Влияние КВЧ-воздействия на изолированную гладкомышечную ткань кишечника крыс

В.Н.Крылов, Л. В. Ошевенский

Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского

Миллиметровые волны в биологии и медицине, №2(18), 2000, С.11-14

В экспериментах на изолированном отрезке подвздошной кишки крыс показано, что КВЧ-воздействие низкой интенсивности (менее 10 мкВт, 15-минутная предварительная экспозиция) не изменяло тонической активности препарата и его реагирования на ацетилхолин, но приводило к усилению ответной тест-реакции (расслабление гладкомышечной полоски) на норадреналин. Обсуждаются механизмы возможного непосредственного КВЧ-воздействия на гладкомышечную ткань внутренних органов.

Одной из проблем внедрения иизкоинтенсивного КВЧ-воздействия в комплекс медицинских мероприятий является доказательство его восприятия непосредственно тканями и клетками. Учитывая, что общее, неспецифическое влияние КВЧ на исполнительные ткани может быть опосредовано нервно-рефлекторным путем [1], начинающимся в кожных рецептивных структурах (рецепторы, биологически активные точки, тучные клетки и т.д.), следует предполагать развертывание дальнейших эффектов (реакция ЦНС, гормонального и других звеньев регуляции). Между тем предполагается возможность его воздействия на ткани внутренних органов и непосредственно [2, З]. В данном случае воздействие КВЧ-излучения может быть эффективным не только для поверхностных покровов, но и для глубинных органов и тканей организма. Для доказательства этой возможности необходимо выявить участие КВЧ-излучения непосредственно на такие органы и ткани. В физиологических экспериментах наиболее убедительно это демонстрируется в опытах на изолированных (т.е. лишенных нервной и гуморальной регуляции) тканях с сохраненными функциями. Кроме того, такое доказательство снимает возможные эффекты плацебо, так или иначе проявляющиеся при ответе на КВЧ-воздействие целостного организма.

Принимая во внимание известные терапевтические эффекты КВЧ при заболеваниях внутренних органов и предполагая одним из механизмов эффекта улучшение в них микроциркуляции, следует признать наиболее актуальным изучение реакций гладкомышечных стенок сосудов на КВЧ-воздействие. С другой стороны, терапевтический эффект может быть результатом изменения просвета других полостей - бронхов легких, протоков различных желез, желудочно-кишечного тракта и других, также выстланных гладкомышечной тканью.

Гладкомышечная ткань разных органов в принципе организована одинаково как в структурном, так в функциональном плане: их гладкомышечные клетки сокращаются и расслабляются под влиянием нервной и гуморальной регуляции, веществ и физических факторов. Кроме того, часть гладкомышечных клеток различных органов обладает собственной (миогенной) активностью и может поддерживать определенный тонус сокращения стенок самостоятельно, без участия экстрамуральных (внестеночных) регуляторных систем. В связи с указанным, целью исследования было изучение КВЧ-воздействия на гладкомышечную ткань стенки кишки крыс, являющейся классическим препаратом в подобных исследованиях [4 ].

Методика исследования

В качестве объекта исследований использовали отрезок подзвдошной кишки крыс длиной 15...20 мм. Подготовку и тестирование препарата осуществляли по модифицированной методике Блаттнер и др. [4]. Препарат после изоляции помещался в проточную камеру объемом 2 мл, перфузируемую физиологическим раствором. В качестве преобразователя механических сокращений отрезка кишки использовали механотрон 6МХ11С. С целью изучения КВЧ-воздействия на тоническую активность препарата, после его адаптации в камере в течение 15 мин контрольного периода, проводили его КВЧ-облучение, которое осуществляли в течение 15 мин аппаратом КВЧ-терапии шумовым излучением низкой интенсивности АМФИТ-0,2/10-01 *. Диапазон частот аппарата 53.-.78 ГГц. Штатное значение мощности 1,0 мкВт, что соответствует спектральной плотности мощности шума (СПМШ) 4.10^-17 Вт/Гц. Неоднородность СПМШ в диапазоне частот 53....78 ГГц не превышает ±3 дБ. Использовали цилиндрическую насадку аппарата так, что расстояние между концом волновода и препаратом составляло 2-3 мм.

