RU2583833C2 - Method for rapid diagnosis and screening of general and organ human homeostasis - Google Patents
Method for rapid diagnosis and screening of general and organ human homeostasis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2583833C2 RU2583833C2 RU2014116166/15A RU2014116166A RU2583833C2 RU 2583833 C2 RU2583833 C2 RU 2583833C2 RU 2014116166/15 A RU2014116166/15 A RU 2014116166/15A RU 2014116166 A RU2014116166 A RU 2014116166A RU 2583833 C2 RU2583833 C2 RU 2583833C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- values
- lymph
- blood
- potential
- zeta potential
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к высокочувствительным способам оперативной диагностики и скрининга общего и органного гомеостаза человека на основе исследования наноструктур крови и лимфы с использованием лазерной корреляционной спектроскопии, и может быть использовано при лечении хронических, медленно развивающихся заболеваний и заболеваний, характеризующихся сменой периодов обострения и ремиссии, связанных с нарушением обмена веществ (липидного, углеводного, белкового), которое зависит от сохранности функции транспортных систем организма человека, а также в качестве критерия динамического показателя течения заболеваний или моделирования (модификации) жидкостных биологических сред (ЖБС) организма методами эфферентной терапии, в частности, при очищении крови и лимфы от патологических примесей.The invention relates to medicine, namely to highly sensitive methods for the operative diagnosis and screening of general and organ homeostasis of a person based on the study of blood and lymph nanostructures using laser correlation spectroscopy, and can be used in the treatment of chronic, slowly developing diseases and diseases characterized by changing periods of exacerbation and remission associated with metabolic disorders (lipid, carbohydrate, protein), which depends on the preservation of transpo function tnyh systems of human body, as well as a criterion of dynamic flow index of diseases or modeling (modification) of liquid biological media (ZHBS) body methods efferent therapy, in particular in the purification of blood and lymph pathological impurities.
Человеческий организм представляет собой сложный комплекс коллоидных систем в их постоянном динамическом взаимодействии. Каждая клетка организма, любая ткань, жидкостная биологическая среда являются коллоидными (дисперсными) системами. Состояние гомеостаза организма в целом (общий гомеостаз), как и состояние гомеостаза отдельных его органов и систем (органный гомеостаз), находятся в прямой зависимости от функционирования взаимосвязанных коллоидных систем.The human body is a complex set of colloidal systems in their constant dynamic interaction. Each cell of the body, any tissue, fluid biological environment are colloidal (dispersed) systems. The state of homeostasis of the organism as a whole (general homeostasis), as well as the state of homeostasis of its individual organs and systems (organ homeostasis), are directly dependent on the functioning of interconnected colloidal systems.
Гомеостаз - динамическое постоянство внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма. Важная роль в поддержании гомеостаза отводится транспортным средам организма. Основными из них являются кровь, лимфа, интерстициальная жидкость. В норме они осуществляют доставку к клеткам и тканям веществ пластического и энергетического назначения, гормонов, витаминов, ферментов, кислорода и удаляют из тканей продукты клеточного метаболизма, углекислый газ, попавшие в организм инородные вещества. Газы переносятся форменными элементами (эритроцитами) или в растворенном виде. Все остальные вещества в виде молекул и макромолекул растворены в плазме крови, лимфоплазме, интерстициальной жидкости, которые по своим физико-химическим свойствам относятся к дисперсным системам, тесно связаны между собой и в процессе циркуляции в организме обмениваются своими компонентами.Homeostasis is the dynamic constancy of the internal environment and the stability of the basic physiological functions of the body. An important role in maintaining homeostasis is given to the transport media of the body. The main ones are blood, lymph, interstitial fluid. Normally, they deliver plastic and energetic substances, hormones, vitamins, enzymes, oxygen to cells and tissues, and remove cellular metabolic products, carbon dioxide, and foreign substances that enter the body from tissues. Gases are transported by uniform elements (red blood cells) or in dissolved form. All other substances in the form of molecules and macromolecules are dissolved in blood plasma, lymphoplasm, interstitial fluid, which by their physicochemical properties belong to disperse systems, are closely related to each other and exchange their components in the process of circulation in the body.
Существенной характеристикой функционирования биологических коллоидных систем, как и любых дисперсных систем, является их устойчивость к сохранению агрегатного состояния. Изменение pH (водородного показателя) среды, увеличение количества растворенных частиц, увеличение размеров частиц (дисперсности) могут понизить устойчивость этих систем к агрегации, а в биологических средах это отражается на ухудшении их транспортной функции.An essential characteristic of the functioning of biological colloidal systems, as well as of any dispersed systems, is their resistance to the preservation of the state of aggregation. Changes in the pH (pH) of the medium, an increase in the number of dissolved particles, an increase in particle size (dispersion) can reduce the stability of these systems to aggregation, and in biological media this affects the deterioration of their transport function.
Возникновение любого заболевания, любого патологического очага в организме немедленно сказывается на состоянии дисперсных систем всех тканей, поскольку все они объединены основными транспортными системами - ЖБС (кровь, лимфа, интерстициальная жидкость).The occurrence of any disease, any pathological focus in the body immediately affects the state of the dispersed systems of all tissues, since they are all united by the main transport systems - CHD (blood, lymph, interstitial fluid).
