Электрофорез реферат в медицине

Обновлено: 07.07.2024

Физический процесс электрофореза сегодня широко распространен в различных отраслях. Чаще всего его применяют в качестве процедуры физиотерапии и в исследовательских методах для разделения биологических веществ.

Современная физиотерапия располагает огромным спектром эффективных физических методов лечения. Более 200 лет тому назад был открыт и введен в клиническую практику метод лекарственного электрофореза. Несмотря на многолетнюю историю и наличие большого количества различных физиотерапевтических методов, электрофорез лекарственных веществ широко и повсеместно и сегодня применяется в лечебно-профилактических и санаторно-курортных учреждениях.

Лекарственный электрофорез динамически развивающийся физиотерапевтический метод, пополняющийся не только новыми частными методиками, но и принципиально новыми и оригинальными технологиями, а поэтому с достижениями в этой области физиотерапии надо постоянно знакомить не только физиотерапевтов, но и врачей других клинических специальностей. [1]

размеры (или молярная масса),
пространственная конформация,
электрический заряд

1.2 Факторы, влияющие на электрофоретическую подвижность

Размер и форма макромолекулы.
Заряд макромолекулы

Характер буферного раствора

Природа носителя

1.3 Разновидности электрофореза

Существует множество разновидностей метода электрофореза, которые используются в различных областях науки.

электрофорез с подвижной границей
зональный электрофорез
стационарный электрофорез

Эта разновидность показалась мне наиболее интересной, поэтому я расскажу именно с ней.

Разделение при методе зонального электрофореза проводится в закрепленных носителях, чаще всего пористых.

Электрофорез на бумаге . Электрофорез проводят с использованием боратных или фосфатных буферных растворов. Носителем служит специальная хроматографическая бумага, которую разрезают на полоски требуемого размера. Наносят сыворотку крови на катодный конец смоченной буферным раствором полоски. В зависимости от типа прибора и условий опыта электрофорез на бумаге длится от 4 до 16 часов. Скорость движения белков пропорциональна величине их электрического заряда. За определенное время белковые фракции пройдут различный путь и разделятся.

Электрофорез в гелях . В этом методе в качестве опорной среды используют крахмальный, агар-агаровый, полиакриламидный гели. Характерной особенностью этой разновидности зонального электрофореза является его высокая разрешающая способность, поскольку гели функционируют как молекулярные сита: крупные молекулы проходят сквозь него тем медленнее, чем меньше размер пор в геле. Методом электрофореза в агаровом геле в сыворотке крови выявляется до 7-8 фракций, а при электрофорезе в крахмальном или полиакриламидном геле – до 20 фракций. Самым перспективным является полиакриламидный гель, так как он прозрачен, обладает значительной механической прочностью, однороден по составу, химически инертен, размер пор у этого геля можно варьировать в широких пределах и его можно использовать с самыми различными буферными растворами. Скорость движения белков пропорциональна их заряду и молекулярной массе[2].

Глава 2. Применение электрофореза в медицине и медико-биологических исследованиях.

2.1. Электрофорез как метод физиотерапии

Электрофорез как метод физиотерапии основан на принципе электролитической диссоциации, при которой происходит распад лекарственного средства на ионы и проникновение их внутрь организма человека через потовые или сальные железы.

Попадая в эпидермис, вещество с током крови или лимфы доставляется по всему организму, но при этом большая часть оседает в месте приложения.

Электрофорез имеет особенности дозировки, которые обусловлены плотностью тока и длительностью воздействия. Детям и людям пожилого возраста рекомендовано использование этой физиотерапевтической методики в той дозировке, которая составляет приблизительно ¾ от той, которую используют для лечения взрослого человека.

Кроме того, часто электрофорез назначается при болезнях глаз, стоматологических заболеваниях. Нередко успешным бывает использование данной методики во время реабилитационного периода после хирургического вмешательства [4].

снижает интенсивность воспалительного процесса;
оказывает противоотечное действие;
устраняет болевой синдром;
улучшает микроциркуляцию;
ускоряет процесс регенерации тканей;
стимулирует выработку биологически активных веществ (например, витамины, микроэлементы, гормоны);
активирует защитные силы организма.

-введение малых, но достаточно эффективных доз действующего вещества;

-введение в наиболее химически активной форме - в виде ионов;

-возможность создания высокой местной концентрации действующего вещества без насыщения им лимфы, крови и других сред организма;

-возможность введения вещества непосредственно в очаги воспаления, блокированные в результате нарушения локальной микроциркуляции;

-слабый электрический ток благоприятно влияет на реактивность и иммунобиологический статус тканей.

