Преимущества электрофореза перед другими введениями лекарственных средств: Электрофорез | Прима Медика

Электрофорез. Статьи компании «ООО «Медицинская техника для дома»»

      В последнее время много людей стали использовать аппараты для электрофореза в домашних условиях. Их вы можете купить в нашем магазине. 

      Гальванизация в медицине – один из популярнейших методов электротерапии; метод лечения постоянным током небольшой силы и напряжения, применяющийся для лечения заболеваний периферической нервной системы (радикулитов, плекситов, невритов), а также артритов различной природы и др.

      Суть этой процедуры заключается в следующем: на организм больного в лечебно-профилактических целях воздействуют постоянными непрерывными электрическими токами низкого напряжения (30-80 В) и слабой силы (до 50 мА), которые называются гальваническими. Воздействие осуществляется через электроды, наложенные непосредственно на тело больного. Ток, изменяющий концентрацию ионов, включает сложнейшие физико-химические процессы в организме, оказывая воздействие на ткани и органы, лимфатические и кровеносные сосуды. В результате гальванизация, вызывает изменение физиологических процессов в организме пациента: ускоряет кровообращение и отток лимфы, изменяет проницаемость сосудов. Гальванизация является стимулятором функций нервной и эндокринной систем, приводит к норме работу органов пищеварения, способствует ускорению трофических и энергетических процессов, повышает устойчивость организма к воздействиям внешней среды, повышает его реактивность.

      Гальванизация обычно проводится в совокупности с электрофорезом.

      Электрофорез представляет собой направленное движение коллоидных частиц или макроионов, подвергающихся воздействию внешнего электрического поля. В физиотерапии применяется как метод введения лекарственных веществ в организм при помощи постоянного тока. При применении этого метода действуют две составляющие — лекарственное вещество и гальванический ток, помогающий доставить лекарство в зону лечения. При растворении в тканевой жидкости некоторых лекарственных веществах происходит их распад на ионы. В зависимости от заряда ионов при электрофорезе лекарства вводятся с одного или другого электрода, являющиеся катодом или анодом. Ток, проникая в кожу с помощью электродов, создает места концентрации лекарственных веществ – «кожные депо». Из этих мест лекарства постепенно поступают в организм.
      Однако некоторые лекарственные вещества под воздействием тока меняют свои фармакологические параметры — и распадаются, образовывают соединения вредного действия. Поэтому необходимо проявлять осторожность и использовать для лекарственного электрофореза только тестированные на воздействие гальванического тока, препараты.

      В практике применения универсальных растворителей для электрофореза особое место занимает диметилсульфоксид (ДМСО). Этот универсальный растворитель не изменяет фармакологические свойства лекарственных веществ, помогает им проникать через кожу.

      Электрофорез, как и любой метод лечения, имеет некоторые противопоказания, одним из которых является ранний детский возраст, если метод применяется в педиатрии. Противопоказания могут иметься и к лекарственным препаратам, которые применяются во время него.

     Гальванизация и электрофорез хорошо зарекомендовали себя как помощь при обезболивании новокаином и анальгином, внедрении в организм рассасывающих и сосудорасширяющих препаратов типа никотиновой кислоты и нош-пы и др.

     Осуществляется процесс гальванизации в двух основных направлениях:

1. Основное направление — чистая гальванизация без применения специальных веществ; используется только постоянный ток небольшой силы и напряжения.

2. Комбинированное направление — гальванизация с применением специальных ионизируемых веществ, предназначенных для совмещения терапевтического эффекта от воздействия током с эффектом от действия лекарства. Лекарства наносятся на очищенную и обработанную кожу.

     Методов гальванизации несколько. Популярными являются:

• Маска Бергонье. Включает двустороннюю гальванизацию основного направления области лица электродами трехлопастной формы, чаще применяется одностороннее воздействие — полумаска.
  Метод Вермеля. Общая гальванизация основного направления электродами прямоугольной формы, фиксируемыми в межлопаточной области и в зоне икроножных мышц обеих ног.
• Метод Щербака. Гальванизация основного направления электродом, имеющим форму «воротника», фиксируемого в верхней зоне спины и надплечья. Другой электрод – в поясничной области.
• Метод гальванического пояса. Гальванизация основного направления электродом, фиксируемым в поясничной области и на боковой поверхности бедер спереди.
• Метод гидроэлектрических ванн. Гальванизация комбинированного направления через воду.

      Показания

      Гальванический ток благотворно влияет на тонус центральной нервной системы человека, повышает функциональную возможность сердечно-сосудистой системы и пищеварительной системы, стимулирует работу желез внутренней секреции, запускает стимуляциюпроцессов регенерации, поднимает уровень защитных сил организма.

     При общей гальванизации повышается уровень лейкоцитов крови, несколько увеличивается показатель СОЭ, ускоряется обмен веществ (в частности углеводный и белковый).

     Основными лечебными эффектами гальванизации и электрофореза можно назвать такие как: противовоспалительный, болеутоляющий, успокаивающий, расширяющий сосуды, восстанавливающий, улучшающий обменные процессы.

      Совместно с лекарственными веществами гальванизация и электрофорез благотворно влияют на ряд проблем со здоровьем используется в следующих случаях:

1) в случае заболеваний периферической нервной системы, таких как плексит, радикулит, неврит, нейромиозит, травмы периферических нервов;

2) при заболеваниях центральной и вегетативной нервных систем — невроз, вегетоневроз, диэнцефальный синдром, арахноидит, ишемический инсульт, солярит, мигрень;
3) гальванизацию и электрофорез можно делать в случае гипертонической болезни I-II стадии, атеросклерозе сосудов головного мозга;
4) при заболеваниях пищеварительных органов – язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, хроническом гастрите, панкреатите, дискинезии желчного пузыря и кишечника, склеродермии;

5) гальванизацию и электрофорез можно делать в случае заболеваний органов дыхания — трахеит, плеврит, пневмония, бронхит, бронхиальная астма;

6) в случае заболеваний опорно-двигательного аппарата, таких как артрит, переломы костей, деформирующий остеоартроз, остеохондроз позвоночника и др.;

7) при урологических заболеваниях и заболеваниях половой системы — цистит, уретрит, простатит, хронический пиелонефрит, аднексит, периметрит, дисфункция яичников и др.;

8) гальванизацию и электрофорез можно делать при заболеваниях в отоларингологии, таких как гайморит, хронический ринит, неврит слухового нерва тубоотит, адгезивный отит, фронтит;

9) при глазных заболеваниях, таких как результат травматических повреждений глаза, помутнения роговой оболочки и стекловидного тела, кровоизлияния в стекловидное тело, атрофия зрительного нерва и дистрофия сетчатки.

      Метод гальванизации как способ введения лекарств, обладает рядом важных преимуществ, в сравнении с обычными методами лечения:

1. Лекарственное вещество под воздействием гальванического тока благотворно влияет на электрохимический состав клеток и тканей.

2. В область воздействия лекарство доставляется в малых дозах и в ионном виде, повышающем уровень его воздействия.

3. Время действия лекарства при применении метода гальванизации увеличивается по причине образования мест концентрации лекарства — «кожных депо», обеспечивающих пролонгированное действие.

4. «Кожные депо» образуются непосредственно в месте воздействия лекарственных веществ, создается высокая местная концентрация действующих веществ.

5. В случае применения метода гальванизации не затрагивается желудочно-кишечный тракт – его слизистая оболочка не травмируется, так как вещества вводятся непосредственно в место воспаления.

6. Появляется возможность вводить одновременно нескольких лекарственных препаратов.

7. Под влиянием слабого электрического тока происходит восстановление и обновление тканей.

      Процесс гальванизации дает следующие результаты:

— обезболивает:

— улучшает подвижность суставов;

— восстанавливает поврежденные ткани и ускоряет процесс заживления;

— снимает острую и хроническую отечность;

— тонизируя мускулатуру тазового отдела и кишечника, лечит недержание мочи и кала;

— облегчает спазмы.

     Все эти преимущества гальванизации и электрофореза широко используются в косметологической практике, в лечении заболеваний сердечно-сосудистой системы, при лечении туберкулеза, для введения лекарственных составов внутрь при полостных вмешательствах.

     В процессе гальванизации и электрофореза широко используется аппарат «Поток», в котором напряжение переменного тока снижается при помощи трансформатора, до 60 В. Аппарат портативный, не требует заземления, может использоваться в настольном положении и в прикрепленном к стене положении. 

     Гальванизация в домашних условиях

      Гальванизация и электрофорез с успехом применяются в аппаратной косметологии, например, при SPA процедурах используются ручные и ножные гальванические ванны. При этих процедурах током воздействуют на погруженные в воду участки тела. Также гальванические токи снимают спазмы мышц лица, разглаживают мимические морщины на лбу, переносице, в уголках глаз, вокруг рта и на щеках; с их помощью можно очистить и улучшить питание кожи.

      Главным преимуществом слабых токов в процессе гальванизации является то, что с их применением можно добиться хороших результатов от оздоровительных процедур при полном отсутствии болезненных ощущений и максимальном отсутствии побочных действий.

      Результатом воздействия гальванического тока на пациента будут такие эффекты как обезболивающий, противовоспалительный, седативный, метаболический, регенеративный и др.

      Показаниями к применению гальванизации тока в косметологии являются повышенный волосяной покров на лице и в области подмышек, все виды себореи, послеугревые рубцы, сухая увядающая кожа.

      Организовать применение метода гальванизации с лекарственным электрофорезом вполне реально и в домашних условиях.

      Лекарственный электрофорез, как метод комплексного воздействия, объединяет в себе лечение лекарственными веществами, доставляемыми в зоны воздействия с помощью гальванического тока. Этот метод позволяет вводить лекарственные препараты непосредственно в проблемную область, не затрагивая и не травмируя желудочно-кишечный тракт.

      Гальванизация в домашних условиях отличается от традиционной методики проведения в медицинском учреждении тем, что для процесса используются меньшие плотности тока и увеличивается продолжительность процедуры. Это необходимо, чтобы повысить электрическую безопасность и терапевтический эффект от воздействия.

      Предлагаем вам купить в нашем магазине для гальванизации в домашних условиях аппарат «Поток-1»  и «Потор-БР», который применяется для проведения лечебной и профилактической гальванизации и электрофореза.

      Особенностями этих процедур, выполняемых с помощью аппарата «Поток-1», являются высокая эффективность лечения, отсутствие болезненных ощущений и возможность совмещать процедуру с другими лечебными методами.

      Аппарат «Поток-1» выпускается с комплектом принадлежностей, в составе которых имеются свинцовые электроды, свинцовая пластина, провода для пациента. Дополнительно есть возможность заказать набор из шести прямоугольных электродов разных размеров, двухлопастную или трехлопастную полумаску Бергонье, электрод для воротниковой зоны.

      Следующим прибором для применения в процессе гальванизации в домашних условиях можно назвать аппарат «Элфор-проф». 
Усовершенствованная на базе новейших достижений и технологий цифровой электронной техники модель аппарата имеет ряд преимуществ, таких как: небольшой вес, удобный и приятный глазу дизайн, простота в работе. Главным преимуществом прибора гальванизации является добавленная система стабилизации и контроля силы тока, позволяющая поддерживать при эксплуатации прибора стабильную силу тока и позволяющая оградить пациента от болевого синдрома и раздражения.

      Этот аппарат удобен и прост в эксплуатации, может применяться не только в условиях медицинского учреждения, но и самостоятельно на дому для проведения гальванизации в домашних условиях, так как режимы его работы максимально автоматизированы.

      Можно купить и портативную модель аппарата — «Элфор»

      Перед проведением гальванизации и лекарственного электрофореза в домашних условиях нужно обязательно получить консультацию лечащего врача или специалиста-физиотерапевта.

      Суть метода гальванизации заключается в следующем: теплой водопроводной водой гидрофильные прокладки смачиваются, отжимаются и помещаются на область воздействия. При параллельном проведении с лекарственным электрофорезом, лекарственная прокладка смачивается раствором лекарства и располагается между кожей пациента и гидрофильной прокладкой. Проводя процедуру, следует помнить, что раствор лекарства приобретает полярный заряд, поэтому наносить его на электрод нужно, придерживаясь таких правил: если лекарство отрицательно заряжено – помещается на катод, в случае положительного заряда — на анод.

      Чаще всего при гальванизации в домашних условиях применяются такие лекарственные препараты в растворах как жидкий экстракт алоэ, растворы анальгина, аскорбиновой кислоты, лидокаина, дибазола, димедрола, никотиновой кислоты, новокаина, папаверина, эуфилина и др. Каждый из применяемых растворов имеет свою полярность, указанную в специальных инструкциях.

      По правилам, для того чтобы силовые линии тока свободно проходили сквозь зону воздействия, гидрофильные прокладки на теле при гальванизации следует располагать поперечно, т.е. друг напротив друга.

      Поверх прокладок с лекарством помещается электрод из графитизированной ткани или из пластины свинца, имеющий меньшие размеры. Электродное устройство фиксируется на теле больного, сам электрод подсоединяется к полюсам источника электричества при помощи гибкого проводника. Так как процедура гальванизации может быть довольно продолжительной, то сам переносной источник тока закрепляется на пациенте — на теле, в кармане, на поясе. Именно поэтому, электроды должны находиться в специальных емкостях (мешочках) из пищевого полиэтилена, в которых предусмотрены отверстия, чтобы увлажнять прокладки.

     Процедура гальванизации проводится с плотностью тока в 5—8 мкА на квадратный сантиметр участка с силой тока до 200 мкА. Длительность процедуры может составлять от нескольких часов до нескольких суток, в зависимости от рекомендаций врача. В течение процедуры у пациента должно возникать ощущение легкого покалывания, эффект «ползанья мурашек». При появлении ощущения жжения под электродом процедуру гальванизации следует прекратить немедленно.

      Местами для наложения электродов, к примеру, могут быть область позвоночника и плечевого сплетения, области суставов — плечевого, локтевого, лучезапястного, тазобедренного, коленного. Также электроды можно накладывать на область сердца, область миндалин, область кишечника, область селезенки, область желудка, область почек, область мочевого пузыря.

      Результатом проведения гальванизации и электрофореза в случае болевого синдрома и некоторых хронических заболеваний является пролонгированный эффект.

      Электрофорез, как и любой метод лечения, имеет некоторые противопоказания, одним из которых является ранний детский возраст, если метод применяется в педиатрии. Противопоказания могут иметься и к лекарственным препаратам, которые применяются во время него.

       Противопоказания электрофореза:

1. Новообразования доброкачественные или злокачественные, подозрения на них, онкология.

2. Острые воспалительные и гнойные процессы кожи и организма в целом, бронхиальная астма.

3. Сердечно-сосудистые заболевания в стадии обострения.

4. Беременность и кормление грудью.

5. Склонность к кровотечениям.

6. Эпилепсия и другие тяжелые нервные расстройства.

7. Системные заболевания крови.

8. Индивидуальная непереносимость процедур гальванического тока.

Купить электрофорез (аппарат) можно просто  — закажите на сайте или позвоните менеджерам  > > > >

центр мануальной терапии и массажа Мануал-Плюс (Киев)

Электрофорез – метод физиотерапевтического лечения, заключающийся в сочетанном воздействии на организм слабого постоянного электрического тока и вводимых с его помощью через неповреждённые кожные покровы лекарственных веществ. Этот метод, как лечебный, начал применяться в медицине еще в 1802 году, таким образом, ему уже около 210 лет.

Эффекты электрофореза
 Электрофорез позволяет доставить лекарственное вещество непосредственно к больному месту  и постепенно создать там достаточную его концентрацию. Необходимая концентрация лекарства в очаге воспаления может сохраняться от 12 часов до 15 суток, что способствует увеличению терапевтического эффекта.

Особенно важно то, что при помощи электрофореза возможна доставка лекарств в области с нарушенной микроциркуляцией (при плохом кровообращении в органе, спазмированных сосудах). Лекарства, введенные другими способами, туда практически не доходят. Этот метод особенно показан при различных тромбозах и некрозах (когда происходит отмирание ткани при нарушенном кровообращении).

Очень важно при электрофорезе то, что лекарственное вещество не проходит через мощный фильтр – печень, как при пероральном приёме, а сразу поступает в ткани, соответственно, оказывая гораздо меньшее токсическое действие на печень и весь организм в целом При этом лекарство меньше разрушается, и требуется гораздо меньшая доза.  Самое удивительное то, что при электрофорезе лекарственные вещества поступает к больному органу в виде заряженных частиц – ионов, которые уже намного активнее, чем простые лекарства.

