Крылов В.Н., Анисимов С.И., Капустина Н.Б., Корнаухов А.В.
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2002, №4(28), с. 55-59.
Представлены результаты анализа действия низкоинтенсивного широкополосного шумового электромагнитного излучения (ЭМИ) КВЧ-диапазона на уровень веществ средней молекулярной массы и общего белка в плазме крови крыс с комбинированным радиационным поражением. Экспериментальные данные позволяют сделать вывод, что такое ЭМИ, генерируемое аппаратом «АМФИТ-0,2/10-0,1», приводит к нормализации уровня средних молекул и общего белка в плазме крови крыс при ежедневном получасовом воздействии на тазовую область в течение 7 суток после нанесенной резаной раны и гамма-облучения.
Введение
Одной из важнейших проблем современной патофизиологии и медицины является терапия комбинированных радиационных поражений (КРП). Совместное воздействие проникающей радиации и других факторов ядерного и неядерного происхождения (травма, ожог и др.) часто происходит практически при всех авариях на АС, военных учениях и т.д. Сложность лечебных мероприятий в этих случаях заключается в том, что при комбинированных поражениях появляются признаки синдрома взаимного отягощения, вносящие качественные изменения в развитии патологического процесса [1]. Соответственно, эффективность терапии будет заключаться в применении таких методов или средств, которые приводят к общим восстановительным процессам в организме. При поиске таких методов и средств может быть актуальным изучение эффективности воздействия ЭМИ КВЧ, широко применяемого для терапии и профилактики многих патологических процессов [2, 3]. Ранее нами было показано, что КВЧ-терапия облученных животных приводит к усилению нарушенного гемопоэза [4] и коррекции гемостаза при КРП [5].
При анализе эффективности лечебных мероприятий при КРП весьма показательно определение в крови пораженного организма уровня веществ среднемолекулярной массы (ВСММ), определяющих развитие целого ряда патологических расстройств в остром периоде КРП [б]. В последние годы получены новые данные о патогенных свойствах группы среднемолекулярных (СМ) пептидов, с накоплением которых в крови связывают развитие аутоинтоксикации при целом ряде заболеваний [1]. Авторами показано, что ионизирующее излучение характеризуется накоплением в крови разнообразной группы СМ пептидов, содержание которых прямо зависит от тяжести лучевой болезни.
В связи с изложенным, в работе было изучено действие низкоинтенсивного широкополосного ЭМИ КВЧ-диапазона со спектральной плотностью мощности шума. (СПМШ), достаточно однородно распределенной по частоте (типа «белый» шум), на содержание веществ средней молекулярной массы и общего белка в крови крыс с комбинированным радиационным поражением.
Материалы и методы
В экспериментах использовали беспородных белых крыс-самцов, массой 180-200 гр. КРП осуществляли путем сочетания резаной линейной кожной раны и гамма-облучением. Животным под эфирным наркозом после предварительной обработки операционного поля 5 % раствором йода скальпелем наносились резаные линейные кожные раны в области спины. Разрез выполнялся вдоль оси тела длиной 5 см на глубину до фасции. Рана сразу ушивалась тремя узловыми швами, наложенными на расстоянии 1см друг от друга.
Гамма-облучение проводилось на установке "АГАТ-С" в дозе 5 Гр, что соответствует тяжелой форме лучевой болезни (ОЛБ I I I) [8]. Животные были поделены на следующие группы (по 10 крыс в группе):
1) интактные;
2) кожная линейная рана;
3) кожная линейная райа+КВЧ-воздействие;
4) гамма-облучение 5 Гр;
5) гамма-облучение 5 Гр+КВЧ-воздействие;
6) кожная линейная рана+гамма-облучение 5Гр;
7) кожная линейная рана + Гамма-облучение 5 Гр + КВЧ-воздейстеие.
Животным б и 7 опытных групп раны наносились за 1-2 часа до воздействия гамма-лучами. Воздействие ЭМИ КВЧ-диапазона с шумовым спектром 53-78 ГГц, с мощностью излучения 1,0-1,2 мкВт, СПМШ ~ 2.10-17 Вт/см2 Гц, генерируемым аппаратом "АМФИТ-0,2/10-01" {7} проводилось на тазовую область в течение 7 дней, ежедневно по 30 минут, начиная с первого дня эксперимента.
На 7-е сутки эксперимента у животных брали кровь из подъязычной вены для определения содержания ВСММ и общего белка рефрактометрическим методом.
Принцип метода определения ВСММ, предложенного М.Я.Малаховой (1995), заключается в осаждении крупномолекулярных частиц плазмы крови раствором ТХУ и регистрации спектральной характеристики водного раствора супернатанта при длинах волн 230-290 нм.