2.2. Электрофорез в научных исследованиях

В биохимии и молекулярной биологии электрофорез используется для разделения макромолекул - белков и нуклеиновых кислот. Этот метод находит широчайшее применение для разделения смесей биомолекул на фракции или индивидуальные вещества и используется в биохимии, молекулярной биологии, клинической диагностике, популяционной биологии (для изучения генетической изменчивости) и др.

Электрофорез ДНК - это аналитический метод, применяемый для разделения фрагментов ДНК по размеру (длине) и форме (в случае, если ДНК образует вторичные структуры, например шпильки). Силы электрического поля, прикладываемого к образцам, заставляют фрагменты ДНК мигрировать через гель.

Сахарофосфатный остов молекул ДНК заряжен отрицательно и поэтому цепи ДНК двигаются от катода, заряженного отрицательно, к положительному аноду. Более длинные молекулы мигрируют медленнее, так как задерживаются в геле, более короткие молекулы двигаются быстрее. К образцам обычно добавляют низкомолекулярный кислый краситель (например, динитрофенол, бромфеноловый синий), чтобы визуализировать ход электрофореза в процессе. Краситель также необходим для того, чтобы определить, когда стоит остановить процесс.

Электрофорез проводится в камере, заполненной буферным раствором. Буфер необходим для повышения ионной силы раствора, в котором будет происходить разделение молекул ДНК под действием приложенного электрического поля. [6].

Вышеперечисленные принципы, лежащие в основе метода электрофорез, делают его одним из наиболее перспективных методов анализа. Электротерапия сегодня занимает одну из важных позиций в медицине. Сейчас он динамично развивается и получает всё более широкое применение в различных областях медицины и биохимии. Несмотря на то, что теоретические основы электрофореза достаточно сложны, сам метод довольно прост и доступен, он дает неоспоримые преимущества перед другими методиками при выполнении различных измерений.

Главным преимуществом слабых токов заключается в том, что с их помощью можно добиться высоких результатов лечебных и оздоровительных процедур при полной безболезненности и почти полном отсутствии побочных эффектов

Электрофорез применяют в медицине для диагностики заболеваний, физиотерапии; в промышленности для окраски автомобилей; в химической промышленности, для осаждения дымов и туманов, для изучения состава растворов и др.

Вложение	Размер
primenenie_elektroforeza_v_himii_biologii_meditsine_i_nauchnyh_issledovaniyah.docx	48.3 КБ

Предварительный просмотр:

Применение электрофореза в химии, биологии, медицине и научных исследованиях

Гаврилова Виктория Дмитриевна

Диденко Изабелла Владимировна

Цель работы: проанализировать применение электрофореза в химии, биологии, медицине и научных исследованиях

Для достижения поставленной цели, необходимо решить поставленные задачи:

Изучить и проанализировать учебную и научную литературу по изучаемому вопросу.
Изучить применение электрофореза в разных отраслях

В промышленности метод электрофореза часто используют для аналитических целей – разделения смеси заряженных веществ на фракции с последующим качественным и количественным их определением.

Метод подразделяется на фронтальный или свободный электрофорез (электрофорез в жидкой среде) и зональный или электрофорез в поддерживающих средах.

Диспротеинемия – (dysproteinaemia: Дис- + Протеины + греч. haima кровь) нарушение нормального количественного соотношения между фракциями белков крови. Наблюдается при воспалительных процессах, коллагенозах, расстройствах питания и т. д.

Парапротеинемия – появление в крови структурно аномальных и функционально неполноценных белковых тел из группы иммуноглобулинов при миеломной и некоторых других болезнях.

Ключевые слова: электрофорез, электрофоретический метод, электрофореграмма, диспротеинемия, парапротеинемия.

Электрокинетические явления , как обобщенно называют процессы электрофореза и электроосмоса, получили разнообразное применение в технике для электроосаждения коллоидных веществ на рельефную поверхность предметов с целью покрытия их от коррозии, для пропитки тканей , для дубления кожи , а также для ускорения обезвоживания торфа и строительных материалов, в строительной технике , для осушки сложных грунтов.

Электрофорез является одним из наиболее важных методов для разделения и анализа компонентов веществ в химии, биохимии и молекулярной биологии, медицине.

В терапии, неврологии, травматологии с помощью электрофореза проводят лечение. Лечебное вещество наносится на прокладки электродов и под действием электрического поля проникает в организм через кожные покровы или слизистые оболочки (в стоматологии, ЛОР, гинекологии и др.) и влияет на физиологические и патологические процессы непосредственно в месте введения. Электрический ток также оказывает нервно-рефлекторное и гуморальное действие.

