Энтеросорбция | ООО НПФ БиоТон

Введение

Одним из условий выздоровления и поддержания здоровья является своевременное выведение из организма накопившихся вредных продуктов и балластных веществ. В период развития многих заболеваний возникает состояние, которое именуется на современном языке эндогенной интоксикацией (ЭИ), или эндотоксикозом. В процессе жизни человек испытывает и переносит эндогенную интоксикацию не раз - при гриппе или банальных простудах, расстройствах пищеварения или высокой температуре и во многих других случаях. Интоксикация дает ощущение болезни и плохого состояния, определяя его тяжесть (Н.А.Беляков, 1994).

Выделяют следующие формы ЭИ:

· ретенционные - затруднение выведения из организма конечных продуктов метаболизма,

· обменные - накопление в организме промежуточных продуктов метаболизма, резорбционные - образование и всасывание продуктов тканевого распада,

· инфекционные - всасывание продуктов распада и микробных токсинов (В.В.Рыбачков и Э.В.Малафеева, 1986).

Перечень эндогенных токсинов весьма разнообразен. К ним можно отнести биогенные амины, регуляторные пептиды, компоненты калликреин-кининового каскада, промежуточные и конечные продукты коагуляции и фибринолиза, перекисных процессов, компоненты системы комплемента, лизосомальные энзимы, группу веществ средней молекулярной массы, бактериальные токсины и другие продукты обмена. В зависимости от характера и тяжести заболевания в биологических жидкостях организма накапливаются те или иные эндогенные токсины. Эндотоксины осуществляют прямое или опосредованное действие на эффекторные органы, клетки и субклеточные структуры.

Помимо эндогенных токсинов, удалению из организма при лечении могут подлежать клетки крови, иммунные комплексы, иммуноглобулины, антигены и другие компоненты. С другой стороны, на фоне увеличения числа ксенобиотиков возрастает риск развития лекарственных заболеваний и происходит широкая аллергизация населения. Естественно, что в подобной ситуации встает вопрос о выведении из организма ксенобиотиков, в том числе избытка лекарственных средств (Н.А.Беляков, 1994).

СОРБЦИЯ КАК МЕТОД ЭФФЕРЕНТНОЙ ТЕРАПИИ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ВИДЫ СОРБЕНТОВ

Энтеросорбция (ЭС) - метод, основанный на связывании и выведения из организма через желудочно-кишечный тракт с лечебной или профилактической целью эндогенных и экзогенных веществ, надмолекулярных структур и клеток.

Энтеросорбенты - лечебные препараты различной структуры и состава, осуществляющие связывание веществ в желудочно-кишечном тракте путем адсорбции, ионообмена и комплексообразования.

Сорбенты имеют различные свойства и могут различаться по ряду признаков:

1. По лекарственной форме и физическим свойствам: гранулы, порошки, таблетки, пасты, гели, взвеси, взвеси, коллоиды, инкапсулированные материалы, пищевые добавки.
2. По химической структуре: активированные угли, силикагели, цеолиты, алюмогели, окисные и другие неорганические сорбенты, пищевые волокна и др.
3. По механизмам сорбции: адсорбенты, абсорбенты, ионообменные материалы, сорбенты с сочетанным механизмом действия, сорбенты с каталитическими свойствами.
4. По селективности: неселективные, селективные монофункциональные, селективные, би- и полифункциональные.

Разделение энтеросорбентов по лекарственной форме имеет существенное значение для медицинской практики, так как с этим связаны удобство применения препаратов и выбор сорбента для лечения больных с конкретными заболеваниями.

Но все современные энтеросорбенты должны соответствовать следующим основным медицинским требованиям:

а) не обладать токсическими свойствами;

б) быть нетравматичными для слизистых оболочек;

в) хорошо эвакуироваться из кишечника;

г) иметь хорошие функциональные (сорбционные) свойства;

д) не вызывать дисбактериозов;

е) иметь удобную лекарственную форму.

Энтеросорбция благоприятно сказывается на биоценозе кишечной микрофлоры. Недельное применение энтеросорбентов уменьшает число условно-патогенных штаммов и увеличивает присутствие сапрофитных представителей кишечной микрофлоры.