Если рассматривать любое заболевание, острое или хроническое (кроме нарушений психической сферы), как результат длительного взаимодействия макроорганизма с патологическим очагом любой природы, то повреждающее действие последнего, в первую очередь, отражается на транспортных средах организма. В них из патологического очага попадают токсины, цитокины и хемокины, гормоны и другие биологически активные вещества, бактерии и продукты распада клеток. Они изменяют физико-химические свойства дисперсных систем, а значит, и транспортные возможности ЖБС. Особенно остро неадекватность транспортной функции ЖБС сказывается на уровне микроциркуляторного русла, вследствие чего в интерстициальном пространстве тканей скапливается большое количество токсинов, биологически активных веществ, микробов. Из-за этого усиливается эффекторное действие токсинов на клетки-мишени и органы-мишени, что способствует еще большему нарушению микроциркуляции. Клинически это проявляется нарушениями гомеостаза организма человека. Все это приводит к тому, что изменения в дисперсных системах ЖБС нередко наступают раньше, чем манифестирует само заболевание или его обострение. Учитывая высокую чувствительность основных параметров устойчивости дисперсных систем к агрегации, целесообразно их использовать в медицинской практике в качестве критериев для выявления лиц, нуждающихся в углубленном медицинском обследовании. Среди этих параметров (дзета-потенциал, электромиграционная подвижность частиц дисперсной фазы, пиковые значения размерных факторов частиц дисперсной фазы) наиболее удобным и простым для использования является дзета-потенциал (ζ), градуированная величина которого позволяет судить о степени устойчивости дисперсных систем к агрегации. Этот критерий, по мнению авторов, найдет широкое применение в качестве динамического показателя течения заболевания или моделирования ЖБС, в частности при очищении крови и лимфы от патологических примесей.If we consider any disease, acute or chronic (except for disorders of the mental sphere), as a result of prolonged interaction of a macroorganism with a pathological focus of any nature, then the damaging effect of the latter, first of all, is reflected in the transport media of the body. Toxins, cytokines and chemokines, hormones and other biologically active substances, bacteria and cell breakdown products enter the pathological focus. They change the physicochemical properties of disperse systems, and hence the transport capabilities of the reinforced concrete. The inadequacy of the transport function of the WBC is especially acute at the level of the microvasculature, as a result of which a large amount of toxins, biologically active substances, and microbes accumulate in the interstitial space of tissues. Because of this, the effector effect of toxins on target cells and target organs is enhanced, which contributes to even greater disturbance of microcirculation. Clinically, this is manifested by impaired homeostasis of the human body. All this leads to the fact that changes in the dispersed systems of CHD often occur earlier than the disease itself or its exacerbation. Given the high sensitivity of the main parameters of the stability of disperse systems to aggregation, it is advisable to use them in medical practice as criteria for identifying individuals who need an in-depth medical examination. Among these parameters (zeta potential, electromigration mobility of particles of the dispersed phase, peak values of the dimensional factors of particles of the dispersed phase), the most convenient and easiest to use is the zeta potential (ζ), the graduated value of which allows us to judge the degree of resistance of dispersed systems to aggregation. This criterion, according to the authors, will find wide application as a dynamic indicator of the course of the disease or modeling of congenital heart disease, in particular in the purification of blood and lymph from pathological impurities.
Известны диапазоны значений дзета-потенциала, характеризующие устойчивость к агрегации любых дисперсных систем, в том числе биологической природы, а также научные публикации, посвященные исследованиям электрокинетических свойств различных биологических объектов [1-3].There are known ranges of values of the zeta potential characterizing resistance to aggregation of any dispersed systems, including biological nature, as well as scientific publications devoted to studies of the electrokinetic properties of various biological objects [1-3].
Однако способов и методов, обеспечивающих получение результатов сравнительных исследований электрокинетических и размерных факторов основных дисперсных систем организма человека - крови и лимфы в норме и при различных патологиях в существующем информационном пространстве нет.However, there are no methods and methods for obtaining the results of comparative studies of electrokinetic and size factors of the main dispersed systems of the human body - blood and lymph, normal and with various pathologies in the existing information space.
Известен, например, способ контроля физиологического состояния человека, включающий измерение скорости оседания эритроцитов (СОЭ) во времени, при этом измеряется время прохождения границей эритроциты-плазма заранее выбранных отрезков, а контроль физиологического состояния обследуемого осуществляют по времени до начала колебаний СОЭ, по частоте колебаний СОЭ, по максимальному значению СОЭ за время измерений и продолжительности периода колебаний [4].There is, for example, a method for monitoring the physiological state of a person, including measuring the erythrocyte sedimentation rate (ESR) in time, and the time taken for the erythrocyte-plasma boundary to pass through pre-selected segments is measured, and the physiological state of the subject is monitored by time before the ESR fluctuations, by the oscillation frequency ESR, according to the maximum value of ESR during the measurement and the duration of the oscillation period [4].
Данный способ контроля физиологического состояния человека проводится на основе только одного показателя, а именно на измерении скорости оседания эритроцитов, выбираемого для контроля течения патологического процесса и характеристики общего состояния больного. Квалифицированный анализ такой информации кропотлив, требует достаточно длительного времени и недешев. Субъективная составляющая в оценках границ нормы и выборе определяющего (основного) показателя велика, и зачастую может приводить к ошибкам и выбору неправильной стратегии лечения. Квалификация и опыт медицинских работников являются, при этом, определяющими.This method of monitoring the physiological state of a person is carried out on the basis of only one indicator, namely, on the measurement of the erythrocyte sedimentation rate, chosen to control the course of the pathological process and characterize the general condition of the patient. A qualified analysis of such information is painstaking, requires a fairly long time and expensive. The subjective component in assessing the limits of the norm and in choosing the determining (main) indicator is large, and can often lead to errors and the choice of the wrong treatment strategy. Qualifications and experience of medical workers are, at the same time, determining.
