Введение

В последнее время особую тревогу вызывает качественное ухудшение состояния здоровья молодого поколения. По данным Научного центра охраны здоровья детей и подростков РАМН, 50% подростков имеют функциональные отклонения, 35-40% хронические заболевания, только 10% детей считаются здоровыми.

Известно, что изменения метаболических процессов и соответствующие им изменения биологических жидкостей происходит на молекулярном уровне задолго до клинических проявлений заболевания, как под воздействием эндо- (возникновение патологии), так и экзогенных факторов (воздействие лекарственных препаратов, озонотерапия, физиолечение) [[Зубарева Г.М. 1995­2014, Бордина Г.Е.,2001; Мкрян Н.Г. и соавт., 2007; Mustafa A., 2012].

В настоящее время достоверно установлена роль липидного компонента в метаболизме клетки и всего организма в целом. Выявлена взаимосвязь между их изменением и развитием патологического процесса [Каргаполов А.В., 1978-2008; Грибанов Г.А., 1985; Слюсарь Н.Н., 1987-2000; Jahan-Milan A. et al., 2011; Nishikata N. et al., 2011].

данные процессы, так как аминокислоты проявляют многообразие биологических эффектов, что связано с их строением, физико-химическими свойствами и способностью изменять рН водной среды. Это напрямую влияет на структурное состояние и физико-химические свойства воды [Аксенов С.И.,1977; Вербалович В.П.,1977; Кочнев И.Н.,2002; Коновалов А.И.,2002-2014; Zwier T.S., 2004].

В литературе есть многочисленные данные о воздействие на биологическую систему через ее водный компонент, причем эффект воздействия экзогенного фактора в микродозе сопоставим или превышает таковой для макродоз [Бурлакова Е.Б.,1999 - 2014; Коновалов А.И.,2002-2014; Пальмина Н.П.,1994-2014; Matera L. 2004].

Одним из способов, позволяющих изучить изменения в системе является физико-химический метод - инфракрасная спектроскопия (ИКС).

Наиболее перспективным для исследования этих эффектов является использование АПК «ИКАР», разработанного под руководством профессора А.В. Каргаполова (патент на изобретение №2137126 от 10.09.1999) работающего в широких диапазонах. Комплекс позволяет изучать биологические жидкости по характеру изменения коэффициентов пропускания ИК- излучения.

Специфика изменения ИК-спектра может быть ценным источником информации о действии лекарственного вещества «Кортексин», состоящего из смеси аминокислот и коротких пептидов, в качестве экзогенного фактора, и функционального состояния организма детей с задержкой психического развития, в качестве эндогенного.

Настоящая работа является частью научного исследования, проводимого в Тверской государственной медицинской академии «Технологи исследования гидратированных макромолекул и биологических жидкостей методом ИК- спектроскопии», регистрационный № 01201262726.

Цель работы

Исследовать особенности ИК - спектра сыворотки крови подростков при воздействии эндо- и экзогенных факторов.

Задачи исследования

В связи с этим в работе были поставлены следующие задачи:

1.

2. Выявить особенности изменения водной основы сыворотки крови подростков в норме, при патологии и после лечения;

3. Изучить особенности показателей инфракрасного спектра модельных растворов аминокислот разной химической природы в диапазоне малых и сверхмалых концентраций.

4. Установить влияние биологически активного вещества (лекарственный препарат «Кортексин»), содержащего смесь аминокислот и пептидный компонент на биологическую жидкость и водную основу его модельных растворов в концентрации 10^-1-10^-16М.

Новизна исследования

Впервые получен ИК-спектр сыворотки крови подростков с задержкой психического развития. Впервые установлены отличия ИК-спектра сыворотки крови здоровых и детей с задержкой психического развития в диапазонах: 2990­2950 см^-1, 2880 - 2860 см^-1, 3085-2832 см^-1,1067-930 см^-1и 1600-1535 см^-1.

Установлено, что показатели пропускания ИК-спектра позволяют определить различие в состоянии водного компонента сыворотки крови между группой здоровых подростков и подростков, страдающих задержкой психического развития.

В работе впервые проведено изучение водной основы растворов при воздействия малых концентраций аминокислот различной химической природы и

их смеси, а также пептидного лекарственного препарата.

Впервые с помощью ИК-спектроскопии установлено, что аминокислоты, относящиеся к одной группе по кислотно-основной классификации, оказывают сходное воздействие на водный компонент их растворов, что отражается в ИК- спектре.

Практическая значимость

Получен спектр сыворотки крови подростков с задержкой психического развития и выявлены характеристические полосы, позволяющие проводить раннюю и объективную диагностику данного патологического состояния.

Установлено и проведена оценка действия аминокислот различной химической природы и пептидного препарата, содержащего их смесь, на водный компонент их растворов, что может быть использовано в фундаментальных работах по изучению биологических систем.

АПК «ИКАР» позволяет быстро и эффективно контролировать действенность проводимой терапии и осуществлять мониторинг состояния детей в процессе лечения.

Положения, выносимые на защиту

1. Зависимость изменения ИК-спектра сыворотки крови обусловлена как воздействием эндогенного фактора - наличием патологии, так и экзогенного - применением лекарственного препарата. ИКС может быть использована для контроля метаболических процессов в организме.

2. Характер воздействия отдельных аминокислот, их смесей и пептидного препарата на структурное состояние водной основы растворов зависит от химической структуры аминокислот и может быть охарактеризован при помощи показателей пропускания ИК-излучения, их дисперсии и целостных показателей многомерного анализа (расстояние Махаланобиса и критерий Бартлетта).

Соответствие диссертации паспорту научной специальности:

полученные результаты соответствуют пунктам 10,12 паспорта специальности 03.01.04 - «биохимия».

Апробация материалов диссертации:

Основные результаты и положения диссертации доложены и обсуждены на Всероссийской научной школе для молодежи (Тверь, 2010); Международном молодежном медицинском конгрессе «Санкт-Петербургские научные чтения - 2011» (С.-Петербург, 2011); VI Международном конгрессе «Слабые и сверхслабые поля и излучения в медицине и биологии» (С. -Петербург, 2012); V Всероссийском с международным участием медико-биологическом конгрессе молодых ученых «Симбиоз - Россия 2012» (Тверь, 2012); Х Международной Крымской конференции «Космос и биосфера» (Украина, Коктебель, 2013); Международная конференция «Химия, физика, биология воды» (Болгария, София, 2013).

Публикации по теме диссертации

По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ: из них 6 статьей в журналах, рекомендованных ВАК; 7 тезисов докладов на международных конгрессах и конференциях.

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 133 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы (глава I), методов исследования (глава II), результатов исследования и их обсуждения (глава III), выводов и библиографии, включающей 135 работ, из них 81 отечественных и 54 зарубежных авторов. Диссертация содержит 9 таблиц и 45 рисунков.