CC BY
43
Уварова Ирина Александровна, кандидат биологических наук, доцент кафедры гистологии, ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздрава России, Россия, 410000, г. Саратов, ул. Б. Казачья, д. 112, тел: (8452) 66-98-04, e-mail: meduniv@sgmu.ru.
УДК 612.33:615.849.11:599.323.4]-092.9
© Е.Б. Родзаевская, И.С. Евсеев, А.В. Чупрова, В.Д. Тупикин, 2013
Е.Б. Родзаевская, И.С. Евсеев, А.В. Чупрова, В.Д. Тупикин
ДИНАМИКА КЛЕТОЧНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ В ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ КРЫС ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
РЕЗОНАНСНЫХ (65 ГГЦ, 167 ГГЦ) И НЕРЕЗОНАНСНЫХ ЧАСТОТ (73 ГГЦ, 144 ГГЦ)
ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского»
Минздрава России
Изучена динамика клеточных популяций в тонком кишечнике у крыс под влиянием электромагнитных волн мм-диапазона резонансных и нерезонансных частот, эмпирически установленных для воды и мягких тканей человека. Установлено, что курсовое воздействие ЭМИ резонансных частот (65 и 167 ГГц) не приводит к морфологическим изменениям в структурах тонкого кишечника. Под влиянием нерезонансных частот (73 и 144 ГГц) обнаружены некоторые отличия в клеточном составе покровного эпителия, соединительной ткани и состоянии сосудистой системы.
Ключевые слова: тонкий кишечник, низкоинтенсивное электромагнитное излучение, энтероциты.
E.B. Rodzaevskaya, I.S. Yevseev, A.V. Chuprova, V.D. Tupikin
THE DYNAMICS OF CELLULAR POPULATION IN THE SMALL INTESTINE OF RATS BY LOW-INTENSIVE ELECTROMAGNETIC RADIATION OF DIFFERENT FREQUENCIES OF GHZ-RANGE
The dynamics of cellular populations in small intestines of rats under influencing of electromagnetic waves of mm-range was studied. It was determined that course of influence of electromagnetic waves of resonance frequencies (65 and 167 GHz) did not lead to morphological changes in structures of small intestines. Under the influence of non-resonance frequencies (73 and 144 GHz) some changes in structure of integumentary epithelium, conjunctive tissue and vascular system were found.
Key words: small intestines, low-intencive electromagnetic radiation, enterocytes.
Введение. В настоящее время большой интерес представляет вопрос о влиянии электромагнитных полей миллиметрового диапазона на синхронизацию процессов в живом организме. Достижения биофизики по изучению энергоинформационных свойств биологических объектов позволили подойти к обсуждению вопроса о роли воды в этих процессах. Вода составляет от 65 до 98 % массы клетки, что, очевидно, является объяснением близкой сопоставимости ее резонансного спектра прохождения ММ волн с таковым у живого организма [6, 10].
Вопрос о влиянии миллиметровых волн на биологические среды изучается уже более 40 лет. Экспериментально установлены резонансные частоты радиопрозрачности воды и биологических объектов, которые составляют 50, 65 ГГц и др. На данных частотах низко-интенсивные радиоволны проникают, «транслируются» как в объем, так и из объема ткани и оказывают на организмы терапевтическое действие [6, 10]. По тест-реакциям одноклеточных инфузорий и водорослей в воде был обнаружен «биологический» резонанс на частоте 167 ГГц [9, 12]. В ряде работ [1, 2, 4, 9, 12] разработан вопрос о биологических эффектах электромагнитного излучения (ЭМИ) этих и других частот, однако эта проблема ввиду своей обширности остается недостаточно изученной. Таким образом, актуальной в настоящее время является детализация морфофункциональных изменений, происходящих под воздействием ЭМИ миллиметрового диапазона в различных органах и тканях.
Цель: осуществить сравнительный анализ изменений в динамике клеточных популяций эпите-
лия и соединительной ткани в стенке тонкого кишечника у крыс при воздействии ЭМИ резонансных частот и частот, лежащих вне резонансных пиков.
