Л. В. Овощникова,
А. С. Корягин, А. А. Елисеева
Нижегородский
государственный университет
Вестник Нижегородского государственного
университета им. Н. И. Лобачевского. Серия Биология. Вып.
2(4). Миллиметровые волны в биологии и медицине. Н. Новгород: Изд-во ННГУ,
2001, с. 31-36.
Исследовано влияние низкоинтенсивного
ЭМИ КВЧ с шумовым спектром на систему крови и перекисное окисление липидов
(ПОЛ) лабораторных животных. КВЧ-воздействие
проводилось на область тазовых костей и затылка после радиационного воздействия
в течение 10 дней ежедневно. Обсуждаются механизмы действия ЭМИ КВЧ на систему
крови и
ПОЛ на основе полученных результатов.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время все большее количество
людей сталкивается с ионизирующим излучением. Поэтому особую актуальность
приобретает поиск новых средств защиты организма от действия
ионизирующего излучения и, что особенно важно, терапии лучевой болезни.
Использование КВЧ-излучения в терапии и профилактике целого ряда
заболеваний человека является одним из активно развивающихся направлений
современной клинической медицины. Электромагнитные волны миллиметрового
диапазона успешно применяются для
лечения болезней органов кровообращения, дыхания, пищеварения, мочеполовой,
нервной и других систем [1]. Были получены первые обнадеживающие
результаты по ослаблению с помощью предварительного воздействия мм-волн
последствий рентгеновского облучения на костный мозг [2]. Однако, данные о
терапевтическом применении КВЧ-излучения при лучевой
болезни единичны, а влияние КВЧ-излучения на
перекисное окисление липидов вообще не изучено.
Настоящая работа
посвящена изучению влияния КВЧ-излучения на некоторые
показатели системы крови и перекисное окисление липидов (ПОЛ) при
экспериментальной лучевой болезни. Целью работы явилась оценка влияния
облучения затылочной области головы и области тазовых костей миллиметровыми
волнами низкой интенсивности с последующим определением в периферической крови
общего количества эритроцитов, ретикулоцитов,
гемоглобина, лейкоцитов и концентрации первичных (диеновых конъюгатов),
вторичных (триеновых конъюгатов)
и конечных (оснований Шиффа) продуктов ПОЛ при
экспериментальной лучевой болезни.
Было
использовано 28 белых беспородных крыс массой 150-180 г. Животных разделили на
4 группы: интактные, контрольные и две опытные. Животных
контрольной и опытных групп подвергли однократному тотальному облучению в дозе
3 Гр, что вызвало развитие острой лучевой болезни. Облучение
проводилось на базе городского онкодиспансера на
терапевтической установке «Агат-С». Мощность облучения – 1 Гр/мин.
КВЧ-терапию начинали через 1 час после облучения в
области тазовых костей (1-я опытная группа) и затылочной области головы (2-я
опытная группа). Животные контрольной группы лечению не подвергались. Лечение
проводилось с помощью аппарата КВЧ-терапии с шумовым
излучением «АМФИТ-0,2/10-01» в течение 10 дней по 20 минут ежесуточно. Аппарат
разработан в НИФТИ ННГУ и производится серийно [3]. Диапазон частот составляет
53,57- 78,33 ГГц. Мощность излучения шумового сигнала равна 0,2-1,5 мкВт.
Животные всех групп находились под эфирным наркозом в течение каждого сеанса
терапии. Кровь для анализа брали из подъязычной вены на 1, 8 и 15 сутки сразу
после окончания лечения, что соответствует 11, 18 и 25 суткам со дня облучения.
В крови определяли общее количество эритроцитов, гемоглобина, ретикулоцитов, лейкоцитов, содержание первичных (диеновых конъюгатов), вторичных (триеновых
конъюгатов) и конечных (оснований Шиффа)
продуктов перекисного окисления липидов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Системой,
степень поражения которой определяет тяжесть и исход лучевой болезни при дозах
облучения до 10 Гр, является система крови и кроветворения
[4]. Клиническое течение острой лучевой болезни целиком определяется динамикой
истощения и последующего восстановления системы крови [5]. В ходе проведенных
исследований были получены следующие результаты. Спустя сутки после окончания
лечения и в течение дальнейшего исследования в контрольной группе наблюдалась эритропения, анемия и ретикулопения
по отношению к интактным животным, хотя эритропения была выражена в меньшей степени, что можно
объяснить меньшей чувствительностью эритроцитов к ионизирующим излучениям малых
доз [5].
Применение КВЧ-терапии оказало существенное влияние на течение лучевой
болезни. Так у животных опытных групп содержание гемоглобина уже на первые
сутки после окончания лечения было значительно выше, чем в контроле (таб.1).
Можно сделать вывод, что КВЧ-излучение стимулирует
образование предшественников эритроцитов и способствует белковому обмену в них.
