Результат интеллектуальной деятельности: СРЕДСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ К ГИПОКСИИ

Изобретение относится к медицине, в частности к скорой медицинской помощи, реанимации и фармации, и может быть применено для оживления при клинической смерти.

Известно гипергазированное и гиперосмотическое антисептическое средство, предназначенное для санации гнойных ран, полостей и свищей, содержащее 2,7-3,0% перекиси водорода, 0,9-10,0% натрия хлорид, воду для инъекций (остальное) и двуокись углерода до создания избыточного давления 0,2 атм при +8°С (RU 2331441).

Недостатком средства является узкий спектр применения, низкая безопасность и эффективность. Дело в том, что средство чрезмерно бурно вспенивает содержимое полости рта, гортани, пищевода и желудка при приеме внутрь. Происходит это из-за того, что из него бурно выделяется углекислый газ, поскольку двуокись углерода находится в известном средстве под избыточным давлением. При взаимодействии средства с жидким содержимым пищеварительного тракта интенсивно образуется углекислый газ, пузырьки которого формируют пену, поскольку в слюне, слизи и желудочным соке содержатся белки, которые повышают вязкость и величину поверхностного натяжения этих жидкостей. Причем пена образуется не только из-за выделения углекислого газа, но и из-за выделения газа кислорода. Происходит это из-за того, что содержимое полости рта, гортани, пищевода и желудка у людей, требующих экстренной помощи, не стерильно, поэтому внутри этих полостей происходит микробное разложение остатков пищевых масс, клеток слущенного эпителия, а у некоторых людей дополнительно к этому формируются гнойные массы. В частности, гнойные массы могут находиться на поверхности больных зубов в области зон кариеса и пародонтоза, на поверхности глоточных миндалин у людей, страдающих тонзиллярной ангиной, на поверхности гортани у людей, страдающих острыми респираторными заболеваниями (ОРЗ), на поверхности слизистой оболочки пищевода и желудка у людей, страдающих эзофагитом и гастритом. Кроме этого, у некоторых людей в полости рта может находиться кровь, поскольку возможно ранение тканей полости рта. К тому же у некоторых людей кровоточат десны. Кровь и гнойные массы содержат каталазу - фермент, под влиянием которого происходит реакция каталазного высвобождения газа кислорода из перекиси водорода. Поскольку перекись водорода находится в известном средстве в повышенной концентрации, взаимодействие средства с кровью и/или гноем вызывает интенсивное образование газа кислорода.

Чрезмерно активное и быстрое вспенивание слюны, слизи и желудочного сока формирует пену, величина объема которой очень быстро увеличивается до чрезмерно больших значений. Увеличивающийся объем пены вынуждает ее безудержно перемещаться во всех возможных направлениях. Поэтому сразу же после введения средства в полость рта практически мгновенно образуется пена. Причем пена образуется в полости рта и гортани еще до завершения процесса проглатывания средства и попадания его в желудок. Поэтому пена заполняет собой все возможные полости, включая полость носоглотки, полость носа, гортани и угрожает нарушением в них вентиляции верхних дыхательных путей.

Кроме этого, средство не обеспечивает стабильность осмотического давления в пределах физиологической нормы для жидкого содержимого желудочно-кишечного тракта и гортани, поскольку обладает высокой концентрацией ингредиентов, которая придает средству гиперосмотическую активность. Наличие гиперосмотической активности придает средству местное раздражающее действие, которое, в свою очередь, вызывает кашель и насморк. Местное раздражающее действие, оказываемое известным средством на слизистую оболочку гортани, усугубляет патологическое состояние человека, особенно при наличии у него гипоксии, возникшей вследствие дыхательной недостаточности.

Известно средство для удаления серной пробки, представляющее собой раствор, состоящий из 0,3-0,5% перекиси водорода, 1,7-2,3% натрия гидрокарбоната и воды для инъекции (остальное) (RU 2468776).

