Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,813

ИОНИЗИРОВАННЫЕ ЖИДКОСТИ С РАЗЛИЧНЫМ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ В ИНФУЗИОННОЙ ТЕРАПИИ СТАФИЛОКОККОВОГО СЕПСИСА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Коваленко И.В. 1 Резников К.М. 1 Левченко Ю.А. 1
1 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко» Минздрава России
Проведен анализ эффективности внутривенного применения ионизированных жидкостей с различным окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) при экспериментальном стафилококковом сепсисе у лабораторных животных. Учитывались показатели электрокардиограммы (частота сердечных сокращений, продолжительность интервалов и амплитуда R-R, P-Q, зубцов R, Р, Т), температуры тела животных, их летальность, а также результаты бактериологического посева крови на стерильность. Показано, что внутривенное введение ионизированной жидкости с положительным ОВП животным с экспериментальным сепсисом препятствует развитию нарушений в сердечно-сосудистой системе и нормализует температуру тела к 4-му дню эксперимента. Результаты бактериологического посева крови животных показали противомикробную активность жидкости с положительным ОВП в отношение St. aureus при ее внутривенном введении. Внутривенное применение жидкости с отрицательным ОВП при стафилококковом сепсисе не вызывает позитивных изменений и поэтому не подходит для лечения такой патологии.
ионизированная жидкость
окислительно-восстановительный потенциал
стафилококковый сепсис
1. Антонов А.К. Хирургическое лечение и улучшение восстановительных процессов у больных с опухолями опорно-двигательного аппарата с применением новых методов иммунодиагностики и иммунокоррекции // Вестник новых медицинских технологий : электронное издание. – 2016. – Т. 10, № 1. – С. 114-121.
2. Оськин С.В. Повышение урожайности путем применения электроактивированной воды на стадии предпосевной обработки / С.В. Оськин, Н.Ю. Курченко, М.И. Кустов // Проблемы развития АПК региона. – 2016. – Т. 1, № 1-1 (25). – С. 59-62.
3. Прилуцкий В.И. Электрохимически активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия / В.И. Прилуцкий, В.М. Бахир. - М. : ВНИИМТ, 1995. – 228 с.
4. Резников К.М. Безопасность применения электроактивированных водных растворов натрия хлорида с лечебной целью : монография / К.М. Резников, А.Д. Брездынюк, Ю.Н. Латышева. – Воронеж : ВГМА, 2010. – 144 с.
5. Савина В.А. Актуальные вопросы эпидемиологии сепсиса / В.А. Савина, Е.Н. Колосовская, В.Ф. Лебедев // Медицинский альманах : рецензируемый медицинский научно-практический журнал. - 2014. - № 4. - С. 20-22.
6. Секриеру Е.М. Некоторые особенности формирования статистики госпитальной заболеваемости по данным федеральной отчетности / Е.М. Секриеру, С.В. Моравская, А.Б. Захарова // Социальные аспекты здоровья населения. – 2009. – Т. 11, № 3. – С. 2.
7. Этические, деонтологические и методологические вопросы проведения работ и доклинических исследований на лабораторных животных : учеб. пособие для врачей, интернов, аспирантов, ординаторов, студентов медицинских и фармацевтических вузов / М.В. Покровский, Т.Г. Покровская, М.В. Корокин и др.; под общ. ред. проф. М.В. Покровского. – Белгород : ИПК НИУ «БелГУ», 2011. – 88 с.
8. Gaieski D.F., Edwards J.M., Kallan M.J., Carr B.G. Benchmarking the incidence and mortality of severe sepsis in the United States // Crit Care Med. – 2013. – 41 (5):1167-1174.
9. Papikovich A.K. The Treating of Patients in U.S.A. using Anolyte, Catholyte and Non-Contact Activated Liquid (NAL) // IIS-RT. - 2008. - Collection № 43-3.

