ООО
"Пограничной водой наливается куст..." Иосиф Бродский, стихи, 1962 г.
Новости компании
17.09.2015
Зуев В.А. Постнов С.Е. Физические основы геронтологии. Фактор старения, Погр...

Сделан доклад: Зуев В.А., Постнов С.Е. "Физические основы геронтологии. Фактор старения, Пограничная вода" на VII Международном конгрессе "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине", Санкт-Петербург, 07-11.09.2015. Видео выступления можно посмотреть  Здесь 

06.05.2015
Геронтология

Завершается 3-хгодичный эксперимент на лабораторных животных, с целью разработки средств по снижению скорости накопления фактора старения в организме.  

17.01.2012
Токсичность крови

Подтверждено экспериментально, с привлечением добровольцев, что прием пограничной воды позволяет снизить токсичность крови.

14.12.2011
Ветеринария

Завершены исследования применения пограничной воды в трех московских ветеринарных клиниках.

Вода в живом организме

Вода в живом организме находится в физическом состоянии воды пограничного слоя, формируемого вокруг биологических объектов (клетка, ядро, эритроцит и т.д.). Происходит это в соответствии с законами эпитаксии - роста жидкого кристалла на подложке. А если это так, то для объяснения и понимания многих биологических процессов, происходящих в живом организме можно привлекать один из разделов "Механики жидкости и газа" - "Теорию пограничного слоя". 

Новые подходы в биомедицинской технологии на основе воды пограничного слоя

Полностью опубликована:

Постнов С.Е., Мезенцева М.В., Подчерняева Р.Я., Данлыбаева Г.А.,  Сургучева И.М., Гринкевич О.М., Лопатина О.А., Бакланова О.В. Новые подходы в биомедицинской технологии на основе воды пограничного слоя.// Биомедицинская радиотехника. 2009, №1, С.3-15

  Новые подходы в биомедицинской технологии на основе воды пограничного слоя

 Постнов С.Е.1, Мезенцева М.В.2, Подчерняева Р.Я.3, Данлыбаева Г.А3., Сургучева И.М. 2, Гринкевич О.М3., Лопатина О.А. 3, Бакланова О.В. 3

  1. ФГУП центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского
  2. ГУ НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи РАМН, Москва
  3. ГУ НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского РАМН, Москва

Введение

При изучении  обтекания тел жидкостью нельзя пройти мимо пограничного слоя. В аэрогидродинамике это понятие определяется как относительно тонкий слой жидкости или газа, в котором скорость обтекания нелинейно уменьшается вплоть до нуля у самой поверхности тела. Экспериментально установлено, что пограничный слой в системе вода/поверхность существует и при нулевой скорости обтекания. Он визуализируется, если берётся суспензия, состоящая из воды и микрочастиц с бóльшим, чем у воды, удельным весом. В  ней, начиная с определённого расстояния до поверхности объекта (высоты погранслоя), уменьшается количество частиц на единицу объёма; вблизи поверхности частицы отсутствуют. Для воды высота пограничного слоя составляет примерно 300 мкм. Достоверно фиксируются различия физических свойств воды в пограничном слое (пограничной) и воды на удалении от поверхности (объёмной). Это характерно для поверхностей как неорганического, так и органического происхождения. Пограничная вода и внутренняя жидкость человека (плазма крови, межклеточная и внутриклеточная жидкости) имеют близкие значения по ряду физических параметров. Это можно объяснить тем, что внутренняя жидкость в них находится только в состоянии пограничной воды.

В экспериментах по выделению пограничной воды удалось подобрать режимы, позволяющие собирать ее в объёме. При этом пограничная вода продолжает сохранять свойства, отличные от свойств воды объёмной. Этот эффект фиксируется как обычными лабораторными приборами, так и структурно-чувствительной аппаратурой. Подбирая параметры технологического цикла, исследователи получили пограничную воду, названную «Аводой», которая при разведении ее обычной водой в соотношении 1:5 стимулировала подвижность клеточного тест-объекта на 25-30% - что принято считать биологически оптимальным.

Авода представляет собой нестационарное, неравновесное вещество. Её теплоёмкость ниже, чем у исходной объёмной воды, что говорит о более устойчивых водородных связях, уменьшающих число степеней свободы у молекул и/или у групп молекул воды. Окислительно-восстановительный потенциал Аводы ниже, чем у объёмной, водородный показатель можно варьировать в достаточно широком диапазоне.