Авторами предлагается новый способ оперативной диагностики общего или органного гомеостаза организма человека, основанный на исследованиях электрокинетических и агрегативных параметров плазмы крови и лимфоплазмы посредством техники лазерной корреляционной спектроскопии. Эти параметры позволяют на первой стадии диагностики интегрально оценить состояние здоровья человека, при этом речь не идет о диагностики конкретной патологии и места ее локализации, а способ согласно настоящему изобретению нацелен на обнаружение отклонений электрокинетических и агрегативных параметров жидкостных сред организма (плазмы крови, лимфы, интерстициальной жидкости и пр.) от их нормальных значений, свойственных здоровому человеку. При наличии таких отклонений потребуется вторая стадия диагностики - традиционная, с привлечением различных медицинских методов, идентифицирующих патологию, место и степень ее развития.The authors propose a new method for the operative diagnosis of general or organ homeostasis of the human body, based on studies of electrokinetic and aggregative parameters of blood plasma and lymphoplasma using the technique of laser correlation spectroscopy. These parameters make it possible to integrally assess a person’s state of health at the first stage of diagnostics, while this is not about diagnosing a specific pathology and its location, and the method according to the present invention is aimed at detecting deviations of electrokinetic and aggregative parameters of body fluids (blood plasma, lymph, interstitial liquids, etc.) from their normal values characteristic of a healthy person. In the presence of such deviations, a second stage of diagnosis will be required - the traditional one, involving various medical methods that identify the pathology, place and degree of its development.
Техническим результатом заявленного изобретения является возможность диагностики состояния общего и/или органного гомеостаза организма человека как следствие системных нарушений микроциркуляции в организме. Указанный выше положительный технический результат был достигнут за счет совокупности существенных признаков предлагаемого способа оперативной диагностики и скрининга гомеостаза человека, представленной в нижеследующей формуле изобретения способа исследования нарушений системной микроциркуляции в организме человека на основе исследования наноструктур крови и/или лимфы с использованием техники лазерной корреляционной спектроскопии, заключающийся в том, что сначала отбирают объем крови из вены или артерии и/или лимфы из лимфатических сосудов или лимфоузлов, затем отделяют форменные элементы крови и/или лимфы путем центрифугирования или фильтрации, получая образцы плазмы крови и/или лимфоплазмы, предназначенные для последующего их исследования, измеряют дзета-потенциал и размерные факторы наночастиц дисперсной фазы плазмы крови и/или лимфоплазмы посредством анализаторов лазерной корреляционной спектроскопии или измеряют только дзета-потенциал плазмы крови и/или лимфоплазмы без параллельного измерения параметров, характеризующих размеры наночастиц дисперсных фаз жидкостных биологических сред, изучают значения дзета-потенциала в милливольтах и значения размерных факторов наночастиц дисперсной фазы плазмы крови и/или лимфоплазмы, сопоставляя полученные значения дзета-потенциала и значения размерных факторов наночастиц дисперсных фаз плазмы крови и/или лимфоплазмы человека с их нормальными значениями в пределах допустимых отклонений, причем при обнаружении отклонений дзета-потенциала от нормативных показателей проводят диагностику организма в амбулаторных или стационарных условиях с целью выявления патологии, степени ее выраженности и локализации, при этом у человека среднего возраста в нормальных физиологических условиях, натощак дзета-потенциал со значениями ζ≤-35 мВ свидетельствует о высоких потенциальных возможностях транспортных сред организма и отсутствии системных нарушений микроциркуляции, дзета-потенциал со значениями -35 мВ <ζ≤-27 мВ свидетельствует о нормальном (здоровом) состоянии транспортных сред организма, дзета-потенциал со значениями -27 мВ <ζ≤-10 мВ свидетельствует о пограничном состоянии транспортных сред организма, требующим уточнения причины, вызвавшей такие значения дзета-потенциала, а дзета-потенциал в интервале -10 мВ <ζ≤+5 мВ свидетельствует о системных нарушениях микроциркуляции.The technical result of the claimed invention is the ability to diagnose the state of general and / or organ homeostasis of the human body as a result of systemic microcirculation disorders in the body. The above positive technical result was achieved due to the combination of essential features of the proposed method for the operative diagnosis and screening of human homeostasis, presented in the following claims of the method for studying systemic microcirculation disorders in the human body based on the study of blood and / or lymph nanostructures using laser correlation spectroscopy, consisting in the fact that at first they take the amount of blood from a vein or artery and / or lymph from the lymph blood vessels or lymph nodes, then the formed elements of blood and / or lymph are separated by centrifugation or filtration, receiving samples of blood plasma and / or lymphoplasm, intended for their subsequent study, measure the zeta potential and size factors of nanoparticles of the dispersed phase of blood plasma and / or lymphoplasma by means of analyzers of laser correlation spectroscopy or only the zeta potential of blood plasma and / or lymphoplasma is measured without parallel measurement of parameters characterizing the sizes of dispersed nanoparticles phases of liquid biological media, the values of the zeta potential in millivolts and the size factors of nanoparticles of the dispersed phase of the blood plasma and / or lymphoplasm are studied, comparing the obtained values of the zeta potential and the values of the dimensional factors of nanoparticles of the dispersed phases of blood plasma and / or human lymphoplasm values within the permissible deviations, and when detecting deviations of the zeta potential from normative indicators, the body is diagnosed in an outpatient or inpatient setting with the goal of identifying the pathology, its severity and localization, while in a middle-aged person under normal physiological conditions, on an empty stomach, the zeta potential with values of ζ≤-35 mV indicates the high potential capabilities of the body's transport media and the absence of systemic microcirculation disorders, the zeta potential with values of -35 mV <ζ≤-27 mV indicates the normal (healthy) state of the body’s transport media, the zeta potential with values of -27 mV <ζ≤-10 mV indicates the borderline state of transport body environments, requiring clarification of the cause that caused such values of the zeta potential, and the zeta potential in the range of -10 mV <ζ≤ + 5 mV indicates systemic microcirculation disorders.