Недостатком средства является узкий спектр применения, низкая безопасность и эффективность. Дело в том, что средство содержит натрия гидрокарбонат, который при взаимодействии с соляной кислотой желудочного сока образует углекислый газ. Бурное выделение углекислого газа внутри желудка нейтрализует соляную кислоту желудочного сока, ухудшает качество желудочного сока, поэтому способствует развитию пищевой инфекции и гнилостных процессов в желудке. При этом внутри желудка повышается величина давления углекислого газа, который, находясь под избыточным давлением, раздражает слизистую оболочку желудка, вызывает формирование гиперемии, усиливает ее кровоснабжение. В этих условиях повышается процесс всасывания углекислого газа в кровь. В результате в крови, оттекающей от желудка в сторону сердца, повышается концентрация углекислоты, которая изменяет буферную и кислотную активность плазмы крови, поскольку повышает щелочность плазмы и сдвигает буферную емкость в щелочную сторону. Иными словами, происходит защелачивание крови. Поэтому известное средство способствует развитию алкалоза. Одновременно с этим ухудшается газовый состав крови, повышается концентрация в крови двуокиси углерода, который усугубляет симптомы гипоксической гипоксии, особенно существенно - у пациентов с дыхательной недостаточностью.

Известно гипероксигенированное средство, предназначенное для насыщения консервированной донорской венозной крови кислородом, состоящее из 0,85% натрия хлорида, 0,10% натрия гидрокарбоната, 0,05-0,29% перекиси водорода и воды для инъекции (RU 2538662).

Недостатком средства является узкий спектр применения, низкая безопасность и эффективность. Дело в том, что средство содержит малую концентрацию перекиси водорода. В связи с этим известное средство при взаимодействии с содержимым полости рта, гортани, пищевода и желудка не обеспечивает интенсивное образование газа кислорода, поэтому средство не способно быстро образовывать достаточное количество газа кислорода и не способно быстро увеличивать объем газа кислорода в желудке. При этом средство не обеспечивает быструю стимуляцию всасывания кислорода в желудке и поэтому не обеспечивает экстренную гипербарическую оксигенацию в полости желудка.

Помимо этого, известное средство содержит натрия гидрокарбонат, который при взаимодействии с соляной кислотой желудочного сока образует углекислый газ. Бурное выделение углекислого газа внутри желудка превышает по своей интенсивности выделение газа кислорода, поэтому концентрация углекислого газа внутри желудка превышает 90%. Кроме этого, гидрокарбонат натрия нейтрализует соляную кислоту желудочного сока, повышает величину его рН и уменьшает из-за этого дезинфицирующую активность сока. Поэтому известное средство способствует развитию пищевой инфекции и гниению пищевых масс в желудке. При этом внутри желудка повышается величина давления углекислого газа, который, находясь под избыточным давлением, раздражает слизистую оболочку желудка, вызывает формирование в ней гиперемии, усиливает ее кровоснабжение и всасывание. Поэтому углекислый газ активно всасывается из желудка в кровь. В результате в крови, оттекающей от желудка в сторону сердца, повышается концентрация углекислоты, которая сдвигает щелочность плазмы крови в щелочную сторону. При этом происходит защелачивание крови. Поэтому известное средство способствует развитию алкалоза. Одновременно с этим в крови повышается концентрация углекислого газа, который усугубляет симптомы гипоксической гипоксии, особенно значительно - у пациентов с дыхательной недостаточностью.

Известно средство, предназначенное для приема внутрь - ноотропил раствор для приема внутрь 20% флакон 125 мл, содержащее 20% пирацетама и следующие вспомогательные вещества, без учета их концентрации: глицерол, натрия сахарин, натрия ацетат, метилпарагидроксибензоат, пропилпарагидроксибензоат, абрикосовый ароматизатор, карамельный ароматизатор, ледяная уксусная кислота, вода (http:www.eapteka-msk.ru>model.php?id=50021808 (дата обращения: 22.01.2015).