Преимущества лечебного электрофореза:

введение малых, но достаточно эффективных доз действующего вещества;
накопление вещества и создание депо, пролонгированность действия;
введение в наиболее химически активной форме - в виде ионов;
возможность создания высокой местной концентрации действующего вещества без насыщения им лимфы, крови и других сред организма;
возможность введения вещества непосредственно в очаги воспаления, блокированные в результате нарушения локальной микроциркуляции;
лечебное вещество не разрушается, как например, при введении per os;
слабый электрический ток благоприятно влияет на реактивность и иммунобиологический статус тканей.

Противопоказания к проведению электрофореза: острые гнойные воспалительные заболевания, лихорадка, тяжелая форма бронхиальной астмы, дерматит или нарушение целостности кожи в местах наложения электродов, злокачественные новообразования. Учитываются противопоказания для лечебного вещества.

Вещества, используемые при электрофорезе, по способу введения разделяются на:

отрицательно заряженные, вводимые с отрицательного полюса - катода (бромиды, йодиды, никотиновая кислота и другие);
положительно заряженные, вводимые с положительного полюса - анода (ионы металлов - магний, калия, кальция);
вводимые как с анода, так и с катода.

В лабораторной диагностике применяется электрофорез белков – способ разделения смеси белков на фракции или индивидуальные белки. Электрофорез белков применяют как для анализа компонентов смеси белков, так и для получения гомогенного белка.

Принцип метода основан на том, что при определённом значении рН и ионной силы раствора белки двигаются в электрическом поле со скоростью, пропорциональной их суммарному заряду. Белки, имеющие суммарный отрицательный заряд, двигаются к аноду (+), а положительно заряженные белки - к катоду (-).

Электрофорез проводят на различных носителях: бумаге, крахмальном геле, полиакриламидном геле (ПААГ) и др. В отличие от электрофореза на бумаге, где скорость движения белков пропорциональна только их суммарному заряду, в полиакриламидном геле скорость движения белков пропорциональна их молекулярным массам. Разрешающая способность электрофореза в полиакриламидном геле выше, чем на бумаге.

При электрофорезе белков сыворотки крови человека на бумаге обнаруживают только 5 главных фракций: альбумины, α 1 глобулины, α 2 -глобулины, β-глобулины и γ-глобулины. Электрофорез тех же белков в ПААГ позволяет получить до 18 различных фракций. Для обнаружения белковых фракций полоски бумаги или столбики геля обрабатывают красителем (чаще всего бромфеноловым синим или амидовым чёрным). Окрашенный комплекс белков с красителем выявляет расположение различных фракций на носителе.

В результате проделанной работы была раскрыта цель и поставленные задачи:

1. Изучены и проанализированы учебная и научная литература по данному вопросу.

2. Изучено применение электрофореза в разных отраслях

В медицине при многих заболеваниях очень часто изменяется процентное соотношение отдельных белковых фракций, хотя общее содержание белка в сыворотке крови остается в пределах нормы. Такое состояние носит название диспротеинемия. Низкий уровень альбумина (гипоальбуминемия) может возникать из-за нефритического синдрома, болезни печени, ожогов, голодания и др. Повышение уровня γ-глобулинов говорит о наличии в организме инфекции и воспаления, снижение может свидетельствовать об иммунодефиците. Повышение уровня α –глобулинов наблюдается при острых воспалительных процессах.

В промышленности э лектрофорез находит в настоящее время широкое применение в технике, в процессах электроосаждения частиц из золей, суспензий и эмульсий. Таким способом получают ровные и прочные покрытия на металлах, погруженных в качестве электродов в суспензию – например, декоративные и антикоррозийные покрытия (из лакокрасочных композиций ), электроизоляционные пленки (из латексов), пленки окислов, испускающих электроны, на вольфрамовых нитях радиоламп.

Рассказывает Шеворыкина Ольга Юрьевна

Электротерапия включает в себя ряд процедур с использованием постоянного электрического тока для уменьшения боли, улучшения кровообращения, восстановления тканей, укрепления мышц и стимулирования роста костей, что приводит к улучшению физического функционирования.

Методы электротерапии, такие как гальванизация и лекарственный электрофорез часто используется для физиотерапевтического лечения мышечной слабости, гипертонуса и болевых синдромов, вызванных различной неврологической патологией. Воздействие электрического тока само по себе и совместно медикаментами позволяют уменьшить боль и отек, ускорить заживление или положительно повлиять на мышечный тонус. Происходит это потому, что электростимуляция может напрямую блокировать передачу болевых сигналов по нервам. Кроме того, воздействие электрического тока способствует высвобождению эндорфинов, естественных болеутоляющих веществ, вырабатываемых организмом.