Адсорбенты берут на себя часть функций органов элиминации эндотоксинов метаболитов. В результате уменьшается метаболическая нагрузка на печень и почки с характерным снижением потребления этими органами кислорода, выделения из организма углекислого газа и непредельных углеводородов (Н.А.Беляков, 1994).

МЕХАНИЗМЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЭНТЕРОСОРБЦИИ

Механизмы лечебного действия энтеросорбции зависят от вида сорбентов и структуры сорбатов (токсинов и ксенобиотиков), путей поступления ядов в организм, стадии токсикоза, состояния обмена между кровью и энтеральной средой.

К ядам относят токсические вещества, которые, независимо от пути проникновения, вызывают нарушения, функционорования биологических систем (гомеостаза) на различных уровнях организации организма. Токсинами являются неоднородные по структуре и природе неорганические и органические вещества, продукты жизнедеятельности бактерий, растений и животных. В каждом случае имеется различная тропность этих веществ к отдельным видам адсорбентов, что необходимо учитывать при введении энтеросорбентов. При всех путях проникновения в организм (через желудочно-кишечный тракт, кожу, слизистые оболочки, органы дыхания, нарушенные покровы тела) токсины попадают в кровь и распределяются по органам и тканям с возможной альтерацией в зоне проникновения, а также избирательным действием на какой-либо орган или систему. В процессе распределения токсические компоненты в нативном или трансформированном виде через секрет слизистой оболочки, печени и поджелудочной железы поступают в просвет желудочно-кишечного тракта, откуда вновь могут всасываться в кровь. Для многих ядов характерна соматогенная стадия отравления, когда первичное повреждение усугубляется накоплением в организме эндогенных токсинов. К ним относятся: 1) бактериальные экзо- и эндотоксины, поступающие в кровь из энтеральной среды и гнойных очагов; 2) конечные метаболиты и промежуточные продукты обмена в высоких концентрациях; 3) биологически активные вещества различных классов в концентрациях, превышающих физиологические; 4) перекисные продукты; 5) протеолитические, липолитические и другие виды ферментов.

Эндогенные продукты также способны распределяться между кровью, тканями и энтеральной средой по известным путям массообмена.

Механизмы лечебного действия энтеросорбции связаны с прямым и опосредованным эффектами (табл. 1)

Таблица 1

Прямые и опосредованные лечебные эффекты энтеросорбции

Прямое действие	Опосредованное действие
Сорбция ядов и ксенобиотиков, поступающих per os	Предотвращение или ослабление токсико-аллергических реакций
Сорбция ядов, выделяемых в химус с секретом слизистых оболочек, печени, поджелудочной железы	Профилактика соматогенной стадии экзотоксикоза
Сорбция эндогенных продуктов секреции и гидролиза	Снижение метаболической нагрузки на органы экскреции и детоксикации
Сорбция БАВ - нейропептидов, простагландинов, серотонина, гистамина и др.	Коррекция обменных процессов и иммунного статуса. Улучшение гуморальной среды, устранение дисбаланса БАВ
Сорбция патогенных бактерий и бактериальных токсинов	Восстановление целости и проницаемости слизистых оболочек
Связывание газов	Устранение метеоризма, улучшение кровоснабжения кишечника
Раздражение рецепторных зон желудочно-кишечного тракта	Стимуляция моторики кишечника

В массообмене с сорбентом участвуют слюна, желудочный сок, желчь, панкреатический сок, сок тощей и подвздошной кишки, которых за сутки выделяется соответственно 1 л; 2 л; 0,5 л; 1 л; 2 л; 0,5 л. Уже в желудке происходит равномерное распределение сорбента в жидкой фазе секрета и пищевых компонентов, с которыми препарат поступает в двенадцатиперстную кишку. Вероятно, этап сорбции в желудке в кислой среде является весьма важным, так как сорбент не насыщен и имеет максимальную способность к связыванию токсических продуктов. В тонкой кишке происходит сорбция как веществ, принятых per os, так и компонентов секрета слизистой оболочки, печени и поджелудочной железы. При пролонгированном по времени приеме энтеросорбента в тонкой кишке на 1 г препарата приходится в среднем 100 мл химуса. Площадь контакта с химусом обратно пропорциональна размерам частиц сорбента. В связи с этим можно полагать, что скорость сорбции и насыщения сорбента при прочих равных условиях будет большей при использовании мелкодиспергированных препаратов. Увеличение размера частиц должно повлечь за собой пролонгирование и увеличение этого процесса в дистальных отделах кишечника. По мере продвижения энтеросорбента по кишечнику соотношение между количеством препарата и химусом повышается за счет концентрации кишечного содержимого и составляет в терминальном отделе толстой кишки 1:2 - 1:4. Концентрация кишечного содержимого меняет условия сорбции, и сорбционная емкость препарата снижается.

