CC BY
72
№ 2 (34), 2015
Медицинские науки. Теоретическая медицина
УДК 615.076.9
В. Г. Подсеваткин, Е. В. Говш,
С. В. Кирюхина, С. В. Подсеваткина, И. Я. Моисеева
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ДИАЗЕПАМА В КОМБИНАЦИИ С МЕКСИДОЛОМ, ТИМОГЕНОМ И ГИПЕРБАРИЧЕСКОЙ ОКСИГЕНАЦИЕЙ НА КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОЕ РАВНОВЕСИЕ КРОВИ В УСЛОВИЯХ СТРЕССА
Аннотация.
Атуальность и цели: исследование влияния диазепама в виде монотерапии и в сочетании с антиоксидантом, иммунокорректором, гипербарической оксигенацией на основные постстрессорные нарушения показателей кислотноосновного состояния крови.
Материалы и методы. Эксперимент проведен на 80 лабораторных беспородных белых мышах, которые были поделены на четыре равные группы. Первую группу составили интактные животные; вторую - мыши в условиях иммобилизационного стресса; третью - мыши в условиях стресса под влиянием диазепама; четвертую - мыши в условиях стресса под воздействием комбинации диазепама с мексидолом, тимогеном, гипербарической оксигенацией. Исследования проведены на анализаторе газового и электролитного состава крови Easy Stat с определением pH, напряжения углекислого газа, напряжения кислорода, концентрации бикарбоната.
Результаты. Шрушение кислотно-щелочного равновесия наблюдается при многих заболеваниях и патологических состояниях, в том числе и при стрессе. При экспериментальном моделировании стресса нами были выявлены изменения газового состава крови в виде повышения парциального напряжения углекислого газа и гипоксемии, снижения рН в сторону ацидоза и бикарбонатов. На фоне проводимой монотерапии в условиях иммобилизационного стресса диазепам не оказывал защитных свойств относительно кислотноосновного состояния крови, практически все показатели оставались на уровне стрессированных животных. Наиболее полная оптимизация кислотно-щелочного равновесия в виде восстановления рН крови и бикарбонатов, повышения парциального напряжения кислорода и снижения углекислого газа происходила при использовании комбинированной схемы лечения: диазепам, мексидол, тимоген и гипербарическая оксигенация, которая в комплексе воздействует на основные патогенетические механизмы стресса.
Выводы. Совместное применение анксиолитика с антиоксидантом, иммунокорректором, гипербарической оксигенацией способствует нормализации пострессорных изменений кислотно-основного состояния крови и предполагает дальнейшее использование данной схемы для лечения стресс-обуслов-ленных расстройств.
Ключевые слова: кислотно-щелочное равновесие, диазепам, мексидол, тимоген, гипербарическая оксигенация.
V. G. Podsevatkin, E. V. Govsh,
S. V. Kiryukhina, S. V. Podsevatkina, I. Ya. Moiseeva
STUDY OF THE EFFECT OF DIAZEPAM IN COMBINATION WITH MEXIDOL, TIMOGEN AND HYPERBARIC OXYGENATION ON THE ACID-BASE BALANCE OF BLOOD UNDER STRESS
Medical sciences. Theoretical and experimental medicine
13
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
Abstract.
Background. The aim of the work is to study the effect of diazepam, alone and in combination with antioxidant immunocorrector, hyperbaric oxygenation on main post-stress disorders of acid-base balance of blood.
Materials and Methods. The experiment was conducted among 80 laboratory inbred albino mice, which were divided into 4 equal groups: the first group consisted of intact animals, the second - mice under immobilization stress, the third - mice in stressed condition under the influence of diazepam, the fourth - mice in stressed condition under the influence of a combination of diazepam with meksidolom, ti-mogenom, hyperbaric oxygenation. Investigations were carried out on the Easy Stat analyzer of gas and electrolyte composition of blood with definition of pH, carbon dioxide tension, oxygen tension, bicarbonate concentration.