Кровь разводили цитратом Na (3,8 %) в соотношении 9:1, центрифугировали 10 минут при 3000 об/мин. К 1 мл. надосадочной плазмы добавляли 20 % ТХУ (2:1) и центрифугировали 30 минут при 3000 об/мин. После осаждения белков к 0,5 мл. надосадочной жидкости добавляли 4,5 мл дистиллированной воды. Определяли оптическую плотность раствора при длинах волн 230-290нм против контроля - дистиллированной воды.
Экстинкция измерялась на спектрофотометре. Общее содержание ВСММ определялось по формуле:
Количество ВСММ = Е230 +Е240+ Е250+... +Е290 (уел- ед.).
Содержание общего белка определяли на рефрактометре РПЛ-3. В основе рефрактометрии лежит способность сред различно преломлять проходящие через них лучи света. В плазме крови величина рефракции, главным образом, зависит от содержания белков. Сыворотку крови получали путем осаждения форменных элементов в смеси кровь : цитрат натрия (3,8 %) = 9:1 соответственно центрифугированием в течение 10 минут при 3000 обор/мин. Полученные данные переводились по таблице Рейсе в процентное содержание белка.
Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась общепринятыми методами с применением t-критерия Стьюдента.
Результаты и обсуждение
Как видно из таблицы, содержание в плазме крови крыс ВСММ зависело от вида наносимой альтерации организма — оно практически не изменялось при нанесении резаной раны и резко возрастало при радиационном поражении с потенцированием эффекта в случае КРП. Содержание общего белка при этом изменялось разнонаправленно -повышалось при раневом воздействии и снижалось — при облучении или КРП.
Полученные результаты вполне соответствуют литературным данным и отражают патогенез моделируемой альтерации. В случае умеренной по интенсивности резаной раны токсинемии организма, отражаемой в повышении уровня ВСММ, не возникает. Вместе с тем, происходящий воспалительный и регенерационный процессы, естественно, приводят к повышению уровня общего белка, в частности, за счет иммуноглобулинов [8]. При радиационном поражении, в результате активации протеолитических ферментов и прямого разрушения белковых молекул, их содержание падает с соответственным нарастанием уровня ВСММ, основу которых составляют элементы деградации белков с их токсиногенными свойствами. При КРП выявленные закономерности изменения уровня исследуемых веществ сохраняются с некоторой потенциа-цией, в результате взаимного отягощения патологических процессов. В пользу сказанного свидетельствуют и проведенные расчеты соотношения Е280/Е254,что позволяло судить о том, какие из компонентов общей фракции ВСММ в крови — пептидные или непептидные — испытывают большие изменения. Как известно, при длине волны 280 нм находится максимум поглощения ароматических аминокислот, входящих, главным образом, в состав пептидов. После осаждения в испытуемой пробе белков величина Е280 зависит от содержания в ней среднемолекулярных пептидов в то время, как величина Е254 не зависит от содержания в образце пептидов [8]. В наших опытах указанное соотношение Е280/Е254было увеличено во всех опытных сериях.
Низкоинтенсивное воздействие ЭМИ КВЧ-диапазона с шумовым спектром в течение 7 дней на область тазовых костей крыс при нанесении резаной раны не приводило к видимым эффектам изменения содержания в плазме крови исследуемых веществ по сравнению с группами контроля (таблица). В отличие от этого, при другой альтерации — радиационном облучении — применение КВЧ-воздействия приводило к эффектам, которые можно трактовать как терапевтические. Так, из таблицы видно, что в крови достоверно снижалось количество ВСММ и повышалось содержание общего белка по сравнению с контролем. Таким образом, выявлялась тенденция к восстановлению исследуемых показателей к их уровню у интактных животных. В еще большей степени выявленные корригирующие изменения были зарегистрированы при воспроизведении КРП.
Полученные результаты позволяют сделать несколько выводов.
Во-первых, установлено, что в условиях воспроизведения КРП или изолированного лучевого поражения у крыс применение низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ диапазона, генерируемого аппаратом «АМФИТ-0,2/10-0,1», приводит к коррекции как уровня ВСММ, так и общего белка в плазме крови крыс при ежедневном получасовом воздействии на тазовую область в течение 7 суток после гамма-облучения, свидетельствуя о снижении аутоинтоксикации организма животных и интенсификации репарационных процессов. Таким образом, установлено,
что такое излучение оказывает терапевтический эффект. Как следует из приведенных результатов и ранее полученных нами данных, этот эффект проявляется как в виде стимуляции гемопоэза [4] и нормализации гемостаза [5], так и в уменьшении токсинемии плазмы в виде снижения уровня ВСММ и повышения уровня общего белка.
Во-вторых, реакция организма животных при гамма-облучении и КРП на последующее КВЧ-воздействие с использованием аппарата «АМ-ФИТ-0,2/10-01» сущесгвенным образом отличается от имевшей место с применением моногармонического КВЧ-воздействия [II]. А именно: моногармоническое КВЧ-воздействие характеризуется радиопротекторным эффектом [11] и негативно влияет на состояние животных в случае его применения после гамма-облучения.
Мы считаем, что лечебный эффект с применением аппарата «АМФИТ» обусловлен одновременным присутствием в генерируемом КВЧ-сигнале 3-х факторов: в 104 раз более низкой интегральной плотности мощности ЭМИ: шумовым спектром генерируемого сигнала с широкой частотной полосой, одновременно охватывающей несколько терапевтически значимых частот; достаточно равномерным распределением СПМШ в рабочей полосе частот, позволяющим минимизировать воздействие спектральных составляющих, негативно влияющих на состояние организма.
В-третьих, выявленная коррекция в полной мере проявляется при тяжелой альтерации в виде КРП или изолированного радиационного поражения и не возникает при относительно слабой изолированной альтерации в виде кожной резаной раны. Такой кажущийся парадокс, когда ЭМИ КВЧ-диапазона производит эффект при тяжелой альтерации и не влияет на динамику восстановления при относительно слабой, вполне объясним с позиции основных положений КВЧ-терапии [З]. Одна из выявленных авторами закономерностей взаимодействия КВЧ-излучения с живыми системами заключается в том, что эффект в большей степени проявляется при альтерациях функций и практически не возникает при воздействии на нормальные функции здорового организма. Отсюда можно предположить, что резаная кожная рана не приводит к серьезным сдвигам гомеостаза на уровне пептидных и белковых компонентов плазмы крови, и заживление раны обеспечивает «нормальный» воспалительный процесс. Наоборот, при радиационном поражении или КРП в организме резко нарушаются и угнетаются многие функции, особенно в тканях с интенсивно делящимися клетками. Поэтому, согласно описанным нами ранее [9] физиологическим закономерностям о том, что структурно-функциональные единицы организма будут максимально реагировать на внешний стимул при минимальном исходном уровне функции, эффект описанной в опытах КВЧ-терапии крыс оказался наиболее выражен именно при радиационном поражении или его сочетании с другой альтерацией.
Литература
1. Балуда В.П., Бритун А.И., Будагов Р.С. и др.Патогенез и лечение комбинированных радиационно-термическизг поражений. Под ред АФ.Циба, А.И.Бритуна. - М, 1989,128 с.
2. Лебедева Н.Н.. Котровская Т.Н. Экспериментально-клинические исследования в области биологических эффектов миллиметровых волн (обзор, часть 1) // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1999, № 3 (15), сЗ-14.
3. Девятков Н.Д; Голант М.Б., Бецкий О.В. Миллиметровые волны и их роль в процессах жизнедеятельности. М, 1991,168 с.
4.Овощникова Л.В., Корягин A.C; Елисеева А.А. Влияние КВЧ-излучения на систему крови и перекисное окисление липидов при экспериментальной лучевой болезни // Вестн. Нижегородского гос. университета. Сер. Биол. Вып. 2 (4). Миллиметровые волны в биологии и медицине. Н.Новгород, 2001, с.31-36.
5. Kапустина Н.Б.Сивкова Т.Ю., Киликова О.Ю., Крылов В.Н., Логинов В.И. Влияние КВЧ-излучения на систему гемостаза крыс при комбинированном радиационно-травматическом поражении // Там же, с.37-41.
6. 'Владыко АС., Беляков Н..А., Жугаев А.Н., Левицкий А.И. и др. Диагностическое значение уровня молекул средний массы в крови при оценки тяжести эндотоксикации // Вестник хирургии, 1986, т.136, № 8, с.. 126-129.
7. Корнаухов А.В.., Анисиов С.И; Алябина Н..А, Кузнецов В.П; Алейник Д.Я., Заславская М.И., Матвеев Л.В. Аппарат КВЧ-терапии с шумовым излучением "Амфит--0,2/10-01" и некоторые аспекты его применения в медицине. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1999, № 2 (14). с.49-52.
8. Эйдус Л.Х. Физико-химические основы радиобиологических процессов и защита от излучений. М,: Атомиздат, 1979.
9. Крылов В.Н., Maксимов Г.А Физиологические аспекты КВЧ-терапии // Вестн. Нижегородского гос. университета. Сер. Биол. Вып. 2 (4). Миллиметровые волны в биологии и медицине. Н.Новгород, 2001, с.8-15.
10. Севастьянова Л.А., Потапов C.Л., Адаменко В.Г. Комбинированное воздействие рентгеновского и сверхвысокочастотного излучения на костный мозг // Научн. докл. высш. шк. Сер. биофиз. Биол. науки, 1969, № б, с.46.
11. Рыжкова Л.В., Сазонов А.Ю., Гальченко С.В. Экспериментальная оценка возможности применения электромагнитного излучения КВЧ-диапазона при γ-поражении.//С6. трудов 1-го Украинского симпозиума «Физика и техника мм и субмм радиоволн». — Харьков, 1991, ч.2, с.141-142.