Отличия от инъекционнго введения лекарств

Прежде всего, при электрофорезе используются более концентрированные лекарства, требуется меньшая доза лекарственного вещества, лекарства попадают в ткани минуя печень, меньше разрушаются и оказывают меньшее токсическое действие. Дольше сохраняется терапевтическая концентрация в тканях, создаётся большая концентрация лекарства именно в нужном органе. Усиливается действие лекарства за счёт образования ионов. Кроме того, сам гальванический ток при электрофорезе оказывает противовоспалительное, обезболивающее, противоотёчное действие, что значительно увеличивает эффективность терапии по сравнению с простым иньекционным введением лекарства.

Гипоаллергенность лечения электрофорезом

При лечении с помощью электрофореза риск возникновения аллергических реакций очень мал, поскольку лекарство вводится в более чистом виде, без растворителей и примесей. А также плюс в том, что в кровь поступает намного меньше лекарства, большая часть ионов остаются в тканях в зоне введения.

Действие электрического тока

Действие электрического тока при электрофорезе само по себе уникально. Гальванический ток оказывает противовоспалительное, обезболивающее, противоотёчное, мембраностабилизирующе действие, что значительно усиливает эффект электрофореза. Кроме того, слабый постоянный ток определённой формы и амплитуды активирует действие лекарственных веществ, превращая большую их часть в положительно или отрицательно заряженные ионы, что позволяет снизить концентрацию лекарств, с сохранением терапевтического эффекта.

Как проводится процедура

При электрофорезе необходимое лекарственное вещество наносится в виде раствора на тканевую влаговпитывающую прокладку либо на фильтровальную бумагу, которая накладывается на кожу пациента. Далее поверх этой прокладки кладут смоченную в кипячёной воде салфетку, а сверху прикладывается электрод, который фиксируется на теле с помощью целлофановой плёнки или целлофановых мешочков с грузом. Продолжительность одной процедуры занимает 10 — 15 минут. При сегментарно-рефлекторных схемах лечения продолжительность 15-20 минут. Курс электрофореза включает обычно от 10 до 20 процедур ежедневно или через день.

Процедура электрофореза абсолютно безболезненна и комфортна.

Показания для электрофореза

Поскольку это универсальный метод, и лекарств, которые легко вводятся с помощью электрофореза, очень много, то и показаний для применения этой процедуры достаточно много. Методом электрофореза можно вводить противовоспалительные препараты, антибиотики, обезболивающие, витамины, хондропротекторы, микро и макроэлементы и т.д. Назначается электрофорез очень широко при заболеваниях органов дыхания, опорно-двигательного аппарата, внутренних болезнях, вегето-сосудистых дистониях, гипертонической болезни, остеопорозах, ангинах, гинекологических болезнях и многих других заболеваниях.

В нашем центре с помощью электрофореза мы эффективно лечим  такие заболевания как: остеохондроз позвоночника, грыжи межпозвонковых дисков, деформирующий остеоартроз суставов, плече-лопаточный периартроз, эпикондилит, бурсит, тендинит, плексит, невриты и невропатии периферических нервов, гинекологические болезни и другие. Методики лечения, разработанные нашими специалистами, позволяют быстро купировать болевой синдром, снять воспалительный процесс и максимально быстро восстановиться после перенесенного заболевания.

Противопоказания

Противопоказан электрофорез при онкологических заболеваниях, при высокой температуре тела, при кожных поражениях в зоне предполагаемой процедуры, при психических нарушениях. Так же, нельзя назначать его в случаях наличия кардиостимулятора и других сложных электрических приборов в теле пациента, при тяжёлом общем состоянии, высоком артериальном давлении, тяжёлых нарушениях ритма сердца. А так же, если есть противопоказания непосредственно к вводимым лекарственным веществам.

В любом случае, вопрос показаний и противопоказаний для электрофореза должен решаться Вашим лечащим врачом в индивидуальном порядке.

Записаться на бесплатную консультацию к доктору и на процедуру электрофореза Вы можете здесь.

Электролечение | Больница

Постоянный электрический ток – ток, не изменяющийся по времени и по направлению. Постоянный ток обладает выраженным лечебным эффектом. В физиотерапии наиболее широко используются гальванизация и электрофорез.

Гальванизация – это метод лечебного воздействия на организм больного гальванического тока малой силы и низкого напряжения. Гальванизация уравновешивает процессы возбуждения и торможения, улучшает вегетативную регуляцию и метаболизм в органах и тканях, увеличивает кровенаполнение сосудов головного мозга, стимулирует деятельность желез внутренней секреции, урежает ЧСС, снижает АД, понижает холестерин крови, повышает напряжение кислорода в миокарде, увеличивает уровень АТФ, усиливает фагоцитоз, стимулирует трофику в тканях и органах, улучшает мукоцилиарный клиренс, усиливает секреторную и моторную функцию ЖКТ.

Лекарственный электрофорез – это метод сочетанного одновременного воздействия с лечебной целью на организм больного постоянного электрического тока и лекарственного вещества, поступающего в организм с током через неповрежденные кожные покровы или слизистые оболочки. 

Преимущества лекарственного электрофореза перед другими методами введения лекарственных препаратов в организм:

• лекарственное вещество вводится не в молекулярной, а в ионизированной форме, что повышает его фармакологическую активность
• с помощью электрофореза в поверхностных слоях кожи и в подкожной клетчатки создается депо лекарства, которое постепенно всасывается (до 3 недель)
• лекарство вводится непосредственно в область патологического очага, создавая в нем достаточно высокую концентрацию
• при электрофорезе реже возникают отрицательные реакции и меньше выражены побочные действия
• лекарство вводится без нарушения кожных покровов
• фармакологическое действие лекарственного вещества дополняется комплексом воздействия постоянного электрического тока
• лекарственное вещество может быть обратно выведено в прокладку при изменении направления тока

Гальванизация и лекарственный электрофорез применяются для лечения следующих состояний:

• заболевания периферической, центральной и вегетативной нервной системы (неврит, плексит, невроз)
• заболевания сердца и сосудов (гипертоническая болезнь 1 стадии, атеросклероз аорты и периферических артерий)
• заболевания органов дыхания (бронхит, пневмония, плеврит)
• заболевания органов пищеварения (гастрит, язвенная болезнь, дискинезии)
• заболевания мочеполовых органов (пиелонефрит, цистит, простатит, аднексит)
• патология костей и суставов (артриты, артрозы, остеохондроз, переломы костей)

Противопоказания: нарушение целостности кожных покровов в местах наложения электродов, дерматиты, дерматозы, наклонность к кровотечению, злокачественные новообразования, острые и гнойные процессы различной локализации.

В настоящее время термин  «транскраниальная электротерапия» объединяет группу методов, в основе лечебного эффекта которых лежит воздействие различными видами электрических токов на центральную нервную систему. Наиболее известными представителями данной группы являются такие методы, как электросон и электроанальгезия; и появившееся относительно недавно направление транскраниальной электростимуляции, так называемая, ТЭС-терапия.
Для проведения процедур на голове пациента закрепляют электроды, посредством которых происходит подача электрического тока определенных параметров. Ток проникает в полость черепа, не повреждая структуры мозга, распространяется по сосудам и ликворным пространствам, оказывая непосредственное  влияние на структуры мозга. А поскольку именно головной мозг обеспечивает контроль и регулирует работу всех систем организма, данный вид физиолечения показан при широком спектре различных заболеваний.В то же время методы транскраниального воздействия могут использоваться и у здоровых людей, находящихся в состоянии стресса, нервного или физического перенапряжения, при переутомлении и бессоннице.

На фоне проводимых процедур:

• нормализуется эмоциональное состояние и сон
• восстанавливается работоспособность
• улучшаются процессы адаптации организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды
• уменьшается необходимость в приеме седативных и психотропных препаратов
• снижается восприятие болей любого происхождения
• уменьшаются проявления вегето-сосудистой дистонии, стабилизируется артериальное давление
• улучшается половая функция
• уменьшаются проявления предменструального и климактерического синдромов, явления токсикоза при беременности

В основе дарсонвализации лежит применение тока с высокой частотой. Ток, проходя через клетки кожи, расширяет мелкие кровеносные сосуды и усиливает интенсивность кровотока в них, ликвидирует сосудистые спазмы. Таким образом, проходит ишемия тканей – уходят связанные с ней болезненные ощущения и парестезии.

В качестве вспомогательной методики дарсонвализация чаще всего применяется в комплексном лечении:

• варикоза, трофических язв
• суставов (артрит, бурсит)
• гинекологических проблем (заживление швов, борьба с инфекцией)
• дерматологических болезней (псориаз, акне, экзема, облысение)
• воспалительных процессов (гематомы, ожоги, фурункулы)

Среди противопоказаний к использованию методики выделяют: беременность, подверженность эпилептическим припадкам, синдром сердечной недостаточности, доброкачественные и злокачественные образования на участке воздействия током Дарсонваля, подверженность кровотечениям, наличие любых нарушений свертывания крови, болезни и повреждения кожного покрова, активная форма туберкулеза, дисфункция и заболевания щитовидной железы.

Физиотерапевт (физиотерапия)

Физиотерапия — это лечение с помощью природных и физических факторов: тепло и холод, ультразвук, электрический ток, магнитное поле, лазер, ультрафиолетовое, инфракрасное и другие виды излучений, массаж, гирудотерапия и др.

Несомненное преимущество физиотерапии перед другими методами лечения — ее высокая эффективность вкупе с безопасностью. Она не только не требует применения лекарственных препаратов, но и благодаря своему активному воздействию на организм позволяет сократить прием лекарств в разы за счет повышения чувствительности организма к лечебным свойствам медикаментов.

Физиотерапия позволяет свести к минимуму возможные побочные явления и неприятные последствия как самой болезни, так и ее лечения, подчас отрицательно сказывающегося на защитных силах организма.

Физиотерапия будит внутренние резервы организма, укрепляет иммунитет и тем самым сокращает сроки лечения, ускоряет заживление ран и воспалений, активизирует важнейшие биохимические процессы в организме, настраивая естественные силы организма на выздоровление.

Физиотерапия успешно применяется для лечения самых разных заболеваний органов и систем человеческого организма. В качестве самостоятельного способа лечения физиотерапия эффективна на начальных стадиях развития заболевания.

Физиотерапия — это прекрасное средство профилактики многих болезней.

Электролечение: низкочастотная терапия, электрофорез, гальванизация, СМТ, ДДТ.

Лечебное воздействие физиотерапевтических постоянных и переменных токов может усиливаться одновременным введением лекарственных препаратов.

Электрофоретическое введение лекарств дает ряд преимуществ перед другими видами приема препаратов: локальное введение, доставка непосредственно к больному очагу, под действием тока увеличивается проникающая способность клетки, что повышает концентрацию препарата непосредственно в очаге воспаления, боли.

Действие токов: противоболевое, противовоспалительное, противоотечное, улучшение микроциркуляции крови, улучшение питания клеток, антиспастическое.

Токи применяются при острых и подострых воспалительных процессах внутренних органов, хронических воспалительных заболеваниях с болевым синдромом, при заболеваниях периферической нервной системы и заболеваниях суставов.

Микротоки и высоковольтные токи придадут коже упругость и эластичность.

Противопоказания: температура неизвестной этиологии, гнойные воспалительные процессы, нарушение целостности кожных покровов в местах наложения электродов, расстройства кожной чувствительности, индивидуальная непереносимость тока.

Чаще всего она используется как дополнительный метод в общем курсе лечения.

Лекарственный электрофорез — презентация онлайн

1. Лекарственный электрофорез.

АО «Медицинский университет Астана»
Кафедра дерматовенерологии с курсом
иммунологии
Лекарственный
электрофорез.
Выполнила: Дуйсенова А. 570гр.ОМ
Проверила: Алма Аймолдина
Астана 2016
• Ионофорез или лекарственный
электрофорез – это
физиотерапевтический метод,
заключающийся в воздействии на
организм гальванического тока и
вводимых с его помощью
лекарственных растворов. Впервые
для лечения больных ионофорез
был применен в 1802 году.
• В основе ионофореза лежит способность химических
веществ разделяться на положительные и
отрицательные ионы, которые направленно
перемещаются в электрическом поле. При этом с
электродной прокладки вводятся лишь те ионы,
которые имеют одноименный знак с электродом
(катионы двигаются к отрицательному полюсу
(катоду), а анионы — к положительному (аноду). Во
время процедуры ионофореза лекарственные
вещества проникают на небольшую глубину в
поверхностные и средние слои кожи, и только
небольшое количество лекарственного вещества
обнаруживается в глубоких слоях и подкожной
клетчатке. Из кожи по мелким кровеносным и
лимфатическим сосудам лекарство разносится по
всему организму, хотя преимущественно оно
накапливается в тканях и органах в месте
воздействия.
• Воздействие самого гальванического на органы и
ткани заключается в том, что он активизирует тонус
гладкой мускулатуры, укрепляет сосуды, улучшает
кровообращение и обмен веществ в клетках тканей.
Гальванический ток повышает восприимчивость
тканей к вводимым косметическим средствам.
Благодаря такому воздействию тока лечебный эффект
вводимых лекарств усиливается, что позволяет
значительно снижать их дозировки. Также в клетках
тканей активизируются все виды обменных
процессов. В результате такого воздействия кожа
«оживает», наполняется влагой, из нее удаляются
токсины и продукты обмена.
• При электрофорезе лекарственные вещества в
организм проникают через выводные протоки
потовых и сальных желез, межклеточные
промежутки, волосяные фолликулы.
• Гальванизация = лечебное действие постоянного тока
• Ионофорез = гальванизация+лекарственное вещество
• Ионная мезотерапия = ионофорез стационарными
электродами
• Дезинкрустация =
• Электрофорез (ионофорез) омыляющих веществ в
сочетании с действием отрицательного полюса
гальванического тока применяется в косметологии для
омыления комедонов. В этом случае с помощью
ионофореза в кожу лица вводится щелочной раствор (1%ный раствор бикарбоната натрия). Положительно
заряженные ионы натрия (Na+), изменяют кислотность
кожи, в результате чего поверхностные слои кожи
разрыхляются, поры на коже раскрываются и очищаются,
исчезают черные точки. Кожа освобождается от лишнего
балласта, увлажняется и становится более восприимчивой к
различным питательным и увлажняющим косметическим
средствам.
• Электрофорез обладает рядом преимуществ
перед другими известными способами введения
лекарства:
• в коже создается депо, откуда препарат
освобождается постепенно и попадает в кровь, а
также воздействует на нужную область;
• дозу препарата можно уменьшать, при этом
эффект не изменится;
• препарат можно доставить именно в то место,
куда необходимо, не навредив другим органам;
• лекарство медленнее выводится из организма;
• побочные эффекты редко возникают;
• лекарственные вещества доставляются в уже
активной форме;
• Основные методики электрофореза
• Гальваническая – специальные прокладки, которые состоят из
четырех слоев фильтрованной бумаги и марли. Эти накладки
смачиваются в растворе лекарственного препарата нужной
концентрации, затем одевается защитная прокладка, на которую
устанавливается электрод. Другой электрод размещается на
противоположной стороне тела. Это нужно для того, чтобы создать
линию движения лекарственного препарата.
• Ванночковая – в специальную ванночку наливается раствор
лекарственного препарата, и в этой ванночке помещены
специальные электроды. Большую часть тела человек погружает в
нее и лежит там определенное время.
• Полостная – лекарственное средство в виде раствора вводится в
прямую кишку, вагинальное отверстие, желудок или другой полый
орган, а затем туда вводят катод или анод, второй электрод
размещают на поверхности тела.
• Внутритканевая – чаще всего эту методику используют для лечения
дыхательной системы. Сначала пациент принимает таблетку или
ему делается инъекция, а затем на область с очагом воспаления
размещаются электроды.
• Лечебные эффекты лекарственного электрофореза
• Лекарственный препарат, доставленный в
организм при помощи электрофореза,
воздействует несколькими механизмами:
• 1. Рефлекторный механизм (ионные рефлексы).
• 2. Гуморальный (системный) механизм.
• 3. Местный механизм.
• Рефлекторный компонент терапевтического
действия лекарства формируется за счет
опосредованных влияний. Гуморальный
компонент оказывает системное воздействие за
счет проникновения лекарственного вещества в
кровоток и лимфоток, и влияния на многие органы
и ткани. Местное действие электрофореза
обусловлено высокой концентрацией лекарства в
месте введения.
В отличие от инъекционных способов введения
электрофорез позволяет доставить лекарства к
патологическому очагу, в котором имеются
нарушения микроциркуляции и регионарного
кровообращения в виде капиллярного стаза,
тромбоза сосудов, инфильтрации и некроза. Такие
патологические очаги плохо поддаются лечению
традиционными методами, т.к. поступление
лекарственных веществ в них затруднено. При
электрофорезе же лекарственные вещества могут
поступать в патологический очаг не только
гематогенным, но и электрогенным путем.
• Противоионы и различные примеси, которые
могут тормозить действие основного
лекарственного иона, в организм при этом не
попадают, а остаются на прокладке.
• Процедура ионофореза
• Техника ионофореза сводится к расположению
на пути тока (между телом человека и
электродами) раствора лекарственного
вещества. Для этой цели чаще всего
используются специальные прокладки,
которые смачиваются лекарственным
раствором и накладывается на
предварительно очищенную кожу лица.
Активным электродом кожа медленно
обрабатывается в течение нескольких минут.
• Что включает в себя процедура ионофореза
• Очистка (энзимным пилингом с АНАкислотами)
• Нанесение косметических средств, выбор
которого зависит от имеющихся проблем и
поставленных задач;
• Ионофорез. На кожу накладываются
специальные электроды или иглы, через
которые дозировано и будет подаваться ток.
• Закрепление результата -обработка кожи
специальными косметическими средствами,
которые закрепляют полученный эффект.
(тонизир.эффектом)
• Эффект от ионофореза в косметологии
• Повышается уровень увлажненности сухой
кожи. Поверхность кожи выравнивается,
становится более упругой, приобретает
здоровый цвет и тонус, способствует
усиленному выделению токсинов, что
положительно влияет в лечении акне,
исчезают мелкие морщинки и заметно
уменьшаются крупные морщины. Благодаря
усилению лимфотока и кровообращения
«уходят» круги и отечности под глазами.