Основанием к патентованию заявляемого способа оперативной диагностики и скрининга общего и органного гомеостаза человека является многолетний опыт исследований физико-химических свойств крови и лимфы в норме и патологии с помощью анализаторов размеров частиц, спектрометров динамического и статического рассеяния света, биохимических анализаторов и другого передового научного оборудования. Исследования выполнялись авторами изобретения на клинической базе 3-го Центрального военного клинического госпиталя имени А.А. Вишневского (3 ЦВКГ им. Вишневского) с использованием научно-технического потенциала МГУ им. М.В. Ломоносова и НИИ Физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского.The basis for patenting the proposed method for operative diagnostics and screening of general and organ homeostasis of a person is many years of experience in studying the physicochemical properties of blood and lymph in normal and pathology using particle size analyzers, dynamic and static light scattering spectrometers, biochemical analyzers, and other advanced scientific equipment. The studies were carried out by the inventors at the clinical base of the 3rd Central Military Clinical Hospital named after A.A. Vishnevsky (3 TsVKG im. Vishnevsky) using the scientific and technical potential of Moscow State University M.V. Lomonosov and Research Institute of Physical and Chemical Biology named after A.N. Belozersky.
Заявляемый способ диагностики (исследования) интенсивности микроциркуляторных процессов в организме или отдельных его системах, отражающей состояние общего и/или органного гомеостаза, состоит из последовательности четырех этапов: 1) получение (сбор) определенного объема (не более 1-2 мл) крови и(или) лимфы из лимфатических сосудов или лимфоузлов в результате проколов или специальных медицинских операций; 2) отделение форменных элементов крови и(или) лимфы традиционными методами (центрифугирование, фильтрация) с целью получения плазмы крови и(или) лимфоплазмы для последующего исследования; 3) измерение дзета-потенциала и размерных наночастиц дисперсной фазы плазмы крови и(или) лимфоплазмы с применением анализаторов лазерной корреляционной спектроскопии (Wallis, ZetaPALS, Zetatrac, Zetasizer, Photocor и др.), при этом можно проводить измерение только дзета-потенциала плазмы крови и/или лимфоплазмы без параллельного измерения параметров, характеризующих размеры наночастиц дисперсных фаз ЖБ. Эти параметры являются второстепенными факторами, зависящими от величины дзета-потенциала и косвенно подтверждающими тенденции в изменении коллоидных свойств дисперсных систем человека; 4) сопоставление полученных значений дзета-потенциала и размерных факторов наночастиц дисперсных фаз плазмы крови и(или) лимфоплазмы человека с нормальными значениями в пределах допустимых отклонений.The inventive method for the diagnosis (study) of the intensity of microcirculatory processes in the body or its individual systems, reflecting the state of general and / or organ homeostasis, consists of a sequence of four stages: 1) obtaining (collecting) a certain volume (not more than 1-2 ml) of blood and ( or) lymph from the lymphatic vessels or lymph nodes as a result of punctures or special medical operations; 2) separation of the formed elements of blood and (or) lymph by traditional methods (centrifugation, filtration) in order to obtain blood plasma and (or) lymphoplasm for subsequent research; 3) measurement of the zeta potential and size nanoparticles of the dispersed phase of blood plasma and (or) lymphoplasm using laser correlation spectroscopy analyzers (Wallis, ZetaPALS, Zetatrac, Zetasizer, Photocor, etc.), while it is possible to measure only the zeta potential of blood plasma and / or lymphoplasm without parallel measurement of parameters characterizing the size of the nanoparticles of the dispersed phases of the RC. These parameters are secondary factors that depend on the magnitude of the zeta potential and indirectly confirm trends in the change in the colloidal properties of dispersed human systems; 4) a comparison of the obtained values of the zeta potential and size factors of the nanoparticles of the dispersed phases of blood plasma and (or) human lymphoplasm with normal values within the tolerance limits.
При обнаружении отклонений дзета-потенциала от нормативных показателей необходимо провести тщательную диагностику организма в амбулаторных или стационарных условиях с целью обнаружения патологии, степени ее выраженности и локализации.If deviations of the zeta potential from normative indicators are detected, it is necessary to conduct a thorough diagnosis of the body in an outpatient or inpatient setting in order to detect pathology, its severity and localization.
Дзета-потенциал со значениями ζ≤-35 мВ свидетельствует о высоких потенциальных возможностях транспортных сред организма и отсутствии нарушений микроциркуляции (на фиг. 1 интервал 1). Такие показатели дзета-потенциала можно наблюдать у молодых, здоровых, физически тренированных людей. После интенсивной восстановительной терапии или проведения детоксикации ЖБС (сорбция, фильтрация) их дзета-потенциал может достигать (-50)-(-70) мВ.The zeta potential with values of ζ≤-35 mV indicates the high potential capabilities of the body's transport media and the absence of microcirculation disturbances (
У здорового человека среднего возраста в физиологических условиях, натощак дзета-потенциал плазмы крови или лимфоплазмы находится в диапазоне -35 мВ <ζ≤-27 мВ (на фиг. 1 интервал 2).In a healthy middle-aged person under physiological conditions, the fasting zeta potential of blood plasma or lymphoplasm is in the range of -35 mV <ζ≤-27 mV (in Fig. 1, interval 2).
Интервал -27 мВ <ζ≤-10 мВ (на фиг. 1 интервал 3) является пограничным, требующим уточнения причины, вызвавшей такие значения дзета-потенциала. Он может быть обусловлен обильной едой, сильным переутомлением, обезвоживанием или большой физической нагрузкой.The interval of -27 mV <ζ≤-10 mV (in Fig. 1, the interval 3) is borderline, requiring clarification of the reason that caused such values of the zeta potential. It can be caused by plentiful food, severe overwork, dehydration or heavy physical exertion.