Недостатком средства является узкая сфера применения, низкая безопасность и эффективность. Дело в том, что при введении внутрь средство снижает уровень кислорода в крови, оттекающей от желудка, и ухудшает ее качество из-за отсутствия кислорода в самом средстве, из-за разведения крови этим средством и из-за обогащения вспомогательными веществами, которые повышают вероятность развития аллергической реакции, включая анафилактический шок. Помимо этого, средство усугубляет метаболический ацидоз из-за наличия ледяной уксусной кислоты и повышения ее концентрации в плазме, способствует закислению плазмы и уменьшению величины ее рН, чем способствует ацидозу и усилению гипоксического повреждения организма в условиях сердечно-легочной недостаточности.

Задача изобретения - расширение сферы применения, повышение безопасности и эффективности за счет увеличения площади газообмена, внутрижелудочной гипербарической оксигенации, оксигенирования плазмы и форменных элементов крови, использования слизистой оболочки желудка для всасывания кислорода в кровь и выделения из крови углекислого газа, стабилизации величины концентрации эритроцитов в крови и объема циркулирующей крови.

Поставленная цель достигается за счет лекарственного средства, обеспечивающего повышение устойчивости организма к гипоксии в условиях дыхательной недостаточности за счет дополнительного вовлечения в газообмен слизистой оболочки желудка, внутрижелудочного поступления кислорода в кровь, оксигенирования плазмы и форменных элементов крови, стабилизации величины концентрации эритроцитов в крови и объема циркулирующей крови.

Сущность предложенного средства для внутрижелудочной гипербарической оксигенации, содержащего газ при избыточном давлении 0,2 атм при +8°С, 0,3-0,5% перекись водорода и воду, заключается в том, что средство в качестве воды содержит воду питьевую, а в качестве газа содержит кислород при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Дело в том, что раствор, содержащий в питьевой воде 0,3-0,5% перекись водорода и при избыточном давлении 0,2 атм при +8°С газ кислород, представляет собой умеренно газированную кислородом воду. В связи с этим заявленное средство представляет собой газированную кислородом питьевую воду, аналогичную пищевому продукту - питьевой воде, умеренно газированной углекислым газом. Поэтому аналогично такой газированной питьевой (или минеральной) воде, газированной углекислым газом, заявленное средство после приема внутрь начинает выделять из воды газ, но это не углекислый газ, а кислород. Выделение пузырьков газа кислорода в воде начинается уже в начале пищевого тракта, то есть в полости рта, поскольку кислород находится в воде под избыточным давлением. Интенсивность образования в воде пузырьков газа кислорода при этом такая же, как и интенсивность образования пузырьков углекислого газа в питьевой воде при наличии в ней углекислого газа под таким же избыточным давлением. После попадания средства внутрь желудка газ кислород продолжает быстро выделяться из воды, поэтому полость желудка увеличивается в объеме. При этом стенка желудка растягивается и в ней возбуждаются баро- и механорецепторы. Возбуждение этих рецепторов вызывает повышение величины тонуса гладкой мускулатуры в стенке желудка. Повышение тонуса стенки желудка вместе с увеличением объема газа кислорода внутри полости желудка приводит к повышению величины внутрижелудочного давления. Через несколько десятков секунд после проглатывания средства выделение газа кислорода, находящегося в воде внутри желудка под избыточным давлением, начинает уменьшаться. Уменьшение интенсивности выделения газа кислорода происходит потому, что резервы растворенного газа кислорода истощаются и одновременно с этим повышается внутрижелудочное давление, которое газ кислород создает сам. В этих условиях процесс выделения из воды растворенного газа кислорода завершается после того, как давление внутри полости желудка повысится до значения величины избыточного давления газа кислорода, растворенного в воде, находящейся внутри полости желудка. Параллельно с этим при взаимодействии заявленного средства с содержимым желудка тут же начинается каталазная реакция расщепления перекиси водорода. В результате средство начинает выделять газ кислород, освобождающийся из перекиси водорода. Этот процесс течет внутри желудка медленнее, чем процесс выделения газа кислорода, растворенного в воде под избыточным давлением. Кислород, медленно выделяющийся из перекиси водорода, продолжает поддерживать внутри желудка избыточное давление. Это происходит несмотря на то, что в этот же период времени некоторая часть введенного средства начинает всасываться в кровь в жидком и газообразном виде. В жидком виде всасывается разведенная желудочным соком питьевая вода с остатками растворенного в ней газа кислорода и перекиси водорода. Всасывание в желудке этой жидкости и газа не способно снизить величину давления внутри полости желудка, поскольку величина объема всосавшейся жидкости в несколько раз уступает величине объема образующегося параллельно в полости желудка газа кислорода. При этом вода всасывается в кровь вместе с растворенным в ней газом кислородом и вместе с растворенной перекисью водорода. После всасывания перекись водорода в плазме крови тут же подвергается каталазному воздействию и поэтому расщепляется на воду и газ кислород. Растворенный газ кислород обогащает собой плазму и эритроциты крови. Находящаяся в стенке желудка венозная кровь, всосавшая газообразное и жидкое содержимое желудка, газированное кислородом, тут же меняет свой цвет из темно-вишневого на ярко красный.