Применение электротерапии дает следующие преимущества:

Контроль и уменьшение боли

Облегчение восстановления мышц и других тканей тела

Повышение эффективности введения лекарств (электрофорез)

Не все методы электротерапии подходят для детей, поэтому врач физиотерапевт сможет подобрать наиболее подходящее лечение. Тип электротерапии, которая будет назначена, также будет зависеть от стадии заживления и вида травмы или патологии. Считается, что электротерапия дает наилучшие результаты в сочетании с другими методами, такими как лечебная гимнастика и массаж.

Показания для электротерапии

Симптоматическое облегчение хронической, трудноизлечимой боли.

Устранение боли, связанной с посттравматическими или послеоперационными состояниями.

Расслабление мышечных спазмов

Профилактика или замедление атрофии

Увеличение местного кровообращения

Немедленная послеоперационная стимуляция икроножных мышц для предотвращения венозного тромбоза

Сохранение или увеличение диапазона движений

Гальванизация

Гальваническая стимуляция или гальванизация наиболее полезна при восстановлениии после острых травм, сопровождающихся отеком. В отличие от устройств чрескожной электрической стимуляции, которые используют переменный ток, гальванические стимуляторы используют постоянный ток. Электроды могут быть прикреплены к разным частям тела, включая спину и, даже, уши. Постоянный ток создает электрическое поле на обрабатываемой области, которое изменяет кровоток. Положительный полюс (анод) действует как лед, вызывая уменьшение кровообращения в области под электродом и уменьшая отек. Отрицательный электрод (катод) действует как тепло, вызывая усиление кровообращения и улучшая заживление.

Гальванизация используется при реабилитации после травм и операций, при заболеваниях опорно-двигательного аппарата и неврологических заболеваниях.

Лекарственный электрофорез

Лекарственный электрофорез – метод лечения при одновременном воздействии на организм постоянного тока и вводимого с его помощью через кожу лекарственного вещества. Непрерывный постоянный электрический ток низкой интенсивности позволяет вводить через кожу с помощью растворов на водной основе лекарственные вещества. Эти растворы известны как электролиты. Они содержат кислоты и соли, которые увеличивают электрическую проводимость и помогают создавать химические изменения на поверхности кожи, пока через них проходит гальванический ток. При растворении в воде электролиты частично расщепляются и образуют ионы, которые несут либо положительный заряд (катионы), либо отрицательный заряд (анионы). Когда электроды, несущие постоянный ток, вводятся в раствор электролита, ионы в растворе начинают двигаться и притягиваются либо к положительному полюсу (анод), либо к отрицательному полюсу (катод). Положительный полюс используется для:

Введения кислотных препаратов

Уменьшения покраснение кожи

Закрытия пор и укрепления тканей

Отрицательный полюс используется для:

Введения щелочных препаратов

Улучшение кровообращения за счет расширения сосудов

Удаления омертвевших участков кожи и избытка кожного жира

Вещества, вводимые с помощью электрофореза, влияют на физиологические процессы, поступая в кровь и лимфу, разносятся по всему организму. При этом доза лекарственного вещества, проникающего в организм при помощи электрофореза, составляет всего 5—10 % от используемого количества при проведении процедуры. При этом лекарственные средства могут накапливаться в коже, образуя так называемое кожное депо. В результате лекарство действует более продолжительное время. Проведение лекарственного электрофореза у детей возможно с 1 месяца. Для назначения лечения надо обязательно обратиться к физиотерапевту, который определит параметры лечебного воздействия для конкретного заболевания и выявит противопоказания. Также физиотерапевт выписывает рецепт на лекарственное вещество, с которым будет проводиться процедура.

Электрофорез используется при всем спектре возможных заболеваний от хирургических, до урологических, гинекологических и ЛОР-заболеваний.

Как устроены аппараты для электротерапии?

При проведении процедур гальванизации и электрофореза могут использоваться многоразовые или одноразовые электроды, которые смачиваются водой или раствором лекарственного вещества. Все процедуры проводят с использованием одноразовых электродов, закрепляемых эластичными лентами. В процессе проведения процедуры возможно ощущение небольшого равномерного покалывания или жжения в месте наложения электродов. Продолжительность самой процедуры у детей составляет 10-15 мин. Курс лечения, как правило, состоит из 10-20 процедур, проводимых ежедневно или через день.

