CC BY
61
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
Иммунотропные эффекты импульсного низкочастотного электромагнитного поля в эксперименте
А.О.Иванова1, С.А.Обрубов2, С.А.Румянцев2, М.А.Стенина2, С.О.Ключников3, М.Д.Поливода2
поликлиника №4 Управления делами Президента РФ, Москва (главный врач — к.м.н. В.П.Золотов);
2Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И.Пирогова, Москва (и.о. ректора — чл.-кор. РАМН, проф. Н.В.Полунина);
3Центр лечебной физкультуры и спортивной медицины Федерального медико-биологического агентства, Москва
(директор — проф. Б.А.Поляев)
Целью исследования была регистрация иммунотропных эффектов импульсного низкочастотного электромагнитного поля, генерируемого физиотерапевтическим аппаратом, на модели хронической воспалительной патологии у кроликов. Полученные данные свидетельствуют об иммуностимулирующем и противовоспалительном действии данного физического фактора. Иммунотропные эффекты импульсного низкочастотного электромагнитного поля расширяют возможности лечения заболеваний, ассоциированных с иммунодефицитным состоянием.
Ключевые слова: импульсное низкочастотное электромагнитное поле, иммунодефицит, хроническая воспалительная патология
The immunotropic effects of pulse low-frequency electromagnetic field in experiment
A.O.Ivanova1, S.A.Obrubov2, S.A.Rumyantsev2, M.A.Stenina2, S.O.Klyuchnikov3, M.D.Polivoda2
Policlinic №4 of the Department for Presidential Affairs of RF, Moscow (Chief Doctor — PhD V.P.Zolotov);
2The Russian National Research Medical University named after N.I.Pirogov, Moscow (Acting Rector — Corr. Member of RAMS, Prof N.V.Polunina);
3Center for Physical Therapy and Sports Medicine of Federal Medical-Biological Agency, Moscow (Director — Prof. B.A.Polyaev)
The aim of this study was to estimate immunotropic effects of pulse low-frequency electromagnetic field, generated by physiotherapy apparatus, on rabbit's models of experimental chronic inflammatory pathology. The data show immunostimulating and anti-inflammatory effects of this physical factor. The immunotropic effects of pulse low-frequency electromagnetic field extend possibilities of treatment of diseases associated with immunodeficiency. Key words: pulse low-frequency electromagnetic field, immunodeficiency, chronic inflammatory pathology
По современным представлениям в основе патогенеза хронической воспалительной патологии все более значимое место занимает иммунопатогенез. Исходя из этого, обосновано проведение комплексной иммунореабилитации. Однако фармакологическая нагрузка на организм вызывает рост числа аллергических заболеваний, способствует обострению хронических болезней, что указывает на целесообразность
Для корреспонденции:
Иванова Алевтина Олеговна, врач-офтальмолог Поликлиники №4
Управления делами Президента РФ
Адрес: 121151, Москва, Кутузовский пр-т, 20
Телефон: (499) 243-7167
E-mail: ivanova_alevtina@list.ru
Статья поступила 20.12.2011 г., принята к печати 05.06.2012 г.
использования средств, направленных на повышение врожденного иммунитета.
На роль одного из сравнительно перспективных подходов в лечении хронической воспалительной патологии претендуют информационно-волновые технологии с использованием импульсного низкочастотного электромагнитного поля (ИНЭМП), средства которых обладают доказанным терапевтическим действием, не вызывающим в организме токсических и побочных эффектов [1]. Терапия с использованием ИНЭМП дает возможность одновременно воздействовать на различные биологические системы организма, что обуславливает уникальный физиотерапевтический лечебный эффект [1, 2].
Цель исследования — оценить выраженность им-мунотропных эффектов импульсного низкочастотно-
го электромагнитного поля, генерируемого физиотерапевтическим аппаратом, на моделях хронической воспалительной патологии в эксперименте.
Материалы и методы
На проведение экспериментального исследования получено разрешение Этического комитета РНИМУ им. Н.И.Пирогова (протокол № 99 от 28 июня 2010 г.). Исследование проведено на 10 кроликах-самцах породы шиншилла массой тела 2,0-2,5 кг. На 5 кроликах моделировали хроническую воспалительную патологию в виде хронического гломерулонефрита с вторичным тубулоинтерстициальным нефритом [3].
