ИЗМЕНЕНИЕ РИТМОКАРДИОГРАММЫ КРЫС ПРИ НИЗКОИНТЕНСИВНОМ КВЧ-ВОЗДЕЙСТВИИ
Н. Б. Капустина, Л. В. Ошевенский, В. Н. Крылов
Нижегородский государственный
университет
Вестник Нижегородского
государственного университета им. Н. И. Лобачевского. Серия Биология. Вып. 3(4). Миллиметровые волны в биологии и медицине. Н.
Новгород: Изд-во ННГУ, 2001, с. 53-56.
В статье представлены результаты анализа действия низкоинтенсивного КВЧ-излучения на вегетативный статус крыс, оцениваемый по показаниям сердечного ритма. Данные кардиоинтервалографии позволяют сделать вывод о влиянии мм-волн на регуляцию сердечного ритма за счет централизации управления и активации симпатического звена нервной системы. Об этом свидетельствует увеличение АМо, ИВР а также уменьшение Мо по сравнению с контрольной группой животных.
Одной из важных проблем КВЧ-терапии является вопрос о физиологических механизмах
корригирующего действия низкоинтенсивного излучения
на различные по патогенезу заболевания. Можно предположить, что эффекты КВЧ-терапии, проявляющиеся при этом, опосредуются общими
неспецифическими реакциями организма. Считается, что наиболее значимой реакцией
организма на различные возмущения
внешней и внутренней среды является реакция адаптации.
Процессы адаптации
являются одним из фундаментальных свойств живого организма. Их сущность
заключается в самосохранении функционального состояния биосистемы (ее
гомеостаза) в неадекватных условиях среды за счет перестройки взаимодействия
уровней информации, функции и структуры
[1]. При этом наиболее важную роль в обеспечении гомеостаза играет вегетативная нервная система. Данные об активности
симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной
системы позволяют судить о механизмах реакции организма на то или иное
воздействие. Основные вегетативные ядра продолговатого мозга входят в систему
блуждающего нерва. Благодаря активации нейронов этих ядер осуществляется рефлекторный
контроль дыхания, частоты сердечных сокращений, тонуса сосудов. Нервные клетки
этих центров находятся в ретикулярной формации в области IV желудочка. Высшие центры вегетативной нервной системы расположены в промежуточном
мозге. Гипоталамус, входя в состав промежуточного мозга, образован группой
клеточных ядер, которые представляют собой подкорковые центры вегетативной нервной системы. Полагают, что
парасимпатический отдел вегетативной нервной системы
(передние ядра гипоталамуса) - это система текущей регуляции физиологических
процессов, обеспечивающих гомеостаз. Симпатический отдел (задние ядра
гипоталамуса) - система "защиты", мобилизации резервов [2]. В связи с
изложенным, следует полагать, что из анализа состояния тонуса симпатической или
парасимпатической систем можно судить о функциональном состоянии важнейших нервных центров регуляции вегетативных функций
организма.
Исходя из концепции о
сердечно-сосудистой системе как индикаторе адаптационно-приспособительной
деятельности целостного организма, мы ставили задачей извлечь информацию о вегетативном гомеостазе
крыс, которая в определенной степени закодирована в последовательности RR-интервалов кардиограммы, в процессе
их КВЧ-облучения. Для этого нами была проведена
математическая обработка ЭКГ – сигнала животных, у которых облучали затылочную
область головы – зону, наиболее близко расположенную к названным вегетативным
центрам, в соответствии с рекомендуемыми методами анализа кардиоинтервалографиии [3].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В эксперименте
использовали беспородных белых крыс-самцов массой 180-200 грамм. Контрольную
группу составили 7 животных, опытную - 15. Животных обеих групп наркотизировали
внутрибрюшинно введением по 0, 3 мл 0,25% раствора дроперидола
и 0,5% раствора седуксена, фиксировали на столике. ЭКГ в II-ом стандартном отведении регистрировали при помощи
игольчатых электродов, вводимых подкожно в дистальные отделы конечностей. После наркотизации животных адаптировали в
течение 15 минут. Затем животных опытной группы облучали ЭМИ КВЧ-диапазона с шумовым спектром 53-78 ГГц, СПМШ =10-18
Вт/см2 • Гц, генерируемым
аппаратом "АМФИТ-0,2/10-01".
Для этого на затылочную область, на расстоянии 5 мм от поверхности кожи
устанавливали раструб аппарата и облучали в течение 20 минут. Животным контрольной
группы имитировали облучение при неработающем аппарате. Электрокардиограмму
регистрировали с помощью установки, состоящей из кардиографа, аналого-цифрового
преобразователя (АЦП) и IBM PC. Сигнал ЭКГ обрабатывали программой спектроанализатора Spectral LAB. При этом рассчитывали кардиоинтервалы. Анализ RR-интервалов осуществлялся по методике
Баевского [3].
Мы остановили внимание на следующих основных числовых
показателях кардиоинтервалограммы: Мо, АМо, ИВР. Мо- мода – наиболее часто встречающаяся величина R-R интервалов, в
исследуемый период времени, АМо – амплитуда моды – ее
процентное значение, ИВР - индекс вегетативного равновесия – частное от деления
АМо на Мо и вариационный размах R-R интервалов в данный
период. По современным представлениям ИВР достаточно доказательно указывает на
соотношение между активностью симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы.