Показания к методу
Омоложение кожного покрова.
Улучшения цвета лица, увлажнения
Повышения эластичности и тонуса кожи и
снижения отечности лица, мешки и темные круги
под глазами
Осветления пигментных пятен.
Чистка кожи
Устранения локализации жира– лечение
целлюлита·
Комедоны, угри, прыщи;
Пигментные пятна;
Сухость кожи, шелушение, покраснение,
нарушение гидролипидного баланса верхних
слоев кожного покрова;

Противопоказания для процедуры
– при закрытых гнойных процессах
– склонность к кровотечениям
– наличие злокачественных опухолей и предрасположенность к
онкозаболеваниям;
лихорадочные состояния,
– при туберкулезе легких
беременным и кормящим женщинам;
— людям,— при нарушениях работы эндокринной системы и
гормональных сбоях;
— при заболеваниях лор-органов;
— при болезнях кожи хронического характера;
— людям, страдающим сердечно-сосудистыми заболеваниями.
обширные нарушения целостности кожи, системные заболевания
кожи, почечная недостаточность, наличие кардиостимулятора,
индивидуальная непереносимость тока.
Специфические (при работе на лице): сыпи, экзема, заболевания
щитовидной железы, кисты и опухолевые заболевания груди.
• Косметологические комплексные препараты по своему назначению
распределяются на группы:
• питательные;
• увлажняющие;
• омолаживающие;
• антикуперозные;
• противовоспалительные;
• с эффектом лифтинга.
• Для ионофореза используют специальные нетканые маски, пропитанные
обычногиалуроновой кислотой или раствором коллагена, плацентарноколлагеновые или плацентарные маски. Наиболее часто применяют
средства в форме водорастворимых гелей, токопроводящих эмульсий и
паст, содержащих:
• гиалуроновую кислоту, которая способствует разглаживанию кожи и
стимулирует регенеративные процессы;
• никотиновую кислоту, расширяющую мелкие сосуды и способствующую
улучшению кровообращения и обменных процессов в коже;
• салициловую кислоту, обладающую противовоспалительным,
очищающим и осветляющим действием.
• гиалуронидазу (Лидаза, Лонгидаза), фермент, расщепляющий
гиалуроновую кислоту, что помогает значительно уменьшить рельеф
растяжек и рубцов.
• Косметические средства для ионофореза
• Специальная косметика для данной
процедуры имеет на упаковке маркировку (+)
или (-). Это означает, что вводить этот
препарат следует с соответствующего
электрода – катода или анода.
• Лекарственные растворы для электрофореза
рекомендуется заготавливать не более чем на
7-10 дней. Растворы неустойчивых лекарств
(прежде всего ферментов) лучше готовить
непосредственно перед процедурой и хранить в
холодильнике. Количество расходуемого
лекарства определяется из расчета 5-10 мл на
каждые 100 см2 площади матерчатой
лекарственной прокладки (для прокладки из
фильтровальной бумаги соответственно 2-3 мл)
и учета количества и характера проводимых
процедур. Сильнодействующие лекарства
наносятся на прокладку в количестве, не
превышающем его высшей разовой дозы.
• Полярность простых соединений легко определить
теоретически: ионы всех металлов имеют положительный
заряд и вводятся с анода; ионы всех металлоидов (хлор,
бром, йод и др.) и кислотные остатки подлежат введению
с катода, т.к. приобретают при диссоциации
отрицательный заряд. Положительный заряд в растворе
имеют алкалоиды, местноанестезирующие средства,
большинство антибиотиков и сульфаниламидов. У
некоторых веществ (например, белков или аминокислот),
относящихся к амфотерным соединениям, полярность
зависит от рН среды: в кислых растворах они приобретают
положительный заряд, в щелочных соответственно
отрицательный.
• Важную роль при проведении лекарственного
электрофореза играет растворитель
• Если лекарственное вещество плохо растворимо в воде, то
в качестве растворителя можно использовать спирты и
особенно диметилсульфоксид (димексид, ДМСО).

Лекарственный препараты, предназначенный для проведения электрофореза,
должны отвечать следующим требованиям:
1. Чистые, без примесей.
2. Свежие, то есть раствор лекарственного препарата готовится
непосредственно перед употреблением.
3. Для приготовления раствора использовать только чистую воду
(дистиллированную).
4. Если лекарство нерастворимо в воде, то в качестве растворителя применяют
очищенный спирт или Димексид (диметилсульфоксид).
5. Не допускается использование в качестве растворителя физиологического
раствора.
6. Для приготовления растворов ферментов (лидаза) необходимо использовать
в качестве растворителя буферы (фосфатный, гидрокарбонатный и т.д.).
электроды устанавливаются на связанные с внутренними органами
вегетативной иннервацией участки кожи. Так что при местном воздействии
сквозь вегетативные пути различные лекарственные вещества, несомненно,
оказывают влияние на конкретные системы и органы организма человека.
Подводимый к имеющемуся больному ток обязательно дозируют по
плотности. Для дозиметрии используются субъективные, личные ощущения
больного. При процедуре он должен однозначно чувствовать легкое
пощипывание (покалывание) под электродами. Если появляется чувство
жжения — это сигнал к немедленному снижению плотности тока.
• Риски от ионофореза
• Процедура ионофореза будет абсолютно
безопасна и максимально эффективна.
• Использовать качественную косметику, которая
поддается ионизации.
• Не злоупотреблять количеством наносимой
косметики. Перенасыщение кожи
ионизированными веществами нарушит
функции кожи и вызовет раздражение.
• Процедура ионофореза длится в зависимости
от площади обрабатываемого участка кожи от
15 до 30 минут. Эффект проявляется
постепенно. Восстановительный период
отсутствует, соблюдения определенных
ограничений после сеанса не требуется. Чтобы
получить длительный косметический эффект,
не стоит увеличивать длительность сеанса.
Лучше постепенно пройти несколько сеансов
процедур
• Лечебные эффекты электрофореза
• Электрофорез оказывает следующие
терапевтические эффекты:
противовоспалительный – анод;
обезвоживающий (способствует выходу
жидкости из тканей и сходу отеков) – анод;
обезболивающий – анод; успокаивающий –
анод; сосудорасширяющий – катод;
расслабляющий (особенно в отношении мышц)
– катод; нормализация обмена
веществ, питания органов и тканей
–
катод; секреторный (выработка
и
выброс в кровь биологически
активных веществ) – катод.

Электрофорез в Самаре в частной клинике Косма

Электрофорез – один из распространенных методов физиотерапевтического лечения. Этот способ позволяет доставить лекарственные вещества в организм человека через кожу или слизистую оболочку с помощью электрического тока малого напряжения. При этом виде лечения используется минимальная доза препаратов, достигается не только локальный эффект, но и системный, так как воздействие электрического тока на кожу или слизистую оболочку стимулирует кровообращение. При проведении процедуры электрофореза используются два электрода и препарат в виде раствора, которым пропитывают салфетку (тампон). На кожу (или слизистую оболочку) пациента накладывают салфетки с электродами и пропускают электрический ток малого напряжения. При этом создается электрическое поле, заставляющее ионы лекарственного средства проникать внутрь тела в зоне воздействия.

Время одной процедуры – от 5 до 30 минут. Курс лечения от 5 до 10 процедур, которые проводятся ежедневно или через день. Точная длительность и периодичность определяется врачом в зависимости от формы и течения заболевания.

ПРЕИМУЩЕСТВА МЕТОДА

Быстрота воздействия

— за счет доставки препарата в конкретную область, лечебный эффект, например обезболивающий, наступает очень быстро.

Эффект депо

— в области введения накапливается лекарственное средство, которое в последствии постепенно поступает в организм, продолжая оказывать лечебное, например расслабляющее действие.

Меньшая доза лекарства

— за счет доставки лекарственного препарата адресно в нужную область, а также активной формы средства (в виде ионов) используются наименьшие дозы лекарственных средств, по сравнению с другими способами введения, тем самым снижается возможное токсическое воздействие на организм и риск побочных эффектов. 

Нетравматичный, подходит для детей

— процедура не требует повреждения тканей, специальной подготовки, она безболезненна и проста. Пациент испытывает легкое щекотание или покалывание в месте наложения электродов, как правило, не вызывающее дискомфорта даже у маленьких детей.

Польза электротоков 

Электротоки сами по себе оказывают лечебное воздействие (и в ряде случаев могут применяться без дополнительных лекарств  — методом гальванизации). При воздействии электротоки улучшают периферическое кровообращение, активизируют регенерацию тканей и деятельность нервной системы.

Проверенный метод 

Данный метод проверен временем, но не потерявший своей актуальности и распространенности метод лечения, показавший свою полезность в различных областях медицины.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОФОРЕЗА

Метод успешно применяется в составе комплексной терапии для лечения заболеваний многих систем организма у детей и взрослых: нервной, мочеполовой, дыхательной, сердечно-сосудистой, желудочно-кишечного тракта, ЛОР-органов, опорно-двигательного аппарата. Также проводится электрофорез шейного отдела и с эуфиллином. 

Применяются лекарства с обезболивающим, противовоспалительным, седативным, регенерирующим и другими эффектами.

ПРЕИМУЩЕСТВА ЭЛЕКТРОФОРЕЗА В СЕМЕЙНОЙ КЛИНИКЕ «КОСМА»

— Проводится по направлению врачей клиники «КОСМА».

— Врачебный контроль – учет показаний и противопоказаний при назначении процедур врачом нашей клиники.

— Квалифицированные медицинские сестры, имеющие сертификат по физиотерапии и опыт практической работы.

— Сертифицированное медицинское оборудование для проведения электрофореза.

— Комфортный кабинет с игрушками для детей.

— Запись на точное время, без ожидания в очереди.

— Возможность проведения процедуры как со своим лекарством, так и с лекарством клиники по действующему прайс-листу.

— Удобный график работы филиалов

Преимущества и недостатки хроматографии с капиллярным электрофорезом сегодня

Капиллярный электрофорез (КЭ) — широко используемый метод в биологических науках. Некоторые из основных применений CE включают:

• Дактилоскопия ДНК — После амплификации ДНК ее можно разделить с помощью КЭ. Разделение может происходить с разрешением в одну пару оснований, и отдельные нуклеотиды могут быть идентифицированы, что позволяет создать карту ДНК с высоким разрешением.
• Анализ лекарств — CE используется в фармацевтике для анализа лекарств и родственных соединений, как описано в разделе «Капиллярный электрофорез: привлекательный метод хирального разделения». Его высокая селективность означает, что он обеспечивает хорошее разрешение разделения. При разделении определенных соединений, например аминов, CE может использовать нереактивную капиллярную поверхность при pH, выбранном техником для обеспечения хорошего разделения.
• Характеристика белков — Из-за того, как работает CE, он может быть настроен для разделения амфотерных молекул, таких как белки, что позволяет идентифицировать белок.Амфотеры — это молекулы, которые могут быть кислотными или основными, и это можно изменить, изменив pH раствора, используемого в CE. Затем молекулы можно разделить, позволив им мигрировать в свои изоэлектрические точки (где молекула не имеет суммарного заряда), прежде чем мобилизовать все молекулы мимо детектора.

Давайте рассмотрим поближе, чтобы выяснить, что делает КЭ выгодным методом, а что может быть его недостатком:

Преимущества разрешения

Узкие пробирки, используемые при капиллярном электрофорезе, помогают обеспечить хорошее разрешение метода.Когда образец вводится в трубку и прикладывается электрическое поле, компоненты движутся с разной скоростью, что приводит к разделению. Преимущества использования капиллярных трубок заключаются в том, что уменьшаются эффекты боковой диффузии и уменьшаются перепады температур в трубке. Свойства трубы и другие свойства, устанавливаемые техником, приводят к так называемому поршневому потоку, при котором скорость жидкости считается постоянной в поперечном сечении трубы, перпендикулярной потоку. При поршневом потоке осевая диффузия является единственным фактором, приводящим к диспергированию, поэтому эффективность разделения с использованием CE очень высока.

Использование узких капилляров также помогает уменьшить уширение полосы, наблюдаемое в пиках, генерируемых другими методами, такими как высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ). В CE скорость жидкости, когда она движется по трубке, одинакова по всей трубке. В более широких трубках и при использовании перекачиваемого потока в других технологиях скорость по трубке неоднородна. Это известно как ламинарный поток, скорость ниже на границе раздела между стенкой трубы и жидкостью, что дает профиль скорости с выпуклостью в центре трубы.Это приводит к расширению полосы и более широким пикам, наблюдаемым, например, при ВЭЖХ.

Ведение баланса

Малый pH влияет на заряд и поток молекул в CE, поэтому небольшие изменения pH оказывают большее влияние на CE, чем в HPLC. По сравнению с ВЭЖХ, контроль pH имеет решающее значение для CE, и есть много факторов, включая температуру, которые влияют на pH.

Источник изображения: сборка QIAxcel через QIAGEN

Материалы и особенности устройств для электрофоретических устройств доставки лекарств

Для электрофоретических устройств доставки лекарств критическим показателем производительности является общее количество лекарства, которое устройство может доставить при приложении напряжения.Это количество хотелось бы контролировать, поскольку для некоторых приложений требуются всплески высокой дозировки, в то время как для других требуется низкая и длительная доставка. Эффективность накачки η, определяемая как отношение переноса лекарства к общему количеству транспортируемых ионов, является еще одной важной величиной. Несмотря на селективность ионообменных мембран, коионы в резервуаре источника и ионы в мишени все еще могут управляться градиентом концентрации электрического поля, таким образом проходя через ИЭМ, поэтому η не обязательно равно единице ¹⁵ .Наконец, способность противостоять пассивной утечке для электрофоретических устройств доставки лекарств характеризуется соотношением ВКЛ / ВЫКЛ, которое определяется как отношение количества транспортируемого лекарственного средства между активной перекачкой (напряжение включено) и пассивной диффузией (напряжение отключено). Плохой контроль пассивной диффузии может привести к хроническим субтерапевтическим уровням лекарственного средства, что нежелательно.

Емкостная зарядка электродов будет постепенно экранировать приложенное напряжение. Следовательно, время отклика для емкостной зарядки будет определять активное время накачки для устройства для электрофоретической доставки лекарств.Количество лекарственного средства, транспортируемого ( Q) с помощью устройства для электрофоретической доставки лекарственного средства, было получено путем интегрирования притока для получения Q как функции времени. Чтобы избежать численного шума, вызванного неоднородностями на границе раздела между IEM и мишенью ¹⁶ , мы выполнили численное интегрирование притока лекарственного средства, транспортируемого к цели на небольшом расстоянии (20 мкм) от границы раздела IEM / мишень, чтобы вычислить Q .