Изучение влияния Аводы на токсичность сывороток и пролиферативную активность и жизнеспособность клеточных линий  

Одной из задач современной биомедицинской технологии является изучение цитологии и молекулярной биологии и получение полезной для человека продукции (белки, ферменты, интерфероны, антигены и др.). Решение этой задачи зависит как от качества культур, которые используются для различных тест-систем и вакцин, так и соблюдения оптимальных условий культивирования, в том числе и использования стандартных питательных сред и сывороток крупного рогатого скота (КРС) и эмбриональных телячьих сывороток (ЭТС). К сожалению, очень часто вышеперечисленные сыворотки токсичны. Поэтому цель работ состояла также в том, чтобы изучить, как влияет добавление пограничной воды на пролиферативную активность и жизнеспособность клеточных линий.

Для изучения токсичности сывороток применяли стандартный тест МИТ24 (Metabolic inhibition test). Изучено 3 серии КРС и 9 серий ЭТС, выпускаемых разными фирмами и являющихся токсичными и непригодными для культивирования клеток. При добавлении Аводы (в соотношении 1:8) отмечено уменьшение степени токсичности. Из 9 серий сывороток ЭТС в пяти сериях в присутствии Аводы отчётливо наблюдалось улучшение морфологии клеток, в двух сериях отмечена менее выраженная дегенерация клеток, чем в контроле. Это показывает, что добавление Аводы к токсичным сывороткам приводит к снижению их токсичности, и они могут быть использованы для культивирования клеток и последующего применения клеточной биомассы для биотехнологических целей и молекулярно-биологического изучения.

Пролиферация и жизнеспособность при культивировании с добавлением Аводы у нормальных  клеток практически не меняется, в то время как у раковых клеток отмечается угнетение пролиферативной активности. Морфологическое изучение клеток выявило незначительные изменения у нормальных линий и полную дегенерацию у 3 из 6 линий онкогенных клеток (см. таблицу 1).

Исследование противовирусной и интерферон-индуцирующей активности Аводы в культуре перевиваемых клеток человека

Следующим этапом наших исследований было определение влияния Аводы на экспрессию генов регуляторных цитокинов в культуре перевиваемых клеток человека.

Цитокины - мощные регуляторы состояния различных клеток и тканей. Взаимные влияния клеток, опосредованные цитокинами, могут быть достаточно сложными. Каждый цитокин может влиять на синтез многих других цитокинов. Регуляторное влияние на клетки повышает эффективность иммунной защиты. Индуцированное Аводой изменение спектра синтезируемых цитокинов может защищать клетку от внешних воздействий, в том числе и от вирусных инфекций (см. таблицу 2).

Грипп занимает особое место в инфекционной патологии человека, не имея себе равных по распространённости и частоте заболеваний. Из известных в настоящее время типов вирусов гриппа А, В и С наибольшее эпидемическое значение имеют вирусы типа А(Н3N2) - в основном именно они являются причиной крупных эпидемий и пандемий.

Существует множество препаратов для профилактики и лечения гриппа. Но пока не найден препарат, защищающий от этого заболевания на 100 %. Поэтому имеет огромное значение поиск малотоксичных, безвредных препаратов, полученных из экологически чистого природного сырья и обладающих антивирусным и иммуномодулирующим эффектами.

Отмечено, что Авода подавляет размножение вируса гриппа на 3,0 log2 ГА Ед/мл при введении её в клетки по профилактической и лечебной схемам (см. таблицу 3). Полученные данные служат основанием рассматривать Аводу как вещество, обладающее выраженным противовирусным действием. Эксперименты in vitro показали, что Авода, применённая совместно с индуктором ридостином, усиливает антивирусное действие этого препарата.

Характерными для вирусных заболеваний являются нарушения ряда параметров, отражающих нормальное функционирование системы иммунитета. Направление иммунного ответа контролируется цитокинами. Некоторые цитокины могут оказывать угнетающее влияние на репродукцию вируса гриппа как в культуре клеток, так и в живом организме. Для подтверждения этого предположения было проведено изучение продукции мРНК цитокинов клетками М-7 (клетки мышечной ткани), инфицированных вирусом гриппа НЗN2 под воздействием Аводы.