Компоненты, проходящие из сосудистого русла в интерстиций, а затем в просвет кишки через железистый аппарат, транс- или парацеллюлярно, достигают гликокаликса и транспортируются в слизистом слое в основном за счет диффузии. В просвете кишки транспорт веществ к сорбенту происходит путем облегченной диффузии по градиенту концентрации за счет конвективных потоков, поддерживаемых перистальтикой кишечника. В тех случаях, когда слой слизистых наложений непрерывен, соприкосновения сорбента и эпителия не происходит. Не исключена возможность образования пристеночного слоя из сорбента, в чем можно убедиться при аутопсии резецированного отдела кишки. На поверхности и в складках слизистой оболочки выявляются гранулы адсорбента. Природный адсорбент полифепан оставляет тонкий коричневый слой на слизистых наложениях. Углеволокнистые адсорбенты способны острыми кромками перфорировать слизь, взаимодействуя с эритроцитами.

Начиная с двенадцатиперстной кишки, процесс сорбции идет в щелочной среде и включает широкий спектр потенциальных сорбатов.

Сорбенты связывают некоторые пищеварительные ферменты и продукты гидролиза [ Вирченко С.Б. и др., 1986 ]. В тонкой кишке возможна сорбция большого перечня БАВ (регуляторных пептидов, простагландинов, серотонина, гистамина и др.), поступающих в просвет с соками кишечника и желчью [ Ferrara A. et al., 1987; Dashman T. et al., 1987 ]. В исследованиях А.В.Соломенникова и Н.А.Баубековой было показано, что при остром перитоните на фоне энтеросорбции происходит менее интенсивный рост концентрации в крови, тканях и экссудате серотонина и гистамина. С использованием меченого тритием гистамина и серотонина показаны транспорт и связывание этих веществ с энтеросорбентом. Скорость проникновения БАВ в просвет кишечника составляет около 0,3 % от общей активности за 1 мин. В результате метка Н быстрее выводится из тканей при использвании энтеросорбентов (табл. 2).

Таблица 2

Отношение активности меченого Н серотонина , гистамина у крыс на фоне перитонита без лечения (контроль) и при энтеросорбции (опыт) после введения метки внутрибрюшинно (1) и per os (2) (контроль/опыт)

Сорбция микробных клеток и их токсинов начинается с того отдела желудочно-кишечного тракта, где существует бактериальная колонизация. При некоторых заболеваниях различные штаммы микробов встречаются во всех отделах желудочно-кишечного тракта. Современные сорбенты связывают многие патогенные штаммы и их токсины. Первичные сорбционные эффекты сопровождются вторичными позитивными реакциями. Сорбция токсинов и предотвращение их всасывания уменьшает метаболическую нагрузку на другие органы детоксикации и экскреции, способствует улучшению гуморальной среды и иммунного статуса.

Связывание газов при гнилостном брожении дает возможность устранить метеоризм и улучшить кровоснабжение кишечника в процессе энтеросорбции. Продвигаясь по желудочно-кишечному тракту, сорбенты за счет раздражения рецепторных зон способны усиливать моторику кишечниа и эвакуацию кишечного содержимого. Как известно, прием пищи улучшает тканевую перфузию кишечника в 1,5 - 2 раза, усиливает моторику и потребление тканями кислорода во всех отделах желудочно-кишечного тракта [ Hernander L. et al., 1986 ]. Перераздутие кишечника газами приводит к блоку микроциркуляции и ингибированию обменных процессов [ Kvietys P. et al., 1986 ]. Голодная диета снижает моторику и эвакуацию гнилостных продуктов. Стимулирующий механизм энтеросорбции отмечен при острых и хронических поражениях желудочно-кишечного тракта [ Мирошниченко А.Г. и др., 1988; Щедрунов В.В. и др., 1989 ]. Для усиления моторики кишечника в процессе энтеросорбции предложено использовать магнитоуправляемые сорбенты, которые совершают колебательные движения под воздействием переменного магнитного поля, раздражая рецепторы кишечника [ Шалимов А.А. и др., 1988 ].