Временной отклик устройства для электрофоретической доставки лекарств показан на рис.3 (а). Напряжение (0,5 В) прикладывается при t = 0, и электрическое поле постепенно экранируется емкостной зарядкой, приводящей к насыщению переносимого лекарственного средства через несколько сотен секунд. Общее количество лекарственного средства, транспортируемого в стационарном состоянии (определяемое как Q при t = 1000 с), увеличивается с C _D , поскольку градиент концентрации в исходном резервуаре более крутой для более высокого значения C _D . До того, как электроды будут полностью заряжены, мгновенная доставка лекарства, представленная наклонами кривой на рис.3 (а), также выше с более высоким C _{D .} На рисунке 3 (b) показано количество доставленного лекарства Q как функция времени для различных C _IM с C _D = 50 мМ. Когда концентрация фиксированного заряда C _IM в мембране увеличивается, количество участков в IEM, доступных для притяжения лекарства, увеличивается (т.е. увеличивается ионообменная емкость ¹⁷ ), что приводит к увеличению потока лекарство от источника к цели.Это говорит о том, что разработка материалов IEM с более высоким значением C _IM может быть жизнеспособным путем для увеличения способности доставки лекарств.

Рисунок 3

Транспортируемое лекарство Q как функция времени с ( a ) различной начальной концентрацией лекарственного средства C _D где C _IM = 2 M, и ( b ) различные фиксированные концентрации заряда C _IM в IEM, где C _D = 50 мМ.( c ) Сравнение количества лекарственного средства, доставляемого посредством активной перекачки и пассивной диффузии с C _D = 20 мМ и C _IM = 400 мМ. Из-за численного шума в моделировании первые 5 секунд данных пассивной утечки экстраполируются с экспоненциальной регрессией. ( d ) Результирующее переходное соотношение включения / выключения из ( c ) как функция времени для электрофоретического устройства доставки лекарственного средства.

В предыдущих исследованиях отношение ВКЛ / ВЫКЛ для устройств было представлено как единое значение в дискретные моменты времени, где соотношение ВКЛ / ВЫКЛ получено экспериментально путем сравнения транспортируемого лекарственного средства с и без приложенного напряжения в течение заданного времени ^{11, 18,19,20} , или теоретически путем выполнения стационарных расчетов с численной моделью ¹² .Однако переходная характеристика отношения ВКЛ / ВЫКЛ в устройстве с емкостными электродами не исследовалась. Рассчитав количество лекарства, перемещаемого между активной перекачкой и пассивной диффузией, мы можем получить переходное соотношение включения / выключения с помощью нашей вычислительной модели.

При активной накачке максимальный поток лекарства возникает в начале при приложении напряжения и затем постепенно уменьшается из-за емкостной зарядки электродов. Напротив, в выключенном состоянии движущей силой является крутой градиент концентрации на границе раздела IEM / мишень.Поскольку во время выключенного состояния потенциал не применяется, концентрация в IEM остается почти постоянной во время пассивной диффузии, а изменение градиента концентрации на границе раздела IEM / мишень незначительно. В результате процесс пассивной диффузии при выключенном устройстве можно рассматривать как диффузию ионов с постоянной проницаемостью через ионообменную мембрану. На рисунке 3 (c) показано количество транспортируемого лекарственного средства Q между включением и выключением устройства, а на рис.3 (d) показано соответствующее переходное соотношение включения / выключения устройства для электрофоретической доставки лекарственного средства. Начальные концентрации C _D и C _IM для рис. 3 (c, d) аналогичны ранее сообщенным значениям при доставке ГАМК для борьбы с приступами ¹¹ с C _D = 20 мМ и C _IM = 400 мМ. От 0 до 100 с отношение ВКЛ / ВЫКЛ начинается примерно с 40000 и быстро уменьшается по мере того, как емкостная зарядка электродов экранирует приложенный потенциал.После того, как приложенный потенциал полностью экранирован, пассивная диффузия преобладает как для сценариев включения, так и для сценариев выключения, и соотношение включения / выключения в конечном итоге уменьшается до примерно 120 при t = 800 с.

Приведенные выше результаты демонстрируют, что емкостная зарядка электродов доминирует над временными характеристиками устройств для электрофоретической доставки лекарств. Однако результат в конце емкостной зарядки электродов (установившийся режим) также представляет интерес, так как он может указывать на применимость к различным сценариям лечения.Контурные графики показателя эффективности в установившемся режиме показаны на рис. 4. Как начальная концентрация лекарственного средства C _D , так и концентрация фиксированного заряда в IEM C _IM менялись на три порядка величина (с C _D в диапазоне от 1 мМ до 1 M и C _IM в диапазоне от 10 мМ до 1 M), пространство параметров больше, чем в предыдущих исследованиях ^{5, 21,22} .Контурный график для Q на рис. 4 (а) показывает, что максимум получается для самых высоких значений начальной концентрации лекарственного средства C _D и фиксированной концентрации заряда C _IM в IEM. Увеличение этих концентраций снижает ионное сопротивление электролита. Для слабых электролитов ионное сопротивление может быть приблизительно обратно пропорционально корню квадратному из концентрации электролита ²³ .В результате увеличение концентрации C _D или C _IM на 2 порядка должно увеличить количество транспортируемого лекарственного средства Q в 10 раз. Однако снижение сопротивления мишени и ионообменной мембраны также приведет к сокращению времени накачки устройства до того, как емкостные электроды полностью зарядятся ²⁴ . В результате увеличение C _D и фиксированного C _IM увеличит начальный транспорт лекарственного средства, но уменьшит время активного накачки для устройства для электрофоретической доставки лекарственного средства.Следовательно, как показано на рис. 4 (а), при увеличении C _D и C _IM в течение 3 порядков величины, количество транспортируемого лекарственного средства в стационарном состоянии может только увеличится в 6 раз.

Рисунок 4

Контурная диаграмма: ( a ) количества лекарственного средства, транспортируемого в установившемся режиме ( b ), эффективность откачки η , где пунктирная линия представляет собой коэффициент концентрации для стабильной эффективности откачки, а ( c ) Соотношение ВКЛ / ВЫКЛ как функция C _D и C _IM , оба значения изменяются на три порядка.Для всех контурных графиков по оси абсцисс отложена начальная концентрация лекарственного средства, а по оси ординат — фиксированная концентрация заряда в ИЭМ.

На рис. 4 (b) показан контурный график эффективности накачки η как функции C _D и C _IM . Для различных исходных концентраций лекарственного средства C _D , η увеличивается с C _IM . Когда соотношение концентраций между C _IM до C _D увеличивается, потенциал Доннана между электролитом и IEM увеличивается.В результате повышенная сила отталкивания между коионами и фиксированными заряженными ионами в ИЭМ приводит к более высокой степени исключения коионов (исключение Доннана), а также к более высокой эффективности накачки η для электрофоретического устройства доставки лекарств. . Предыдущие исследования IEM показали, что селективность мембраны обычно превышает 0,9, когда фиксированная концентрация ионов как минимум в десять раз превышает концентрацию электролита ²⁵ . Результаты моделирования здесь показывают, что аналогичная тенденция сохраняется с точки зрения эффективности накачки η для устройств для электрофоретической доставки лекарств в случае, когда C _D составляет по меньшей мере 10 мМ (см. Пунктирную линию).Однако рис. 4 (b) также показывает, что это эмпирическое правило начинает нарушаться при более низких концентрациях источника ( C _D <10 мМ), при почти 100-кратном увеличении C _IM требуется для достижения КПД перекачки> 0,9. Это можно понять, если учесть, что сравнительно высокая концентрация Cl ^— на целевой стороне (160 мМ) не адекватно блокируется IEM для C _IM <100 мМ, и, следовательно, все более значительная часть ионный ток через IEM связан с Cl ^— , протекающим от мишени к источнику, когда устройство находится во время работы.

Контурный график отношения ВКЛ / ВЫКЛ устройства в установившемся режиме показан на Рис. 4 (c). Мы обнаружили, что соотношение ВКЛ / ВЫКЛ очень чувствительно к изменениям начальной концентрации лекарственного средства C _D , так как соотношение ВКЛ / ВЫКЛ в установившемся режиме выше 1000, когда C _D ниже 5 мМ. Для C _D между 10-100 мМ соотношение ВКЛ / ВЫКЛ составляет около 10 ² , а соотношение ВКЛ / ВЫКЛ уменьшается примерно до 10, когда мы увеличиваем C _D до 1 М.Отношение ВКЛ / ВЫКЛ в установившемся режиме (t = 1000 с) согласуется с ранее сообщенными значениями для устройств с IEM аналогичной толщины ⁵¹¹ . Устройства с более толстыми ионообменными мембранами могут достичь более высокого отношения ВКЛ / ВЫКЛ за счет более высокого ионного сопротивления и более высокого рабочего напряжения ²⁶ . Мы также замечаем, что для разных C _D соотношение ВКЛ / ВЫКЛ меньше зависит от фиксированной концентрации заряда C _IM .Это связано с тем, что с более высоким значением C _IM доступно больше участков в IEM для привлечения ионов лекарства. В результате повышенное электростатическое притяжение между полимерами с фиксированным зарядом на ИЭМ и ионами лекарств увеличит количество лекарства, транспортируемого как для активной перекачки, так и для пассивной диффузии (можно найти количество транспортируемых лекарств в стационарном состоянии между состояниями ВКЛ и ВЫКЛ. на рис. S1), поэтому соотношение ВКЛ / ВЫКЛ гораздо меньше зависит от C _IM по сравнению с C _D .

Белковый электрофорез как инструмент прогнозирования осложнений у госпитализированных пациентов с COVID-19 — полный текст

В конце декабря 2019 года произошла вспышка нового респираторного заболевания (COVID-19), вызванного новым коронавирусом SARS-CoV-2 зародился в городе Ухань, провинция Хубэй, Китай, и быстро распространился во многих странах. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) 12 марта 2020 года объявила эпидемию пандемией. SARS-CoV-2 продемонстрировал способность быстро распространяться, что привело к значительным последствиям для систем здравоохранения и разрушению общества.

Недавно появились сообщения о клинических и эпидемиологических особенностях пациентов с COVID-19, которые демонстрируют, что инфекция SARS-CoV-2 может протекать бессимптомно в одних случаях или симптоматически в других. Симптоматология обычно начинается с легкой степени с лихорадки, усталости, сухого кашля и периодической одышки. У меньшинства пациентов через 5-8 дней после начала болезни может развиться внезапное появление тяжелых симптомов, включая одышку, пневмонит, острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС) и полиорганную дисфункцию, приводящую к госпитализации в отделение интенсивной терапии (ОИТ) и высокий смертность.В некоторых случаях накапливающиеся данные свидетельствуют о том, что тяжелые симптомы COVID-19 могут быть вызваны синдромом цитокинового шторма. По состоянию на 3 мая 2020 года вирус заразил 3 349 786 пациентов во всем мире, и более 238 600 умерли, причем чаще среди пожилых пациентов с сопутствующими заболеваниями.

Поскольку больницы переполнены, а ресурсы истощены в условиях этой нарастающей пандемии (высокая потребность в кислороде, длительная вентиляция и даже экстракорпоральная мембранная оксигенация (ЭКМО), особенно для пациентов с острым ОРДС), существует острая необходимость в повышении клинических навыков, чтобы предсказать из множества легких случаев те немногие, которые разовьются до критического состояния, что позволяет более эффективно распределять ресурсы и проводить клиническое лечение.

В нескольких исследованиях крови пациентов были описаны признаки, наиболее предсказывающие ОРДС. Эти исследования показали, что тяжелые случаи по сравнению с легкими имели: 1) пожилой возраст; 2) аномалии при сканировании грудной клетки (КТ), такие как множественные пятна в виде теней и непрозрачность матового стекла; 3) дисфункция органов и свертывания крови с более высокими уровнями аланинаминотрансферазы (АЛТ), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), С-реактивного белка (СРБ), ферритина и D-димера; 4), а также заметно более высокие уровни иммунологических характеристик, таких как IL-2R, IL-6, IL-10 и TNF-α; 5), а абсолютное количество Т-лимфоцитов (CD4 + и CD8 + Т-клетки) заметно ниже почти во всех тяжелых случаях.Эти наблюдения предполагают, что серьезность и смертность могут быть вызваны системным гипервоспалением, вызванным вирусами, вторичным по причине неспособности иммунного ответа на борьбу с инфекцией (как показано для других вирусов).

В этом исследовании мы хотим охарактеризовать прогностическую эффективность профилей воспаления в сыворотке с помощью белкового электрофореза, связанных с клиническими, радиологическими и биологическими факторами риска ухудшения. Это проспективное обсервационное исследование, проводимое на пациентах, госпитализированных с инфекцией вируса SARS-CoV-2.

Практические аспекты капиллярного электрофореза – масс-спектрометрии для анализа биотерапевтических средств

Биотерапевтические препараты отличаются от химически синтезированных молекул лекарств, поскольку они производятся в биологических системах, а это приводит к присущей им неоднородности продуктов. Например, генерация вариантов аминокислотной последовательности во время производства терапевтического протеина из-за геномных мутаций, недостатка питательных веществ во время отбора клонов и ошибок трансляции является довольно распространенным явлением (2).Наряду с использованием биологических хозяев для производства, сырье, процедуры производства и хранения также могут изменять свойства продукта, включая физические и химические свойства, а также вызывать денатурацию продукта. Эти изменения могут изменить биологическую активность продукта и повлиять на его иммуногенность, тем самым влияя на безопасность и эффективность лекарства. Поэтому очень важно проводить обширную характеристику продукта на протяжении всего жизненного цикла продукта, от производства до выхода на рынок (2).

Многие ортогональные методы с высоким разрешением использовались для биологических, иммунологических и физиохимических характеристик биотерапевтических препаратов. Эксклюзионная хроматография (SEC), ядерный магнитный резонанс (ЯМР), жидкостная хроматография (LC) и капиллярный электрофорез (CE) частично составляют аналитический набор инструментов для биотерапевтической характеристики. Список доступных инструментов для характеристики биотерапевтических средств представлен в таблице I. Из них ЖХ в сочетании с масс-спектрометрией (МС) стала современной технологией для рутинной характеристики биотерапевтических средств в промышленности (5).ЖХ-МС, хотя и широко распространена, страдает несколькими ограничениями для биофармацевтической характеристики, такими как требование относительно больших количеств образца (микрограммы), ограниченная производительность при анализе посттрансляционных модификаций и трудности, связанные с обнаружением коэлюированных пептиды, обычно из-за подавления ионов (6,7).

CE предлагает альтернативу ЖХ, поскольку он включает разделение аналитов на основе их различной подвижности в электрическом поле в капиллярах с узким отверстием.Этот ортогональный режим разделения в КЭ в сочетании с высокочувствительными детекторами МС делает его дополнительным методом к ЖХ – МС, и он все чаще применяется для биофармацевтической характеристики (5,8,9). КЭ доступен в различных режимах, таких как капиллярный зональный электрофорез (CZE), капиллярный гель-электрофорез (CGE), капиллярное изоэлектрическое фокусирование (cIEF) и мицеллярная электрокинетическая хроматография (MEKC), которые позволяют охарактеризовать различные атрибуты, такие как неповрежденный и уменьшенная масса белка, варианты заряда, картирование пептидов и паттерны гликозилирования (5,10).

К сожалению, соединение CE с MS может быть сложной задачей. Приложение электрического поля между выходом капилляра CE и входом MS при сохранении электрического поля (для одновременного управления разделением CE и получения электроспрея) является серьезным препятствием. Тот факт, что ток CE более чем в сто раз превышает ток электрораспыления, требует разработки соответствующих безопасных электрических цепей для работы с прибором MS и его защиты. Слабая скорость потока в CE и несовместимость большинства буферов CE с MS — другие препятствия на пути соединения CE с MS.Таким образом, потребовалось довольно много времени, чтобы разработать интерфейс, допускающий эту связь. Доступные в настоящее время режимы для соединения CE – MS можно в общих чертах разделить на две категории, а именно: поток через оболочку и интерфейсы без оболочки, в зависимости от использования или отсутствия использования жидкости оболочки для установления электрического контакта между двумя системами (11,12). Хотя использование интерфейса потока оболочки приводит к разбавлению вытекающего потока КЭ, что может снизить чувствительность, оно также дает возможность химически манипулировать отделенными аналитами.Например, было показано, что более высокий pH жидкости оболочки генерирует только одно- и двухзарядные молекулярные ионы. Таким образом, жидкий состав оболочки может быть изменен для оптимизации обнаружения МС, не влияя на разделение КЭ (13). Интерфейсы без оболочки имеют более высокую чувствительность, но меньшую стабильность. Интерфейсы потока оболочки предпочтительны, но сообщалось о применении CE, связанного с любым типом интерфейса (12). Связывание CE может быть выполнено с помощью обоих типов традиционных МС, таких как матричная лазерная десорбция-ионизация (MALDI), а также ионизация электрораспылением (ESI).Хотя связь MALDI проста по сравнению с ESI – MS, последняя предпочтительна для связи CE, поскольку подход MALDI приводит к потере разрешения, подавлению сигнала и изменчивости сигнала в результате матричных эффектов (14). Типичное соединение CE – ESI-MS с интерфейсом потока оболочки показано на рисунке 1.