В других сериях опытов исследовали влияние КВЧ-воздействия на чувствительность препарата к медиаторам вегетативной регуляции — ацетилхолину и норадреналину. Известно, что в физиологических условиях ацетилхолин приводит к сокращению, а норадреналин — к расслаблению гладкомышечной стенки кишечника. В этих опытах сначала проводили тестирование на тот или другой медиатор, добавляя его в перфузионный раствор, потом, после отмывания и восстановления исходного тонуса препарата, проводили КВЧ-облучение. Через 1 мин после КВЧ-воздействия вновь проводили тестирование медиаторами и регистрировали сократительные ответы препарата. Результаты обрабатывали статистически с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты исследования и обсуждение

В опытах было установлено, что 15-минутная экспозиция препарата под аппаратом КВЧ не приводила к изменению его собственной тонической активности — тонус, частота и амплитуда спонтанных сокращений оставались неизменными (р > >0,5).

В опытах с применением ацетилхолина также не было выявлено существенных изменений функции сократимости препарата после КВЧ-воздействия. Испытания показали, что отрезок подвздошной кишки стабильно отвечал сокращениями на дозы ацетилхолина 2,5.10^-8 , 5.10^-8 , 2,5.10^-5 г/мл. Облучение КВЧ не изменяло чувствительности препарата к ацетилхолину, независимо от концентрации, о чем судили по сократи-

Реконструированные механограммы изолированной подвздошной кишки крыс при действии КВЧ-излучения и тест-агентов: А — ацетилхолина (А-Х), Б — норадреналина (Н-А). Стрелками указаны моменты введения веществ, начало и окончание КВЧ-воздействия, отмывание препарата (ОТМ). Вертикальными линиями указаны перерывы в записи механограммы — по 10 мин

Таким образом, исследование данного вида КВЧ-излучения при данных условиях эксперимента показало, что за время воздействия (15 мин) не происходит модификации клеточных рецепторов, чувствительных к ацетилхолину, поскольку не происходит блокады или потенциирования эффекта.

В отличие от предыдущих опытов при использовании норадреналина было установлено изменение чувствительности препарата к этому медиатору после КВЧ-воздействия. Так, при добавлении в перфузионный раствор норадреналина в дозе 1.10^-6 г/мл регистрировалось стабильное расслабление препарата, которое после КВЧ-воздействия увеличивалось в 1,8—2,4 раза (р < 0,05). Один из таких опытов иллюстрирует рисунок, Б.

На основании полученных результатов следует, что низкоинтенсивное КВЧ-воздействие на изолированный отрезок кишки крыс не приводит к изменению ее фоновой тонической активности и к изменению реакции на парасимпатический медиатор ацетилхолин. В отличие от этого, изученное КВЧ-воздействие повышает интенсивность реакции препарата на симпатический медиатор норадреналин, что проявляется более выраженным расслаблением препарата по сравнению с контролем. Обсуждая выявленный факт, следует заключить, что КВЧ-воздействие повышает чувствительность гладкомышечных клеток к воздействию симпатического медиатора. Исходя из современных представлений о механизмах этой медиации, мы полагаем, что КВЧ повышает чувствительность к медиатору адренергических рецепторов мембраны глад-комышечных клеток кишечника (сенситизация рецепторов). Более сложный вопрос — какие рецепторы в большей степени реагируют на КВЧ — альфа- или бета-адренорецепторы, поскольку и те и другие в клетках подвздошной кишки могут запустить процесс расслабления: либо за счет повышения трансмембранного калиевого тока и, соответственно, угнетения собственной миогенной активности, либо за счет уменьшения кальциевого тока, соответственно, угнетения сопряжения между возбуждением и сокращением клетки, либо за счет того и другого [5].