Дзета-потенциал в интервале -10 мВ<ζ≤+5 мВ (на фиг. 1 интервал 4) свидетельствует об очень низкой устойчивости дисперсных систем ЖБС к агрегации и выраженных нарушениях их транспортной функции, которые имеют место при стойких нарушениях микроциркуляции, органного или системного гомеостаза.The zeta potential in the range of -10 mV <ζ≤ + 5 mV (in Fig. 1, interval 4) indicates a very low resistance of dispersed JBS systems to aggregation and pronounced disturbances in their transport function that occur with persistent disturbances in microcirculation, organ or system homeostasis.
В Таблице 1 приводятся интервалы значений дзета-потенциала, по которым определяется статус гомеостаза человека.Table 1 shows the intervals of values of the zeta potential, which determines the status of human homeostasis.
Ниже в Таблице 2 представлены диапазоны значений дзета-потенциала, характеризующие степень устойчивости к агрегации любых дисперсных систем, в том числе биологической природы.Table 2 below shows the ranges of zeta potential values characterizing the degree of resistance to aggregation of any dispersed systems, including biological ones.
Из сравнения Таблиц 1 и 2 видно полное соответствие данных, полученных авторами настоящего изобретения в экспериментальной работе с жидкостными биологическими средами и данными для произвольных коллоидных систем.A comparison of Tables 1 and 2 shows the complete agreement of the data obtained by the authors of the present invention in experimental work with liquid biological media and data for arbitrary colloidal systems.
Значения дзета-потенциала могут широко использоваться в процессе модификации жидкостных биологических сред (крови, лимфы) при проведении эфферентной терапии.The values of the zeta potential can be widely used in the process of modifying liquid biological media (blood, lymph) during efferent therapy.
Высокая чувствительность этого показателя гарантирует необходимую степень очищения жидкостных биологических сред от любых патологических примесей. Кроме того, измерение дзета-потенциала более экономично, чем определение различных примесей биохимическими методами.The high sensitivity of this indicator guarantees the necessary degree of purification of liquid biological media from any pathological impurities. In addition, the measurement of the zeta potential is more economical than the determination of various impurities by biochemical methods.
Для измерения дзета-потенциала использовался метод динамического рассеяния света в конфигурации лазерного допплеровского анемометра (ЛДА), используемого для измерения скоростей потоков жидкости и газа.To measure the zeta potential, we used the dynamic light scattering method in the configuration of a laser Doppler anemometer (LDA), used to measure the flow rates of liquid and gas.
Для измерения заряда наночастиц в исследуемый образец помещается пара электродов, на которые подается постоянное напряжение. Частицы (наночастицы) в образце будут двигаться к электроду противоположного заряда с определенной скоростью. Скорость движения частиц измеряется с помощью лазерного допплеровского анемометра. В режиме измерения скорости в спектре рассеянного света появляется компонента, смещенная относительно несущей частоты на величину допплеровской частоты, которая пропорциональна скорости движущихся частиц.To measure the charge of nanoparticles, a pair of electrodes are placed in the sample under study, to which a constant voltage is applied. Particles (nanoparticles) in the sample will move to the electrode of the opposite charge with a certain speed. Particle velocity is measured using a laser Doppler anemometer. In the speed measurement mode, a component appears in the spectrum of scattered light, shifted relative to the carrier frequency by the value of the Doppler frequency, which is proportional to the speed of moving particles.
Ниже приводится пример, показывающий возможности предлагаемого способа к процессу оценки статуса гомеостаза человека.The following is an example showing the capabilities of the proposed method for the process of assessing the status of human homeostasis.
Больной Ч., 53 лет, поступил в 3 ЦВКГ им. А.А. Вишневского по неотложным показаниям с тяжелой гипергликемической комой и сразу помещен в реанимационное отделение (сахар в крови 32 ммоль/л, ацетон и сахар в моче). В 2012 г. у больного диагностирован метаболический синдром (масса тела 138 кг, индекс массы тела (ИМТ) -44,6 кг/м2, АД 179-185/95-115 мм рт. ст., общий холестерин (ОХС) - 8,3-9,5).Patient Ch., 53 years old, was admitted to 3 CVKG im. A.A. Vishnevsky according to emergency indications with severe hyperglycemic coma and immediately placed in the intensive care unit (blood sugar 32 mmol / l, acetone and sugar in the urine). In 2012, the patient was diagnosed with metabolic syndrome (body weight 138 kg, body mass index (BMI) -44.6 kg / m 2 , blood pressure 179-185 / 95-115 mm Hg, total cholesterol (OHS) - 8.3-9.5).
В результате интенсивной комплексной медикаментозной терапии, проведения 4-х процедур высокообъемного дискретного плазмафареза достигнута некоторая положительная динамика, однако сколько-нибудь существенно корригировать течение сахарного диабета II степени не удалось.As a result of intensive complex drug therapy, 4 procedures of high-volume discrete plasmapheresis, some positive dynamics were achieved, however, it was not possible to substantially correct the course of diabetes mellitus II degree.
Учитывая более высокую эффективность проведения эфферентной терапии (ЭТ) с использованием лимфы в ликвидации микроциркуляторных нарушений, больному 31.08.2012 г. выполнена операция - хроническое канюлирование грудного протока (ГП), катеризация внутренней яремной вены. Общий объем полученной и обработанной за один курс лимфы составил 41800 мл. Лимфафарез проводили на рефрижераторной центрифуге Sigma 6-16 K при частоте 2400 об/мин в течение 20 мин при температуре +4°C. Инфузионная терапия осуществлялась с коррекцией водно-электролитного и белкового балансов под контролем клинических и биохимических анализов крови.Given the higher efficiency of conducting efferent therapy (ET) using lymph in the elimination of microcirculatory disorders, the patient performed an operation on August 31, 2012 - chronic cannulation of the thoracic duct (GP), catheterization of the internal jugular vein. The total volume of lymph obtained and processed in one course was 41800 ml. Lymphafaresis was performed on a Sigma 6-16 K refrigerator centrifuge at a frequency of 2400 rpm for 20 minutes at a temperature of + 4 ° C. Infusion therapy was carried out with the correction of water-electrolyte and protein balances under the control of clinical and biochemical blood tests.