Исходя из данных современных литературных источников следует, что проблема диагностирования и лечения сепсиса до сих пор остается одной из важнейших проблем медицины. Ежегодно увеличивается показатель летальности от сепсиса и его распространенность [5]. По данным различных медицинских ассоциаций, ежегодно из-за развития сепсиса умирает людей больше, чем от рака молочной железы, рака простаты и ВИЧ-инфекции [8]. Самой распространенной причиной развития смертности в реанимационных отделениях некардиологического профиля является тяжелый сепсис и септический шок [6].

В лечении сепсиса важную роль играет инфузионная терапия, так как для сепсиса характерен значительный внутрисосудистый дефицит жидкости. Инфузионная терапия направлена на восстановление внутрисосудистого объёма крови, поддержание стабильной гемодинамики и перфузии органов. Оптимизация инфузионной терапии при лечении сепсиса на данное время является актуальной проблемой.

Известно, что ионизированные жидкости с различным окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) широко используются в различных лечебных и сельскохозяйственных учреждениях России и других стран [1; 2; 9]. Ионизированная жидкость с положительным ОВП обладает антимикробной активностью в отношении: различных грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов; вирусов; грибов рода Кандида и Трихофитон (дерматофитий), плесневых грибов; а также обладает спороцидной активностью. Жидкость с положительным ОВП в настоящее время зарегистрирована в качестве дезинфицирующего средства «Нейтральный анолит» (декларация о соответствии РОСС RU.АЮ64.Д06130 от 24.12.2015) и в качестве антисептического средства (рег. №: ЛС-002150 от 21.03.12).

Ионизированная жидкость с отрицательным ОВП обладает регенерирующей активностью, стимулирует местные факторы иммунитета (фагоцитоз), сокращая сроки заживления, обладает выраженным дифференцированным антимикробным действием [3]. Известна её низкая токсичность при различных способах введения [4].

Поскольку стафилококковый сепсис является на данный момент наиболее частой формой сепсиса (по данным ВОЗ — порядка 50% случаев) и очень опасной разновидностью стафилококковой болезни, генерализация процесса возможна из первичного, часто незначительного очага, то по этой причине в качестве экспериментальной нами была выбрана модель стафилоккокового сепсиса.

Цель исследования: установить возможность лечебного применения ионизированных жидкостей с различным окислительно-восстановительным потенциалом при экспериментальном стафилококковом сепсисе.

Материал и методы исследования. Исследование проведено с использованием 60 лабораторных кроликов обоего пола и средней массой 3000 г. Содержание и кормление животных проводилось в соответствии с «Санитарными правилами по устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)» (ГОСТ Р 50258-92). На проведение эксперимента получено разрешение региональной этической комиссии. Животные получены из вивария НИИ ЭБМ ВГМУ имеют ветеринарное свидетельство установленного образца. При проведении эксперимента на животных были соблюдены все этические правила и нормы по отношению к ним [7]. Животным моделировали стафилококковый сепсис путем введения в краевую вену уха культуры Staphylococcus aureus в 0,2%-ном голодном агаре для повышения вирулентных свойств микроорганизмов. Взвесь стафилококков вводили из расчета 0,1 мл на 1 кг массы тела (доза подобрана предварительно так, чтобы вводилось минимальное количество заражающей культуры, вызывающее гибель в 80-100% инфицированных животных).

Животные были разделены на 3 группы (Вк – контрольная, Вп и Во – опытные). Данные по количеству кроликов и вводимым им жидкостям в каждой группе представлены в таблице 1.

Таблица 1

Распределение животных по группам

№ п/п

Обозна-чение

Кол-во живот.

Время и частота введения жидкостей

Вводимая жидкость

1

Вк

20

через 24 часа после заражения, ежедневно 5 дней

5 мл, 0,9% изотонический раствор NaCl

2

Вп

20

5 мл, ионизированная жидкость с «+» ОВП

3

Во

20

5 мл, ионизированная жидкость с «-» ОВП

 

Ежедневно во время эксперимента и до его начала проводилось измерение температуры тела, частоты сердечных сокращений (ЧСС), фиксировалась электрокардиограмма. На 6-й день эксперимента проводили бактериологический посев крови животных.