Нам представляется более вероятным реагирование бета-адренорецепторов, для которых показана более высокая чувствительность по сравнению с альфа-адренорецепторами [б]. В этом случае перенесение полученных результатов на гладкомышечные структуры других органов, например, кровеносных сосудов, для которых показано дилятаторное (сосудорасширяющее) действие при возбуждении именно бета-адренорецеторов, позволяет предположить непосредственное участие КВЧ-воздействия в интенсификации микроциркуляции (по крайней мере, в кожных покровах).

В связи с проведенными исследованиями in vitro можно предположить, что действие изученного КВЧ-излучения на организм человека и животных может проявляться через активацию альфа - либо бета - адренорецептров, либо тех и других, и, следовательно, тот или иной ответ органа, обусловленный преимущественным наличием в нем той или иной группы адренорецептров. Другими словами, в физиологических условиях реакция гдадкомышечной ткани органа (сокращение или расслабление) на адреналин и норадреналин, поступающие с кровью, либо выделяющиеся при возбуждении симпатических нервов, будет зависеть от преобладания альфа- или бета - адренергических ответов, чувствительность которых изменяет КВЧ-воздействие.

Вышеописанные опыты in vitro демонстрируют непосредственное влияние низкоинтенсивного КВЧ-излучения на мембранные структуры (адренорецепторы) живых клеток организма, приводящего к модуляции их физиологической активности. Поэтому можно говорить об одном из определенных механизмов восприятия КВЧ-излучения мембранами клеток подкожных тканей. Более сложный вопрос, который предстоит решить в будущем, - как передается КВЧ-воздействие в глубь организма, на гладкомышечную ткань органов. Согласно упомянутым выше литературным данным, мы можем пока лишь гипотетически предположить участие в этом миелиновых оболочек нервов. В данном случае положение о восприятии КВЧ-излучения кожными рецепторами периферической нервной системой и, соответственно, изменении (трансформация сигнала) проведения возбуждения по нерву [7] может быть дополнено предположением о передаче КВЧ-информации по нерву и без ее трансформации в потенциал действия — распространением резонансных акусто-электрических колебаний [2] по его миелиновой оболочке. Другой вопрос — куда пойдет эта информация — возможно, не только по неспецифическим афферентным путям в ЦНС [8], но и по эфферентным нервам непосредственно к исполнительным органам (типа аксон-рефлекса). Однако для ответа на эти вопросы требуются прямые доказательства.

Литература

1.Родштат И. В. Новые физиологические подходы к оценке КВЧ-воздействия на биологические объекты.

— Биомедицинская радиоэлектроника, 1998, №3, с.11-16.

2. Голант М.Б. О проблеме резонансного действия когерентных электромагнитных излучений миллиметрового диапазона волн на

живые объекты — Биофизика, 1989, т.XXXIV, вып.2, с.339-348.

3. Rowlands S. Coherent Excitations in Biological Systems. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 1983, p.145-161.

4. Блаттнер Р., К.шссен X., Денерт X., Деринг X. Эксперименты на изолированных препаратах гладких мышц. - М.: Мир, 1983.

5. Шуба М.Ф. Механизмы действия медиаторов на гладкомышечные клетки. — Физиология вегетативной нервной системы (Сер.: Руководство по физиологии). - Л.: Наука, 1981, с.105-128.

6. Теппермен Д., Теппермен X. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. - М.: Мир, 1989.

7. Сазонов А. Ю. Влияние КВЧ-излучения на периферические нервные структуры и сублетальные состояния лабораторных животных: Автореф. дис. ... канд. ф.-м. наук. - С.-П. : СПбГЭТУ, 1998.

8. Лебедева Н. Н. Реакции центральной нервной системы человека на электромагнитные поля с различными биотропными параметрами. Автореф. дис. докт. биол. наук. - М.: Ин-т ВНД и НФ РАН, 1992.