В результате проведенного лечения достигнут стабильный положительный эффект со снижением уровня сахара в крови до 4,5-5,5 ммоль/л без приема препаратов гипогликемического действия, нормализацией АД до 125-135/80-90 мм рт. ст. и содержания общего холестерина до 4,5 ммоль/л без приема гипотензивных и гиполипидемических препаратов. Масса тела уменьшилась на 13 кг.As a result of the treatment, a stable positive effect was achieved with a decrease in blood sugar to 4.5-5.5 mmol / L without taking hypoglycemic drugs, normalization of blood pressure to 125-135 / 80-90 mm Hg. Art. and the content of total cholesterol up to 4.5 mmol / l without taking antihypertensive and lipid-lowering drugs. Body weight decreased by 13 kg.
Измерения электрокинетических и структурных параметров дисперсных фаз образцов лимфоплазмы проводились с использованием анализатора серии Zetasizer Nano компании Malvern Instruments (Великобритания).The electrokinetic and structural parameters of the dispersed phases of the lymphoplasma samples were measured using a Zetasizer Nano analyzer from Malvern Instruments (Great Britain).
Динамика показателей дзета-потенциала в процессе проведения эфферентной терапии с использованием лимфы представлена в виде Таблицы 3 и графиков на фиг. 2 и 3.The dynamics of the zeta potential during the implementation of efferent therapy using lymph is presented in the form of Table 3 and the graphs in FIG. 2 and 3.
Первый столбец таблицы - порядковый номер образца. Второй столбец - дата взятия лимфы из ГП пациента. Третий и четвертый столбцы - среднее значение дзета-потенциала образца лимфоплазмы и ширина дискреты измерения. Параметры проводимости и электрофоретической подвижности даны, соответственно, в столбцах 5-7.The first column of the table is the serial number of the sample. The second column is the date the lymph was taken from the patient's HP. The third and fourth columns are the average zeta potential of the lymphoplasma sample and the width of the measurement discrete. The parameters of conductivity and electrophoretic mobility are given, respectively, in columns 5-7.
На фиг. 2 показаны распределения дзета-потенциала дисперсных фаз образцов лимфоплазмы. Каждая кривая соответствует образцу, номер которого указан рядом слева от кривой. Кривая для каждого образца представляет собой распределения дзета-потенциала в зависимости от размера (диаметра) частиц фазы лимфоплазмы.In FIG. Figure 2 shows the distribution of the zeta potential of the dispersed phases of lymphoplasma samples. Each curve corresponds to a sample, the number of which is indicated next to the left of the curve. The curve for each sample represents the distribution of the zeta potential depending on the size (diameter) of the particles of the lymphoplasm phase.
Пиковые значения дзета-потенциала в зависимости от порядкового номера образца показаны в виде гистограммы на фиг. 2.Peak values of the zeta potential depending on the serial number of the sample are shown as a histogram in FIG. 2.
Распределения по размерам (диаметру) частиц дисперсных фаз образцов лимфоплазмы показаны на графиках фиг. 4. Каждая кривая соответствует образцу, номер которого указан над кривой. По оси абсцисс в логарифмическом масштабе откладывается диаметр гипотетической частицы шарообразной формы. По оси ординат откладывается в условных единицах размерный критерий «Объем» (Volume), характеризующий распределения объемов частиц различного диаметра.Distributions of the particle size (diameter) of the dispersed phases of the lymphoplasma samples are shown in the graphs of FIG. 4. Each curve corresponds to a sample whose number is indicated above the curve. On the abscissa axis, on a logarithmic scale, the diameter of a hypothetical ball-shaped particle is plotted. On the ordinate axis, the dimensional criterion “Volume” is plotted in arbitrary units, which characterizes the distribution of volumes of particles of different diameters.
Динамика изменения дзета-потенциала имеет, как видно из фиг. 2 и 3, квазициклический вид. Наибольшие амплитудные значения по абсолютной величине 
Из сравнения графиков на фиг. 1, 2 и 3 видна согласованность изменения значений дзета-потенциала и размеров частиц дисперсных фаз образцов лимфоплазмы. Видно, что в начальный период лечения с 25.04 по 01.05 наблюдается выброс в лимфу относительно крупных частиц: наиболее представительными по численности являются частицы с размерами от 60 до 100 нм. Наблюдается также увеличение частиц с более крупными размерами от 100 до 300 нм.From a comparison of the graphs in FIG. Figures 1, 2 and 3 show the consistency of changes in the values of the zeta potential and particle sizes of the dispersed phases of lymphoplasma samples. It can be seen that in the initial period of treatment from April 25 to May 01, an emission of relatively large particles into the lymph is observed: the most representative in numbers are particles with sizes from 60 to 100 nm. An increase in particles with larger sizes from 100 to 300 nm is also observed.
Дальнейший период лечения с 02.05 до 14.05 имеет квазициклический характер изменения контролируемых параметров. Окончание цикла лечения характеризуется преобладанием частиц с размерами 16-20 нм и заметным снижением числа частиц с более крупными размерами. Пиковые значения численностей наиболее представительных частиц и графиков средних размеров практически совпадают и соответствуют 16-20 нм.The further treatment period from 02.05 to 14.05 has a quasi-cyclic nature of the change in the controlled parameters. The end of the treatment cycle is characterized by a predominance of particles with sizes of 16-20 nm and a noticeable decrease in the number of particles with larger sizes. Peak numbers of the most representative particles and graphs of average sizes almost coincide and correspond to 16-20 nm.
Нижеследующие примеры демонстрируют связь величины дзета-потенциала с уровнем накопления молекул средней массы (МСМ) в крови, отражающим патологические сдвиги гомеостаза человека.The following examples demonstrate the relationship between the zeta potential and the level of accumulation of medium-mass molecules (MSM) in the blood, reflecting the pathological changes in human homeostasis.
