способ определения направления транспорта и интенсивности обмена веществ между минерализованной тканью и контактирующей с ней биологической жидкостью

Формула изобретения

Способ определения направления транспорта и интенсивности обмена веществ между минерализованной тканью и контактирующей с ней биологической жидкостью, характеризующийся тем, что вводят радиоизотоп одной паре подопытных животных, получающей стандартный корм, и второй паре подопытных животных, получавших сахарозный кариесогенный рацион, определяют % включения его в минерализованную ткань и контактирующую с ней биологическую жидкость в промежуток времени до 24 ч, рассчитывают относительную радиоактивность ОРА у каждого животного – ора₁, ОРА₂, ОРА ₃ и ОРА₄ по формуле

и при значения ОРА>1 делают вывод о направлении транспорта вещества из биологической жидкости в минерализованную ткань; при ОРА<1 делают вывод о направлении транспорта радиоизотопа в противоположном направлении, а при ОРА = 1,0 делают вывод о том, что оба направления уравновешены между собой; после чего для этих групп подопытных животных вычисляют интенсивность транспорта в превалирующем направлении с помощью коэффициента разности ОРА КР_орА по формулам КР_орА1=ОРА₂ -ора₁ и КР_орА2=ОРА₄-ОРА ₃, при этом КР_орА больше нуля обозначают знаком +, КР_орА меньше нуля обозначают знаком - ; если значения сравниваемых КР_орА имеют противоположные знаки, то более высокая интенсивность транспорта радиоизотопа из биологической жидкости в минерализованную ткань будет при КР_орА с большим значением независимо от знака.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины и может применяться в стоматологии, травматологии, радиологии, биохимии, патфизиологии.

Известен способ определения состояния обмена веществ путем подсчета % включения радиоактивного вещества в минерализованной ткани и биологической жидкости с помощью вычисления отношения количества имп/мин, обнаруженных в 1 г ткани или 1 мл жидкости, к числу имп/мин, введенных на 1 г массы тела. [Подорожная Р.П. Обмен витамина B₁ у крыс разного возраста, содержащихся на обычной и кариесогенной диете // Стоматология. - 1967. - N6. - C.7-11. Этот способ выбран за прототип. Однако этот способ не дает достаточно полной характеристики обмена веществ в минерализованных тканях и биологических жидкостях, т.к. % включения не отражает полностью состояния обмена веществ, который характеризуется также такими важными показателями как превалирующее направление транспорта радиоизотопа между минерализованной тканью и контактирующей с ней биологической жидкостью и интенсивность транспорта в превалирующем направлении.

Знание превалирующего направления транспорта вещества между минерализованной тканью и биологической жидкостью и интенсивности транспорта в превалирующем направлении может представить экспериментаторам новые дополнительные сведения об особенностях метаболизма, так как изменения обмена веществ не могут происходить без изменения транспорта метаболитов, а стоматологам, травматологам и радиологам может наметить новые подходы к диагностике и лечению переломов, злокачественных и доброкачественных новообразований костей, остеопороза, пародонтита, кариеса зубов и другой патологии.

Задачей изобретения является повышение объективности способа путем определения превалирующего направления транспорта исследуемого радиоизотопа между минерализованной тканью и контактирующей с ней биологической жидкостью и определения интенсивности транспорта в превалирующем направлении на крысах.

Это достигается за счет того, что у одной из первой пары крыс, находящейся при определенных условиях опыта, через заданный промежуток времени после введения радиоизотопа, рассчитывают относительную радиоактивность OPA₁ по формуле:

а у второй крысы из первой пары вычисляют OPA₂ , но через больший промежуток времени после введения радиоизотопа; а у другой пары крыс, содержащейся в других условиях опыта, в аналогичные промежутки времени после введения радиоизотопа, определяют ОРА₃ и ОРА₄; и при значениях ОРА>1 делают вывод о превалировании транспорта вещества из биологической жидкости в минерализованную ткань в выбранный промежуток времени после введения радиоизотопа; при ОРА<1 делают вывод о превалировании транспорта радиоизотопа в противоположном направлении, а при ОРА, равной 1,0, делают вывод о том, что оба направления уравновешены между собой; после чего для этих групп крыс определяют интенсивность транспорта в превалирующем направлении с помощью коэффициента разности ОРА КР_орА по формулам: КР_орА1=ОРА ₂-OPA₁ и КР_орА2=ОРА₄ -ОРА₃; при этом КР_орА больше нуля обозначают знаком +, КР_орА меньше нуля обозначают знаком -; если значения сравниваемых КР_орА имеют противоположные знаки, то более высокая интенсивность транспорта радиоизотопа из биологической жидкости в минерализованную ткань будет при КР_орА с большим значением независимо от знака.

С помощью данного способа можно определить превалирующее направление транспорта радиоактивного вещества, участвующего в метаболизме, из биологической жидкости в минерализованную ткань или в противоположном направлении и количественно охарактеризовать его интенсивность не только между минерализованной тканью и биологической жидкостью, но и между неминерализованной тканью и биологической жидкостью, а также у нерадиоактивного вещества и у вещества, не принимающего участия в метаболизме, если до его введения оно не находилось в организме человека и животных.

Способ осуществляется следующим образом: у одной из первой пары крыс, находящейся при определенных условиях опыта, через заданный промежуток времени после введения радиоизотопа, рассчитывают относительную радиоактивность OPA₁ по формуле:

а у второй крысы из первой пары вычисляют OPA₂ , но через больший промежуток времени после введения радиоизотопа; а у другой пары крыс, содержащейся в других условиях опыта, в аналогичные промежутки времени после введения радиоизотопа, определяют ОРА₃ и ОРА₄; и при значениях ОРА>1 делают вывод о превалировании транспорта вещества из биологической жидкости в минерализованную ткань в выбранный промежуток времени после введения радиоизотопа; при ОРА<1 делают вывод о превалировании транспорта радиоизотопа в противоположном направлении, а при ОРА, равной 1,0, делают вывод о том, что оба направления уравновешены между собой; после чего для этих групп крыс определяют интенсивность транспорта в превалирующем направлении с помощью коэффициента разности ОРА КР_орА по формулам: KP_opA1=ОРА ₂-OPA₁ и КР_орА2=ОРА₄ -ОРА₃; при этом КР_орА больше нуля обозначают знаком +, КР_орА меньше нуля обозначают знаком - ; если значения сравниваемых КР_орА имеют противоположные знаки, то более высокая интенсивность транспорта радиоизотопа из биологической жидкости в минерализованную ткань будет при КР_орА с большим значением независимо от знака. В зависимости от задач эксперимента, возможно проведение неограниченного количества определений, что позволит получить более объективную оценку состояния обмена веществ в интересующие исследователя промежутки времени.

В качестве минерализованной ткани в примерах N1 и N2 использовали нижнечелюстную кость, а биологической жидкостью, контактировавшей с костью, была кровь.

Пример N1. Повышение интенсивности транспорта радиоизотопа КР_орА между костью и кровью в одном превалирующем направлении у двух пар крыс с 3 до 24 часов после инъекции радиоизотопа.

Четырем трехмесячным крысам внутрибрюшинно ввели раствор [³⁵S]тиамина из расчета 10000 имп/мин на 1 г массы тела. У первой пары крыс, получавшей стандартный корм вивария (светлые линии - 1), с 3 до 24 часов после инъекции радиоизотопа снизился % включения в крови с 9,9 до 6,8, а % включения в кости повысился с 10,0 до 10,8 (фиг.1); соответственно OPA₁ через 3 часа составила 0,93, а ОРА₂ через 24 часа - 1,58; КР_орА1, т.е. разность между OPA₂ и OPA₁, составила 0,65. У второй пары крыс, содержавшейся последние 2 месяца на 54% сахарозном кариесогенном рационе (темные линии - 2), падал с 3 до 24 часов % включения в крови с 12,1 до 6,7, а % включения в кости увеличился с 9,3 до 11,7. Соответственно ОРА₃ через 3 часа составила 0,79, а ОРА₄ через 24 часа 1,74; КР_орА2 , т.е. разность между ОРА₄ и ОРА₃, достигла 0,95. Поэтому можно сделать вывод о том, что у первой и второй пары крыс с 3 до 24 часов превалировало поступление радиоизотопа из крови в кость по сравнению с транспортом в противоположном направлении, причем интенсивнее у второй пары крыс, содержавшейся на сахарозном кариесогенном рационе, чем у первой пары крыс, получавшей стандартный корм вивария, что подтверждается почти вдвое большей величиной КР_орА2, чем КР_орА1 .