Рисунок 1: Схематическая диаграмма, представляющая соединение CE-MS.

CE – MS в биофармацевтической промышленности

CE эффективен для характеристики биотерапевтических средств, и он был принят U.S. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) за разработку процессов, определение характеристик и контроль качества. Исследователи сообщили о 100% охвате последовательностей КЭ-МС моноклональных антител (мАт), тогда как ЖХ-МС того же образца пропустили несколько коротких пептидов (2). Также было показано, что КЭ-МС полезен для анализа N-гликанов и вариантов заряда моноклональных антител (5). CE-MS также использовался для исследований сайт-специфического картирования и множественного дезамидирования в пептидах (15), определения примесей в клетках-хозяевах в mAb (16) и посттрансляционных модификаций в пептидах (7), среди многих других приложений.

Сравнение ЖХ – МС с КЭ – МС

КЭ не использует стационарную фазу, и, как следствие, снижается вероятность необратимой потери пептидов при КЭ по сравнению с ЖХ (6). По сравнению с ЖХ, КЭ позволяет работать при очень низких расходах, порядка нанолитров в минуту, что обеспечивает высокую чувствительность МС (7).

Что наиболее важно, способность CE к загрузке малых образцов позволяет использовать его даже при ограниченном объеме образца. Даже 5 мкл образца достаточно для выполнения множества инъекций.В отличие от сил, вызванных давлением (таких как ламинарный поток), CE обеспечивает плоский профиль потока и приводит к узким пикам, часто с большим количеством теоретических тарелок (10). В конкретном исследовании CE-MS показала лучшие результаты, чем LC-MS в случае обнаружения гидрофильных пептидов с точки зрения интенсивности сигнала и формы пика, и предложила лучшее разделение и обнаружение кислых пептидов, пептидов с низкой молекулярной массой и более коротких пептидов ( 17). Сравнение ЖХ-МС с КЭ-МС представлено в Таблице II.

Разработка метода КЭ – МС

В предыдущем отчете нашей лаборатории обсуждался анализ интактных и расщепленных мАт на основе КЭ – МС (18).В этой статье мы обсудим несколько критических параметров, которые имеют решающее значение для настройки эксперимента CE – MS. Известно, что подготовка образца, выбор рабочего буфера и оптимизация параметров МС значительно влияют на производительность, разделение и обнаружение в CE – MS. Здесь мы обсуждаем некоторые из этих критических параметров, связанные с ними проблемы, их влияние на разрешение и способы улучшения разделения. В качестве примера используется анализ типичной смеси пептидов.

Расположение приборов КЭ и МС может иметь очень большое влияние на достижение стабильной работы.Электрод CE должен находиться на той же высоте, что и наконечник распылителя ESI MS. Поскольку последнее зависит от модели используемого прибора MS, высоту платформы CE необходимо отрегулировать. Если эта разница больше 1 см, часто происходит сифонирование, что приводит к попаданию воздуха в капилляр, что приводит к отклонениям от нормы тока и неправильному вводу пробы. Кроме того, правая сторона прибора CE должна быть расположена близко к источнику ионов MS, чтобы обеспечить небольшую длину капилляров (19,20).

Подготовка образца

Поскольку при использовании CE загружаются только нанолитры образца, можно использовать такие параметры, как укладка, pH-переход, твердофазная экстракция, катионообменный монолит или комбинация твердой фазы и pH-перехода. для достижения высокой концентрации в конечном образце для достижения адекватной силы сигнала (6).

Объем пробы также является критическим параметром во время CE – MS. Хотя требуется только нанолитровая инъекция, во флаконе с образцом должно быть достаточно образца, чтобы капилляр касался его для инъекций под давлением (21).Нехватка образца может привести к невозможности воспроизведения площадей пиков. Пробирка с образцом также должна быть плотно закрыта, чтобы предотвратить потерю из-за испарения, особенно при работе с объемами образца менее 20 мкл (22). Следует также избегать избыточного объема образца, вызывающего погружение электродов, чтобы предотвратить унос образца (21).

Правильный выбор капилляров

Для различных применений доступны разные типы капилляров, из которых наиболее широко используется капилляр из плавленого кварца без покрытия.Однако он страдает от значительного ограничения адсорбции образца на стенках капилляров, что может привести к уширению пиков и плохой воспроизводимости. Покрытые капилляры, которые обеспечивают минимальное взаимодействие образца со стенкой, могут быть эффективными. Поливиниловый спирт (PVA), линейный полиакриламид (LPA) и полиэтиленимин (PEI) являются одними из наиболее часто используемых покрытий для капилляров, используемых в CE – MS (2,23). Например, капилляры, покрытые ПВС, демонстрируют минимальное взаимодействие со стенками растворенного вещества и стабильны даже в основных условиях.Благодаря наличию покрытия хвосты пиков в капиллярах ПВС минимальны, а воспроизводимость улучшается (24,25). Во время использования капилляра конец капилляра распылителя следует обрезать, чтобы он был гладким, с удалением полимерного покрытия, иначе жидкость оболочки заставит его набухать и расширяться на наконечнике распылителя. Каждое вздутие может помешать стабильной функции распыления, что приведет к снижению чувствительности и колебаниям тока. В случае капилляров с покрытием время горения должно быть минимальным, иначе плавление полимера может заблокировать капилляр (19).

Выбор буфера

Выбор рабочего буфера, называемого фоновым электролитом (BGE), зависит от типа используемого капилляра и его совместимости с МС. Летучие буферы кислотно-основного типа должны использоваться для экспериментов CE-MS. К ним относятся уксусная кислота, формиат аммония, муравьиная кислота и ацетат аммония (19).

Следует избегать использования нелетучих буферов на основе фосфорной кислоты или борной кислоты или поверхностно-активных веществ, поскольку они могут вызывать образование загрязнений в камере для электрораспыления, блокировать ионизацию МС и, таким образом, влиять на чувствительность МС.Если это неизбежно, можно использовать поверхностно-активные вещества и добавки в минимально возможных концентрациях, и следует часто выполнять соответствующую очистку источника ионов МС и капилляра (19). В недавнем исследовании образцы пептидов были проанализированы с помощью КЭ-МС с использованием буфера уксусной кислоты и фосфатного буфера, такого как BGE, с той же жидкостью оболочки (13). Авторы заметили, что, хотя использование уксусной кислоты генерировало хорошие сигналы на общей ионной электрофореграмме, использование фосфатного буфера приводило к высоким уровням шума, неустойчивой базовой линии и ослабленным сигналам.Авторы предположили, что это могло быть связано с действием ионных пар фосфат-анионов на протонированные пептиды или что они могут ингибировать процесс ионизации пептидов (13).

Для анализа терапевтических белков в качестве BGE обычно используются уксусная кислота и муравьиная кислота, поскольку их летучая природа делает их безопасными для ESI. Кроме того, их кислая природа способствует ионизации интактных белков и их переваренных пептидов, которые поддаются положительному ESI (2).

Также необходимо тщательно выбирать pH рабочего буфера, поскольку он сильно влияет на разделение в CE.Предпочтительны высокие концентрации буфера из-за их способности вызывать эффект суммирования. Укладка — это метод предварительного концентрирования аналита в капилляре путем применения разницы в напряженности электрического поля между образцом и BGE. Такая разница часто приводит к концентрации аналита в капилляре после инъекции, что приводит к увеличению чувствительности и получению пиков хорошей формы. Однако следует соблюдать осторожность, чтобы не использовать чрезмерную концентрацию буфера, поскольку это снижает чувствительность МС (19).

Тип капилляра, используемого для разделения, также необходимо учитывать при выборе pH буфера. Покрытые капилляры, такие как ПВС, стабильны в диапазоне pH от 2,5 до 9,5 (25). Обычно 1-2% уксусная кислота является оптимальной с капилляром ПВС для анализа пептидов (26,27). Как и объем образца, буферный объем также является важным параметром. Однако, в отличие от образца, который должен контактировать с капилляром, во флаконе с буфером должно быть достаточно буфера, чтобы он касался электродов, чтобы обеспечить прохождение тока (21).

Напряженность электрического поля

CE работает при высокой напряженности электрического поля, порядка сотен вольт (В) на см капилляра. Высокое напряжение вызывает джоулев нагрев, если тепло не рассеивается должным образом, что может привести к тому, что профиль температуры в поперечном сечении капилляра станет параболическим. Такое условие приводит к неравномерному потоку, что приводит к уширению пиков и снижению разрешения (28). Может произойти повышение температуры, которое может изменить вязкость буфера и повлиять на разделение аналитов.Изменение температуры на один градус может вызвать изменение подвижности аналита более чем на 2,5% (10). Таким образом, очень важно поддерживать температуру во время работы CE – MS. Эффективный отвод тепла также зависит от диаметра капилляра. Капилляр с узким внутренним диаметром и широким внешним диаметром обеспечивает лучший отвод тепла. Разрешение CE также напрямую зависит от приложенного напряжения. Однако следует отметить, что разрешение пропорционально квадратному корню из приложенного напряжения; поэтому удвоение напряжения не приводит к удвоению разрешения (10).На рис. 2 показан профиль разделения смеси пептидов при напряженности электрического поля 300 В / см и 600 В / см. Повышенная интенсивность сигнала, дополнительные пики и лучшее разрешение при 600 В / см, вероятно, связаны с прямой зависимостью между разрешением и приложенным напряжением. Более высокие напряжения также приводят к сдвигу времени миграции к исходной точке, сокращая общее время анализа. Улучшение профиля разделения также предполагает эффективное рассеивание тепла из капилляра благодаря подходящей системе контроля температуры в приборе, учитывая, что температура кассеты была установлена ​​на уровне 20 ° C во время анализа.

Рис. 2: Влияние напряженности приложенного электрического поля на профиль разделения CE – MS. Хроматограммы экстрагированных ионов (EIC) образца А, выполненные при (а) 600 В / см и (б) 300 В / см на капилляре ПВС с использованием 2% уксусной кислоты в качестве BGE.

Жидкость для оболочки

Обычно только свежеприготовленный 50% раствор метанола или 5 мМ ацетата аммония в 50% растворе метанола дает удовлетворительные результаты как в режимах положительной, так и отрицательной полярности КЭ-МС. Однако перед использованием крайне важно дегазировать жидкость оболочки, иначе пузырьки воздуха могут привести к появлению пиковых сигналов на электрофореграмме.Еще одно предостережение — поддерживать температуру окружающей среды, которая может повлиять на вязкость жидкости оболочки. Изменение температуры может вызвать изменение вязкости жидкого раствора оболочки, тем самым вызывая колебания давления жидкости оболочки, посылающей насос, и изменение скорости потока (19).

Впрыск пробы

Количество впрыснутой пробы также влияет на профиль разделения в CE. Хотя загрузка слишком небольшого количества образца может снизить чувствительность, необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать перегрузки образца.При загрузке пробы КЭ длина заглушки для впрыска более важна, чем объем впрыска. Избыточный впрыск может вызвать уширение пика, что снижает эффективность разделения. Кроме того, разница в проводимости образца и буфера может привести к неоднородностям поля и искажению формы пиков. Обычно длина пробки должна составлять 1-2% от длины капилляра. Объем загруженного образца зависит от размеров капилляров, вязкости буфера, приложенного давления и времени. При использовании гидродинамического впрыска нормальное давление и время должны находиться в диапазоне от 25 до 100 мбар и 0.От 5 до 5 с соответственно (6,10).

Улучшение разрешения

В случае получения нескольких перекрывающихся пиков в заданный период, разделение может быть улучшено за счет уменьшения электрического поля, которое замедляет разделение, тем самым предоставляя возможность для генерации тандемных спектров. Длина капилляра также может быть увеличена для замедления разделения и улучшения разрешения. В случае пептидов pH разделения также может быть повышен. Высокий pH вызовет частичное депротонирование остатков аспарагиновой и глутаминовой кислот в дополнение к основным группам в пептидах.Приобретение частичного отрицательного заряда на пептидах приведет к более медленным и широким разделениям (6). Некоторые другие проблемы, которые могут возникнуть при анализе CE – MS, а также их причины и решения перечислены в Таблице III.

Выводы

При разработке эксперимента CE – MS необходимо учитывать различные параметры, чтобы полностью использовать потенциал метода. Эти соображения имеют первостепенное значение и могут прямо или косвенно повлиять на производительность системы.В будущем введение стандартов миграции, специфичных для белков или пептидов, и разработка методов in silico для прогнозирования поведения миграции CE в различных условиях анализа может значительно улучшить использование CE-MS. Все такие разработки принесут пользу научному сообществу в области биотерапии. Разработка CE – MS на основе микрочипов (29) — еще одно интересное направление, на которое стоит обратить внимание в будущем.

Список литературы

(1) J.Р. Лилл, Введение в биотерапию в аналитической характеристике биотерапевтических препаратов (John Wiley & Sons, Хобокен, Нью-Джерси, 1-е изд., 2017 г.), стр. 1–14.

(2) С.С. Чжао, Д.Д.Й. Чен, Электрофорез 35 (1), 96–108 (2014).

(3) G. Walsh, Nat. Biotechnol. 36 (12), 1136–1145 (2018).

(4) A.S. Rathore, Trends Biotechnol. 27 (12), 698–705 (2009).

(5) А.С. Ратор, И. Крулл и С. Джоши, LCGC North Am. 36 (11), 814–822 (2018).

(6) Л. Сунь, Г. Чжу, X. Ян, З. Чжан, Р. Войчик, М.М. Чемпион и Довичи Н.Дж., Proteomics 16 (2), 188–196 (2016).

(7) К. Фазерл, Б. Сарг, П. Грубер и Х. Х. Линднер, Электрофорез 39 (9–10), 1208–1215 (2018).

(8) M. Pioch, S.C. Bunz, and C. Neusü, Electrophoresis 33 (11), 1517–1530 (2012).

(9) R.L.C. Воетен, И. Вантури, Р. Хазельберг и Г. Сомсен, Анал. Chem. 90 (3), 1464–1481 (2018).

(10) Д. Хейгер, Высокоэффективный капиллярный электрофорез , Agilent Technologies (2000).

(11) Дж. Розинг, Rozing.com Консультации по адресу

(12) Дж. М. Рисли, C.A.G. Де Йонг и Д.Д.Й. Чен, Разработка интерфейса ионизации электрораспылением для капиллярного электрофореза — масс-спектрометрия в капиллярном электрофорезе-масс-спектрометрии (КЭ-МС): принципы и применение (John Wiley & Sons, Хобокен, Нью-Джерси, 2016), стр.7–39.

(13) М. Серве и Г.А. Росс, Сравнение КЭ-МС и ЖХ-МС для образцов пептидов, Agilent Technologies, 2000.

(14) Х. Мишак, Дж. Джошуа Дж. Кун, Э.М. Вайссинджер, Дж. П. Шанстра и А. Ф. Доминичак, Mass Spectrom. Ред. 28 (5), 703–724 (2009).

(15) Э. Домингес-Вега, Т. Де Вейлдер, Э.П. Ромейн, Г.В. Сомсен, Анал. Чими. Acta 982, 122–130 (2017).

(16) Г. Чжу, Л.Сан, Дж. Хейдбринк-Томпсон, С. Кунтумалла, Х. Лин, К. Дж. Ларкин, Дж. Б. МакГивни IV и Н. Дж. Довичи, Электрофорез 37 (4), 616–622 (2016).

(17) C.S. Babu, Дополнительные решения CE / MS и LC / MS Synergy для картирования пептидов (Agilent Technologies, 2013).

(18) С.К. Сингх, В. Хебби, А.С. Ратор, И. Krull, LCGC North Am. 34 (9), 720–728 (2016).

(19) Agilent Technologies, Руководство по оптимизации анализа CE / MS (2009).

(20) Установка комплекта распылителя Agilent CE ESI – MS (Agilent Technologies, 2000).

(21) Agilent Technologies, Система капиллярного электрофореза Agilent 7100 ( 2017).