Results. The acid-base equilibrium is observed in many diseases and pathological conditions, including under stress. In experimental modeling of stress the authors have identified changes in blood gas composition in the form of the increased partial carbon dioxide tension and hypoxemia, the decreased pH toward acidosis and bicarbonate. On the background of monotherapy in terms of immobilization stress, diazepam had no protective properties regarding the acid-base balance of blood, almost all indexes remained at the level of stressed animals. The most complete optimization of the acid-base balance in the form of restoration of blood pH and bicarbonate, increased oxygen tension and decreased carbon dioxide occurred with combination regimens: diazepam, mexidol timogen and hyperbaric oxygen therapy, which, in a complex, effects the main pathogenetic mechanisms of stress.
Conclusions. The combined use of the anxiolytic with the antioxidant immuno-corrector, hyperbaric oxygenation promotes normalization of post-stress changes of the acid-base status of blood and presupposes the continued use of this regimen for treatment of stress-related disorders.
Key words: acid-base balance, diazepam, mexidol timogen, hyperbaric oxygenation.
Введение
Для нормального функционирования клеток и протекания метаболических процессов в организме поддерживается постоянный баланс между кислотами и основаниями. Существует несколько механизмов регуляции кислотно-основного состояния. Эти механизмы чувствительны к малейшим изменениям рН, и организм в обычных условиях способен поддерживать рН без внешних вмешательств, если не на одном уровне, то по крайней мере в пределах, обеспечивающих его жизнедеятельность [1].
В условиях стресса происходит ухудшение микроциркуляции периферических тканей с развитием гипоксемии и комплекса вторичных неспецифических метаболических и функциональных расстройств, осложнений с прогрессирующими расстройствами гомеостатических показателей организма, что отражается на кислотно-щелочном равновесии крови [2].
Таким образом, исследование кислотно-основного состояния, а также газового баланса крови в организме в условиях стресса может представлять бесспорный интерес для науки и практики.
В работах, проведенных нами ранее, было показано оптимизирующее влияние патогенетической терапии с использованием анксиолитика, иммунокорректора, антиоксиданта, гипербарической оксигенации (ГБО) на основные звенья стресс-реакции: чрезмерную активацию антиоксидантных систем, тка-
14
University proceedings. Volga region
№ 2 (34), 2015
Медицинские науки. Теоретическая медицина
невую гипоксию, дисбаланс иммунных реакций [3-6]. Однако динамика кислотно-щелочного равновесия, газового баланса крови, а также возможность их коррекции в условиях стресс-обусловленной патологии не изучались.
В связи с этим целью нашего исследования явилось изучение показателей, характеризующих кислотно-основное состояние крови, под влиянием комбинации диазепама, мексидола, тимогена и гипербарической оксигенаци в условиях иммобилизационнго стресса.
Материалы и методы исследования
Экспериментальные исследования выполнены на 80 лабораторных беспородных белых мышах обоего пола весом 18-23 г. Эксперимент проведен в соответствии с этическими нормами, изложенными в Женевской конвенции (Geneva, 1990), приказе МЗ СССР № 755 от 12.08.1977, Федеральном законе РФ «О защите животных от жестокого обращения» от 01.12.1999, одобрен локальным этическим комитетом Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева.
В качестве экспериментальной модели стресса был взят метод И. А. Коломейцевой (1988) и Hecht et al. (1971), который заключался в иммобилизации лабораторных животных в тесные боксы в течение 5 ч ежедневно в течение пяти дней.
