозможно. Вместе с тем известно, что холе-цистэктомия не избавляет больных от обменных нарушений, лежащих в основе холецистолитиаза, а в ряде случаев ведет еще к временной или стойкой утрате трудоспособности пациента [1-3].
В настоящее время разрабатываются новые малоинвазив-ные, органосохраняющие способы лечения желчно-каменной болезни, основанные на растворении конкрементов путем перорального использования препаратов, а также прямым контактным литолизом. Растворимость желчных камней напрямую зависит от их состава. Наиболее подвержены лито-лизу холестериновые конкременты, содержащие малое количество минеральных веществ и соответственно наиболее рефрактерны к растворению пигментные камни, содержащие большое количество кальция [4, 5]. Для прогноза растворимости конкрементов, а также для проведения экспериментальных исследований по поиску новых растворителей необходимо достаточно подробно знать состав желчных камней, подвергаемых растворению.
Атомно-эмиссионный анализ основан на качественном и количественном определении атомного состава вещества путем получения и изучения спектров эмиссии атомов, входящих в состав вещества.
Материалы и методы. Принцип действия метода основан на том, что атомы каждого химического элемента имеют строго определенные резонансные частоты, в результате чего именно на этих частотах они излучают или поглощают свет. Это приводит к тому, что в спектроскопе на спектрах видны линии (темные или светлые) в определенных местах, характерных для каждого вещества. Интенсивность линий зависит от количества вещества и его состояния. В количественном спектральном анализе определяют содержание исследуемого вещества по относительной или абсолютной интенсивности линий или полос в спектрах.
Атомные спектры (поглощения или испускания) получают переведением вещества в парообразное состояние путем нагревания пробы до 1000-10 000оС. В качестве источников возбуждения атомов при эмиссионном анализе токопро-водящих материалов применяют искру, дугу переменного тока; при этом пробу помещают в кратер одного из угольных электродов. Для анализа растворов широко используют пламя или плазму различных газов. Для получения спектров испускания элементов, содержащихся в образце, анализируемый раствор вводят в пламя. Излучение пламени поступает в монохроматор, где оно разлагается на отдельные спектральные линии [6].
При упрощенном применении метода светофильтром выделяется определенная линия. Интенсивность выбранных линий, которые являются характеристическими для определяемого элемента, регистрируется с помощью фотоэлемента или фотоумножителя, соединенного с измерительным прибором. Качественный анализ проводится по положению линий в спектре, а интенсивность спектральной линии характеризует количество вещества.
Достоинства метода:
• относительная простота выполнения,
• отсутствие сложной подготовки проб к анализу,
• незначительное количество вещества, необходимого для анализа на большое число элементов (10-30 мг),
• экспрессность,
• высокая чувствительность,
• универсальность - возможность одновременного определения около 70 элементов периодической таблицы [7].
Химический состав желчных конкрементов определяли на спектрографе ИСП-30 и на отечественном спектрометре Инфралюм ФТ-801 в диапазоне волновых чисел 4000-500 см посредством усреднения 4 интерферограмм и последующем их преобразованием Фурье, разрешение 4 см.
В основу работы спектрометра ИСП-30 положен метод эмиссионного спектрального анализа, использующий зави-
симость интенсивности спектральных линий от содержания элемента в пробе.
Спектрометр состоит из источника возбуждения спектров ИВС-23, в состав которого входят генератор ИВС-23 и штатив ШТ-23; оптической системы, состоящей из спектрографа ИСП-30 ТУЗ-3.1258-75 и анализатора атомных спектров ЦС ТУ 4434-001-34303137-02, а также автоматизированной системы управления на базе IBM-совместимого компьютера.
Проба, химический состав которой надо определить, устанавливается в штатив ШТ-23 и выполняет функцию одного из электродов. Между пробой и подставным электродом при помощи источника возбуждения спектров возбуждается электрический разряд - высоковольтная искра. В разряде происходит возбуждение атомов и ионов пробы. При последующем переходе возбужденных атомов и ионов на нижние электронные уровни происходит испускание излучения характерного спектрального состава.
В спектрографе ИСП-30 происходит разложение излучения в спектр, характеризующий состав пробы: каждому элементу соответствует своя совокупность спектральных линий, интенсивность которых зависит от концентрации элементов в пробе. В качестве приемников излучения применяются 5 фотодиодных приборов с зарядовой связью, входящих в состав анализатора атомных спектров.
