Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Преимущества электрофореза перед методами введения лекарства через рот, внутривенно или внутримышечно

Электрический ток позволяет активизировать физико-химические и обменные процессы, а также клеточные взаимодействия в тканях организма. Введение лекарственного препарата при помощи электрофореза имеет следующие преимущества перед доставкой вещества через рот, внутривенно или внутримышечно: пролонгированный эффект лекарства за счет создания в коже депо, и медленного высвобождения средства в кровоток; медленное выведение лекарства из организма; снижение эффективной терапевтической дозы; возможность доставить лекарство в нужную область организма; низкий риск развития побочных эффектов; доставка лекарственного препарата сразу в активированной форме; безболезненная доставка лекарства в нужную область тела; сохранность нормальной структуры тканей при введении лекарства. Сочетание действия электрического тока и лекарства позволяет значительно снизить дозу медицинского препарата, поскольку даже невысокие концентрации вещества обладают терапевтическим эффектом. Если лекарство вводить в таких низких дозах через рот (в виде таблеток), внутривенно или внутримышечно, то оно не будет оказывать сколько-нибудь значимого терапевтического эффекта. Электрический ток позволяет увеличить активность препарата, вводимого при помощи электрофореза, что позволяет применять более низкие дозировки.

Различают следующие виды электрофореза:

1. Свободный (фронтальный) электрофорез. В этом случае электрофорез проводят в приборах, существенной частью которых является U-образная трубка (Рис. 1). Нижнюю часть трубки заполняют испытуемым объектом, например раствором белка, на который наслаивают растворитель. В растворитель погружают электроды, соединенные с источником постоянного тока. При этом электрически заряженные частицы белка перемещаются к одному из электродов, вследствие чего граница раздела между раствором и растворителем в одном колене поднимается (восходящая граница), а в другом опускается (нисходящая граница). Приборы для свободного электрофореза, снабженные устройством автоматической регистрации перемещения каждого компонента в исследуемом объекте, применяют при анализе дисперсных систем, выделении из них отдельных компонентов, а также при клиническом исследовании сыворотки крови.

2. Электрофорез на носителях (зональный электрофорез). В качестве носителей используют бумагу, гели крахмала, агара, полиуретанов и др. В клинических лабораториях особо широкое распространение для исследования сыворотки крови получил электрофорез на бумаге, который проводится следующим образом: на полоску специального сорта бумаги, пропитанной соответствующим буферным раствором наносят капельку сыворотки крови. Концы полоски опускают в чашечки, заполненные данным буферным раствором и снабженные электродами. При пропускания постоянного электрического тока отдельные белки сыворотки перемещаются вдоль полоски с разными скоростями, а иногда и в разных направлениях. По истечении определенного времени пропускание тока прекращают, полоску бумаги подсушивают и обрабатывают реактивом на белок. При этом на бумажной электрофореграмме выявляются окрашенные пятна. По числу пятен судят о количестве белковых фракций, а по интенсивности окраски пятен — о количественном содержании каждой белковой фракции в исследуемой сыворотке.

В последнее время широкое применение в исследовательской работе и в клинической диагностике находит электрофорез в тонких слоях гелей, нанесенных на стеклянные пластинки (дисковый электрофорез), а также помещенных в стеклянные трубочки.

Электрофоретические исследования. В клинической практике применяется зональный электрофорез для исследования белкового состава жидкостей организма. Чаще используют электрофорез на бумаге как наиболее простой по технике выполнения. Электрофорез в агаровом и крахмальном гелях используется в медицинской практике преимущественно в научных исследованиях.

При помощи электрофореза на бумаге разделяют в крови фракции белков, липопротеидов, глюкопротеидов, а также белковые фракции мочи, желудочного сока, экссудатов и т. п. В крови электрофорез выявляет 5 основных фракций белка: альбумины, альфа-1 (α₁) альфа-2(α₂)-, бета(β)- и гамма(γ)-глобулины. В норме их соотношение более или менее постоянно. При некоторых заболеваниях эти соотношения меняются, что может иметь диагностическое и прогностическое значение. Так, например, при острых воспалительных процессах увеличивается содержание в крови α₂-глобулинов; в период выработки иммунитета нарастает содержание γ-глобулинов; при поражениях печени снижается содержание альбуминов и т. п. При некоторых заболеваниях (например, при миеломной болезни) в плазме крови появляются патологические белки (парапротеины), которые могут быть выявлены с помощью методов электрофореза, что имеет большое диагностическое значение.