Больной С., 54 лет, поступил в госпиталь 14.06.2012 г. через одни сутки после перфорации язвы антрального отдела желудка с клиникой общего гнойного перитонита.Patient S., 54 years old, was admitted to the hospital on June 14, 2012, one day after perforation of an ulcer of the antrum with a clinic of general purulent peritonitis.
При поступлении содержание МСМ в крови составило 0,780 у.е. (условных единиц), что соответствует высокому уровню токсемии (фиг. 4). Абсолютное значение ζ-потенциала оказалось равным 9 мВ (фиг. 5).Upon receipt, the content of MSM in the blood was 0.780 cu (arbitrary units), which corresponds to a high level of toxemia (Fig. 4). The absolute value of the ζ potential turned out to be 9 mV (Fig. 5).
В день поступления больной оперирован (иссечена язва с ушиванием раны желудка, произведена правосторонняя стволовая ваготомия). В послеоперационном периоде проводилось комплексное лечение перитонита. Выписан на 10 день после операции. Данная демонстрация - случай раннего и полного удаления первичного источника эндогенной интоксикации до развития осложнений.On the day of admission, the patient was operated on (an ulcer with suturing of the wound of the stomach was excised, a right-sided stem vagotomy was performed). In the postoperative period, a comprehensive treatment of peritonitis was performed. Discharged 10 days after surgery. This demonstration is a case of early and complete removal of the primary source of endogenous intoxication before complications develop.
Больной М., 73 лет, поступил в госпиталь 16.02.2013 г. по поводу рака нисходящего отдела ободочной кишки.Patient M., 73 years old, was admitted to the hospital on 02.16.2013 for cancer of the descending colon.
12 лет назад перенес правостороннюю нефрэктомию по поводу рака, после чего диагностирована хроническая почечная недостаточность I-II ст. Последние 5 лет страдал ХИБС и сердечной недостаточностью II ФК. 19.02.2013 г. произведена левосторонняя гемиколэктомия с наложением аппаратного трансверзо-сигмоанастомоза. 23.02.2013 г. выявлена несостоятельность швов анастомоза с каловым перитонитом. Причина перитонита устранена выполнением операции Гартмана. Проводилось комплексное лечение перитонита. Дальнейшее течение осложнилось развитием сначала печеночно-почечной недостаточности, а затем нарастанием сердечно-сосудистой недостаточности, которая послужила причиной смерти больного.12 years ago, he underwent a right-sided nephrectomy for cancer, after which he was diagnosed with chronic renal failure of I-II art. For the past 5 years, he has suffered from CHD and heart failure II FC. 02/19/2013, left-sided hemicolectomy was performed with the application of hardware transverso-sigmoid anastomosis. 02/23/2013, revealed the failure of the joints of the anastomosis with fecal peritonitis. The cause of peritonitis is eliminated by the operation of Hartmann. Complex treatment of peritonitis was carried out. The further course was complicated by the development of first hepatic-renal failure, and then an increase in cardiovascular failure, which caused the death of the patient.
Обращает внимание тот факт, что после ликвидации источников эндогенной интоксикации изменение ζ-потенциала в плазме крови имело депрессивный характер (они обусловлены сердечно-сосудистой недостаточностью). Это подтверждает универсальный интегрирующий характер значений ζ-потенциала как показателя, весьма чувствительного к разнообразным изменениям дисперсных систем ЖБС (фиг. 6).It is noteworthy that after the elimination of sources of endogenous intoxication, the change in the ζ potential in the blood plasma was depressive (they are due to cardiovascular failure). This confirms the universal integrating nature of the values of the ζ-potential as an indicator that is very sensitive to various changes in dispersed JBS systems (Fig. 6).
Основной областью применения предлагаемого способа оперативной диагностики и скрининга общего и органного гомеостаза человека на основе исследования наноструктур крови и/или лимфы с использованием лазерной корреляционной спектроскопии будет являться практическое здравоохранение, включая такие важные и социально-значимые направления, как хирургия, терапия, кардиология, эндокринология, неврология, онкология, токсикология, наркология.The main field of application of the proposed method for the operative diagnosis and screening of human general and organ homeostasis based on the study of blood and / or lymph nanostructures using laser correlation spectroscopy will be practical healthcare, including such important and socially significant areas as surgery, therapy, cardiology, endocrinology , neurology, oncology, toxicology, narcology.
Источники информацииInformation sources
1. «Zeta Potential of Colloids in Water and Waste Water» ASTM Standard D 4187-82, American Society for Testing and Materials, 1985.1. "Zeta Potential of Colloids in Water and Waste Water" ASTM Standard D 4187-82, American Society for Testing and Materials, 1985.
2. Greenwood, R; Kendall, K (1999). «Selection of suitable for aqueous suspensions of zirconia and titania powders using acoustophoresis». Journal of the European Ceramic Society 19 (4): 479-488. http://dx.-doi.org/10.1016/SO955-2219(98)0020808.2. Greenwood, R; Kendall, K (1999). "Selection of suitable for aqueous suspensions of zirconia and titania powders using acoustophoresis." Journal of the European Ceramic Society 19 (4): 479-488. http://dx.-doi.org/10.1016/SO955-2219(98)0020808.
3. Hanaor, D.A.H.; Michelazzi, M.; Leonelli, C; Sorrell, C.C. (2012) «The effects of carboxylic acids on the aqueous dispersion and electrophoretic deposition of ZrO2». Journal of the European Ceramic Society 32(1):235-244. http://dx.-doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc-2211.08.015.3. Hanaor, DAH; Michelazzi, M .; Leonelli, C; Sorrell, CC (2012) "The effects of carboxylic acids on the aqueous dispersion and electrophoretic deposition of ZrO 2. " Journal of the European Ceramic Society 32 (1): 235-244. http://dx.-doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc-2211.08.08.015.