Следует отметить то, что предложенное средство вводится внутрь желудка, откуда оно всасывается в кровь параллельно с выделением из крови желудочного сока в желудок. Желудочный сок формируется из плазмы крови и величина объема желудочного сока, выбрасываемого в желудок, соизмерима с величиной объема питьевой воды, всасываемой из желудка. В связи с этим объем циркулирующей крови остается без существенных изменений, поэтому заявленное средство не уменьшает концентрацию эритроцитов в крови.

Причем газ кислород, выделившийся в полость желудка, повышает внутрижелудочное давление, раздувает желудок и раздражает почти всю его слизистую оболочку (поскольку в полости желудка при этом формируется большой газовый пузырь). Все это повышает интенсивность кровоснабжения в стенке желудка. Повышение величины внутрижелудочного давления создает условия для интенсивного растворения кислорода в желудочной слизи, покрывающей собой стенку желудка, а затем - для повышения интенсивности проникновения кислорода через стенку желудка в кровь. Одновременно с всасыванием происходит выделение желудочного сока внутрь полости желудка. При этом желудочный сок образуется из плазмы крови, которая в условиях гипоксии бедна кислородом и обогащена углекислым газом. Поэтому выделяющийся внутрь полости желудка желудочный сок способствует выделению углекислого газа из крови внутрь желудка. Иными словами, введенное в желудок заявленное средство позволяет использовать всю площадь слизистой оболочки желудка для газообмена.

Таким образом, заявленное средство при введении в желудок быстро формирует в нем условия, обеспечивающие внутрижелудочную гипербарическую оксигенацию, которая обогащает кислородом кровь, оттекающую от желудка. Иными словами, после введения в полость желудка питьевой воды, обогащенной перекисью водорода и гизированной газом кислородом, в полости желудка появляется кислород под повышенным давлением. В этих условиях в стенке желудке начинает происходить газообмен. Этим желудок в какой то мере уподобляется легким, поскольку он так же, как и легкие начинает увеличивать поступление кислорода в кровь. В условиях отсутствия кислорода во вдыхаемом воздухе кровь, обогащенная кислородом, движется от желудка сначала к сердцу, а затем ко всем остальным частям тела, включая голову. В ней кровь, обогащенная в желудке кислородом, защищает клетки коры головного мозга от необратимого гипоксического повреждения, поэтому средство способствует оживлению при гипоксии, вызванной дыхательной недостаточностью. Поэтому данное средство может быть использовано для повышения эффективности реанимационного пособия в условиях гипоксии, вызванной дыхательной недостаточностью (при отсутствии кислорода во вдыхаемом воздухе, при утоплении, повешении, раздавливании легкого, отеке легкого, отеке гортани, ларингоспазме, спазме бронхов, остановке дыхания и др.).