В работе использовали: ионизированную жидкость с положительным окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП=+700±50 мВ, pH=7,2), ионизированную жидкость с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП=-500±50 мВ, рН= 7,5-8) и 0,9%-ный раствор NaCl (ОВП+128±15 мВ, рН=5,5). Ионизированные жидкости с различным ОВП синтезировали с помощью электролизера «Карат-40» (сертификат соответствия МЗ РФ № РОСС RU.АЯ60.В21242 № 0021338). Для измерения ОВП жидкостей использовали ионометр «рН 150-МИ». Для регистрации ЭКГ использовали электрокардиограф «ЛЕКАРД-И», температуру тела измеряли ректально с помощью цифрового термометра Microlife «Электронный градусник MT 3001». Материалы обрабатывались статистически с помощью пакета программ STATSGRAPHICS Plus 5.0 с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты и их обсуждение. Показатели ЭКГ животных с экспериментальным сепсисом при внутривенном введении 0,9%-ного раствора натрия хлорида в дозе 2 мл/кг (контрольная группа) представлены в таблице 2.

В этой группе животных на протяжении всего эксперимента показатели ЧСС, интервалов R-R, P-Q и амплитуды зубца Т не изменились. Амплитуда зубца R снижена в первый день после моделирования стафилококкового сепсиса на 30,2% (р<0,05), на второй день этот показатель отличался от исходной величины и сохранялся до конца эксперимента. Значение амплитуды зубца P с первого дня и до конца эксперимента было снижено на 40,5% (р<0,05), продолжительность зубца P снизилась в первый день на 50% (р<0,05), в последующие дни уменьшение исходного показателя составило 33,3% (р<0,05). Продолжительность зубца T достоверно снижается на 5-й день исследования на 37,5% (р<0,05). Эти данные свидетельствуют о нарушении электрических и метаболических показателей сердца при экспериментальном сепсисе.

Таблица 2

Изменения показателей ЭКГ и частоты сердечных сокращений (М±m) при внутривенном введении 0,9%-ного раствора натрия хлорида животным с экспериментальным сепсисом (n=20)

 

ЧСС (уд/мин)

R-R

(с)

R

(мВ)

P

(мм)

P

(с)

P-Q

(с)

Т

(с)

Т

(мм)

До заражения

252,0 ± 14,1

0,23 ± 0,02

0,43 ± 0,04

1,68 ±0,35

0,06 ± 0,01

0,09 ± 0,01

0,08 ± 0,01

1,88 ± 0,21

1-й день

258,0 ± 17,9

0,23 ± 0,02

0,30 ± 0,07*

1,00 ± 0,00*

0,03 ± 0,01*

0,07 ± 0,01

0,06 ± 0,01

1,33 ± 0,43

2-й день

226,7 ± 18,6

0,27 ± 0,02

0,43 ± 0,04

1,00 ± 0,00*

0,04 ± 0,00*

0,07 ± 0,01

0,07 ± 0,01

1,67 ± 0,43

3-й день

231,7 ± 13,6

0,26 ± 0,02

0,42 ± 0,05

1,00 ± 0,00*

0,04 ± 0,00*

0,08 ± 0,01

0,06 ± 0,01

1,67 ± 0,38

4-й день

236,7 ±

8,5

0,25 ± 0,01

0,40 ± 0,07

1,00 ± 0,00*

0,04 ± 0,00*

0,08 ± 0,00

0,05 ± 0,01*

1,67 ± 0,43

5-й день

234,3 ±

10,5

0,24 ± 0,01

0,42 ± 0,04

1,00 ± 0,00*

0,04 ± 0,00*

0,07 ± 0,01

0,06 ± 0,01

1,67 ± 0,34

Примечание: * - р<0,05 – различия достоверны по сравнению с исходными показателями.