4. Описание изобретения к патенту РФ №2103672 «Способ контроля физиологического состояния человека (варианты)». G01N 15/05. Заявлено 28.11.1996, опубл. 27.01.1998.4. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2103672 "Method for monitoring the physiological state of a person (options)."
5. Описание изобретения к патенту РФ №2209414 «Анализатор скорости оседания эритроцитов». G01N 15/05, G01N 33/49. Заявлено 14.09.2001, опубл. 27.07.2003.5. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2209414 “Red blood cell sedimentation rate analyzer”.
6. Описание изобретения к патенту РФ №2183827 «Устройство для определения скорости оседания эритроцитов». G01N 15/05. Заявлено 26.05.2000, опубл. 20.06.2002.6. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2183827 "Device for determining the erythrocyte sedimentation rate."
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014116166/15A RU2583833C2 (en) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | Method for rapid diagnosis and screening of general and organ human homeostasis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014116166/15A RU2583833C2 (en) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | Method for rapid diagnosis and screening of general and organ human homeostasis |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014116166A RU2014116166A (en) | 2015-10-27 |
| RU2583833C2 true RU2583833C2 (en) | 2016-05-10 |
Family
ID=54362642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014116166/15A RU2583833C2 (en) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | Method for rapid diagnosis and screening of general and organ human homeostasis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2583833C2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2120629C1 (en) * | 1996-02-19 | 1998-10-20 | Козлов Виктор Георгиевич | K-method of determination of concentration-kinetic condition of man's organism homeostasis |
| RU2399051C1 (en) * | 2009-05-08 | 2010-09-10 | Татьяна Андреевна Старикова | Method for estimating dynamic balance of human homeostasis stability |
| WO2012121594A1 (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-13 | Erasmus University Medical Center Rotterdam | Methods and means for monitoring disruption of tissue homeostasis in the total body |
-
2014
- 2014-04-23 RU RU2014116166/15A patent/RU2583833C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2120629C1 (en) * | 1996-02-19 | 1998-10-20 | Козлов Виктор Георгиевич | K-method of determination of concentration-kinetic condition of man's organism homeostasis |
| RU2399051C1 (en) * | 2009-05-08 | 2010-09-10 | Татьяна Андреевна Старикова | Method for estimating dynamic balance of human homeostasis stability |
| WO2012121594A1 (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-13 | Erasmus University Medical Center Rotterdam | Methods and means for monitoring disruption of tissue homeostasis in the total body |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| О.В. БОНДАРЬ и др. Мониторинг дзета-потенциала клеток человека при снижении их жизнеспособности и взаимодействия с полимерами. // Журнал Acta Naturae (русскоязычная версия) Выпуск 1 / том 4 / 2012. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014116166A (en) | 2015-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ng et al. | Accuracy and reliability of the i-STAT point-of-care device for the determination of haemoglobin concentration before and after major blood loss | |
| RU2583833C2 (en) | Method for rapid diagnosis and screening of general and organ human homeostasis | |
| RU2738012C1 (en) | Method for prediction of risk of recurrence of urolithiasis at stage of primary calcium oxalate nephrolithiasis | |
| Umapathy et al. | Design and development of portable prototype for human breath analysis: A comparative study between haemodialysis patients and healthy subjects | |
| Lance et al. | Proteomic and biomarker studies and neurological complications of pediatric sickle cell disease | |
| Choi et al. | Significance of neutrophil gelatinase-associated lipocalin level-to-serum creatinine ratio for assessing severity of inflammation in patients with renal dysfunction | |
| Lee et al. | Investigation of critical shear stress with simultaneous measurement of electrical impedance, capacitance and light backscattering | |
| RU2403571C1 (en) | Method of diagnosing inflammatory process course dynamics in case of pancreatitis in pre- and in post operational periods | |
| RU2447450C2 (en) | Method for evaluating severity of disturbed red blood cell aggregation | |
| RU2601111C1 (en) | Method for assessing hemostatic activity | |
| RU2314538C1 (en) | Method for predicting inflammatory complications in performing operations associated with introducing metal structures into bone tissue | |
| RU2286580C1 (en) | Method for diagnosing beginning blood platelets aggregation disorders | |
| RU2247379C1 (en) | Differential diagnosis method for detecting destructive changes in the cases of various forms of acute cholecystitis | |
| JP6841543B2 (en) | Evaluation method of red blood cell aging degree | |
| RU2762105C1 (en) | Method for assessing the effectiveness of treatment of psoriatic arthritis using antioxidant system parameters | |
| US20230404411A1 (en) | Rapid Profile Viscometer Devices And Methods | |
| RU2642923C1 (en) | Method of individual quantitative evaluation of development of coronary heart disease | |
| RU2145086C1 (en) | Method for evaluating patient state having trauma | |
| Kovalenko et al. | CURRENT PROBLEMS OF THE DIAGNOSTICS AND TREATMENT OF PURULENT-INFLAMMATORY DISEASES AND SEPSIS | |
| UA79837C2 (en) | Method of the eczema and atopic dermatitis differential diagnostics by means of laser correlation blood spectroscopy | |
| Sánchez et al. | How is the hyponatremia management in hospitalized patients? A cross-sectional study | |
| RU2461829C1 (en) | Method for determination of degree of manifestation of cardiovascular pathology by cell markers | |
| WO2022246326A2 (en) | System and method for optical detection of hemoglobin variants, oxygen affinity, and deoxygenation | |
| Nagaveni et al. | Effect of elastic and acoustic properties of human blood and its plasma | |
| Prove | A Review of Breath Metabolic Profiling for Non-invasive Testing in Inflammatory Bowel Disease Patients. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180424 |