(22) Agilent Technologies, Высокоэффективный капиллярный электрофорез: Праймер (Agilent, 2-е изд., 2014 г.).

(23) Дж. К. Ся, Покрытые капилляры для КЭ-МС терапевтического белка в капиллярном электрофорезе-масс-спектрометрии: терапевтическая характеристика белка (Springer International Publishing, Швейцария, 2016), стр.7–11.

(24) Д. Бельдер, А. Дидж, Х. Хусманн, Ф. Колер и М. Людвиг, Электрофорез 22 (17), 3813–3818 (2001).

(25) Agilent Technologies, Капилляры с покрытием из поливинилового спирта (ПВС) по адресу

(26) Agilent Technologies, Идентификация и количественная оценка участков окисления на моноклональных антителах с использованием капиллярного электрофореза и квадрупольной времяпролетной масс-спектрометрии (2013).

(27) Agilent Technologies, Гликопептидный анализ антител с помощью капиллярного электрофореза и Q-TOF (2011).

(28) А.С. Rathore, J. Chromatogr. А 1037 (1–2), 431–443 (2004).

(29) Дж. Розинг, Последние разработки капиллярного электрофореза на микрочипах в сочетании с масс-спектрометрией в капиллярном электрофорезе-масс-спектрометрии (КЭ-МС): принципы и применение (John Wiley & Sons, Хобокен, Нью-Джерси, 2016), стр.67–102.

О РЕДАКТОРЕ КОЛОНКИ

Ира С. Крулл — почетный профессор кафедры химии и химической биологии Северо-Восточного университета в Бостоне, штат Массачусетс, и член редакционного совета LCGC.

ОБ АВТОРЕ

Рамеш Кумар — аспирант факультета химической инженерии Индийского технологического института в Дели, Индия.

Анураг С. Ратор — профессор кафедры химической инженерии Индийского технологического института в Дели, Индия.

Влияние комбинированного внутривенного введения кокаина и этанола на поведение и аминокислотный профиль молодых взрослых крыс

Образец цитирования: Маркос А., Морено М., Ориуэль Дж., Уча М., Му де Пас А., Игера-Матас A, et al. (2020) Влияние комбинированного внутривенного введения кокаина и этанола на поведенческий и аминокислотный профиль молодых взрослых крыс.PLoS ONE 15 (3):
e0227044.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0227044

Редактор: Хуан М. Домингес, Техасский университет в Остине, США

Поступила: 27 июня 2019 г .; Дата принятия: 11 декабря 2019 г .; Опубликовано: 23 марта 2020 г.

Авторские права: © 2020 Marcos et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе.

Финансирование: Эта работа была поддержана: Ministerio de Sanidad, Servicios Sociales e Igualdad (Red de Trastornos Adictivos — Grant # RTA-RD16 / 017/0022 del Instituto de Salud Carlos III), https: //sede.isciii .gob.es / anouncements_detail.jsp? pub = 10523, EA, AHM, JO, RC; Plan Nacional sobre Drogas, (грант № 2016I073), http://www.pnsd.mscbs.gob.es/, EA, ALC, AM; Ministerio de Ciencia e Innovación (Grant # PSI2016-80541-P), http: // www.ciencia.gob.es/portal/site/MICINN, EA, AHM, JO, RC, MU, MM; Европейский союз (номер гранта: Европейский союз, JUST-2017-AG-DRUG-806996 / JUSTSO), https://www.eumadness.eu/, EA, AHM.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.

Введение

Несмотря на постоянное появление новых «злоупотребляющих наркотиками» или «рекреационных наркотиков» и изменения в их структуре потребления, одновременное употребление кокаина (сложного эфира бензойной кислоты и метилэкгонина) и этанола (этилового спирта) по-прежнему очень распространен во многих странах [1], последний представляет собой один из старейших рекреационных наркотиков.Высокая распространенность алкоголизма или чрезмерного употребления этанола среди потребителей кокаина может быть связана с попыткой смягчить некоторые острые негативные клинические симптомы кокаина, такие как тревожность, и / или усилить другие положительные и даже желаемые эффекты, такие как эйфория или улучшенное восприятие физического благополучия [2, 3]. Как и другие формы поли-потребления, комбинированное употребление кокаина и этанола (C + E) часто начинается в переходный период к взрослой жизни и связано с серьезными последствиями для здоровья, особенно с точки зрения потребления или злоупотребления более опасными рекреационными наркотиками. .

Хотя хроническое воздействие комбинации C + E уже было изучено на большом количестве животных, внутривенное самостоятельное введение использовалось редко. Модель самостоятельного введения на крысах с использованием фиксированной дозы этанола (125 мг / кг массы тела / инъекция) и уменьшающихся доз кокаина (снижение с 0,75 до 0,1 мг / кг массы тела / инъекция) показала, что доза кокаина значительно влияет на общее количество кокаина, введенное в каждом эксперименте, но не накопленная доза этанола [4].У обезьян комбинированное внутривенное самостоятельное введение C + E приводило к промежуточным значениям между кокаином и этанолом [5].

Метаболомика, вероятно, была последним подходом «-омики», который использовался в исследованиях наркозависимости. Новаторские метаболомные исследования были направлены на поиск метаболитов в плазме, которые ведут себя как биомаркеры, как при диагностике, так и для понимания процессов, лежащих в основе наркозависимости [6,7]. Образцы плазмы и мочи крыс, подвергшихся парадигме CPP с кокаином, амфетамином и морфином, были проанализированы с использованием методов метаболомики, демонстрируя, что кокаин влияет на четыре метаболита: L-треонин (L-Thr), цистеин, н-пропиламин и спермидин.Аминокислотные профили в плазме были предложены в качестве биомаркеров нейропсихиатрических заболеваний [8], таких как аутизм [9], депрессия [10] и эпилепсия [11]. В то время как несколько исследований были сосредоточены на изменениях концентраций аминокислот в плазме во время острого и хронического воздействия этанола на моделях людей и животных [12,13,14], аналогичные исследования по кокаину немногочисленны [15].

Используя нецелевой метаболомный подход на крысах, мы ранее исследовали влияние хронического индивидуального и комбинированного воздействия кокаина и / или этанола через внутривенное введение на метаболические профили в плазме.Измененные 8 метаболитов в основном связаны с метаболизмом различных аминокислот, таких как триптофан, аргинин, пролин, метионин и цистеин [16], что свидетельствует о том, что хроническое воздействие C + E может влиять на метаболические пути с участием различных аминокислот. Другие исследования также выявили нарушение регуляции аминокислот или производных в плазме / сыворотке после хронического воздействия кокаина (Thr, цистеин) [17] или этанола (аланин, тирозин) [14,18].

Хотя клинические и фундаментальные исследования часто фокусировались на отдельных веществах, за исключением пациентов, злоупотребляющих несколькими наркотиками, в настоящее время рекомендуется менее ограничительный подход, который лучше соответствует сложности этого вопроса [1,19,20].Следовательно, существует необходимость продолжить разработку и работу над моделями животных, которые имитируют полинаркомания и, в частности, комбинацию C + E. Следовательно, в этом исследовании использовалась животная модель поли-потребления, основанная на внутривенном самостоятельном введении крысам Wistar, чтобы оценить, можно ли использовать комбинированное внутривенное самостоятельное введение кокаина (1 мг / кг веса тела / инъекция) и этанола (133 мг / кг веса тела / инъекции). инъекция) вызывает поведенческие эффекты, сравнимые с кокаином. Кроме того, мы решили изучить влияние этого поли-злоупотребления на плазменные профили важной группы аминокислот.Лечение начиналось в возрасте, считающемся «молодым взрослым» (52 дня), и в план эксперимента были включены как мужчины, так и женщины, чтобы оценить любой возможный половой диморфизм.

Материалы и методы

Животные и экспериментальный дизайн

самцов и самок крыс линии Вистар были выведены в птичнике (первоначальный поставщик, Charles River Laboratories, Лион, Франция), потомство было отлучено от груди на 21-й день и помещено в однополые группы с циклом 12 часов света / 12 часов темноты ( горит в 8.00:00), при наличии корма ad libitum (A04, Scientific Animal Food, Augy, France). Используемые процедуры были ранее одобрены Комитетом по биоэтике Национального университета дистанционного обучения (UNED, Мадрид, Испания) и выполнялись в соответствии с директивой ЕС о благополучии животных (Директива 2010/63 / EU).

Хирургические процедуры.

Для внутривенного введения лекарств поливинилхлоридный катетер (внутренний диаметр 0,064 дюйма) был введен хирургическим путем в правую яремную вену под анестезией изофлурановым газом: 5% индукция и 2% поддерживающая (La Bouvet, Франция).Марбофлоксацин (0,25 мг / кг массы тела внутривенно) вводили в качестве профилактического антибиотика, а анальгезия бупренорфином (0,05 мг / кг массы тела подкожно) поддерживалась в течение четырех дней после операции. Катетеры ежедневно промывали 0,5 мл гепарина и гентамицина для предотвращения инфекции и сохранения проходимости. За двадцать четыре часа до первого сеанса самостоятельного введения и через двадцать четыре часа после последнего сеанса функциональность катетеров была проверена путем инфузии тиопентала натрия (0,10 мг / кг массы тела), и крысы, потерявшие сознание, считались имеющими функциональный катетер.

Самостоятельное введение препарата.

Крысы прошли семь сеансов автоформирования, в ходе которых были обучены самостоятельно вводить пищевые гранулы по графику FR-1 30-минутные сеансы (4 до и 3 после имплантации катетера (рис. 1). Во время сеансов автоформирования питание не ограничивалось. В возрасте В течение 52 ± 1 дней крысам было проведено 24 сеанса самостоятельного введения (120 мин, FR-1) в операционных камерах кондиционирования (Coulbourn Instruments, Аллентаун, Пенсильвания, США) в соответствии со схемой на рис.Каждые три дня параметры инфузионного насоса корректировали в зависимости от веса каждого животного (Harvard Apparatus, Холлистон, Массачусетс, США), и использовали специальную программу (программное обеспечение Med-PC) для управления эффектами двух рычагов: активного (настой соответствующего лечения) или неактивный (без эффекта). Над активным рычагом загорался свет, указывающий на доступность подкрепления, не светящийся в течение 20 секунд (перерыв) после каждого действительного ответа или постоянно, когда было достигнуто максимальное количество инфузий 15.

Критерий приобретения самоуправления.

Сеансы от одного до трех считались периодом адаптации, и критерий усвоения не рассматривался до тех пор, пока не было начато включение этанола в лечение, полученное крысами C + E на четвертом сеансе. Используемый критерий приобретения кокаина (Coc) или C + E был основан на критериях, описанных в [21,22], адаптированных к нашему экспериментальному плану. Эти авторы установили, что прием кокаина в среднем составляет не менее 20 мг / кг массы тела (6-часовой сеанс) в течение пяти дней подряд.Поскольку сеансы в нашем экспериментальном дизайне длятся два часа, эквивалентная доза будет примерно 6,7 мг / кг массы тела за сеанс, и мы округлили это значение до 7 мг / кг за сеанс. За семь или более инфузий в течение пяти дней подряд мы стремились ввести: кок, 1 мг / кг массы тела / инъекцию; или C + E, 1 мг / кг массы тела / инъекция + 133 мг / кг массы тела / инъекция). Крысы, которым потребовалось более 12 дней, считались подвергнутыми цензуре для теста на выживаемость.

Определение аминокислот в плазме

Крыс умерщвляли декапитацией и собирали кровь в гепаринизированные пробирки.Плазму получали центрифугированием образцов крови при 1500 × g (4 ° C) в течение 12 мин и хранили при -80 ° C до дальнейшего анализа. Образцы плазмы фильтровали при 30 кДа (Centrifree, Millipore) и вместе с набором стандартов их дериватизировали флуорофором NBD-F (4-фтор-7-нитробензофуразан) в боратном буфере (10 мМ, pH 10). с L-2-аминодипидовой кислотой в качестве внутреннего стандарта (IS) при 200 мкМ. Для определения концентраций аминокислот использовали оборудование для капиллярного электрофореза (CE) PA 800 Plus (Beckman Coulter Inc.) с детектированием лазерно-индуцированной флуоресценции (LIF).Использовали капилляр из плавленого кварца с внутренним диаметром 75 мкм и эффективной длиной 50 см при следующих настройках: напряжение 21 кВ, длина волны лазера 488 нм и ввод образца в течение 10 с при 35 мбар. В работе использовались два метода CE-LIF. Первый метод [23] был использован для количественного определения десяти аминокислот в образцах плазмы с использованием рабочего буфера с 175 мМ бората [pH 10,25] и 12 мМ β-циклодекстрина (CD): L-изолейцин (L-Iso), L-лейцин ( L-Leu), L-орнитин (L-Orn), L-глутамин (L-Gln), L-аланин (L-Ala), L-треонин (L-Thr), глицин (Gly), L-серин ( L-Ser), таурин (Tau) и L-глутамат (L-Glu).Второй метод включал небольшие модификации по сравнению с первым с использованием рабочего буфера с 80 мМ бората [pH 10,25], 5% MeOH и 4 мМ B-CD, и его использовали для количественного определения четырех других аминокислот: L-тирозина. (L-Tyr), L-фенилаланин (L-Phe), L-валин (L-Val) и L-аспарагиновая кислота (L-Asp). Ранее мы оптимизировали разделение пиков, соответствующих этим четырем аминокислотам, регулируя три переменных рабочего буфера: концентрацию бората (60, 70, 80, 90 и 100 мМ), процентное содержание органического растворителя (метанол: 0, 5, 10 , 15 и 20%) и концентрации β-циклодекстрина (2, 3, 4, 5 и 6 мМ).

Разрешение рассчитывали по формуле: 1,18 (tm2-tm1) / (wh2 + wh3), где tm1, tm2 = время миграции пиков, а wh2, wh3 = ширина пиков на полувысоте). Линейность была установлена ​​с использованием методов калибровки внутреннего стандарта из шести стандартных растворов; и содержащий L-2-аминодипидиновую кислоту в качестве IS в концентрации 200 мкМ. Калибровочные кривые были построены с учетом скорректированных площадей пиков (отношения площади пика к времени миграции) как внешнего, так и внутреннего стандарта.

Статистический анализ

Чтобы сравнить скорость приобретения и процент самцов и самок, которые достигли критерия самостоятельного введения кокса или C + E, был проведен анализ выживаемости с использованием метода Каплана-Мейера [24]. Значения p ≤ 0,05 в статистике Log-Rank (тест Манел-Кокса) указывают на значительные различия в кривых сбора данных. Случаи, в которых крыса не достигла критерия самоуправления в этот период, считались подвергнутыми цензуре случаями.Смешанный факторный дисперсионный анализ был использован для изучения сеансов самоуправления, скорости ответа и переменных скорость ответа / время. Это включало внутрисубъектный фактор повторных измерений (сеанс) с 24 уровнями, которые соответствовали каждому сеансу самостоятельного введения, и с двумя факторами между группами, одним из фиксированных эффектов, лечением, с тремя уровнями (физиологический раствор, кокаин и C +). E) и один для выбора значений, пола крыс.

В дополнение к количественной оценке каждой аминокислоты и ее индивидуальному рассмотрению были оценены следующие переменные: аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA: L-Leu + L-Iso + L-Val), ароматические аминокислоты (AAA: L-Tyr + L- Phe) и соотношениями аминокислот (BCAA / L-Tyr), (L-Tyr / L-Phe), (L-Gln / L-Glu), (L-Ser / L-Ala) и (L-Ser / Глы).Исследовательский анализ данных был проведен с помощью теста нормальности Колмогорова-Смирнова и графических критериев, который показал небольшие отклонения в распределениях некоторых из исследуемых переменных, которые при необходимости корректировались путем преобразования. Статистика Левена подтвердила, что во всех случаях критерий равенства дисперсии распределений соблюдался. Был проведен двухфакторный дисперсионный анализ (двусторонний дисперсионный анализ) с двумя факторами между группами: один для выбора значений, пола животного; и другой фактор с фиксированными эффектами, группа лечения, с тремя уровнями (физиологический раствор, кокаин и C + E).В случаях, когда был обнаружен значительный основной эффект лечебного фактора, запланированные контрасты (ортогональные) были выполнены с использованием теста Гельмерта, в котором первый контраст сравнивал группу с физиологическим раствором с крысами, получавшими кокаин (Coc и C + E). Второй контраст сравнивал эффект добавления этанола к кокаину (C + E против Coc). Во всех тестах учитывался уровень значимости p <0,05, и все анализы проводились с использованием статистического программного обеспечения SPSS 25.

