ФОС являются конкурентными ингибиторами и, аналогично субстрату, находятся во взаимодействии по меньшей мере с одним из одинаковых участков фермента. Из этого следует, что в присутствии субстрата с увеличением его концентрации скорость реакции ингибитора с ферментом уменьшается. Следовательно, при определении ингибитора вначале необходимо фермент инкубировать с ингибитором, и после этого ввести субстрат для определения остаточной активности фермента. Следующим, также важным для аналитических методов обстоятельством является различная скорость взаимодействия ФОС с ферментом, что следует учитывать при установлении продолжительности инкубации.
Определение активности холинэстеразы.Можно определять активность АХЭ или ХЭ. Для определения активности АХЭ в большинстве случаем подвергают гемолизу эритроциты; ХЭ определяют в сыворотке крови.
В зависимости от метода активность фермента определяют по разным критериям. В классическом манометрическом способе мерой активности фермента является количество выделяющейся двуокиси углерода.
Для определения активности холинэстеразы разработано много способов. Надёжные результаты дают методы, основанные на определении количества образующегося продукта, в которых соблюдается линейная зависимость между активностью фермента и количеством образующегося продукта.
Электрохимические методы.
В этих методах изменение pH, вызываемое выделяющейся кислотой, измеряется по истечении определённого времени pH-метром. При этом используется специально разработанный Михелем буфер с исходным pH 8,0, буферные свойства которого обеспечивают линейную зависимость между активностью фермента и изменением pH. Другим преимуществом метода является возможность паралельно проводить измерения в нескольких пробах. По полученным изменениям pH можно определить число микромолей разложившегося ацетилхолина. Для этого прибавляют стандартный раствор кислоты к смеси буфер – фермент и измеряют уменьшение значения pH при определённых количествах кислоты, используя эти величины, строят калибровочную кривую, по которой устанавливают количество разложившегося субстрата.
Колориметрические методы с использованием pH – метра. Пробу, содержащую фермент, смешивают с субстратом и соответствующим индикатором и определяют время, в течении которого окраска пробы становится одинаковой с окраской эталона.
Методы с использованием субстрат-индикаторной бумаги.
Эти методы, являющиеся модификацией колориметрического метода, основаны на использовании индикаторной бумаги и применяются для быстрого клинического определения АХЭ и ХЭ.
Способы защиты
Проблема изыскания эффективных средств для лечения интоксикаций ФОС относится к важным задачам современной эксперементальной терапии и фармакологии.
Антидотная терапия.
При изыскании антидотов ФОС используется принцип антагонистических отношений между ядом и противоядием в действии на холинэргические структуры организма и холинэстеразу. В соответствии с этим работы ведутся в направлении изыскания средств:
Блокирующих холинореактивные системы организма (холинолитики);
Восстанавливающих активность холинэстеразы (реактиваторов холинэстеразы).
Холинолитические средства. Первым средством, предложенным для антидотной терапии отравлений ФОС, был атропин. В результате исследований многих авторов было установлено, что, как и следовало ожидать, атропин является антагонистом ФОС в их действии на М-холинореактивные системы организма. Внутривенное или внутримышечное введение атропина в дозе 2мг/кг и более за несколько минут до отравления оказывает выраженное защитное действие.
Для проявления своей антидотной активности в максимальной степени холинолитик должен обладать выраженным центральным действием. Однако, в некоторых случаях это центральное действие не совсем необходимо.
Выбор антидота должен основываться на типе воздействия ФОС. Если оно центрального действия, то и антидот должен принадлежать к группе центральных холинолитиков и наоборот.
Реактиваторы холинэстеразы.
Выше отмечалось, что многие нуклеофильные реагенты обладают способностью реактивировать холинэстеразу, угнетенную ФОС. Естественно, что вскоре после этого возникла мысль, что они могут использоваться как антидоты при поражении ФОС. Основанием для такого предположения послужили данные, согласно которым реактиваторы холинэстеразы восстанавливают не только активность фермента, но и функцию органа, нарушенную в результате воздействия ФОС.
Очень небольшой, но достоверный антидотный эффект был продемонстрирован для никотингидроксамовой кислоты при отравлении мышей зарином. В дальнейшем было установлено, что оксимы являются значительно более эффективными реактиваторами холинэстеразы, чем гидроксамовые кислоты. Поэтому все исследования антидотных свойств реактиваторов, выполненные в последнее время, относятся в большинстве своём к оксимам.
Уже первые работы показали, что антидотный эффект оксимов в очень большой степени зависит от характера применённого яда и от вида подопытного животного.
Кроме того, оксимы способны быстро реагировать с ФОС, образуя нетоксичные продукты гидролиза. Именно эта способность разрушать ФОС до того, как они проявят своё действие, и объясняет профилактический эффект оксимов.
Оценивая оба направления в изыскании антидотов ФОС, первое из которых сводится к нейтрализации действия ацетилхолина или самих ФОС на эффекторные холинэргические клетки, а второе состоит в восстановлении активности холинэстеразы, необходимо указать на целесообразность дальнейших исследований в области комбинированного использования обоих путей.
Патогенетическая и симптоматическая терапия.
Исследования по эксперементальной терапии отравлений ФОС не ограничиваются применением антидотов. Большое значение придаётся искусственному дыханию.
Несмотря на большое разнообразие симптомов отравления ФОС и вовлечения в патологический процесс различных функциональных систем, вся картина интоксикации протекает под знаком превалирования дыхательных расстройств, которые и являются непосредственной причиной смерти.
Многочисленными опытами на животных было установлено, что под искусственным дыханием они переносят отравление несколькими смертельными дозами ФОС, а в случае введения антидота количество переносимых смертельных доз возрастает.
В итоге исследований по эксперементальной терапии тяжёлых отравлений ФОС наиболее обоснованным следует считать комбинированное лечение, состоящее в раннем применении искусственного дыхания совестно со своевременным введением пострадавшему антидота и назначением средств патогенетической и симптоматической терапии по показаниям.
Симптоматическая терапия. При разработке способов симптоматической терапии интоксикации ФОС следует учитывать возможность повышения чувствительности организма к некоторым лекарственным препаратам.