При внутривенном введении животным ионизированной жидкости с отрицательным ОВП нами были выявлены негативные изменения показателей ЭКГ по сравнению с контрольной группой (таблица 3).

Таблица 3

Изменения показателей ЭКГ и частоты сердечных сокращений (М±m) при внутривенном введении ионизированной жидкости с отрицательным ОВП животным с экспериментальным сепсисом (n=20)

 

ЧСС (уд/мин)

R-R

(с)

R

(мВ)

P

(мм)

P

(с)

P-Q

(с)

Т

(с)

Т

(мм)

До заражения

259,2 ±

9,3

0,22 ± 0,01

0,44 ± 0,04

1,75 ± 0,11

0,07 ± 0,01

0,09 ± 0,01

0,08 ± 0,01

1,75± 0,2

1-й день

338,8 ±

36,3* #

0,18 ±

0,02* #

0,35 ± 0,04*

1,48 ± 0,04*#

0,05 ± 0,01

0,08 ± 0,00

0,07 ± 0,01

1,76 ± 0,19

2-й день

366,4 ± 5,3* #

0,17 ±

0,02* #

0,35 ± 0,04*

1,5 ± 0,0*#

0,05 ± 0,01

0,07 ± 0,01

0,05 ± 0,01*

1,67 ± 0,19

3-й день

236,7 ± 8,5*

0,26 ± 0,01*

0,58 ±

0,07* #

2,50 ±

0,43* #

0,06 ± 0,00#

0,09 ± 0,02

0,11 ±

0,01* #

2,63 ±

0,35* #

4-й день

234,2 ± 24,7

0,29 ±

0,01* #

0,43 ± 0,11

1,33 ± 0,21*#

0,07 ± 0,01#

0,10 ± 0,02

0,09 ± 0,01#

1,63 ± 0,18

5-й день

237,6 ± 18,4

0,27±

0,01* #

0,45 ± 0,09

1,35 ± 0,17*#

0,07 ± 0,01#

0,09 ± 0,02

0,09 ± 0,01#

1,71 ± 0,19

Примечание: * - р<0,05 – различия достоверны по сравнению с исходными показателями; # - различия достоверны по сравнению с контрольной группой (р<0,05).

Так, частота сердечных сокращений у животных из группы Во в первый день после заражения возросла на 30,7% по сравнению с исходными значениями (р<0,05) и на 31,3% по сравнению с группой контроля. Максимальное увеличение ЧСС отмечалось на второй день – на 41,3% от исходных показателей (р<0,05) и на 61,6% от показателей контрольной группы (р<0,05).

По сравнению с исходными показателями ЭКГ интактных животных значение интервала R-R у животных из группы Во уменьшилось в первые 2 дня после заражения St. aureus в среднем на 20,5%; на 3-й день исследования данный показатель увеличился на 18,2%, к 5-му дню увеличение интервала достигло 31,8% (р<0,05). Амплитуда зубца R в первые два дня была снижена на 20,4%, на 3-й день увеличилась на 31,8%, к 5-му дню значение пришло к норме (р<0,05). Значение амплитуды зубца Р в 1, 2 и 4-й день после заражения было снижено в среднем на 18%, на 3-й день исследования амплитуда зубца Р увеличилась на 42,8% (р<0,05). Продолжительность зубца P и значения интервала P-Q по сравнению с исходными данными не изменились. Продолжительность зубца Т уменьшилась ко второму дню после заражения на 37,5%, на третий день увеличилась на 37,5%, к 5-му дню исследования данный показатель не отличался от исходного (р<0,05). Амплитуда зубца Т увеличилась на 3-й день исследования на 50,3% (р<0,05), в остальные дни значимые изменения не выявлены. По сравнению с показателями ЭКГ животных контрольной группы значение интервала R-R в первые 2 дня исследования уменьшилось в среднем на 29,3%, на 5-й день увеличилось на 16% (р<0,05). Амплитуда зубца R на 3-й день после заражения увеличилась на 38,1%, в остальные дни значения не отличались от нормы (р<0,05). Значения амплитуды зубца Р в 1, 2, 4 и 5-й день после заражения увеличились в среднем на 43,6%, на 3-й день исследования увеличение достигло 150% (р<0,05). Продолжительность зубца P в 3-й день исследования увеличилась на 50%, в 5-й день – на 75% (р<0,05). Значения интервала P-Q оставались неизменными. Продолжительность зубца Т в первые 2 дня исследования оставалась в норме, в последующие дни увеличилась на 81,6% (р<0,05). Амплитуда зубца Т на 3-й день увеличилась на 57,5%, в остальные дни показатели не отличались от нормы. Следовательно, жидкость с отрицательным ОВП не обладает положительным действием при экспериментальном сепсисе.