Результаты и обсуждение

Приобретение

Процент самок и самцов крыс в группах C + E и Coc, которые соответствовали установленному приобретению, оценивался в каждом сеансе (рис. 2).Хотя ни одна из крыс, которым вводили физиологический раствор, не соответствовала критериям приобретения, 100% самок соответствовали критерию, установленному в первые 12 дней (Coc 6,8 ± 1,7, среднее количество сеансов ± стандартное отклонение и C + E 7,4 дня ± 2,0), как и 70% мужчин получали C + E (10,4 ± 4,9) и 87,5% мужчин принимали кок (9,1 ± 2,47). Принимая во внимание половой фактор, стратифицированный по группам лечения (Coc и C + E), были значительные различия между мужчинами и женщинами, которые самостоятельно вводили C + E [χ2 (1, N = 40) = 4.94, р <0,05]. Напротив, не было различий между мужчинами и женщинами в группе Coc [χ2 (1, N = 40) = 1,57, p> 0,05].

Рис. 2. Процент крыс, которые соответствовали критерию приобретения, в зависимости от лечения и пола.

Звездочкой показаны значительные различия между самцами и самками крыс, которым вводили C + E. В первых трех сеансах (от -3 до -1) крысы C + E получали только кокаин (1 мг / кг / масса тела / инъекция), и они не оценивались по критерию приобретения.Ни одна из крыс в группе физиологического раствора не соответствовала условиям приобретения.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0227044.g002

Техническое обслуживание

Во внутрипредметном факторе значимый главный эффект сеанса [F (2,92,157,87) = 6,14; p <0,001] и взаимодействие сеанс x лечение [F (5,85 157,87) = 7,89; p <0,001]. Никакого эффекта взаимодействия не наблюдалось в разделах Сеанс x Секс или Сеанс x Лечение x Секс. Что касается простых эффектов значимого взаимодействия, различия были обнаружены в сеансе 4 [F (2,54) = 6.78; р <0,05]. На этом сеансе группа, получавшая физиологический раствор, отличалась от группы C + E (p <0,05), с более высокой скоростью ответа в группе, вводившей оба препарата, по сравнению с теми, которые получали физиологический раствор, без значительных различий между Coc и физиологическим раствором или группы Coc и C + E. Начиная с 5-го дня, простое взаимодействие эффектов выявило значительные различия [F (2,54) = 9,92; p <0,001] между крысами, получавшими физиологический раствор и Coc (p <0,05), и крысами, получавшими физиологический раствор и C + E (p <0,001), со значительно более высокой скоростью ответа у животных, которые получали лекарство (-а), чем в группе, получавшей физиологический раствор. , но не было различий между крысами Coc и C + E.Эти различия сохранялись до конца поведенческого тестирования (рис. 3).

Рис. 3. Поддержание самоуправления Coc и C + E.

Среднее (± SEM) скорость / время отклика (нажатий на рычаг в минуту). Крысы C + E и Coc следуют аналогичной схеме эскалации. Взаимодействия сеанс-секс не обнаружено.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0227044.g003

Что касается внутригрупповых факторов, был обнаружен основной эффект лечения [F (46.67,157.87) = 46,67; р <0,001]. Ортогональные контрасты по Гельмерту для этого фактора выявили значительные различия между контрольной группой с физиологическим раствором и группами, которые самостоятельно вводили препараты при совместном рассмотрении (физиологический раствор против Coc и C + E; p <0,001), но не между Coc и C + E. группы (p> 0,05). Апостериорные тесты Габриэля подтвердили эти результаты (физиологический раствор против кокаина p <0,001, физиологический раствор против C + E p <0,001, кокаин против C + E p> 0,05). Эти эффекты были одинаковыми независимо от пола крыс, поскольку не было обнаружено значимого основного эффекта взаимодействия «Секс» или «Секс x лечение».

Оптимизация оценки L-Tyr, L-Phe, L-Val и L-Asp

Наилучшими условиями рабочего буфера для разделения пиков, соответствующих L-Tyr, L-Phe, L-Val и L-Asp, были: 80 мМ борат при pH 10,25, 5% MeOH и 4 мМ B-CD (рис. ). Разрешение между пиками было равно или выше 2. Смесь из 21 аминокислоты [L-лизин (L-Lys), L-метионин (L-Met), L-пролин (L-Pro), L-гистидин ( L-His), L-аргинин (L-Arg), L-аспарагин (L-Asn), L-цистеин (L-Cys), L-Iso, L-Leu, L-Orn, L-Gln, L- Ala, L-Tre, Gly, L-Ser, Tau, L-Glu, L-Tyr, L-Phe, L-Val и L-Asp] в концентрации 100 мкМ использовали для теста на селективность.Как показано на фиг. 4C, матрица образца (плазма) не влияет на разделение различных аминокислот, не наблюдается изменений миграции, ширины пика или селективности.

Рис. 4. Оптимизация оценки L-Tyr, L-Phe, L-Val и L-Asp.

(A) Электрофореграммы оптимизации концентрации β-CD в рабочем буфере. (B) Детали разделения, достигнутые с 4 мМ β-CD: (C) Наложение электрофореграмм: красный цвет, образец плазмы; черный, смесь 21 аминокислоты (100 мМ) и синий, L-Tyr, L-Phe, L-Iso, L-Leu и L-Val.(0,5 мМ).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0227044.g004

Калибровочные кривые, полученные как отношение скорректированной площади-AA / скорректированной-IS-площади к концентрации-AA, были линейными в диапазоне концентраций. протестированы L-Phe (R ² = 99,8) и L-Tyr (R ² = 99,2) от 30 до 370 мкМ / л, L-Val (R ² = 99,8) от 60 до 600 мкМ / л и L-Asp (R ² = 99,9) от 3 до 82,4 мкМ / л. LOD, оцененный как S / N = 3, составлял 0,35 мкМл / л для L-Asp y L-Val, 0,45 мкМл / л для L-L-Phe и 0,7 для L-Tyr, в то время как LOQ, оцененный как S / N = 10, составлял 1,1 мкМл / л для L-Asp y L-Val, 1,35 мкМ / л для L-L-Phe и 2,2 для L-Tyr.

Тирозин

Что касается тирозина (L-Tyr), значительный эффект имел пол [F (1,54) = 58,90; p <0,001], который был сильнее у мужчин (M = 77,84, SD = 16,76), чем у женщин (M = 50,06, SD = 9,71) (Таблица 1), а также имелся основной эффект лечения [F ( 2,54) = 7,32; р <0,01]. Апостериорный анализ показал значительные различия между группами C + E и физиологическим раствором (p <0,001), а также между крысами C + E и Coc (p <0,05) с более низкой концентрацией (мкМ / л) в группе C + E. группа (M = 61.11, SD = 20,29) по сравнению с животными Coc (M = 65,70, SD = 11,70) и физиологическим раствором (M = 72,78, SD = 15,53). Не было значительных различий между группами, получавшими физиологический раствор и коклюш (рис. 5).

Рис. 5. Концентрация L-Tyr в плазме в зависимости от лечения и пола.

Среднее (± SEM) L-Tyr. Были обнаружены эффекты секса, отраженные более высокой концентрацией у самцов крыс, и лечение (C + E против Coc; C + E против Sal). * P <0,05; ** P <0,001.

https: // doi.org / 10.1371 / journal.pone.0227044.g005

Молярное отношение BCAA к Tyr

Анализ ANOVA выявил значительные различия в молярном соотношении BCAA и тирозина (BCAA / L-Tyr) для фактора пола [F (1,54) = 21,68; p <0,001], с более высокими значениями у женщин (M = 8,67, SD = 1,44), чем у мужчин (M = 6,88, SD = 1,49), и эффект лечения [F (2,54) = 4,80; р <0,05]. Апостериорные тесты отразили более высокое соотношение в группе C + E по сравнению с группой, получавшей физиологический раствор (p <0,01), и значительную взаимосвязь пол x лечение [F (2,54) = 4.11; p <0,05]. При сравнении средних значений по парам для изучения простых эффектов (поправка Бонферрони) были обнаружены существенные различия между разными уровнями переменной «Лечение» в группах женщин [F (2,54) = 9,60; р <0,001]. В частности, были существенные различия между группами C + E и физиологического раствора (p <0,001), а также между крысами C + E и Coc (p <0,05). Эта разница не была очевидна у самцов (рис. 6) (табл. 2).

Рис. 6. Влияние кокаина и C + E на молярные соотношения аминокислот.

(A) Среднее (± SEM) молярное отношение BCAA / L-Tyr. Эффекты от секса, лечения и их взаимодействия были значительными. Это соотношение было выше у самок крыс Coc и даже выше у тех, кто получал C + E. (B) Среднее (± SEM) молярное отношение L-Tyr / L-Phe, где был обнаружен лечебный эффект (C + E по сравнению с Sal). Также наблюдались половые различия, с меньшим соотношением у самок с Coc и даже ниже с C + E по сравнению с самцами. * р <0,05; ** p <0,001.

https://doi.org/10.1371 / journal.pone.0227044.g006

Молярное отношение тирозина к фенилаланину

Молярное отношение тирозина к фенилаланину (L-Tyr / L-Phe) показало значительный основной эффект Sex [F (1,54) = 16,56; p <0,001], с более высоким средним показателем у мужчин, чем у женщин (M = 1,14, SD = 0,07 по сравнению с M = 0,92, SD = 0,17), и значительный лечебный эффект [F (2,54) = 4,97; р <0,05]. Апостериорный тест Габриэля показал, что различия между контрольной группой физиологического раствора и группами лечения лекарственными средствами были сильнее в группе C + E (p <0.01), без существенных различий между крысами Coc и Saline или между крысами Coc и C + E. Наименьшее соотношение соответствовало группе C + E (M = 0,93 SD = 0,23; см. Рис. 6 и таблицу 2). В предложенных контрастах (метод шлема), значительные различия в соотношении L-Tyr / L-Phe были обнаружены между группой солевого раствора и группами Coc и C + E вместе (p <0,05), без существенных различий между Coc и C + E группы.

Глобальное обсуждение

Целью этого исследования было разработать процедуру, позволяющую оценить эффект комбинированного внутривенного введения C + E на лабораторных крысах.Учитывая высокую частоту одновременного употребления обоих этих наркотиков людьми и сильную экологическую обоснованность модели на животных, наличие процедуры оперантного кондиционирования, которая легко позволяет хронически самостоятельно вводить оба препарата вместе молодым животным обоих полов, предлагает новые перспективы изучения последствий этого типа поли-потребления у людей. Здесь у животных были взяты образцы плазмы для последующего определения уровней различных типов аминокислот, учитывая, что изменения концентраций определенных аминокислот могут играть роль в таких заболеваниях, как аутизм [9] и депрессия [10].

Внутривенное самостоятельное введение этанола крысам не особенно распространено, низкие уровни кумулятивного потребления этанола, вероятно, связаны с его ограниченными фармакокинетическими возможностями [25,26,27]. Вдобавок, по-видимому, мало исследований, в которых животным самостоятельно вводили кокаин и этанол вместе. В одном из них взрослые крысы-самцы самостоятельно вводили кокаин и этанол в качестве процедуры предварительного внутривенного введения этанола, чтобы позже изучить внутривенное самостоятельное введение только этанола этим животным [4].В другом исследовании выяснялось, увеличивало ли самостоятельное введение этанола в сочетании с другим лекарственным средством, таким как гамма-гидроксибутиратная кислота (GHB), флунитразепам или кокаин, усиливающие свойства этих препаратов у макак-резусов (трех самцов и трех самок: [5]). макаки-резус, использованные в этом исследовании, ранее употребляли другие наркотики и не были экспериментально «наивными». В отличие от этих двух исследований, в настоящем исследовании была предпринята попытка получить более подробное определение комбинированного поведения при самостоятельном введении кокаина и этанола, чтобы определить метод, который может быть полезен для других нейробиологических исследований.Таким образом, были проанализированы фазы приобретения и поддержания этого поведения у молодых крыс обоего пола, которые ранее не подвергались воздействию каких-либо наркотиков, сравнивая это с самостоятельным введением только кокаина. Результаты показывают, что комбинация кокаина и этанола способствует более быстрому обучению поведению при самостоятельном введении у женщин по сравнению с мужчинами, различия, которое не было обнаружено между полами, когда кокаин был единственным наркотиком, принимаемым самостоятельно. Эти результаты предполагают, что самцы и самки могут иметь разную чувствительность к усиливающим свойствам комбинации обоих препаратов, причем самки крыс, по-видимому, более восприимчивы к этим свойствам в начальной фазе приобретения такого поведения.Тем не менее, как только такое поведение приобретено и во время последующей фазы поддержания, не было обнаружено различий между женщинами и мужчинами в группе C + E или с теми, кто принимал только кокаин самостоятельно. Тем не менее, разница между крысами, которые самостоятельно вводили лекарство, и крысами, получавшими физиологический раствор сыворотки, явно значительна, демонстрируя, что комбинация C + E является явным усиливающим стимулятором для животных обоих полов и что присутствие этанола не уменьшает кокаиновый эффект. усиливающие свойства, по крайней мере, у лабораторных грызунов и в конкретных условиях данного исследования.

Следует отметить, что результаты этого исследования не совпадают с результатами, полученными на макаках-резус [5], в которых самостоятельно вводили оба препарата в комбинации (этанол 50, 100 или 200 мг / кг массы тела / инъекция; кокаин 0,01 или 0,03 мг / кг / инъекция) снижает усиливающие свойства кокаина. Однако возможно, что разница в этих результатах не только из-за используемых видов, но также из-за значительно более низких доз кокаина, вводимых обезьянам (0,01-0,03 мг / кг / инъекция) по сравнению с теми, которые используются здесь для крыс. (1 мг / кг массы тела / инъекция).Действительно, при постоянной концентрации этанола (125 мг / кг массы тела на инъекцию), аналогичной той, которая используется здесь (133 мг / кг массы тела на инъекцию), концентрация кокаина постепенно снижалась с 0,75 до 0,1 мг / кг массы тела на инъекцию. и реакция на самостоятельное введение C + E от дозы 0,40 мг / кг массы тела / инъекции кокаина (125 мг / кг массы тела / инъекция этанола плюс 0,4 мг / кг массы тела / инъекция кокаина) была слабее, чем ответ на один кокаин. (0,4 мг / кг / инъекция: [4]. Следовательно, для данной дозы этанола может потребоваться минимальная доза кокаина, чтобы поддерживать поведение обоих препаратов в комбинации с самовозвращением.В качестве альтернативы нельзя игнорировать важность образования метаболита кокаэтилена для поддержания поведения при самостоятельном введении C + E. Этанол подавляет гидролиз группы метилового эфира кокаина карбоксилэстеразами, снижая выработку непсихоактивного метаболита бензоилэкгонина, что означает, что кокаину требуется больше времени для метаболизма и он дольше находится в плазме. Напротив, эти карбоксилэстеразы катализируют превращение кокаина в кокаэтилен [28,29,30].Кокаэтилен усиливает двигательную активность и помогает установить инструментальные модели поведения [31], демонстрируя эффекты вознаграждения, аналогичные кокаину, при оценке в парадигмах условного предпочтения места (CPP) и самоуправления [31,32]. C + E действуют синергетически, увеличивая мезолимбические пути вознаграждения [33]. Известно, что высвобождение дофамина в прилежащем ядре (NAcc) усиливается этанолом [34,35], и внеклеточного допамина в NAcc крыс, получавших C + E, больше, чем у крыс, получавших только кокаин [36].

После количественного определения концентраций аминокислот в плазме были обнаружены значительные различия между полами для семи из 14 изученных аминокислот (L-Orn, L-Gln, L-Ala, Glycine, L-Tyr, L-Phe и L-Val). , их уровни обычно выше у мужчин, чем у женщин (за исключением L-Gln), независимо от лечения. Также были различия между полами по AAA и BCAA, а также по соотношению L-Gln / L-Glu. Примечательно, что концентрации тирозина различались в зависимости от лечения и относительно контрольных животных, эта аминокислота была меньше у самцов и самок обеих групп Coc и C + E.Кроме того, в группах лечения были выявлены значительные различия в соотношениях L-Tyr / L-Phe и BCAA / L-Tyr. Широко известно, что L-L-Phe и L-Tyr являются предшественниками катехоламинов (допамина, норадреналина и адреналина). Фенилаланин является незаменимой аминокислотой, и его превращение в тирозин катализируется фенилаланингидроксилазой, тогда как тирозингидроксилаза (TH) участвует в превращении тирозина в L-DOPA, предшественник дофамина. Хотя гидроксилирование фенилаланина до тирозина в основном происходит в печени, оно также происходит в ЦНС и мозговом веществе надпочечников, где оно катализируется ТГ [37].Пониженные базальные уровни L-тирозина, обнаруженные у самок крыс, могут быть связаны с половыми различиями в функциональности надпочечников. Таким образом, хорошо известно, что мозговое вещество надпочечников является основным органом, в котором происходит превращение L-Tyr в катехоламины. Недавно было описано, что функциональность надпочечников у самок выше, чем у самцов [38]. Более высокая скорость превращения L-Tyr в катехоламины у самок крыс, участвовавших в нашем исследовании, может объяснить низкие уровни этой аминокислоты в кровотоке этих животных.