Управление процессом измерения и обработки выходной информации осуществляется от IBM-совместимого компьютера с помощью специального программного комплекса «Градуировка», версия 3.0, являющегося составной частью анализатора атомных спектров ЦС. Программным образом осуществляются настройка прибора, построение градуировочных зависимостей на основе анализа стандартных образцов, оптимизация его параметров, управление его работой, обработка выходной информации, печать и запоминание результатов анализа.
Спектрометр Инфралюм ФТ-801 предназначен для спектрального анализа электромагнитного излучения в ближней и средней ИК-области, для получения спектров пропускания и поглощения твердых, жидких и газообразных веществ с их последующей идентификацией, а также для качественного и количественного анализа смесей, содержащих несколько компонентов.
Конструктивно спектрометр выполнен в виде подключаемого к персональному компьютеру настольного прибора, работающего под управлением программного комплекса Expert Pro 801.
Основным узлом спектрометра является интерферометр типа «двойной кошачий глаз», в котором при движении светоделителя происходит изменение разности хода между интерферирующими лучами. На выходе интерферометра регистрируется интерферограмма, которая представляет собой фурье-образ регистрируемого оптического спектра.
Интерферограмма регистрируется в виде конечного числа значений сигнала, снимаемых с фотоприемника, преобразуемых аналого-цифровым преобразователем (АЦП) в цифровой код. Аналого-цифровое преобразование осуществляется через равные интервалы оптической разности хода. Опорная шкала разности хода формируется в опорном канале, состоящем из гелий-неонового лазера, оптического тракта интерферометра, совмещенного с трактом ИК излучения, фотоприемника и формирователя импульсов, управляющих АЦП. Из АЦП цифровой код поступает в системный регистрирующий порт.
Спектр излучения в шкале волновых чисел получается после выполнения обратного преобразования Фурье, осуществляемого над оцифрованной интерферограммой в персональном компьютере.
Процессом первичного сбора измерительной информации управляет встроенный в спектрометр микроконтроллер. Персональный компьютер, к которому подключается спектрометр, осуществляет управление режимами работы спектрометра, чтение измерительной информации из буферной
памяти спектрометра, ее математическую обработку и вывод результатов измерений.
С помощью вышеприведенных методик был исследован минеральный состав 105 желчных камней, извлеченных из желчных пузырей пациентов, оперированных лапароскопиче-ски по поводу желчно-каменной болезни.
Результаты и обсуждение. В конкрементах определен количественный состав 19 основных минералов: B, Ba, Bi, Co, Cr, Ni, P, Pb, Sr, V, Li, Al, Ca, Mg, Fe, K, Na, Si, Ti.
При сухом озолении зольность конкрементов, т. е. масса неорганического вещества, составила в среднем 3,4% от общей массы камня, от 0,066 до 24,144%.
Состав конкрементов сравнивали с их макроскопическим описанием. Общеизвестны 3 основные группы желчных камней: холестериновые, пигментные и смешанные.
1. Чисто холестериновые камни, белого или желтоватого цвета встречаются в желчном пузыре; они обычно одиночные, имеют округлую или овальную форму, легкие (не тонут в воде), при сжигании горят ярким пламенем. На разрезе имеют лучистое строение вследствие радиального расположения кристаллов холестерина.
2. Пигментные камни состоят из билирубина и извести. Они разнообразной формы, чаще очень мелкие и многочисленные, черного цвета с зеленоватым оттенком, плотные, но ломкие. Чисто известковые камни, состоящие из углекислого кальция, встречаются крайне редко.
3. Смешанные холестериново-известково-пигмент-ные камни находят наиболее часто: они тонут в воде и плохо горят, на распиле имеют слоистый рисунок. По форме и величине смешанные камни разнообразны, но чаще они мелкие и множественные. Если камни туго набивают желчный пузырь, поверхность их приобретает фасетированный вид от давления одного на другой.
Для изучения растворимости конкрементов использовалась октановая кислота. В экспериментах in vitro (n = 56) для более удобной оценки результатов нами был введен условный коэффициент (К'), отражающий время растворения конкремента в минутах в пересчете на 1 мг массы камня. Выяснилось, что в среднем К' = 5,565 (n = 56). В ряде экспериментов была выявлена зависимость растворимости конкрементов от содержания кальция, в связи с чем камни условно были разделены на три группы: низкоминерализованные с содержанием кальция менее 20 мкг/л, среднеминерализованные - Са от 20 до 60 мкг/л и высокоминерализованные - Са более 60 мкг/л. Отмечено, что К' в группе конкрементов с низкой степенью минерализации при использовании октановой кислоты равен 4,395' (n = 19), в группе со средней степенью минерализации К' = 5,866' (n = 17), в группе с высокой степенью минерализации К' =6,703' (n = 20).
Зависимости растворимости конкрементов от содержания других элементов в камне не выявлено.
Содержание кальция в камнях не всегда соотносилось с их макроскопическим описанием. Так, в группе низкоминерализованных камней (n = 42) только 28 конкрементов подходило под описание холестериновых, 14 - смешанных. Среднемине-рализованные (n =37) были представлены: 12 холестериновых, 25 смешанных, высокоминерализованные (n = 26): смешанных 11, пигментных 15.
Содержание кальция в конкрементах соотносилось с зольностью камней, при содержании Са менее 20 мкг/л (n = 42), зольность составляла менее 1%.
Заключение. Макроскопического описания желчных конкрементов недостаточно для представления их состава, что не позволяет оценить возможность их растворения при ис-
пользовании литолиза и требует применения специфических способов исследования конкрементов.
Учитывая относительную простоту выполнения, отсутствие сложной подготовки проб к анализу, четкую зависимость растворимости конкрементов от содержания Са и от зольности камней, атомно-эмиссионный анализ можно рекомендовать для исследования состава желчных конкрементов при поиске и разработке новых способов литолиза. При лечении резиду-ального холедохолитиаза способом контактного литолиза возможно прогнозирование растворения конкрементов путем исследования состава камней, извлеченных у этого же больного из желчного пузыря во время выполнения холецистэктомии. Время проведения литолиза будет напрямую зависеть от содержания кальция в камнях и от их зольности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Борисов А.Е. Руководство по хирургии печени и желчевыводя-щих путей. СПб: Скифия; 2003.
2. Скворцова Т.Э. Клинико-патогенетические особенности диагностики и лечения желчнокаменной болезни у больных с нарушениями двигательной функции и микробиоценоза кишечника: Ав-тореф. дис. ... канд. мед. наук: 14.00.47. Санкт-Петербург; 2007.
3. Ташкинов Н.В., Николаев Е.В., Бояринцев Н.И. Пути оптимизации лечения острого холецистита, осложненного холедохоли-тиазом, у пациентов пожилого и старческого возраста. Дальневосточный медицинский журнал. 2009; 1: 44-6.
4. Милонов О.Б., Гуреева Х.В. Современные аспекты растворения желчных камней. Хирургия. 1984; 7: 144-50.
5. Рыжкова О.В., Сайфутдинов Р.Г. Химическое растворение камней желчного пузыря. Общественное здоровье и здравоохранение. 2005; 1: 172-5.
6. ВоропайЕ.С., Ермалицкая К.Ф, Зажогин А,П., ПатаповичМ.П., Фадаиян А.Р. Атомно-эмиссионный многоканальный спектральный анализ: научное и практическое применение. Вестник Белорусского государственного университета. 2009; 1: 14-20.
7. Пупышев А.А., Данилова Д.А. Атомно-эмиссионный спектральный анализ с индуктивно связанной плазмой и тлеющим разрядом по Гримму. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ; 2002.
REFERENCES
1. Borisov A.E. Guidelines for surgery of the liver and biliary tract. Saint Petersburg: Skifiya; 2003 (in Russian).
2. Skvortsova T.E. Clinical and pathogenetic features of the diagnosis and treatment of cholelithiasis in patients with impaired motor function and gut microbiota: Dr. med. Sci. Sankt-Peterburg; 2007 (in Russian).
3. Tashkinov N.V., Nikolaev E.V., Boyarintsev N.I. Ways to optimize the treatment of acute cholecystitis complicated by choledocholithiasis in patients with middle and old age. Dal'nevostochnyy meditsinskiy zhurnal. 2009; 1: 44-6 (in Russian).
4. Milonov O.B., Gureeva Kh.V. Modern aspects of the dissolution of gallstones. Khirurgiya. 1984; 7: 144-50 (in Russian).
5. Ryzhkova O.V., SayfutdinovR.G. Chemical dissolution of gallstones. Obshchestvennoe zdorov'e i zdravookhranenie. 2005; 1: 172-5 (in Russian).
6. Voropay E.S., Ermalitskaya K.F, Zazhogin A.P., Patapovich M.P., Fadaiyan A.R. Atomic emission multi-spectral analysis: scientific and practical applications. Vestnik Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta. 2009; 1: 14-20 (in Russian).
7. Pupyshev A.A., Danilova D.A. Atomic emission spectral analysis with inductively coupled plasma glow discharge by Grimm. Ekaterinburg: GOU VPO Ural'skiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy univer-sitet; 2002 (in Russian).
Поступила 26.08.13