Исследование параметров ЭКГ у животных из группы Вп не выявило существенных изменений этих показателей по сравнению с теми же показателями интактных животных (таблица 4).

Таблица 4

Изменения показателей ЭКГ и частоты сердечных сокращений (М±m) при внутривенном введении ионизированной жидкости с положительным ОВП животным с экспериментальным сепсисом (n=20)

 

ЧСС (уд/мин)

R-R

(с)

R

(мВ)

P

(мм)

P

(с)

P-Q

(с)

Т

(с)

Т

(мм)

До заражения

243,0 ± 24,8

0,25 ± 0,03

0,41 ± 0,06

1,25 ± 0,21

0,05 ± 0,01

0,08 ± 0,01

0,08 ± 0,00

2,27 ± 0,19

1-й день

248,3 ± 20,1

0,24 ± 0,02

0,42 ± 0,05

1,33 ± 0,19#

0, 04 ± 0,00

0,07 ± 0,01

0,07 ± 0,01

1,87 ± 0,31

2-й день

270,4 ± 22,8#

0,22 ± 0,02#

0,43 ± 0,03

1,22 ± 0,19#

0,04 ± 0,01

0,07 ± 0,01

0,08 ± 0,01

2,00 ± 0,37

3-й день

264,8 ± 19,5

0,23 ± 0,02

0,44 ± 0,07

1,42 ± 0,29#

0,04 ± 0,00

0,07 ± 0,01

0,08 ± 0,01

2,00 ± 0,43

4-й день

257,7 ± 12,8

0,23 ± 0,01

0,40 ± 0,10

1,08 ± 0,15

0,04 ± 0,01

0,07 ± 0,01

0,08 ± 0,01#

1,80 ± 0,33

5-й день

251,4 ± 18,1

0,23 ± 0,02

0,41 ± 0,08

1,17 ± 0,11#

0,04 ± 0,01

0,07 ± 0,01

0,08 ± 0,01#

1,98 ± 0,29

Примечание: * - р<0,05 – различия достоверны по сравнению с исходными показателями; # - различия достоверны по сравнению с контрольной группой (р<0,05).

По сравнению с показателями ЭКГ животных из контрольной группы достоверные изменения отмечены только по показателям ЧСС (увеличение на 19,3% на 2-й день, р<0,05), интервалу R-R (уменьшение на 18,5% на 2-й день, р<0,05), амплитуды зубца Р (увеличение в 1-й день на 33%, во 2-й день на 22%, в 3-й день на 42%, р<0,05) и продолжительности зубца Т (увеличение на 60% в 4-й день, р<0,05).

Полученные данные свидетельствуют о том, что в контрольной и опытной (Во) группах у животных развивались характерные для сепсиса тахикардия и аритмия, а в опытной группе Вп никаких нарушений в деятельности сердечно-сосудистой системы не отмечено. Вероятно, это связано с высокой антимикробной активностью ионизированной жидкости с положительным ОВП, которая препятствует увеличению степени интоксикации организма.