Отношение BCAA / L-Tyr, как известно, является хорошим индикатором метаболизма в печени, а это означает, что оно также может быть полезным в качестве маркера возможных изменений во взаимосвязи между BCAA и тирозином у потребителей кокаина и этанола. Точно так же соотношение L-Tyr / Phe особенно низко у проблемных потребителей кокаина [15] и у людей с болезнью Паркинсона [39]. Поскольку обе патологии содержат меньше дофамина в головном мозге, это может отражать изменения в предшественнике дофаминовой аминокислоты, тирозине, и уменьшение этой аминокислоты, связанное с самостоятельным введением кокаина, как видно здесь, может быть возможным индикатором измененного дофамина. уровни в мозгу.В синтезе катехоламинов тирозингидроксилаза является ферментом, ограничивающим скорость синтеза дофамина. Учитывая, что в нашем исследовании наблюдается явный сексодиморфизм в более низких уровнях тирозина у женщин, можно считать, что эстрогены могут иметь значение в наших результатах, поскольку было продемонстрировано, что они регулируют экспрессию TH [40]. В этом смысле у взрослых грызунов, мышей и крыс овариэктомия снижает количество тирозингидроксилазных иммунореактивных клеток в VTA, а замена агонистом β-эстрадиола снижает или предотвращает потерю клеток [41].

Эффективность трансдермальной доставки липосомальных микронутриентов посредством масляного массажа тела на состояние нервной системы и дефицита микронутриентов у младенцев: результаты рандомизированного плацебо-контролируемого клинического исследования | BMC Nutrition

Дизайн и условия исследования

Это было рандомизированное, двойное слепое, плацебо-контролируемое клиническое исследование в параллельных группах, которое проводилось с февраля 2018 года по сентябрь 2019 года в Vadu Rural Health Program of Kind Edward Memorial (KEM) Hospital Research Центр, Пуна, Индия [24].

Одобрения

Исследование было одобрено институциональным комитетом по этике Исследовательского центра больниц KEM (KEMHRC / LFG / EC / 146) и Комитетом по скринингу Министерства здравоохранения Индии. Исследование было зарегистрировано в Реестре клинических испытаний Индии (CTRI №: CTRI / 2017/11/010710, от 30.11.2017, доступ по ссылке http://ctri.nic.in/Clinicaltrials/showallp.php?mid1=21315&EncHid = & userName = масло).

Исследуемая популяция

Здоровые младенцы, рожденные доношенным в возрасте от 4 до 7 недель с массой тела при рождении не менее 2 кг, были привлечены к участию в исследовании из исследуемой популяции в Программе здравоохранения сельских районов Ваду (VRHP).VRHP — это общинная программа исследований и оказания медицинской помощи, проводимая исследовательским центром больниц KEM, Пуна, Индия, и действует в 22 деревнях в Западной Махараштре. Население в основном проживает в сельской местности, основным занятием которого является сельское хозяйство. Демография этой популяции регулярно отслеживается посредством медико-демографического наблюдения (HDSS), проводимого VRHP [27]. На основе данных HDSS отслеживались данные о дородовой помощи в государственных и частных медицинских учреждениях, а также количество рождений в районе HDSS в Ваду, а также проводился подсчет потенциальных участников исследования.Письменное информированное согласие было получено от родителей подходящих младенцев, и желающие участвовать были включены в исследование. Основные критерии исключения включали генерализованное заболевание кожи или кожную инфекцию, серьезные врожденные аномалии, серьезные родовые или неонатальные осложнения и тяжелое недоедание (Z-показатель веса для возраста <- 3,0). В исследование были включены семьи, которые не планировали переезд в течение как минимум 1 года.

Приготовление отработанного масла

Состав масла LMF был первоначально разработан Banerjee et al.в Индийском технологическом институте, Мумбаи, Индия. Лицензия на технологию была предоставлена ​​Исследовательскому центру больниц KEM для некоммерческого использования и Murli Krishna Pharmaceuticals Ltd. для производства и коммерциализации. Масло LMF содержало подсолнечное масло, обогащенное липосомальным инкапсулированным бисглицинатом железа, витамином B12, фолиевой кислотой и витамином D. Подсолнечное масло использовалось в качестве основы, поскольку оно является богатым источником незаменимых жирных кислот, таких как линолевая кислота [28]. Микронутриенты добавлялись в соответствии с рекомендованной диетой для данного возраста [29, 30].

Бисглицинат железа был закуплен в Puneet Laboratories, Мумбаи, Индия, а витамин B12 (цианокобаламин), фолиевая кислота и витамин D (1,25-дигидроксихолекальциферол) были закуплены у SRL Chemicals Pvt. Ltd., Мумбаи, Индия. Соевый лецитин и олеиновая кислота были закуплены у Hi-Media. Подсолнечное масло было получено от Prasukh Udyog Pvt. Ltd., Пуна, которая предоставила подсолнечное масло, полученное без использования каких-либо химических процессов или очистки. Липосомы питательных веществ были приготовлены с использованием общепризнанных безопасных материалов (GRAS) без использования каких-либо органических растворителей.Липосомальные масла были произведены Murli Krishna Pharma Pvt. Ltd., Ранджангаон, Пуна, на условиях EuGMP.

Два количества тестируемого масла были разработаны для возрастных групп 1–6 месяцев и 6–12 месяцев соответственно, чтобы соответствовать их диетическим потребностям в отдельных питательных веществах (дополнительная таблица 1). Технология была ранее протестирована на ее безопасность и эффективность посредством исследований in vitro и in vivo для трансдермальной доставки дополнительных доз питательных веществ [23] (дополнительная таблица 2). Процесс разработки нефти LMF в качестве исследовательского вмешательства был описан ранее [24].

Масло-плацебо представляло собой идентичный на вид продукт, содержащий подсолнечное масло, которое было обогащено пустыми липосомами (не содержащими микроэлементов) и было идентично по внешнему виду и запаху таковому у исследуемого масла. Оба препарата были стабильны при комнатной температуре при хранении вдали от солнечного света в течение не менее 3 месяцев.

Процедуры исследования

После включения в исследование младенцы были рандомизированы в соотношении 1: 1 для получения либо масла LMF, либо масла плацебо с использованием компьютерной блочной рандомизации.Чтобы свести к минимуму систематическую ошибку выбора, сокрытие выделения было выполнено с помощью последовательно пронумерованных непрозрачных конвертов.

Лица, осуществляющие уход из обеих групп, были обучены нежному массажу фиксированного количества исследуемого масла (масло LMF или масло плацебо, 2,5 мл) на коже, избегая контакта с поверхностями слизистых оболочек, лица, шеи и кожи головы. Объем применения масла был определен на основе пилотного исследования, проведенного для оценки достаточного количества подсолнечного масла для младенцев разного возраста [24]. Медицинские работники были проинформированы о пользе для здоровья нежного масляного массажа у младенцев, чтобы обеспечить хорошее соблюдение режима вмешательства.Им было рекомендовано использовать исследуемое масло на ночь перед сном, чтобы обеспечить оптимальное всасывание исследуемого масла. Ежемесячные поставки бутылок с маслом обеспечивались на дому помощниками полевых исследователей, а соблюдение требований контролировалось с помощью карточек соответствия и подсчета бутылок с использованным маслом.

Сбор данных производился на исходном уровне, через 6 и 12 месяцев во время визитов в клинику. На исходном уровне собирались демографические данные, история рождения, социально-экономический статус матери. Антропометрические параметры (вес, длина и окружность головы) измерялись стандартными методами.Информация о грудном вскармливании и отлучении от груди собиралась при каждом посещении клиники. Подробная информация о любых сопутствующих лекарствах, включая железо или витаминные добавки, а также о побочных эффектах, собиралась во время обычных двухнедельных полевых визитов ассистентами полевых исследований.

Все участники исследования прошли оценку развития нервной системы с использованием шкалы оценки развития индийских младенцев (DASII) в возрасте 12 месяцев под руководством квалифицированного клинического психолога. Эта шкала представляет собой индийскую модификацию шкалы Бейли для развития младенцев, содержащую психические (163 пункта) и моторные (67 пунктов) шкалы, и может использоваться для оценки коэффициента умственного и моторного развития младенцев в возрасте до 30 месяцев [31].Оценщик не знал о распределении групп.

Переносимость исследуемых масел оценивалась с использованием стандартной системы оценки раздражения кожи, которая оценивает наличие эритемы и сухости во время визитов в клинику [32]. Все лица, осуществляющие уход, получали соответствующие советы по питанию во время визитов в клинику, а дети с нерешенной анемией или дефицитом витамина D получали пероральные добавки железа и витамина D в конце исследования.

Лабораторные процедуры

Через 6 и 12 месяцев в вакуумированные пробирки, содержащие ЭДТА, и пробирки без микроэлементов, не содержащие коагулянта (BD Vacutainer), были собраны 5 мл образцов венозной крови без голодания.Кровь в пробирках с ЭДТА была немедленно использована для оценки концентраций гемоглобина (Hb) и эритроцитов на анализаторе клеток в исследовательской лаборатории VRHP с соответствующим контролем качества и стандартной процедурой. Пробирки без микроэлементов центрифугировали при 3000 об / мин в течение 15 минут при 4 ° C, сыворотку отделяли, разделяли на аликвоты и хранили при -80 ° C до дальнейшего анализа. Образцы сыворотки транспортировали в холодильных камерах с пакетами со льдом в биохимическую лабораторию в больнице KEM, Пуна, партиями для оценки уровней насыщения трансферрина (TSAT) и 25-гидроксивитамина (25-OHD).

Полный анализ крови оценивался с помощью должным образом откалиброванного автоматического анализатора Medionic M3. Оценка железа и общей железосвязывающей способности (TIBC) проводилась с использованием феррозинового метода на анализаторе Cobas-Integra 400-plus [33]. Коэффициент вариации между партиями и внутри партии для железа составлял 3,4 и 3,0% соответственно, а для TIBC — 5,7 и 5,1% соответственно. Уровни TSAT рассчитывали как сывороточное железо, разделенное на TIBC.

Оценка 25-OHD в сыворотке крови проводилась с использованием метода иммуноанализа хемилюминесцентных микрочастиц на химическом анализаторе Architect ci4000 (Abbott) [34].Коэффициенты вариации витамина D между партиями и внутри партии составляли 7,2 и 6,6% соответственно.

Управление данными и контроль качества

Данные были собраны в бумажных формах записи случаев и затем введены в электронные формы записей случаев с использованием программного обеспечения Open Clinica Community Edition после проверки исходных данных. Данные, введенные в электронную форму записи дела (ЭИРК), были проверены на полноту и обеспечение качества. Анонимный набор данных был извлечен для анализа после проверки исходных данных.Набор данных был заархивирован на локальном сервере VRHP.

Расчет размера выборки и анализ данных

Первичным результатом исследования была оценка нервного развития с использованием DASII. Следовательно, расчет размера выборки был основан на предположении, что вмешательство улучшит коэффициент развития по DASII как минимум на 5. С учетом стандартного отклонения 15 для оценки DASII, альфа-ошибки 5% и степени 90, выборка в каждой группе требовалось 189 человек. Принимая во внимание 15% отсев, был выбран размер выборки 222 человека в каждой группе.Такой размер выборки был достаточным для выявления 27% -ного снижения распространенности анемии в исследуемой группе, учитывая 60% -ную распространенность анемии в группе плацебо и 20% -ное снижение распространенности дефицита витамина D, учитывая дефицит витамина D (<20 нг / мл) у 75% участников в группе плацебо при 90% мощности и 5% ошибке альфа.

Анализ данных проводился по каждому пациенту. Параметры были выражены в виде среднего и стандартного отклонения для нормально распределенных переменных и медианы с межквартильным размахом для непараметрически распределенных переменных.Нормально распределенные переменные сравнивались с использованием непарного t-критерия с неравной дисперсией. Для данных, не имеющих нормального распределения даже после преобразования квадратного корня, использовались непараметрические тесты. Пропорции между группами сравнивались с помощью критерия хи-квадрат.

Модели линейной регрессии использовались для расчета эффекта лечения с точки зрения коэффициента умственного и моторного развития, изменения гемоглобина, изменения уровней 25-гидрокси витамина D и изменения уровней насыщения трансферрина между двумя группами с поправкой на комплаентность и сопутствующие факторы. лекарства.Кроме того, был проведен множественный логистический регрессионный анализ, чтобы сравнить влияние вмешательства на подгруппы коэффициента моторного и умственного развития (DQ) на основе категорий на основе центиля 50 ^th . Помимо корректировки на соответствие вмешательству и сопутствующим пищевым добавкам, анализы подгрупп были скорректированы с учетом пола, возраста отъема и образования матери. Все анализы были выполнены с использованием STATA версии 15.0.

Что происходит | Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Ученые из Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» в составе международной группы разработали метод обнаружения яда тиабендазола во фруктах.

По мнению исследователей, преимущества новой технологии заключаются в ее простоте, рентабельности и способности обнаруживать вредные частицы в низких концентрациях. Результаты были опубликованы в Microchemical Journal.

Использование тиабендазола в производстве продуктов питания запрещено в России и странах Евросоюза. Однако, как объяснили ученые, он используется в сельском хозяйстве для защиты растений от вредителей, гниения и плесени. Остатки тиабендазола легко попадают в окружающую среду, а также во фрукты и овощи при добавлении химического вещества в почву.

Тиабендазол токсичен для человека. Среди основных признаков отравления — тошнота, рвота, головная боль, сонливость и повышение температуры тела. Попадая в организм, тиабендазол может привести к печеночной недостаточности, повлиять на нормальное развитие плода у беременных или вызвать аллергические реакции. «Отравляющая способность химического вещества для живых организмов была признана Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов Европейского Союза и другими подобными организациями», — сказал доцент Константин Катин из Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ».

Специалисты разработали новый способ найти тиабендазол во фруктах даже в самых малых концентрациях. Для этого создано определенное решение. Химический состав был разработан с помощью расчетов DFT (теория функционала плотности), сравнивающих электронную структуру молекул тиабендазола и других веществ.

«Задача расчетов методом DFT состояла в том, чтобы найти химический состав раствора, который подходил бы тиабендазолу« в качестве ключа к замку ».Для нас было важно, чтобы полученный раствор эффективно взаимодействовал с тиабендазолом, даже когда он присутствует в минимальных концентрациях и когда в пищевом продукте присутствуют и другие загрязнители », — отметил Константин Катин.

После тестирования множества вариантов, ученые нашли подходящую молекулярную структуру на основе бетаина и фурановой кислоты, которые обнаруживают тиабендазол во фруктах и ​​связывают с ним «просветляющее» химическое вещество.

Это позволило даже самые маленькие дозы ядовитого вещества (до 0.1 мг / литр), которые можно найти практически во всех экспортируемых фруктах, говорят ученые.

«Предел максимального количества тиабендазола во фруктах и ​​овощах устанавливается соответствующими органами штата. Стандарты могут незначительно отличаться в зависимости от страны, но в большинстве случаев они составляют около 5 мг / л для фруктов. Предлагаемая технология способен определять концентрацию тиабендазола в 50 раз меньше допустимой », — уточнил Константин Катин.

Ранее тиабендазол искали с помощью капиллярного электрофореза или флуоресцентной спектроскопии.Это дорогостоящие методы, требующие специального оборудования, которого нет в большинстве лабораторий, в то время как бетаин и фурановая кислота доступны исследователям бесплатно.

Авторы планируют запатентовать технологию и аккредитовать ее в Комиссии Европейского Союза, чтобы ее можно было использовать для проверки пищевых продуктов, экспортируемых из Турции в Европейский Союз. Кроме того, специалисты уже разрабатывают подобную технологию для поиска токсичных веществ в косметике.

Ученые из Турции, Саудовской Аравии и Ирана также приняли участие в исследовании.

Sputniknews

.