В течение
исследования количество ретикулоцитов также
возрастало в опытных группах уже с 11-х суток после облучения, но только на
18-е сутки в опытных группах их количество было больше, чем в контрольной
группе. Вероятным кажется, что в результате воздействия КВЧ-излучением
в области головного мозга повышается секреция гормонов передней доли гипофиза,
оказывающих стимулирующее влияние на эритропоэз и
синтез гемоглобина. При действии КВЧ-излучением на
тазовую область мы воздействовали непосредственно на почки, половые железы и
кору надпочечников, в результате чего наблюдалось увеличение количества
гемоглобина и ретикулоцитов, вероятно, за счет
увеличения синтеза эритропоэтина и стероидных гормонов. Нельзя исключать опосредованного
влияния на эти процессы гипоталамо-гипофизарной системы.
Таблица 1
Динамика изменения
содержания гемоглобина (г/л) при КВЧ-терапии
облученных животных
|
Условие опыта |
сутки |
после |
лечения |
|
|
1 |
8 |
15 |
|
Интактные животные M±m |
90,5±18,22 |
105,9±3,36 |
103±11,27 |
|
Контроль M±m р2 |
72,4±13,66 >0,05 |
84,5±10,43 <0,05 |
77,33±3,84 <0,05 |
|
КВЧ-терапия в области
мозга M±m р1 p2 |
158,6±17,4 <0,05 <0,05 |
116,8±16,68 <0,05 >0,05 |
106,7±10,41 <0,05 >0,05 |
|
КВЧ-терапия в области таза M±m р1 p2 |
136±22,38 <0,05 <0,05 |
108±11,15 <0,05 >0,05 |
100±8,16 <0,05 >0,05 |
р1<0,05-достоверно
по отношению к контролю
p2<0,05-достоверно по отношению к интактным
животным
В ходе
эксперимента также было установлено, что g-излучение снижало количественные показатели белой крови.
Общее количество лейкоцитов в контрольной группе в течение всего эксперимента
было на 69-72% меньше, чем у интактных животных
(таб.2). Основной причиной катастрофического опустошения костного мозга,
происходящего в самые ранние сроки после облучения, состоит в резком торможении
процессов клеточного деления при продолжающемся с неизменной скоростью
поступлении зрелых элементов на периферию [6].
Общее количество
лейкоцитов в опытных группах на протяжении всего эксперимента превышало
количество клеток контрольной группы на 20-35%. Это можно объяснить тем, что КВЧ-излучение оказывает стимулирующее
Таблица 2
Динамика изменения общего
количества лейкоцитов при КВЧ-терапии
облученных животных
|
Условие опыта |
Сутки |
после |
лечения |
|
|
1 |
8 |
15 |
|
Интактные животные M±m |
6,43±0,44 |
8,56±0,25 |
9,46±0,46 |
|
Контроль M±m p2 |
1,90±0,03 <0,05 |
1,90±0,26 <0,05 |
2,46±0,29 <0,05 |
|
КВЧ-терапия в области
мозга M±m р1 p2 |
4,13±0,13 <0,05 >0,05 |
4,60±0,26 <0,05 >0,05 |
4,44±0,22 <0,05 >0,05 |
|
КВЧ-терапия в области таза M±m р1 p2 |
4,15±0,28 <0,05 >0,05 |
4,5±0,29 <0,05 >0,05 |
4,65±0,17 <0,05 >0,05 |
р1<0,05-достоверно
по отношению к контролю
p2<0,05-достоверно по отношению к интактным
животным
влияние на лейкопоэз и, таким образом, повышает защитные иммунологические
реакции организма.
Облучение
контрольных животных вызвало увеличение продуктов перекисного окисления
липидов. Содержание диеновых конъюгатов
выросло примерно на 30% по сравнению с интактными
животными. Содержание триеновых конъюгатов
увеличивается постепенно и к 18-м суткам после облучения превышает норму почти
в 3 раза. Накопление продуктов ПОЛ связано с развитием пострадиационных
свободно-радикальных реакций [7]. Конечный результат поражающего действия
радиации мы можем наблюдать по изменению содержания оснований Шиффа (таб.3). Их количество на 11-е сутки после облучения
возросло в 3,5 раза по сравнению с нормой. Это говорит об истощении антиоксидантной системы. Но к 18-м суткам, а еще более к
25-м суткам замечено снижение концентрации оснований Шиффа,
что говорит о начале репарационного процесса и восстановлении антиоксидантной системы.
Таблица 3
Динамика изменения
содержания оснований Шиффа при КВЧ-терапии
облученных животных
|
Условие опыта |
Сутки |
после |
лечения |
|
|
1 |
8 |
15 |
|
Интактные животные M±m |
218,3±61,7 |
293±5,8 |
268±38,7 |
|
Контроль M±m р2 |
690±11,8 <0,05 |
493±9,8 <0,05 |
333±19,9 <0,05 |
|
КВЧ-терапия в области
мозга M±m р1 p2 |
622±27,8 >0,05 <0,05 |
613±31,2 <0,05 <0,05 |
533±24,4 <0,05 <0,05 |
|
КВЧ-терапия в области таза M±m р1 p2 |
229±12,9 <0,05 >0,05 |
219±21,4 <0,05 <0,05 |
282±12,5 <0,05 >0,05 |
р1<0,05-достоверно
по отношению к контролю
p2<0,05-достоверно по отношению к интактным
животным
У животных,
прошедших КВЧ-терапию в затылочной области, замечено,
что содержание диеновых конъюгатов возрастает в 2,5
раза по сравнению с контролем. Следовательно, КВЧ-излучение
усиливает уже идущий процесс ПОЛ. Головной мозг является органом с высокой
предрасположенностью к индукции свободно-радикальных
реакций. На 18-е сутки количество диеновых конъюгатов возрастает в 5 раз. К 25-м суткам их количество
снижается, оставаясь выше уровня интактных животных.
В содержании триеновых конъюгатов снижения не
было замечено даже к 25-м суткам после облучения. Их содержание возросло по
сравнению с контролем в 5 раз. По-видимому, это обусловлено спецификой ПОЛ в
головном мозге [8]. Содержание оснований Шиффа
постепенно уменьшается к концу периода наблюдений, но остается выше контроля.
Это говорит о неэффективности КВЧ-терапии на
затылочную область головы.
У животных,
прошедших КВЧ-терапию в области таза, наблюдался
подъем уровня первичных продуктов пероксидации. На
11-е сутки после облучения содержание диеновых конъюгатов
в 4 раза превышало значение интактных животных. На
18-е сутки их концентрация возросла до 512%, а через неделю снизилась до 270%.
Миллиметровое
воздействие на тазовую область сопровождалось увеличением содержания триеновых конъюгатов до 285% на
11-е и до 590% на 18-е сутки. К концу эксперимента их концентрация снизилась до
378% по сравнению с интактными животными. Содержание
оснований Шиффа в опытной группе на протяжении всего
эксперимента оставалось близким к значениям интактных
животных (74-105%).
Увеличение
содержания диеновых и триеновых конъюгатов
связано, по-видимому, с усилением пролиферации клеток в кроветворных органах,
на что также указывает и динамика изменения ретикулоцитов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенные
исследования показали, что КВЧ- излучение при терапии
острой лучевой болезни усиливает процессы пролиферации клеток, различные
энергетические процессы и биосинтез белка. На это указывает более высокое
содержание гемоглобина, ретикулоцитов и лейкоцитов по
сравнению с контролем. Данное излучение практически не оказывает влияние на
содержание эритроцитов.
Действие КВЧ-излучения на затылочную область стимулирует активность свободно-радикальных процессов, увеличивая содержание
первичных, вторичных и конечных продуктов ПОЛ. Поэтому применение КВЧ-излучения в области головы не рекомендуется.
Действие КВЧ-излучения на область тазовых костей сопровождается
увеличением содержания диеновых и триеновых конъюгатов в течение первых двух недель после окончания
лечения и снижением их концентрации к концу эксперимента. Уровень оснований Шиффа, свидетельствующих о тяжести поражающего действия
радиации на биологические мембраны, остается близким к уровню интактных животных в течение всего периода наблюдений.
Полученные
результаты указывают на перспективность применения миллиметровых волн в
качестве неспецифического терапевтического средства при лечении острой лучевой
болезни, однако для достижения максимального лечебного эффекта проведение
одного курса КВЧ-терапии недостаточно.
ЛИТЕРАТУРА
1. Корнаухов А. В., Анисимов С.
И., Алябина Н. А. и др. Аппарат КВЧ-терапии
с шумовым излучением "Амфит 0,2/10-0,1" и
некоторые аспекты его применения в медицине. //Миллиметровые волны в биологии и
медицине. №2 (14). 1999. С. 49-52.
2. Лебедева Н. Н., Котровская Т. И. Экспериментально-клинические исследования в области
биологических эффектов миллиметровых волн. //Миллиметровые волны в биологии и
медицине. №3 (15). 1999. С. 3-12.
3. Корнаухов А. В. и др. Аппарат КВЧ-терапии
шумовым излучением "АМФИТ-0,2/10-01". //Материалы III
международной научно-технической конференции "Физика и радиоэлектроника в
медицине и биотехнологии". Владимир. ВГУ. 1998. С. 75-76.
4. Хансон К. П., Когнар
В. Е.
Молекулярные механизмы радиационной гибели клеток. М., Энергоиздат.
1985.
5. Жербин Е. А., Чухлович
А. Б.
Радиационная гематология. М., Медицина. 1989.
6. Ярмоненко С. П. Радиобиология человека и
животных. М., Высшая школа. 1988.
7. Барабой В. А., Орел В. Э.,
Карнаухов И. М. Перекисное окисление и радиация. Киев. 1991.
8. Halliwell B.
Free radicals, oxygen toxity and aging. In age
pigments, ed. Cohan R.S., Elsevier Nosta.