Перечень прямых и опосредованных механизмов лечебного воздействия энтеросорбентов намного больше, чем в приведенном разделе. Вероятно, этот метод воздействия затрагивает функцию всех органов и систем, о чем свидетельствуют разнообразные клинические эффекты при лечении больных с различными патологическими процессами (табл.3).

Таблица 3

Характер позитивных изменений биохимических и гематологических показателей крови при энтеросорбции

[ Беляков Н.А., Соломенников А.В., 1990 ]

(Н.А.Беляков ,1991)

МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЭНТЕРОСОРБЦИИ

Энтеросорбенты могут вводиться в желудочно-кишечный тракт per os, через зонды и дренажи в желудок и различные отделы кишечника . Основное место занимает прием сорбентов естественным путем - через рот.

Таблица 4

Основные направления применения энтеросорбции для профилактики и лечения заболеваний

Сорбенты вводятся самостоятельно или в качестве пищевой добавки. Если ставится цель вывести максимальное количество ингредиентов из организма через кишечник, сорбенты назначаются за 40 - 60 мин. до приема пищи и лекарственных средств. Этот период необходим для того, чтобы сорбент вступил в реакцию с содержимым желудка и эвакуировался частично в кишечник, где продолжится процесс взаимодействия адсорбирующего препарата и компонентов содержимого. В том случае, если стоит задача адсорбировать часть аллергенов или других вредных веществ, поступающих в организм с пищей, целесообразен прием сорбентов во время еды. Необходимо учитывать, что в такой ситуации сорбционная емкость препаратов истощится быстрее за счет связывания компонентов пищи. В каждом случае одновременное назначение лекарственных средств и энтеросорбентов неприемлемо, так как препараты, сорбируясь, не окажут своего лечебного действия. Исключение составляют полиферментные препараты, которые могут приниматься вместе с сорбентами в повышенной дозировке. Они возмещают ферментативную недостаточность и компенсируют сорбцию ферментов желудочно-кишечного тракта [ Беляков Н.А. и др., 1992]. Поскольку нельзя исключить сорбцию части медикаментозных средств, необходимо проводить коррекцию терапевтической дозы препаратов.

Чаще всего энтеросорбенты назначаются 3-4 раза в сутки - утром до завтрака, в перерывах между приемом пищи и перед сном. Для большинства сорбентов суточная доза составляет 0,3- 1 г/кг массы тела. Отдельные авторы, используя высокоэффективные современные современные адсорбенты и пищевые добавки, для длительного применения рекомендуют меньшие дозировки. Это оправдано при нарушении эвакуации сорбентов, склонности к задержке стула и расширении вен прямой кишки. В большинстве случаев необходим подбор оптимальной дозы в заданном интервале. Наш опыт свидетельствует о том, что при длительном приеме энтеросорбентов необходимо выделить три этапа терапии - начальный , базисный и конечный. Первоначально назначается 1/3-1/4 предполагаемой дозы, которую пациент принимает в течение 1-2 дней. Далее доза постепенно увеличивается и контролируется адекватность эвакуации кишечного содержимого. Стул на фоне ЭС должен быть ежедневным, при необходимости целесообразно назначение легких слабительных. При склонности к запорам суточная дозировка не должна достигать максимума. Начальный период чаще всего составляет 2-3 дня, за которые организм успевает адаптироваться к новому качественному состоянию энтеральной среды. Основной период ЭС занимает от 7 до 14 дней в зависимости от характера заболевания и цели проводимой сорбции. В данном случае речь идет о длительно текущих или хронических заболеваниях. На конечном этапе ЭС необходимо в течение 2-3 дней постепенно снижать дозу сорбента для реадаптации организма. Перерыв между сеансами сорбции составляет 1-2 недели, когда восстанавливается биоценоз кишечника, ускоряются процессы всасывания нужных препаратов, часть из которых при ЭС выводится из организма [ Беляков Н.А. и др., 1990, 1991].