Статистическая обработка
экспериментальных данных проводилась с помощью программы STADIA при использовании t-критерия Стьюдента.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В
экспериментах было установлено, что КВЧ-облучение
затылочной области головы наркотизированных крыс приводило к значимым
изменениям показателей ритмокардиограммы, в отличие
от животных контрольной группы. Эти изменения регистрировались нами сразу после
окончания облучения – на 35 мин
эксперимента (таблица 1).
Таблица 1
Динамика вариабельности сердечного ритма крыс при КВЧ-облучении затылочной области головы.
*- достоверность различия
показателей (р<0,05) по
отношению к контролю
Как видно из таблицы, после
20-минутного облучения мм-волнами затылочной области животного происходит
увеличение АМо при снижении Мо. Кроме того,
уменьшается вариационный размах кардиоинтервалов –
ритм становится более монотонным. Таким
образом, реакция животных на КВЧ-воздействие
проявляется в учащении ритма
сердцебиений и уменьшении размаха его вариаций. В свою очередь, это приводит к
увеличению ИВР. По современным представлениям, такое изменение использованных
показателей соответствует о централизации управления ритмом сердца структурами
ЦНС и отражает повышение тонуса
симпатического отдела вегетативной нервной
системы.
Обсуждение возможных
механизмов полученных эффектов можно провести на двух уровнях – физиологическом
и биофизическом. Считается, что при низкоинтенсивном КВЧ-воздействии на организм первичной мишенью являются
молекулы воды, связанные с белковыми структурами кожного коллагена [4].
Дальнейшая цепь рассуждений может быть следующей. Изменение электретного
состояния коллагена и его пьезоэлектрических свойств (механическая деформация в
результате обратного пьезоэффекта - переориентация
диполей четверки атомов пептидной цепи аминокислотными остатками глицина и пролина) обуславливает возбуждение чувствительных нервных
волокон в кожных рецепторах. Возникшее возбуждение по афферентным нервам
передается в вегетативные центры ЦНС, где и происходит его обработка. В
результате в синаптические
щели и сосудистое русло выделяются многочисленные химические посредники
физиологических реакций – ацетилхолин, адреналин, норадреналин, дофамин и т.д.
Соответственно, изменение констелляции медиаторов и модуляторов в ЦНС приводит
к изменению функционирования вегетативных центров, - изменению эфферентной импульсации по экстракардиальным волокнам вегетативной нервной системы – изменению показателей ритмокардиограммы. Кроме того, сдвигу показателей ритма
сердца могут способствовать и гуморальные посредники, активированные
вегетативными центрами – выделившиеся в сосудистое русло гормоны и др.
Вместе с предполагаемым
механизмом ответа ЦНС на КВЧ-облучение следует учитывать и факт близкого расположения
вегетативных центов к излучателю. Исходя из полученных нами результатов - ускорение
процессов кроветворения, регенерации послеоперационных ран и т.д. при облучении
затылочной области, имеется вероятность прямого действия ЭМИ КВЧ-диапазона на орган-мишень. Т.е. в наших опытах мм-волны
могли активировать непосредственно нейроны вегетативных центров ЦНС – наряду
или без участия кожных рецепторов. В пользу данного
предположения можно привести гипотезу о существовании в организме человека
собственной информационной системы, работающей в КВЧ-диапазоне
[5] и развитие данной гипотезы для
мозговых структур ЦНС, приводимое в настоящем сборнике (В. Н. Крылов): низкоинтенсивное КВЧ-воздействие
непосредственно взаимодействует с КВЧ-излучениями стуктур ЦНС, результатом чего может быть модификация
функции вегетативного статуса организма.
Таким образом, на
основании проведенных экспериментов следует заключить, что низкоинтенсивное
КВЧ-воздействие на затылочную область головы
наркотизированных крыс приводит к определенному изменению регулирования
варьирования сердечного ритма, связанному с повышением вегетативного тонуса
регуляции функций.
ЛИТЕРАТУРА
- Крылов В. Н., Ошевенский Л. В., Дворников
А. В.
Методическое руководство для студентов по специализации курса
"Физиология и биохимия человека и животных". Нижегородский
государственный университет им. Н.И. Лобачевского. 1999.
- Физиология
человека. /Под ред. Г. И. Косицкого. М.,
Медицина. 1985.
- Баевский Р. М. и соавт. Математический анализ
сердечного ритма при стрессе. М., Наука. 1984.
- Родштат И. В. Физиологическая концепция
взаимодействия миллиметровых радиоволн с организмом человека //Сб. докл. Межд. симп. "Миллиметровые
волны нетепловой интенсивности в медицине". М., ИРЭ АН СССР. 1991. Ч.
3. С. 548-553.
5. Севастьянова
Л. А., Бородкина А. Г. и др. Резонансный
характер взаимодействий радиоволн миллиметрового диапазона на биологические
системы. //Сб. статей "Эффекты нетеплового воздействия миллиметрового
излучения на биологические объекты" под ред. Н.Д. Девяткова. М., ИРЭ АН
СССР. 1983. С. 34-37.