Побочные эффекты электротерапии

Наиболее частым побочным эффектом гальванизации и электрофореза является раздражение кожи или сыпь, вызванная электродами или лентой, удерживающей электроды на месте. Чрезмерное использование электротерапии может вызвать чувство жжения на коже. Во избежание проблем следует строго соблюдать указания относительно продолжительности терапии. Электростимуляцию не следует применять на кожных новообразованиях, участках с поврежденной кожей или инфекциями.

Будьте здоровы!

СВЕЖИЕ ЗАПИСИ

Менингококковая инфекция вызывается штаммами бактерий под названием Neisseria meningitidis. Инфекция передается при тесном и длительном контакте со слизью инфицированного человека – рассказывает врач-педиатр Булыгина Анна.

Электрофорез — это физиотерапевтическая процедура, при которой организм человека подвергается воздействию постоянных электрических импульсов с целью оказания общего и местного терапевтического эффекта. Также с помощью электрофореза производится введение лекарственных средств через кожу и слизистые оболочки. Данный путь введения препаратов обладает рядом преимуществ среди других методов введения.

Преимущества электрофореза:

безболезненность процедуры;
практически не наблюдаются побочные эффекты и аллергические реакции;
терапевтическое действие введенного лекарственного средства может сохраняться от одного до двадцати дней;
возможность введения лекарственного препарата непосредственно в очаг воспаления;
при введении, лекарственное вещество не проходит через желудочно-кишечный тракт и не разрушается в нем.

Под действием электрофореза лекарственное вещество преобразуется в электрически заряженные частицы (ионы), которые перемещаясь проникают в кожу. Основная часть лекарственного препарата задерживается именно здесь, оказывая в большей степени местный лечебный эффект. Другая часть лекарства попадает в ткани организма через определенные участки кожи и с током крови и лимфы разносится по всему организму.

Следует отметить, что положительно и отрицательно заряженные частицы введенного препарата оказывают разное лечебное воздействие на организм.

Терапевтический эффект от положительно заряженных частиц

Лечебный эффект от отрицательно заряженных частиц

секреторный (осуществляется выработка биологически активных веществ и выброс их в общий кровоток)

расслабляющий (как правило, в отношении мышц)

обезвоживающий (эффективен при отеках)

нормализация обмена веществ

Показания для применения электрофореза

Наименование системы

Наименование заболевания

Заболевания дыхательной системы

бронхиальная астма;
пневмония;
острый и хронический бронхит;
бронхоэктатическая болезнь;
трахеит;
плеврит.

Заболевания ЛОР органов (ухо, горло, нос)

Заболевания желудочно-кишечного тракта

гастрит;
язвенная болезнь желудка;
язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки;
холецистит;
панкреатит;
колит.

Заболевания сердечно-сосудистой системы

гипертоническая болезнь первой и второй стадии;
гипотония;
атеросклероз;
стенокардия;
варикозное расширение вен;
мерцательная аритмия;
эндартериит.

Заболевания мочеполовой системы

пиелонефрит;
цистит;
уретрит;
простатит;
эндометриоз;
аднексит;
эндометрит;
цервицит;
вагинит.

Заболевания нервной системы

невриты;
невралгии;
радикулит;
мигрень;
неврозы;
межпозвоночная грыжа;
бессонница;
плексит;
травмы головного и спинного мозга;
парез;
паралич;
ганглионеврит.

Заболевания опорно-двигательной системы

остеохондроз;
остеоартроз;
артрит;
полиартрит;
спондилез
вывих;
перелом;
контрактура сустава.

Заболевания эндокринной системы

Кожные заболевания

ожог;
акне;
себорея;
рубцы;
псориаз;
трофические язвы;
пролежни;
дерматит;
фолликулит;
фурункул;
карбункул;
чесотка.

Глазные заболевания

иридоциклит;
увеит;
ирит;
конъюнктивит;
блефарит;
кератит;
атрофия зрительного нерва.

Стоматологические заболевания

кариес;
стоматит;
гингивит;
пародонтит;
пародонтоз.

Послеоперационная реабилитация

Во время лечения электрофорез оказывает следующие лечебные эффекты:

снижает воспалительные реакции;
оказывает противоотечное действие;
устраняет болевой синдром;
расслабляет повышенный мышечный тонус;
производит успокаивающее действие;
улучшает микроциркуляцию;
ускоряет процесс регенерации тканей;
стимулирует выработку биологически активных веществ (например, витамины,микроэлементы, гормоны);
стимулирует защитные силы организма;

Также следует заметить, что электрофорез достойно зарекомендовал себя при использовании у детей грудного возраста.

Читайте также: