М.И. Заславская, А.В. Корнаухов
Россия, г. Нижний Новгород, Нижегородская государственная медицинская академия, Научно-исследовательский физико-технический институт Нижегородского госуниверситета
Материалы III
международной научно-технической конференции "Физика и радиоэлектроника в
медицине и биотехнологии. ФРЭМБ 98", 17-19 июня 1998 г., г. Вдадимир, ВГУ,
1998, с.40-41.
В поддержании гомеостаза одно из ведущих мест принадлежит иммунной системе. При этом важная роль отводится фагоцитарному звену, в частности полиморфно-ядерным лейкоцитам (ПМЛ) как наиболее мобильным и быстрореагирующим клеткам кровяного русла. Любые физиологические и патофизиологические процессы в организме человека сопровождаются адгезией (прикреплением) нейтрофилов к эндотелиоцитам капилляров, компонентам тканевого матрикса и выходу ПМЛ в экстравазальное пространство. Адгезии в последнее время уделяется особое внимание, поскольку управление процессами взаимодействия лейкоцитов с эндотелиоцитами открывает перспективные пути регуляции воспалительных реакций. Кроме того, с помощью адгезии обеспечивается целостность тканей и реализуется процесс фагоцитоза [1, 2], что необходимо для поддержания гомеостаза.
Проводимые в настоящее время исследования воздействия КВЧ-излучения миллиметрового диапазона на организм человека дают основание говорить о его регулярном эффекте при различных патологиях [З], одной из причин которого может являться нормализация процесса межклеточных взаимодействий. Однако влияние КВЧ-излучения с шумовым спектром на адгезивные способности клеток практически не изучено. Данная работа посвящена исследованию рецептор-зависимой адгезии нейтрофилов крови здоровых доноров и больных с выраженным иммунодефицитом (ожоговая болезнь) под действием КВЧ-излучения с шумовым спектром.
Материалы и методы. В работе использовались нейтрофилы крови здоровых доноров (17 человек) и больных с ожогами разной степени и локализации в остром периоде и на этапе ремиссии (всего 24 человека). В качестве субстрата для адгезии нейтрофилов применялись гранулярные сорбенты на декстриновой основе сефадекс G-25 Fine (Pharmacia, Швеция), опсонизированный СЗЬ - фактором системы комплемента, и цитодекс Cyt-3 (Pharmacia, Швеция), покрытый денатурированным коллагеном 1-го типа. Выбор сорбентов был обусловлен тем, что рецепторы нейтрофилов к перечисленным лигандам участвуют в прикреплении ПМЛ к эндотелию, обеспечивая выход клеток в очаг повреждения (воспаления) [1,2]. Гель сефадекса инкубировали 30 мин при 37 °С в равных объемах с пулом сывороток десяти доноров. Нековалентно связанные компоненты удаляли путем обработки гранул 2М раствором NaCI при 100 °С в течение 15 мин.
Гранулы сорбентов взвешивали в растворе Хенкса без фенолового красного в концентрации 2х104 кл/мл и смешивали в равных объемах по 0,2 мл со взвесью нейтрофилов (в концентрации 2х106 кл/мл), предварительно подвергавшихся воздействию КВЧ-излучения в течение 20 мин, толщина слоя облучаемой суспензии составляла 2-3 мл. В контроле использовали интактные нейтрофилы. Способность нейтрофилов к адгезии оценивали по проценту позитивных гранул сорбентов (на которых закрепилось 3 и более клеток) после 2-кратной отмывки от несвязавшихся ПМЛ.
В работе применялся аппарат КВЧ-терапии шумовым излучением АМФИТ-0,2/10-01, разработанный НИФТИ (г. Н. Новгород). Диапазон частот шумового сигнала составлял 53,57-78,33 ГГц. Неоднородность спектральной плотности мощности шума (СПМШ) не превышала ± 3 дБ в рабочем диапазоне частот. Плотность мощности излучения на облучаемой поверхности варьировалась от 2,6 х 10-2 до 2,6 х 10-1 мкВт/см2, при этом значения СПМШ составляли 6,6 х 10-19 и 6,6 х 10-18
Вт/см2 Гц соответственно. Расчеты собственных шумов облучаемого объекта, выполненные по формуле Рэлея-Джинса, показывают, что они в среднем (по диапазону частот) составляли примерно 2 х 10-18 Вт/см2 Гц, то есть выбранные нами значения плотности мощности обеспечивали возможность оценки эффективности КВЧ-воздеиствия шумовым сигналом в окрестности границы собственных шумов биообъекта.
Результаты и обсуждение. У ожоговых больных (9 человек) в стадии выведения после шока (в режиме плотности мощности 2,6 х 10-2 мкВт/см2) изменения реактивности клеток были незначительными. При увеличении мощности в 10 раз существенно усиливалась СЗЬ-зависимая адгезия клеток: средний процент позитивных гранул в контроле составил 49,2 %, а после КВЧ-воздействия 60,4 %, приближаясь к показателям в группе здоровых доноров. В свою очередь, изменения адгезивных свойств ПМЛ к данному сорбенту у здоровых доноров (5 человек) под воздействием КВЧ были незначительными: 69 % в контроле и 72,8 % в эксперименте. Реакции нейтрофилов ожоговых больных в стадии шока были неоднозначны: в данной группе (9 человек) наблюдалось как усиление, так и резкое падение адгезивных реакций клеток в системе с СЗЬ-сефадексом. Последнее сочеталось с последующим летальным исходом болезни и объяснялось, по-видимому, истощением функциональных ресурсов нейтрофилов крови.
Изменения адгезивных реакций к цитодексу после КВЧ процедур носило более общий характер и наблюдалось как у больных в стадии выведения из шока (6 человек: 45,2 % позитивных гранул в контроле и 62,3 % в эксперименте), так и у здоровых доноров (6 человек): 51,9 % и 70,8 % соответственно.
Таким образом, прослеживалась тенденция к повышению адгезивной способности нейтрофилов крови под действием КВЧ-излучения миллиметрового диапазона с шумовым спектром. Отсутствие существенных различий в адгезивных реакциях нейтрофилов здоровых доноров на СЗЬ-сефадексе под действием КВЧ-излучения связано, по всей вероятности, с достижением порога насыщения на мембране для данной группы рецепторов.
Выводы.
1. Адгезивные реакции нейтрофилов у ожоговых больных в послешоковый период значительно ниже, чем у здоровых людей.
2. КВЧ - излучение с шумовым спектром и мощностью шума ниже уровня собственных шумов биообъекта не влияет на реактивность ПМЛ.
3. КВЧ - излучение при СПМШ > 6,6 х 10-18 Вт/см2 Гц усиливает способность ПМЛ ожоговых больных в стадии ремиссии к адгезивным рецептор-зависимым реакциям, моделирующим in vitro способность нейтрофилов прикрепляться к эндотелию капилляров.
4. Поскольку адгезия является одним из основных этапов реализации нейтрофилами своего реактивного потенциала, то КВЧ-излучение способно регулировать выраженность воспалительного процесса.
Библиографический список
1. Маянский А.Н., Пикуза О.И. Клинические аспекты фагоцитоза. - Казань, 1993. - 192 с.
2. Александров А.В., Джексон А.М., Румянцев А.Г. Анализ механизмов модуляции межклеточных молекул адгезии ICFM // Иммунология. - 1997. - № 1. - С. 4 - 13.
3.Миллиметровые волны в медицине и биологии: Сб. докл. XI российского симп. с межд. участ. -М.:ИРЭРАН, 1997.-243 с.