Материалы и методы исследования. В качестве экспериментального объекта были отобраны 48 белых беспородных крыс-самцов в возрасте 2 месяца, с массой тела 175-200 г. Животные содержались в одинаковых условиях на стандартном пищевом рационе. Крысы были разделены на 5 групп в зависимости от частоты применявшегося излучения (65, 73, 144 и 167 ГГц - по 10 животных в каждой группе), которые в течение 10 дней подвергались 30-минутному воздействию ЭМИ. В контрольной группе (8 крыс) облучение не проводилось, однако выполнялись все манипуляции, применявшиеся в группах с облучением. Группы получили условные обозначения: «Контроль», «65 ГГц», «73 ГГц», «144 ГГц», «167 ГГц». Облучение животных проводилось на базе лаборатории электромагнитных полей Саратовского государственного университета при помощи двух устройств для генерации ММ волн. Первое устройство применялось для групп с облучением на частоте 65 и 73 ГГц. В качестве источника миллиметрового излучения использовался генератор Г4-142. Биологические объекты облучались с помощью пирамидальной рупорной антенны длиной 12 см с апертурой 42 х 50 см2. Плотность потока энергии (ППЭ) в месте расположения биообъекта устанавливалась равной 4 мкВт/см2. Группы «144 ГГц» и «167 ГГц» облучались с помощью установки для генерации ЭМИ в диапазоне частот 120-170 ГГц. Использовалась параболическая антенна с апертурой 15 х 25 см2.
После окончания эксперимента при аутопсии из срединной части тощей кишки вырезались участки одинакового размера, которые отмывались в 0,85 % изотоническом растворе хлорида натрия, фиксировались в 10 % формалине, далее заливались в парафин + воск по стандартным методикам, изготовлялись срезы толщиной 8-10 мкм. Срезы окрашивались гематоксилин-эозином, реактивом Шиффа (ПАС-реакция) для выявления мукополисахаридов, толуидиновым синим - для определения феномена метахромазии. Микроскопия, подсчет плотности клеток на единицу площади микропрепарата (на 0,01 мм2), микрофотосъемка и гистостереометрия проводились при помощи устройства для цифровой визуализации и регистрации микрообъектов с возможностью морфометрического анализа [5].
При анализе результатов учитывались следующие морфологические параметры тонкого кишечника: характер однослойного каемчатого эпителия ворсинок, количество каемчатых и бокаловидных клеток, количество лимфоидных элементов в собственной пластинке слизистой оболочки, состояние системы кровеносных и лимфатических капилляров слизистой оболочки и сосудов подслизистой основы.
Результаты исследования и их обсуждение. У животных в группе условного контроля структура срединного отдела тощей кишки была типичной по строению: слизистая оболочка представлена ворсинками и криптами, отграничена от подслизистой мышечной пластинкой. В эпителии преобладали каемчатые энтероциты, бокаловидные клетки располагались одиночно, нежная строма ворсинок и крипт представлены рыхлой соединительной тканью с узкими просветами кровеносных и лимфатических капилляров. Признаков нодулярной либо диффузной лимфогистиоцитарной инфильтрации не было обнаружено. Подслизистая основа представлена рыхлой соединительной тканью, с хорошо развитой системой кровеносных и лимфатических сосудов, элементами парасимпатического сплетения Мейснера.
При облучении на резонансных частотах (65 и 167 ГГц) состояние каемчатого эпителия по плотности расположения каемчатых и бокаловидных клеток кишечных ворсинок и крипт в эпителии, лимфогистиоцитарных элементов в строме достоверно не изменено по отношению к контролю. Изменения в структуре соединительной ткани и сосудов также не были обнаружены.
У животных опытных групп, которые подвергались курсовому воздействию нерезонансных частот 73 и 144 ГГц, наблюдается ряд отклонений по сравнению с контролем. Так, плотность бокаловидных клеток на 0,01 мм2 в кишечных ворсинках статистически достоверно увеличена на 12,4 % при облучении на частоте 73 ГГц и на 17,0 % - при частоте 144 ГГц, а количество каемчатых энтероцитов было незначительно снижено: на 7,5 % - при 73 ГГц и 12,1 % - при 144 ГГц. Гистостереометрические показатели ворсинок оставались на неизменном уровне во всех наблюдениях. Следовательно, смещение соотношения каемчатых и бокаловидных клеток имело место за счет стимуляции пролиферации и дифференцировки базальных стволовых клеток, что позволяет сделать вывод о напряжении адаптации. Цитоплазма бокаловидных клеток была резко ПАС-положительной, что свидетельствует о высоком содержании в них муцина. Кровеносные и лимфатические капилляры слизистой оболочки расширены, имеют признаки отека и краевого стояния форменных элементов. Стенки сосудов подслизистой основы находятся в состоянии плазматического набухания с явлениями периваскулярной лимфоидной инфильтрации, при окраске толуидиновым синим в соединительной ткани отмечены признаки гамма-метахромазии, что свидетельствует о перераспределении мукополисахаридов в межклеточном матрик-се. Установлено, что в группе крыс, подвергавшихся курсовому облучению 144 ГГц, в строме ворсинок
и крипт наблюдалось увеличение содержания клеток лимфогистиоцитарного ряда, причем инфильтрация имела диффузный характер и неоднородную плотность; среди субпопуляций диффузных скоплений преобладали лимфоциты со зрелым фенотипом и плазматические клетки, отмечены нейтрофиль-ные лейкоциты, гистиоциты. Таким образом, представленные данные свидетельствуют об изменении клеточного состава эпителия ворсинок и крипт, а также об иммуносенсибилизирующем эффекте некоторых нерезонансных режимов низкоинтенсивных электромагнитных излучений.
Следовательно, курсовое воздействие ЭМИ частот 65 и 167 ГГц (резонансных) не вызывает каких-либо значимых морфофункциональных изменений в структурах тонкого кишечника (по крайней мере на данном уровне микроскопического анализа), они имеют черты близкого морфологического сходства с таковым в контрольной группе. Во всех трех указанных группах («65 ГГц», «167 ГГц», «контроль») количественные показатели не имели достоверных отличий друг от друга. Однако в экспериментах с моделированием повреждающего эффекта (3-часовой иммобилизационный стресс у крыс) получены доказательства выраженного восстанавливающего терапевтического влияния курса низкоинтенсивного ЭМИ на частоте 65 ГГц, который приводил к быстрой постстрессорной нормализации структурно-функционального состояния некоторых иммунных и эндокринных органов [11].
В то же время картина качественных и количественных изменений эпителия и стромы тощей кишки у крыс, подвергнутых воздействию курса нерезонансных частот 73 и 144 ГГц, сравнение изучаемых показателей с контролем не оставляют сомнения в негативном влиянии этих частот на ткани тонкого кишечника. Обнаруженные результаты, документирующие характер и объем нарушений в структурно-функциональной организации тканей, не имеют каких-либо специфических признаков, характерных лишь для данного повреждающего фактора. Сходные морфологические изменения отмечены, например, при реакции на интоксикацию или голодание, или стресс другой природы [3]. Увеличение количества и гипертрофия имеющихся бокаловидных клеток (обнаруженная при постановке ПАС-реакции), снижение числа каемчатых эпителиоцитов свидетельствует о развитии защитно-приспособительного процесса в условиях неблагоприятного воздействия.
Особого анализа заслуживает явление повышенной плотности инфильтрации собственной пластинки слизистой оболочки тощей кишки лимфоидными и гистиоцитарными элементами, более всего выраженное при применении низкоинтенсивных электромагнитных излучений с частотой 144 ГГц. Имеется точка зрения, в соответствии с которой ЭМИ приводит к усиленной диссоциации молекул воды, что, в свою очередь, способствует образованию необычно крупных кластеров в структуре связанной воды межклеточного матрикса и вызывает конформационные изменения его компонентов, а также повышает степень гидрофильности мембранных белков клетки. В зависимости от степени гидратации белковых молекул они могут находиться в физиологически активном и пассивном состояниях [6, 7, 9]. Содержание необычно большого количества гидрофильных групп в составе гликопротеи-дов, белков и гликокаликса мембран клеток может нарушать нормальную иммунологическую толерантность и, по сути, инициировать процесс аутоиммунной сенсибилизации. Более того, есть данные, подтверждающие, что достижение критического уровня гидратации белка носит скачкообразный характер [7, 8]. В любом случае, этот вопрос требует дальнейшего изучения.
Заключение. Результаты проведенного исследования позволяют сделать вывод о неблагоприятном влиянии курсового воздействия частотных режимов ЭМИ 73 и 144 ГГц. Установлено также, что при воздействии резонансных частот 65 и 167 ГГц не наблюдается каких-либо существенных изменений в морфологической структуре тонкого кишечника. Полученные данные могут быть использованы для прогноза и профилактики патологических изменений в органах и тканях при воздействии ЭМИ ГГц-диапазона и поиска других частот, имеющих подобные эффекты.
Список литературы
1. Бецкий, О. В. Миллиметровые волны в биологии и медицине / О. В. Бецкий, Н. Д. Девятков // Биомедицинская радиоэлектроника. - 1998. - № 4. - С. 13-29.
2. Брилль, Г. Е. Содержание структурного матрикса воды - ведущий механизм регуляции го-меостаза в живых системах / Г. Е. Бриль, В. И. Петросян, Н. И. Синицын, В. А. Елкин // Биомедицинская радиоэлектроника. - 2000. - № 2. - С. 18-23.
3. Григорьев, П. Я. Клиническая гастроэнтерология / П. Я. Григорьев, А. В. Яковенко. - М. : Медицинское информационное агентство, 2001. - 704 с.
4. Девятков, Н. Д. Миллиметровые волны и их роль в процессах жизнедеятельности / Н. Д. Девятков, М. Б. Голант, О. В. Бецкий. - М. : Радио и связь, 1991. - 168 с.
5. Евсеев, И. С. Цифровая система визуализации микрообъектов / И. С. Евсеев, А. В. Чупрова // Молодежь и наука : итоги и перспективы : мат-лы межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием (г. Саратов, 21-23 ноября 2007 г.). -Саратов : Изд-во Саратовского медицинского университета, 2007. - С. 48.
6. Петросян, В. И. Трансрезонансная функциональная топография. Биофизическое обоснование / В. И. Петросян, М. С. Громов // Миллиметровые волны в биологии и медицине. - 2003. - № 1. -С.14-19.
7. Петросян, В. И. Взаимодействие водосодержащих сред с электромагнитными полями / В. И. Петросян, Н. И. Синицын, В. А. Елкин, О. В. Башкатов // Биомедицинская радиоэлектроника. -2000. - № 2. - С. 10-17.
8. Петросян, В. И. Роль резонансных молекулярно-волновых процессов в природе и их использование для контроля и коррекции состояния экологических систем / В. И. Петросян, Н. И. Си-ницын, В. А. Елкин и др. // Биомедицинская радиоэлектроника. - 2001. - № 5-6. - С. 107-111.
9. Рогачева, С. М. Экологические аспекты действия миллиметрового излучения низкой интенсивности на живой организм / С. М. Рогачева, С. А. Денисова, С. В. Шульгин и др. // Проблемы региональной экологии. - 2008. - № 1. - С. 72-76.
10. Синицын, Н. И. Особая роль системы «миллиметровые волны - водная среда» в природе / Н. И. Синицын, В. И. Петросян, В. А. Елкин и др. // Наукоемкие технологии. - 2001. - Т. 2, № 2. -С. 49-68.
11. Уварова, И. А. Особенности гистофункциональных изменений в эндокринных и иммунных органах под влиянием ЭМИ мм-диапазона / И. А. Уварова, Е. Б. Родзаевская, В. И. Петросян // Миллиметровые волны в биологии и медицине. - 2005. - № 4. - С. 33-38.
12. Шляхтин, Г. В. Изменение биологической активности клеток при комбинированном действии электромагнитного излучения крайне высоких частот и никотина / Г. В. Шляхтин, Е. А. Зотова, Ю. А. Малинина // Известия Самарского научного центра РАН. - 2007. - Т. 9, № 4. - С. 818-822.
Родзаевская Елена Борисовна, доктор биологических наук, профессор кафедры гистологии, ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздрава России, Россия, 410000, г. Саратов, ул. Б. Казачья, д. 112, тел: (8452) 66-98-04, e-mail: meduniv@sgmu.ru.
Евсеев Илья Сергеевич, студент VI курса, ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздрава России, Россия, 410000, г. Саратов, ул. Б. Казачья, д. 112, тел: (8452) 66-98-04, e-mail: meduniv@sgmu.ru.
Чупрова Анастасия Владимировна, студентка VI курса, ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздрава России, Россия, 410000, г. Саратов, ул. Б. Казачья, д. 112, тел: (8452) 66-98-04, e-mail: meduniv@sgmu.ru.
Тупикин Владимир Дмитриевич, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры гистологии, ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздрава России, Россия, 410000, г. Саратов, ул. Б. Казачья, д. 112, тел: (8452) 66-98-04, e-mail: meduniv@sgmu.ru.
УДК 612.017.1:599.323.4:612.65 © И.С. Рожкова, Д.Л. Теплый, Б.В. Фельдман, 2013
И.С. Рожкова1, Д.Л. Теплый2, Б.В. Фельдман1
ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ПЛАЗМЫ КРОВИ КРЫС
:ГОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздрава России 2ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет»
Выявлена возрастная динамика уровня свободнорадикальных процессов в плазме крови крыс-самцов на различных этапах онтогенеза. Наиболее интенсивно процессы перекисного окисления липидов и белков протекают в молодом возрасте.
Ключевые слова: свободнорадикальные процессы, онтогенез, плазма крови.