Отмечено, что после заражения клеток вирусом гриппа НЗN2 полностью подавлялся синтез мРНК всех цитокинов, конститутивно продуцируемых клетками (таблица 4). В том случае, если на инфицированные клетки воздействовали Аводой до заражения вирусом гриппа, отмечался синтез мРНК пяти цитокинов. Т.е. инактивирующее действие исследованного препарата в отношении вируса гриппа происходило за счёт активации экспрессии генов цитокинов, вырабатываемых T- и В-лимфоцитами.

Таким образом, Авода способствовала образованию в инфицированных вирусом гриппа клетках мРНК ряда цитокинов, обладающих противовирусной, провоспалительной, иммунорегуляторной, антивоспалительной активностью (таблица 4).

Совместное использование Аводы и ридостина вызывало те же изменения цитокинового профиля клеток, что и под действием только Аводы (Таблица 4).

Таким образом, Авода не только обладает прямым антивирусным действием в отношении вирусов гриппа, но и модулирует цитокиновый ответ при инфицировании клеток вирусом гриппа.

В следующей серии экспериментов была исследована in vitro антивирусная активность Аводы и её комбинированного использования с иммуномодулирующим препаратом при экспериментальной инфекции, вызванной вирусами простого герпеса (ВПГ) 1 и 2 типов.

Эксперименты позволили установить, что Авода обладала выраженной противовирусной активностью в отношении ВПГ 1 и 2 типа. Противовирусное действие было отмечено для двух использованных схем введения: Авода ингибировала ЦПД на 50 % и снижала титр вируса на 4,0 lg. Ридостин, взятый в оптимальной концентрации, также обладал противовирусной активностью, но снижал титр лишь на 2,5-3,0 lg. Совместное применение Аводы с ридостином in vitro повышало их противовирусную активность (см. таблицу 5).

Далее для исследований in vitro прямого противовирусного действия Аводы использовали вирус энцефаломиокардита мышей (ВЭМК) с титром 105 ТЦД50/мл. Отмечено, что Авода полностью инактивирует ВЭМК и защищает клетки от инфекции на 100%. Также показано, что обработка клеток L41 Аводой приводила к торможению ЦПД ВЭМК вплоть до разведения препарата 1/256.

Исследование антивирусной активности Аводы in vivo при лечении инфекции, вызванной вирусами гриппа и герпеса у мышей проводилось при лечебных схемах использования в отношении инфекции. С применением Аводы выживаемость мышей увеличилась на 35 - 40%.

Материалом для исследования потенциальной терапевтической эффективности Аводы являлись клетки, выделенные из гепаринизированной венозной крови больных с различными формами инфекционной патологии.

Получены данные, показывающие, что больные урогенитальными заболеваниями, гриппом и ОРВИ, а также пациенты с новообразованиями чувствительны к Аводе в 75-80% случаев. При этом пациенты с генитальным герпесом и папилломатозом проявляли чувствительность к Аводе в 55-60 % случаев. При ВГС отмечена чувствительность к Аводе у 35% пациентов (см. таблицу 6).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные нами данные служат основанием рассматривать Аводу как вещество, обладающее выраженным антивирусным эффектом в отношении вируса гриппа А человека (H3N2), вируса простого герпеса 1 и 2 типов, вируса энцефаломиокардита мышей. При этом отмечено, что Авода усиливает действие иммуномодулирующих препаратов и обладает интерферон-индуцирующей и цитокин-модулирующей активностью в норме и при экспериментальной инфекции.

Проведённые исследования показали потенциальную возможность применения Аводы для лечения урогенитальных заболеваний, генитального герпеса, ВГС, гриппа и ОРВИ, папилломатоза и новообразований при индивидуальном подборе для каждого пациента.

Авода, применённая перорально по лечебной схеме, защищает 60 % животных от инфекции, вызванной вирусом гриппа, повышая выживаемость мышей на 35% по сравнению с контрольной группой (см. таблицу 7 и таблицу 8). Т.е. при заболевании гриппом наиболее эффективным является способ применения, защищающий место проникновения вируса - носоглотку.

Авода, применённая внутрибрюшинно по лечебной схеме, защищает 70 % животных от инфекции, вызванной вирусом герпеса 1 типа, повышая выживаемость мышей на 40 %. Но это заболевание является системным, соответственно, требуется системное лечение организма (см. таблицу 9 и таблицу 10).

Авода, примененная перорально по лечебной схеме, защищает 60 % животных от инфекции, вызванной вирусом энцефаломиокардита (ВЭМК), повышая выживаемость мышей на 40% по сравнению с контролем.

Отмечено, что Авода обладает цитокин-модулирующей активностью в норме и при экспериментальной инфекции, вызванной вирусом гриппа или вирусом простого герпеса 1 типа, регулируя как клеточный, так и гуморальный иммунитет животных.

 

Таблица 1                     Культивирование клеточных линий с Аводой                     

 

Культуры клеток человека

К-ль

Опыт

1

2

3

ИП

Ж(%)

ИП

Ж(%)

ИП

Ж(%)

 

 

 

Нормальные клетки

1

ЛЭЧ (легкое эмбриона)  разведение 1/16

К
О

2,2
1,7

89
84

2,0
2,0

90
88

2,4
2,2

92
86

2

М7 (кожно-мышечная ткань)  разведение 1/16

К
О

1,6
2,0

94
94

1,8
2,0

96
94

1,8
2,0

90
94

3

ФКЧ (фибробласты человека)   разведение 1/8

К
О

3,5
3,9

95
96

3,8
2,0

90
70

3,4
1,0

90
68

4

Chang liver (печень) разведение 1/8

К
О

2,0
2,0

88
73

2,0
1,0

94
88

2,0
1,0

86
84

 

 

 

 Онкогенные клетки

5

HeLa* (карцинома шейки матки) разведение 1/16

К
О

2,5
1,2

80
70

Нет изменений
Дегенерация клеток
(пассирование невозможно)

6

Hep-2 * (карцинома гортани)  разведение 1/16

 

К
О

2,5
1,2

88
60

Нет изменений
Дегенерация клеток
(пассирование невозможно)

7

GL6 (глиобластома) разведение 1/16

К
О

2,0
1,2

86
70

Нет изменений
Дегенерация клеток
 (пассирование невозможно)

8

СН5 *  (гепатокарцинома) разведение 1/16

К
О

2,0
1,8

89
80

2,0
1,3

88
70

 

9

L41 (клетки крови лейкозного больного)
разведение 1/16

К
О

3.8
3,8

90
90

4,2
3,3

91
88

 

10

Lunet*  (гепатокарцинома) разведение 1/16

К
О

1,0
1,0

60
60

1,0
<1,0

60
58

 

Обозначения:     К - контроль (без Аводы),    О - опыт (в присутствии Аводы)
                            ИП-индекс пролиферации (активность роста клеток)
                            Ж - жизнеспособность ( количество живых клеток в %)
                        * - в опыте монослой  клеток наблюдался на 48 ч позже чем в контроле

  

Таблица 2     Влияние Аводы в разведении 1:10 на активность мРНК цитокинов
                                                              
в клетках Л-41

 

ИФН-α

ИФН- γ

ИЛ-1β

ИЛ-2

ИЛ-4

ИЛ-6

ИЛ-8

ИЛ-10

ИЛ-12

ИЛ-18

ФНО- α

Авода

+

+

+

   +   

-

+

   +   

+

+

+

+

Контроль клеток

+

+

+

-

-

+

-

+

+

+

+

Примечание:   ( + ) наличие активности мРНК;  ( - ) отсутствие активности мРНК.

 

Таблица 3                Действие Аводы и препарата ридостин на репродукцию вируса
                                           гриппа A/Aichi1/68 (H3N2) в клетках человека М-7
  

 

Вирус

Титр вируса (lgТЦД50)

Авода и ридостин вводятся за 24 часа до заражения

ридостин

Авода

ридостин + Авода

H3N2 (A/Aichi1/68)

 4,0

 4,0

 1,0

 0,5

 

Авода и ридостин вводятся совместно с вирусом

H3N2 (A/Aichi1/68)

 4,0

 3,5

 1,0

 0,5

 

Авода и ридостин вводятся через 24 часа после заражения

H3N2 (A/Aichi1/68)

 4,0

 2,5

 1,0

    0*  

Примечание:     0*   - отсутствие гемагглютининов (т.е. полное подавление титра вируса)

 

 

 Таблица 4        Продукция мРНК цитокинов клетками M-7 при гриппозной инфекции
                                                            под воздействием Аводы

мРНК цитокинов

Контроль клеток

Клетки + Авода

Клетки + вирус гриппа

Клетки + Авода + вирус гриппа

Клетки + вирус гриппа +Авода

ИФН-α

    +    

    +    

     -     

     +    

    +    

ИФН-γ

-

-

-

-

-

ФНО-a

    +    

    +    

     -     

    +    

    +    

ИЛ-1β

-

-

-

-

-

ИЛ-2

    +    

    +    

     -     

     -     

    +    

ИЛ-4

    +    

    +    

     -     

      -    

    +    

ИЛ-6

    +    

     +   

     -     

    +    

    +    

ИЛ-8

-

-

-

-

-

ИЛ-10

    +    

    +    

     -     

    +    

    +    

ИЛ-12

    +    

    +    

       -   

    +    

    +    

ИЛ-18

-

-

-

-

-

 

                                                                         

Таблица 5               Определение противовирусной активности  Аводыв отношении
                                                               ВПГ-1 и ВПГ-2 in vitro
  

 

  

ВПГ-1

Снижение титра вируса (lg ТЦД50/мл)

лечебно-профилактическая схема
введения препаратов (0 часов)

лечебная схема введения препаратов (+24 часа)

Авода

2,5

2,5

Ридостин

3,5

3,5

Авода + ридостин

1,0

1,0

Контроль ВПГ-1

6,5

  

  

ВПГ-2

Снижение титра вируса (lg ТЦД50/мл)

лечебно-профилактическая схема введения препаратов (0 часов)

лечебная схема введения препаратов (+24 часа)

Авода

2,0

2,0

Ридостин

3,5

3,5

Авода + ридостин

1,5

1,0

Контроль ВПГ-2

6,0

 

                                                                                                                       

Таблица 6      Потенциальный терапевтический эффект
Аводы при гепатите С, генитальном герпесе и
урогенитальных заболеваниях

Заболевание

Количество больных (в%)

Авода

Циклоферон

Ридостин

ВГС

35

30

50

ВПГ-2

60

45

70

Урогенитальные заболевания

80

35

50

Грипп и ОРВИ

80

60

60

Папилломатоз

55

50

60

Новообразования

75

55

40

 

                                                                                                            

Таблица 7    Противовирусная активность Аводы при гриппозной инфекции мышей 

Способ введения Аводы в течение 5 дней после заражения

Разведе-ние Аводы

 

Выжива-емость (%)

 Защита(%)

Средняя продолжительность жизни (сутки)

Индекс эффектив-ности (%)

Перорально

Неразве-денная

60

35

24,4

38,3

Контроль A/Aichi 1/68 (H3N2)

100 LD50

 25

 0

 9,0

 0

 

                                                                                                        

Таблица 8   Титр инфекционного вируса в легких мышей при введении им Аводы
                                               на фоне гриппозной инфекции

Доза введения Аводы

Схема введения Аводы
в течение 5 дней после
заражения

Титр гемагглютининов (ГА)
легочной суспензии

Титр вируса
(lg ТЦД 50) *)

Через 3 суток после заражения

 100%

Перорально

1/3

2,88

Контроль 

 

1/5

5,25

Через 6 суток после заражения

 100%

Перорально

 1/25

 2,5

Контроль

 

 1/35

 3,5

Примечание:  *) Инфекционный титр легочной суспензии на клетках MDCK.

                                                                                                          

Таблица 9   Противовирусная активность Аводы при инфицировании мышей ВПГ-1  

Способ введения Аводы в течение 5 дней после заражения

Разведе-ние Аводы

 

 Выживае-мость (%)

 Защита(%)

Средняя продолжительность жизни (сутки)

Индекс эффективности (%)

Внутрибрюшинно

100%

 70

 40

 13,95

 43

Контроль ВПГ-1(без Аводы)

100 LD50

 30

 0

 10,10

 0

 

                                                                                 

Таблица 10     Титр ВПГ-1 в мозге зараженных мышей при введении Аводы                    

Доза введения Аводы

В течение 5 дней после заражения

Титр ВПГ-1 в мозге мышей
(в lg ТЦД 50/0,1 мл)

Опыт

Внутрибрюшинно

1,5

Контроль вируса (без Аводы) 

 

4,0