Электрофорез — явление направленного движения ультрамикроскопических и микроскопических частиц под влиянием приложенной извне разности потенциалов, наблюдаемое в суспензиях, эмульсиях, коллоидных растворах, растворах высокомолекулярных соединений (например, белков нуклеиновых кислот, полисахаридов и др.).
Электрофорез объясняется наличием у микроскопических и ультрамикроскопических частиц электрических зарядов, которые возникают в результате избирательной адсорбции частицами ионов из окружающей их дисперсионной среды или вследствие диссоциации ионогенных групп, входящих в состав поверхности частиц. Знак электрического заряда частицы зависит как от природы самих частиц, так и от состава дисперсионной среды. Частицы одного и того же вещества могут заряжаться как положительно, так и отрицательно при изменении состава дисперсионной среды. Так, например, макромолекулы белка в растворах, рН которых меньше изоэлектрической точки данного белка (см. Амфолиты), заряжены положительно и перемещаются в электрическом поле к отрицательному полюсу — катоду, а в растворах, рН которых больше изоэлектрической точки белка, его макромолекулы заряжены отрицательно и движутся к положительному полюсу — аноду. Движение частиц к катоду иногда называют катафорезом, к аноду — анафорезом.

Для изучения электрофореза применяют несколько методов.
Наиболее точен фронтальный электрофорез, или метод подвижной границы. Приборы, применяемые для фронтального электрофореза, разнообразны по конструкции, но каждый из них включает электрофоретическую кювету — обычно U-образную трубку (рис. 1). Нижнюю часть трубки заполняют исследуемой жидкостью, например коллоидным раствором, на который наслаивают разбавленный раствор электролита с электропроводностью, равной электропроводности коллоидного раствора. В открытые колена трубки помещают неполяризующиеся электроды, соединенные с источником постоянного тока. При включении тока коллоидные частицы единым фронтом (так как частицы в данном коллоидном растворе имеют одинаковые но знаку электрические заряды) перемещаются к одному из электродов, в результате чего граница раздела между коллоидным раствором и раствором электролита в одном колене трубки поднимается (восходящая граница), а в другом колене соответственно опускается (нисходящая граница). Перемещение границы раздела легко наблюдать, если коллоидный раствор окрашен. Если коллоидный раствор бесцветен, границу раздела между ним и раствором электролита можно сделать видимой, освещая аппарат сбоку; при этом коллоидный раствор будет опалесцировать. Иногда для этой цели используют способность коллоидных растворов или растворов высокомолекулярных соединений флюоресцировать под действием ультрафиолетовых лучей.

Зональный электрофорез проводится в среде какого-либо индифферентного носителя, например в гелях агара, крахмала, желатины, а также на специальных сортах фильтровальной бумаги. Особенно широкое распространение получил электрофорез на бумаге (бумажный электрофорез) при исследовании и разделении белков, нуклеиновых кислот, стеринов, аминокислот, жирных кислот и других биологически активных веществ. Электрофорез на бумаге проводится при падении потенциала порядка 15—20 в/см и силе тока 3—5 мА. Исследуемую смесь (обычно 0,01—0,04 мл раствора в буфере) наносят в виде линии на середину полоски бумаги, концы которой погружены в электродные растворы, снабженные неполяризующимися электродами. По окончании электрофореза бумагу высушивают, в случае необходимости обрабатывают специальным реактивом, окрашивающим отдельные компоненты смеси, которые образуют несколько полос в соответствии с числом компонентов. По интенсивности окраски полос электрофореграммы можно судить об относительном количестве каждого компонента в смеси.
Микроскопический метод электрофореза состоит в определении скорости передвижения в электрическом поле видимых в микроскоп частиц — бактериальных клеток, эритроцитов, частиц суспензий и эмульсий и др. Для микроэлектрофореза применяют специальные микрокюветы, снабженные электродами.