Исследование температуры тела животных из контрольной группы в течение эксперимента показало ряд изменений в опытных и контрольной группах по сравнению с температурой тела здоровых животных (рис.).

Изменение температуры тела животных с экспериментальным сепсисом при введении различных жидкостей (М±m) (n=20) (* - р<0,05)

Температура тела животных из контрольной группы достоверно повышается начиная со второго дня и до конца эксперимента в среднем на 1 градус Цельсия (р<0,05). У животных из группы Вп повышение температуры на 1 градус Цельсия наблюдалось с 1-го по 3-й дни эксперимента (р<0,05), к концу эксперимента значения этого показателя вернулись к исходным. У животных, которым вводили жидкость с отрицательным ОВП на протяжении всего эксперимента начиная с 1-го дня после заражения культурой St. Aureus, наблюдалась повышенная температура в среднем на 1,3 градуса Цельсия (р<0,05).

Эти данные подтверждают предположение о том, что ионизированная жидкость с положительным ОВП при внутривенном введении препятствует развитию воспаления. У животных, которым вводили ионизированную жидкость с отрицательным ОВП, наблюдалась лихорадка на протяжении всего эксперимента. Известно, что данная жидкость обладает избирательным антимикробным действием. Данные указывают на то, что при внутривенном введении она не активна в отношении St. aureus.

Бактериологический посев образцов крови животных из разных экспериментальных групп выявил наличие бактерий различных форм. Данные о процентном соотношении образцов с высеянными бактериями в экспериментальных группах представлены в таблице 5. В группе контроля посев выявил St. aureus, энтеробактерии, сапрофиты (кокки и палочки) в равном процентном соотношении. Бактериологический посев крови животных из группы Во выявил наличие St. aureus в большинстве образцов, 25% проб показали наличие энтеробактерий. В образцах крови животных, которым вводили жидкость с положительным ОВП, не обнаружено наличие St. aureus, в половине образцов кровь была стерильна, в остальных образцах выявлено наличие энтеробактерий.

Таблица 5

Процентное соотношение количества животных в каждой группе и бактерий, обнаруженных в их крови (n=20)

Группа

Бактерии, давшие рост

 

St. aureus

Энтеробактерии

(E. coli и др.)

Сапрофиты (крупные кокки)

Сапрофиты (крупные палочки)

Вк

100%

25%

25%

25%

Во

75%

25%

-

-

Вп

-

50%

-

-

К концу эксперимента летальность животных в опытной группе Вп составила 40%, в опытной группе Во – 70%, в контрольной группе – 60%. Таким образом, можно заключить, что ионизированная жидкость с положительным ОВП (+700±50 мВ) губительно действует на стафилококков и её целесообразно применять в процессе инфузионной терапии стафилококкового сепсиса.

Выводы:

1. Внутривенное введение ионизированной жидкости с положительным ОВП (+700±50 мВ) животным с экспериментальным стафилококковым сепсисом препятствует развитию нарушений сердечно-сосудистой системы и нормализует температуру тела.

2. Жидкость с положительным ОВП при внутривенном введении обладает бактерицидным эффектом в отношение St. aureus, не оказывая отрицательного воздействия на органы и ткани организма.

3. Внутривенное введение ионизированной жидкости с отрицательным ОВП животным с экспериментальным стафилококковым сепсисом не вызывает положительных эффектов, и поэтому применение данной жидкости при стафилококковом сепсисе в качестве инфузионного раствора не оправданно.


Библиографическая ссылка

Коваленко И.В., Резников К.М., Левченко Ю.А. ИОНИЗИРОВАННЫЕ ЖИДКОСТИ С РАЗЛИЧНЫМ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ В ИНФУЗИОННОЙ ТЕРАПИИ СТАФИЛОКОККОВОГО СЕПСИСА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=25539 (дата обращения: 19.02.2020).


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074