Предложенный состав ингредиентов и соотношение их концентрации в питьевой воде являются оптимальными для придания средству способности выполнять функцию кислородного аккумулятора без физико-химического агрессивного влиянии на клетки эпителия желудочно-кишечного тракта, а также для быстрого всасывания в кровь. При этом использование питьевой воды обеспечивает средству качество пищевого продукта и физиологическую безопасность, поскольку слизистые оболочки полости рта, гортани, пищевода и желудка имеют высокую адаптацию к приему внутрь именно питьевой воды.

Наличие в предложенном водном растворе перекиси водорода в концентрации 0,3-0,5% обеспечивает эффективность и безопасность каталазной реакции внутри желудочно-кишечного тракта. Дело в том, что повышение концентрации перекиси водорода выше 0,5% повышает агрессивность раствора выше допустимых значений, поскольку при случайном взаимодействии с кровью и гнойными массами в полости рта, гортани, пищевода или желудка при температуре около +36 - +37°С такой раствор приобретает чрезмерную «взрывную» активность, способную усилить выделение газа и вытолкнуть пенящееся содержимое из полостей желудочно-кишечного тракта наружу в виде кровавой или гнойной пены. В этом случае появляется опасность регургитации, нарушения вентиляции легких и усугубления дыхательной недостаточности. С другой стороны, понижение концентрации перекиси водорода ниже 0,3% лишает средство необходимой интенсивности образования газа кислорода при температуре ниже 36°С. Это не способствует длительному сохранению внутри желудка эффективной гипербарической оксигенации после исчерпания резервов газа кислорода, растворенного в воде.

Температура внутри желудка может оказаться ниже 36°С в ситуациях, когда в него будет введена холодная вода. Подобная ситуация возможна при употреблении внутрь холодной воды при утоплении в холодной воде, при употреблении холодной воды из армейской фляжки ранеными бойцами, полицейскими в военно-полевых условиях, гражданскими лицами, пострадавшими на улицах населенных пунктов в зимнее время года, а также в северных широтах в условиях отсутствия нагревательных приборов при массовых поражениях вследствие техногенных катастроф. Дело в том, что наличие в желудке холодной воды, оказавшейся в нем перед введением разработанного средства, с одной стороны, разводит его, поэтому уменьшает концентрацию кислорода и перекиси водорода. С другой стороны, снижение температуры внутри желудка уменьшает по закону Аррениуса скорость всех физико-химических реакций, включая каталазную реакцию расщепления перекиси водорода.

Средство, предназначенное для внутрижелудочной гипербарической оксигенации, может быть введено в желудок естественным путем аналогично проглатыванию питьевой газированной минеральной воды либо через желудочный зонд. Введение средства в желудок приводит к моментальному опусканию средства в нижнюю часть полости желудка, к взаимодействию его с желудочным соком и к быстрому началу выделения из средства газа кислорода, растворенного в средстве при изначальном избыточном давлении. Выделяющийся газ кислород перемещается в верхнюю часть полости желудка и увеличивает газовый пузырь, повышая в нем концентрацию кислорода. Одновременно с этим начинается образование молекулярного кислорода из перекиси водорода, что определяется активностью каталаз. Образующийся в значительных количествах свободный газ кислорода раздувает полость желудка, раздражает его стенку, стимулирует всасывание жидкого и газообразного содержимого полости желудка, обогащенного кислородом, способствует выделению в желудок желудочного сока, обогащенного углекислым газом, повышает величину внутрижелудочного давления и обеспечивает условия для гипербарической оксигенации, которая способствует обогащению кислородом венозной крови, оттекающей от желудка к сердцу.

Следовательно, данное средство расширяет диапазон применения, создает оптимальные условия для быстрой, безопасной и эффективной внутрижелудочной гипербарической оксигенации, поскольку при этом кровь, находящаяся внутри кровеносных сосудов, расположенных в желудочной стенке, обогащается кислородом и изменяет свой цвет с темно-вишневого на ярко красный; повышает эффективность реанимационного пособия при гипоксии, развившейся вследствие дыхательной недостаточности, снижает вероятность и степень гипоксического повреждения клеток коры головного мозга, развития гипоксической энцефалопатии, поэтому повышает эффективность лечения пациентов при гипоксии, обусловленной выраженной дыхательной недостаточностью.

Нами в исследованиях на 3-х взрослых здоровых добровольцах-мужчинах был воспроизведен процесс внутрижелудочной гипербарической оксигенации с помощью предложенного средства, обогащенного кислородом и перекисью водорода. Перед этим были приготовлены 3 средства.

Средство №1 представляло собой раствор 0,3% перекиси водорода и 2% натрия гидрокарбоната в воде для инъекции.

Средство №2 представляло собой средство, предназначенное для приема внутрь - ноотропил раствор для приема внутрь 20% флакон 125 мл.

Средство №3 представляло собой питьевую воду, содержащую 0,3% перекиси водорода и газ кислород до создания избыточного давления 0,2 атм при +8°С.

Все средства имели температуру 25°С.

Предварительно у исследуемых добровольцев была применена проба Штанге в исходном состоянии (в контроле). Для этого все добровольцы в состоянии стоя добровольно задержали свое дыхание на максимально возможную продолжительность времени. Длительность этого периода была определена с помощью секундомера. Обнаруженные значения оказались различными. В связи с этим для оптимизации последующего процесса математической обработки полученных данных и для повышения наглядности полученных результатов было принято решение о том, что обнаруженные показатели пробы Штанге у каждого человека следует принять за 100%. Затем через 5 минут каждый доброволец принял внутрь по 25 мл одного из приготовленных нами средств, после чего через 1 минуту вновь была применена проба Штанге. При этом все добровольцы в положении стоя добровольно задержали свое дыхание на максимально возможную продолжительность времени. Длительность этого периода времени была определена с помощью секундомера. Затем была проведена математическая обработка полученных данных. Причем результаты были проанализированы в абсолютных и относительных значениях (в % по соотношению к исходному (контрольному) значению пробы Штанге у каждого исследуемого добровольца) (Табл. 1).

Как следует из приведенных результатов, величина значения пробы Штанге после принятия внутрь 25 мл известных жидких средств меняется несущественно. В частности, введение в желудок средства №1 (раствора 0,3% перекиси водорода и 2% натрия гидрокарбоната в воде для инъекции) увеличило устойчивость добровольца к гипоксии всего на 2,3%, а введение в желудок средства №2 (раствора ноотропила для приема внутрь, содержащего 20% пироцетама) уменьшило устойчивость к гипоксии добровольца на 1,2%. В то же время введение в желудок добровольца предложенного средства (средства №3 - питьевую воду, содержащую 0,3% перекиси водорода и газ кислород до создания избыточного давления 0,2 атм при +8°С) увеличило устойчивость добровольца к гипоксии на 10,6%.

Следовательно, средство для внутрижелудочной гипербарической оксигенации, представляющее собой раствор 0,3-0,5% перекиси водорода и при избыточном давлении 0,2 атм при +8°С газа кислорода в питьевой воде, повышает устойчивость к гипоксии за счет появления в желудке газа кислорода под избыточным давлением, всасывания кислорода в кровь, оксигенации плазмы и форменных элементов крови в условиях повышенного давления. Кроме этого, заявленное средство расширяет сферу применения, поскольку обеспечивает использование желудка для внутрижелудочного газообмена и оксеганции крови в условиях дыхательной недостаточности и/или отсутствия кислорода во вдыхаемом воздухе.

Изобретение обеспечивает расширение сферы применения, повышение эффективности и безопасности за счет увеличения площади газообмена, внутрижелудочной гипербарической оксигенации, оксигенирования плазмы и форменных элементов крови, использования слизистой оболочки желудка для всасывания кислорода в кровь и выделения из крови углекислого газа, стабилизации величины концентрации эритроцитов в крови и объема циркулирующей крови.