Пример N2. Изменение интенсивности транспорта радиоизотопа кр_ора между костью и кровью в противоположных направлениях у двух пар крыс с 6 до 24 часов после инъекции радиоизотопа.

Четырем трехмесячным крысам внутрибрюшинно ввели раствор [ ⁷⁵S]селената из расчета 20000 имп/мин на 1 г массы тела (фиг.2). У третьей пары крыс, получавшей стандартный корм вивария (светлые линии - 3), с 6 до 24 часов после инъекции радиоизотопа почти не изменился % включения в крови 67,6 и 66,8, а % включения в кости повысился с 27,2 до 56,9. Соответственно OPA₅ была 0,48 через 6 часов, т.е. ниже, чем ОРА₆ 0,85 через 24 часа, а КР_орА3, т.е. разность между ОРА ₆ и OPA₅, составила +0,37. У четвертой пары крыс, содержавшейся последние 2 месяца на 54% сахарозном кариесогенном рационе (темные линии - 4), отмечено небольшое повышение % включения в крови до 78,2 спустя 24 часа, по сравнению с 67,6 через 6 часов после инъекции радиоизотопа, а % включения в кости, напротив несколько уменьшился с 60,3 до 53,8 в эти же сроки. Соответственно ОРА₇ была 0,89, т.е. выше, чем 0,67 у OPA₈ , при этом КР_орА4, т.е. разность между OPA₈ и ОРА₇, равнялась - 0,22. Поэтому можно сделать вывод о том, что с 6 до 24 часов у третьей пары крыс, содержавшейся на стандартном корме вивария, превалировало поступление радиоизотопа из крови в кость, а у четвертой пары крыс, получавшей 2 месяца сахарозный кариесогенный рацион, превалировал выход радиоизотопа в противоположном направлении, причем интенсивность транспорта была выше у третьей пары крыс, у которой КР_орА3 в 1>8 раза превышал КР_орА4.

Предлагаемый способ определения превалирующего направления транспорта и сопряженный с ним способ определения интенсивности транспорта между минерализованными тканями и биологическими жидкостями обладают высокой объективностью, что дает возможность применить их в эксперименте для углубленного изучения транспортной составляющей обмена веществ и в клинике при выяснении возможности доставки радиоактивного вещества либо стабильного вещества, которого раньше не было в организме, в минерализованные ткани с целью диагностики и лечения. Так, например, количественное определение временной динамики ОРА и КР_орА можно применить при выборе радиоизотопа для дифференциальной диагностики злокачественных и доброкачественных новообразований костей, когда злокачественные новообразования больше накапливают радиоизотопа в зоне опухоли и в метастазах, чем доброкачественные. Очевидно более подходящим для диагностики и лечения окажется радиоизотоп с большим КР_орА с превалированием транспорта из крови в кость и с большей интенсивностью транспорта в превалирующем направлении.

Графики ОРА и КР_орА значительно демонстративнее цифровых таблиц. Выяснение направления превалирующего транспорта соединений между биологической жидкостью и минерализованной тканью, а также интенсивности транспорта в превалирующем направлении возможно даже в случаях, когда без предложенных коэффициентов их нельзя выполнить. С помощью данного способа можно определять преимущественное направление транспорта радиоактивного вещества, участвующего в метаболизме, и охарактеризовать его интенсивность не только между минерализованной тканью и биологической жидкостью, но и между неминерализованной тканью и биологической жидкостью, а также у нерадиоактивного вещества и у вещества, не принимающего участия в метаболизме, если до введения оно не находилось в организме человека или животного.