Исследование проводилось в четырех группах животных по 20 особей в каждой. Первая группа (контрольная) - интактные животные, находящиеся в условиях обычного двигательного режима; вторая группа - лабораторные животные, находящиеся в условиях острого иммобилизационного стресса в сочетании с внутрибрюшинным введением изотонического раствора натрия хлорида в объеме 0,5 мл; третья группа - лабораторные животные, подвергнутые стрессу, которым проводилось лечение 0,5 % раствором диазепама в дозе 0,5 мг/кг один раз в сутки в течение пяти дней; четвертая группа - лабораторные животные, находящиеся в условиях иммобилизационного стресса, которым проводилось лечение 0,5 % раствором диазепама в суточной дозе 0,5 мг/кг в комбинации с метаболической терапией: 5 % раствор мексидола в дозе 5 мг/кг один раз в сутки + 0,01 % раствор тимогена в дозе 2 мкг/кг один раз в сутки + гипербарическая оксигенация с избыточным давлением 0,8-1,0 атмосферы при скорости компрессии и декомпрессии 0,1 атмосферы в минуту с периодом изопрессии 15 мин в течение пяти дней один раз в сутки. Препараты вводили внутрибрюшинно в суммарном объеме 0,5 мл однократно в 9 ч ежедневно в течение пяти дней. Выбор доз исследуемых препаратов осуществляли исходя из клинически эффективных доз с учетом правила биологического переноса доз по Freireih (E. J. Freireich еt al., 1966).
Забор крови для исследования основных показателей газов и электролитов белых мышей осуществляли в пластиковые пробирки путем декапита-ции под эфирным наркозом.
Исследования проводили на анализаторе газового и электролитного состава крови Easy Stat (США). Определяли газовый и электролитный составы крови: pH (величина активной реакции среды); напряжение углекислого газа (рСО2); напряжение кислорода (рО2); концентрация бикарбоната (НСО3) у контрольных белых мышей и в опытных группах.
Medical sciences. Theoretical and experimental medicine
15
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
Статистическую обработку результатов проводили общепринятыми методами статистики с помощью стандартного пакета программ Statistics 6.0. Определялись основные статистические характеристики: среднее, ошибка среднего. Достоверность различий рассчитана с помощью Г-критерия Стью-дента в случае равенства дисперсий, его модификации (Г-критерий с раздельными оценками дисперсий) - в случае неравенства дисперсий. Критическая величина уровня значимости принята равной 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Исследуя показатели кислотно-основного состояния (КОС) у белых лабораторных мышей, получили, что в условиях стресса происходит сдвиг кислотно-щелочной реакции крови в сторону ацидоза (табл. 1).
Таблица 1
Изменения показателей КОС у мышей при остром стрессе под влиянием анксиолитика в виде монотерапии и в комбинации с антиоксидантом, иммунокорректором и гипербарической оксигенацией, M ± m
Показатели Контроль 1 0,9 % NaCl 0,5 мл (п = 20) Контроль 2 Стресс + 0,9 % NaCl 0,5 мл (п = 20) Стресс + + Диазепам 0,5 мг/кг (п = 20) Стесс + Мексидол + + Тимоген + + Диазепам + ГБО (п = 20)
рН (величина активной реакции крови) 7,351 ± 0,021 7,289 ± 0,025* 7,332 ± 0,087 7,374 ± 0,047#
рСО2, мм рт. ст. 27,5 ± 3,55 30,91 ± 3,64 24,08 ± 4,3 24,52 ± 2,7#
НСОз, ммоль/л 14,98 ± 1,04 12,58 ± 0,71* 13,56 ± 2,97 14,78 ± 1,02#
рО2, мм рт. ст. 67,13 ± 4,55 56,28 ± 5,31* 56,75 ± 5,28* 76,83 ± 7,23#
Примечание. Различия статистически значимы относительно: * - р1 < 0,05 -интактные животные; # - р2 < 0,05 - животные, находящиеся в условиях стресса.
Для интерпретации полученных результатов использовали поэтапный анализ [1]. На первом этапе оценивали рН крови: данный показатель снижался с 7,351 ± 0,021 до 7,289 ± 0,025, что свидетельствует об ацидозе. На втором этапе - парциальное напряжение углекислого газа, значение которого должно меняться в противоположном направлении с рН: если РаСО2 повышается, рН должен снижаться (ацидоз). В нашем случае имелась тенденция к повышению давления углекислого газа. Далее на третьем этапе определили снижение содержания бикарбонатов с 14,98 ± 1,04 до 12,58 ± 0,71 ммоль/л. Такие однонаправленные изменения концентрации НСО3 и рН крови соответствуют ацидозу. На четвертом этапе необходимо было определить, какой показатель -РаСО2 или НСО3 - больше отклоняется от нормальных величин и отвечает за изменение рН. В нашем эксперименте наиболее снижалась концентрация бикарбонатов, что в большой степени указывает на метаболические нарушения, хотя не исключаются и смешанные расстройства кислотно-основного
16
University proceedings. Volga region
№ 2 (34), 2015
Медицинские науки. Теоретическая медицина
равновесия или компенсаторные изменения. На пятом этапе оценивали значение парциального напряжения кислорода. Снижение РаО2 с 67,13 ± 4,55 до 56,28 ± 5,31 мм рт. ст. приводит к накоплению недоокисленных продуктов обмена белков, жиров, углеводов и развитию метаболического ацидоза.
Далее нами были исследованы те же самые показатели КОС в группе мышей, находящихся в условиях стресса под воздействием диазепама в виде монотерапии (см. табл. 1). При этом отмечали тенденцию к повышению рН крови и концентрации бикарбонатов, а также к снижению парциального напряжения углекислого газа, что указывает на признаки субкомпенсации метаболических расстройств, однако парциальное напряжение кислорода оставалось по-прежнему низким и составило 56,75 ± 5,28 мм рт. ст. Таким образом, диазепам в виде монотерапии не способствует полному восстановлению пострессорных показателей кислотно-щелочного равновесия.
Изучая комплексное воздействие комбинации диазепама с мексидолом, тимогеном и гипербарической оксигенацией на кислотно-щелочное равновесие в условиях стресса, получили положительную динамику в виде нормализации практически всех показателей КОС (см. табл. 1). Восстановление рН крови до 7,374 ± 0,047, что соответствовало уровню интактных животных, свидетельствовало о ликвидации ацидемии. Этому способствовало увеличение концентрации бикарбонатов до 14,78 ± 1,02 ммоль/л, а также снижение парциального напряжения углекислого газа до 24,52 ± 2,7 мм рт. ст. Восстановленный баланс между количеством диоксида углерода (СО2), которое регулируется почками, и изменениями концентрации иона бикарбоната (НСО3) - основания, обмен которого происходит в почках, отражает кислотно-щелочную реакцию крови. В норме кислотно-основное отношение составляет 1:20, где одна часть приходится на СО2 (потенциально Н2СО3), а 20 частей - на НСО3. Если баланс нарушается, отмечается и изменение рН: при увеличении концентрации кислоты (СО2) или потере оснований рН снижается и развивается ацидоз [1, 7]. Другим важным моментом, способствующим нормализации газового состава крови, было значительное повышение парциального напряжения кислорода до 76,83 ± 7,23 мм рт. ст. Устранение гипоксического компонента стресса приводит к повышениию обеспечения тканей кислородом и макроэргами, что способствует нормальному протеканию метаболических процессов [2, 8]. Восстановление основных показателей кислотно-щелочного равновесия в условиях стресса происходит за счет комплексного взаимодействия основных эффектов лекарственных средств, а именно антиоксидантного, антигипоксантного, анксиолитического, иммунокоррегирующего, на основные патогенетические звенья стресс-реакции: гипоксический компонент, снижение антиоксидантной защиты, дисбаланс в иммунной и эндокринной системах. При сочетании диазепама с компонентами схемы метаболической терапии происходит ликвидация признаков пострессорного метаболического ацидоза, о чем свидетельствует наиболее полная оптимизация показателей кислотнощелочного равновесия.
Заключение
Анализируя полученные результаты, можно отметить следующее. Во-первых, в условиях стресса происходит сдвиг кислотно-щелочного равнове-
Medical sciences. Theoretical and experimental medicine
17
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
сия в сторону ацидоза. Об этом свидетельствуют снижение рН крови и концентрации бикарбонатов, а также газовый дисбаланс в основном за счет ги-поксемии.
Во-вторых, применение диазепама в виде монотерапии не способствует полному восстановлению основных показателей кислотно-основного состояния, при этом парциальное напряжение кислорода остается на уровне стрес-сированных животных.
В-третьих, при использовании комбинированной схемы (диазепам в сочетании с мексидолом, тимогеном, гипербарической оксигенацией) происходит наиболее полная оптимизация кислотно-щелочного равновесия в виде увеличения pH крови и бикарбонатов, снижения гипоксемии, нормализации напряжения углекислого газа за счет взаимодействия метаболического, антиоксидантного, антигипоксантного эффектов данных лекарственных средств.
Выводы
1. Изменения кислотно-щелочного равновесия в условиях стресса свидетельствуют о необходимости проведения данного обследования у пациентов со стресс-обусловленной патологией.
2. Комбинированная терапия диазепамом в сочетании с мексидолом, тимогеном, гипербарической оксигенацией способствует нормализации пострессорных расстройств кислотно-основного состояния, что позволяет ее рекомендовать для лечения стресс-обусловленных заболеваний.
Список литературы
1. Хейтц, У. Водно-электролитный и кислотно-основной баланс : краткое руководство [пер. с англ.] / У. Хейтц, М. Горн. - 2-е изд., стереотип. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. - 359 с.
2. Прохоренко, И. О. Влияние стресса на состояние микроциркуляции и кислотно-основной гомеостаз у лиц старших возрастных групп / И. О. Прохоренко, Е. Г. Зарубина, О. С. Сергеев // Фундаментальные исследования. - 2011. -№ 10 (ч. 2). - С. 363-366.
3. Подсеваткин, В. Г. Современные представления о механизмах возникновения и методах лечения депрессивных расстройств / В. Г. Подсеваткин, С. В. Кирюхина, С. В. Подсеваткина // Психическое здоровье. - 2013. - № 10. - С. 49-61.
4. Влияние антиоксидантов, иммунокорректоров и антиконвульсантов на морфофункциональные характеристики нейтрофилов у больных эпилепсией с истерическими припадками / В. Г. Подсеваткин, С. В. Кирюхина, С. В. Подсеваткина, Д. И. Кузьмин, Е. В. Говш // Морфологические ведомости. - 2013. - № 1. -
С. 40-48.
5. Опыт применения мексидола, гипербарической оксигенации и тимогена в комплексном лечении пациентов с невротическим развитием личности / В. Г. Подсе-ваткин, Н. В. Бочкарева, С. В. Кирюхина, С. В. Подсеваткина, И. Я. Моисеева // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. -2013. - № 4. - С. 75-80.
6. Патогенетические механизмы развития стресс-обусловленных расстройств и возможности их фармакологической коррекции / В. Г. Подсеваткин, С. В. Кирюхина, С. В. Подсеваткина и др. // Психическое здоровье. - 2012. - № 2. - С. 76-93.
7. Литвицкий, П. Ф. Патофизиология : учеб. / П. Ф. Литвицкий. - 4-е изд. -2009. - 496 с.
18
University proceedings. Volga region
№ 2 (34), 2015
Медицинские науки. Теоретическая медицина
8. Бутров, А. В. Коррекция декомпенсированного метаболического ацидоза / А. В. Бутров, В. А. Мороз, С. В. Свиридов // Трудный пациент. - 2011. - № 5. -
С. 17-21.
References
1. Kheytts U., Gom M. Vodno-elektrolitnyy i kislotno-osnovnoy balans: kratkoe ruko-vodstvo [per. s angl.] [Water-electrolytic and acid-base balance: brief guide [translation from English]. Moscow: BINOM. Laboratoriya znaniy, 2014, 359 p.
2. Prokhorenko I. O., Zarubina E. G., Sergeev O. S. Fundamental’nye issledovaniya [Fundamental research]. 2011, no. 10 (part 2), pp. 363-366.
3. Podsevatkin V. G., Kiryukhina S. V., Podsevatkina S. V. Psikhicheskoe zdorov’e [Mental health]. 2013, no. 10, pp. 49-61.
4. Podsevatkin V. G., Kiryukhina S. V., Podsevatkina S. V., Kuz'min D. I., Govsh E. V. Morfologicheskie vedomosti [Morphological bulletin]. 2013, no. 1, pp. 40-48.
5. Podsevatkin V. G., Bochkareva N. V., Kiryukhina S. V., Podsevatkina S. V., Moiseeva I. Ya. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Meditsinskie nauki [University proceedings. Volga region. Medical sciences]. 2013, no. 4, pp. 75-80.
6. Podsevatkin V. G., Kiryukhina S. V., Podsevatkina S. V. et al. Psikhicheskoe zdorov’e [Mental health]. 2012, no. 2, pp. 76-93.
7. Litvitskiy P. F. Patofiziologiya: ucheb. [Pathophysiology: textbook]. 2009, 496 p.
8. Butrov A. V., Moroz V. A., Sviridov S. V. Trudnyy patsient [Difficult patient]. 2011, no. 5, pp. 17-21.
Подсеваткин Вячеслав Григорьевич
доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой нервных болезней и психиатрии, Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева (Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68); заслуженный врач РФ и Республики Мордовия, главный врач, Республиканская психиатрическая больница (Россия, Республика Мордовия, Лямбирский район, п. Звездный)
E-mail: [email protected]
Говш Елена Владимировна
врач-аллерголог-иммунолог, заведующая лабораторией клинической иммунологии, Республиканская психиатрическая больница (Россия, Республика Мордовия, Лямбирский район, п. Звездный)
E-mail: [email protected]
Podsevatkin Vyacheslav Grigor'evich Doctor of medical sciences, professor, head of sub-department of neural diseases and psychiatry, Ogarev Mordovia State University (68 Bolshevistskaya street, Saransk, Russia); honored physician of Russian and the Republic of Mordovia, head physician, Republican Mental Hospital (Zvezdny village, Lyambirsk district, The Republic of Mordovia, Russia)
Govsh Elena Vladimirovna
Allergologist, immunologist, head of laboratory of clinical immunology, Republican Mental Hospital (Zvezdny village, Lyambirsk district, The Republic of Mordovia, Russia)
Medical sciences. Theoretical and experimental medicine
19
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
Кирюхина Светлана Владимировна
доктор медицинских наук, доцент, кафедра нервных болезней и психиатрии, Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева (Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68); заместитель главного врача по медицинской части, Республиканская психиатрическая больница (Россия, Республика Мордовия, Лямбирский район, п. Звездный)
E-mail: [email protected]
Подсеваткина Светлана Вячеславовна
кандидат медицинских наук, доцент, кафедра нервных болезней и психиатрии, Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева (Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68); заведующая отделением реанимации и интенсивной терапии, врач-психиатр, Республиканская психиатрическая больница (Россия, Республика Мордовия, Лямбирский район, п. Звездный)
E-mail: [email protected]
Моисеева Инесса Яковлевна доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой общей и клинической фармакологии, Медицинский институт, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)
E-mail: moiseeva_pharm@ mail.ru
Kiryukhina Svetlana Vladimirovna Doctor of medical sciences, associate professor, sub-department of neural diseases and psychiatry, Ogarev Mordovia State University (68 Bolshevistskaya street, Saransk, Russia); deputy head physician for medical affairs, Republican Mental Hospital (Zvezdny village, Lyambirsk district, The Republic of Mordovia, Russia)
Podsevatkina Svetlana Vyacheslavovna Candidate of medical sciences, associate professor, sub-department of neural diseases and psychiatry, Ogarev Mordovia State University (68 Bolshevistskaya street, Saransk, Russia); head of intensive care unit, Republican Mental Hospital (Zvezdny village, Lyambirsk district,
The Republic of Mordovia, Russia)
Moiseeva Inessa Yakovlevna Doctor of medical sciences, professor, head of sub-department of general and clinical pharmacology,
Medical Institute, Penza State University (40 Krasnaya street, Penza, Russia)
УДК 615.076.9 Подсеваткин, В. Г.
Изучение влияния диазепама в комбинации с мексидолом, тимоге-ном и гипербарической оксигенацией на кислотно-щелочное равновесие крови в условиях стресса / В. Г. Подсеваткин, Е. В. Говш, С. В. Кирюхина, С. В. Подсеваткина, И. Я. Моисеева // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. - 2015. - № 2 (34). - С. 13-20.
20
University proceedings. Volga region