При острых заболеваниях и отравлениях энтеросорбенты назначаются в полной дозировке с первого дня лечения. Курс лечения составляет от 3 до 7 дней. Некоторые авторы в критических состояниях при острых отравлениях или кишечных инфекциях рекомендуют принимать ударную дозу сорбента, достигающую 2 г/кг массы тела, после чего ее снижают до обычной суточной дозировки.

Таблица 5

Влияние полифепана на клинические и лабораторные показатели при различных при патологических состояниях
[ Беляков Н.А., 1991]

(Леванова В.П., 1992)

ЭНТЕРОСОРБЦИЯ С ПОМОЩЬЮ ПОЛИФЕПАНА

Среди энтеросорбентов особое место занимают природные сорбенты. Это издавна использующиеся отруби злаковых, микрокристаллическая целлюлоза, полимеры на основе лигнина, хитин.

Лечебный препарат на основе лигнина был создан впервые в 1943 году в Германии Г.Шоллером и Л.Меслером. Он успешно применялся при диареях различной этиологии у взрослых и детей. В нашей стране работа над созданием препарата на основе гидролизного лигнина началась в конце 60-х годов в Ленинграде. Специалисты ВНИИ гидролиза растительных материалов (ВНИИгидролиз) создали препарат “медицинский лигнин”, который был позже переименован в полифепан.

Полифепан - природный полимер растительного происхождения, состоящий в основном из лигнина (около 80%), структурными элементами которого являются производные фенилпропана. Кроме того, в полифепане содержится около 20% оставшейся непрогидролизованной целлюлозы.

Гидролизный лигнин является побочным продуктом гидролизных производств. Он представляет собой природный полимер нерегулярного строения. Будучи ковалентно связанным с целлюлозой и гемицеллюлозой, лигнин формирует клеточные стенки растений. Различные виды растений содержат различное количество лигнина. Наибольшее количество лигнина обнаружено в древесине хвойных и лиственных пород деревьев, в стеблях злаков, поверхностных оболочках зерна, особенно гречихи [М.С.Дудкин, Н.К.Черно, И.С.Казанская, 1988].

Основные структурные единицы макромолекулы лигнина - фенилпропановые фрагменты - соединены между собой эфирными, алкил-алкильными, арил-алкильными связями. Полимер содержит большое количество свободных гидроксильных, метоксильных. карбонильных и карбоксильных функциональных групп как в алифатических, так и в ароматических частях.

Адсорбционные свойства полифепана обусловлены наличием развитой пористой структуры , причем на величины параметров пористой структуры оказывают влияние как состав адсорбента, так и процессы его обработки.

Данные ртутной порометрии свидетельствуют о наличии у гидролизного лигнина мезопор, максимальный объем которых соответствует радиусам пор 3-10 нм и 100-150 нм, и макропор с радиусами 500-5000 нм. После щелочной обработки гидролизного лигнина происходит резкое - в 4 раза - возрастание объема мезопор с радиусом 3-10 нм, объем мезопор с радиусом 100-150 нм увеличивается в 1,5 раза.

Объем микропор полифепана такой же, как и у гидролизного лигнина. Наличие двух мезопористых структур предполагает возможную адсорбцию крупных олиго- и полимерных молекул (глобул) физиологически активных веществ, наличие в составе полифепана как полярных, так и неполярных функциональных групп может объяснить сродство адсорбента как к гидрофильным адсорбтивам, например, к белкам или пептидам, так и гидрофобным. Не исключена возможность хемосорбции на полифепане из-за присутствия большого количества активных центров на поверхности адсорбента (Н.А.Беляков, С.В.Королькова, 1997).

Полифепан представляет собой темно-коричневый аморфный порошок без запаха, практически нерастворимый в воде. Фармакологическое действие энтеросорбента полифепана направлено на выведение из организма человека токсинов экзогенной природы, ксенобиотиков, получаемых человеком из пищи, питьевой воды, атмосферного воздуха, микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности, продуктов биодеградации человеческого организма - холестерина, мочевины, креатинина, билирубина, желчных кислот, а также эндотоксинов при аллергиях, нейродермитах, псориазе и эндотоксикозах при беременности. Полифепан назначают при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, острых и хронических, инфекционной и неинфекционной природы, при острых воспалительных заболеваниях, сопровождающихся интоксикацией, острой и хронической печеночной недостаточности, аллергиях, атеросклерозе, ожирении (В.П.Леванова, 1992)