Использовали физиотерапевтический аппарат, генерирующий импульсное низкочастотное квазистационарное электромагнитное поле нетепловой интенсивности с преимущественно электрической составляющей (вид выходного сигнала — импульс напряжения специальной формы; частота следования импульсов — 20-80 Гц; амплитуда импульсов напряжения на облучателе — 14 В).
Воздействие ИНЭМП, генерируемого физиотерапевтическим аппаратом, осуществляли на область головы дистанционно через излучатель, расположенный на расстоянии 20-30 см от глаз. Напряженность поля в зоне воздействия составляла 1-2 мВ/см2, экспозиция поля на одной частоте — 9 мин. При этом частоту следования импульсов ежедневно меняли.
Были сформированы две группы животных: 5 здоровых кроликов, которых не подвергали воздействию ИНЭМП (группа 1), и 5 кроликов с хронической воспалительной патологией, обследованных до воздействия ИНЭМП (группа 2а) и после окончания 10-дневного курса воздействия ИНЭМП (группа 2б). Объектом исследования служила кровь из ушной вены кроликов.
Подсчет клеток крови производили с помощью автоматического анализатора клеток крови в режиме автоматической аспирации с определением гистограммы распределения лейкоцитов по объему, а также диф-ференцировки лейкоцитов по трем параметрам — лимфоциты, нейтрофилы, моноциты. Лимфоциты, не-
сущие мембранные маркеры той или иной субпопуляции иммунокомпетентных клеток, выявляли в реакции прямой иммунофлуоресценции лимфоцитов цельной крови с моноклональными антителами против СЭ3, СЭ4, СЭ8, СЭ16, СЭ19, СЭ56 антигенов, использовали проточный цитометр. Количественное определение в сыворотке крови интерлейкина-1 (ИЛ-1), интерлей-кина-4 (ИЛ-4), интерлейкина-8 (ИЛ-8) и фактора некроза опухоли-а (ФНО-а) проводили с помощью им-муноферментного анализа с использованием монокло-нальных антител к кроличьим цитокинам. В качестве ферментных меток применяли пероксидазу.
Статистический анализ данных проводили с использованием программы «^айБйса V. 6.0», применяли методы параметрической и непараметрической статистики.
Результаты исследования и их обсуждение
Влияние ИНЭМП на циркулирующий пул лейкоцитов крови
Лейкоциты участвуют в иммунных и воспалительных реакциях, обеспечивают распознавание и обезвреживание чужеродных компонентов, устранение измененных и разрушающихся клеток собственного организма и составляют основу антимикробной защиты организма [4]. У кроликов с моделированным хроническим гломерулонефритом с вторичным тубулоинтерстициальным нефритом до воздействия ИНЭМП среднее содержание этих клеток в единице объема крови составило (3,13±0,18) х 109/л и было достоверно снижено (р < 0,05) по сравнению со средним значением в контрольной группе — (3,64±0,07) х 109/л. Кроме того, на фоне хронического воспалительного процесса был зарегистрирован дефицит абсолютного количества циркулирующих в крови нейтрофилов — (1,78±0,11) х 109/л против (1,93±0,06) х 109/л в группе 1 (р = 0,74), а также лимфоцитов — (1,18±0,01) х 109/л против (1,37±0,03) х 109/л в группе 1 (р < 0,01).
Показано, что в группах 2а и 1 есть различия в соотношении основных типов клеток внутри пула
1,7±0,4%
2,1±0,1%
Л
\
37,6±1,1%
А
\
37,8±1,5%
\
39,5±1,3%
53,0±2
А
51,4±1
Лимфоциты И Нейтрофилы РМоноциты
Другие клетки
Рис. 1. Распределение клеток внутри пула лейкоцитов крови в группе здоровых кроликов (А) и кроликов с хронической воспалительной патологией до (Б) и после (В) воздействия ИНЭМП.
* достоверные различия с группой здоровых животных (р < 0,05).
циркулирующих в крови лейкоцитов (рис. 1). До воздействия ИНЭМП у животных с хронической воспалительной патологией (группа 2а) по сравнению с контролем (группа 1) обнаружено достоверное снижение среднего относительного содержания моноцитов (р < 0,05) и увеличение средней доли нейтрофилов (р < 0,05). Таким образом, статистически значимые изменения касаются предшественников тканевых макрофагов и клеток, высвобождающих большое количество биологически активных веществ, усиливающих воспаление и хемотаксис иммунных клеток в очаг [4].
Воздействие ИНЭМП на кроликов с хронической воспалительной патологией по сравнению с исходным, существовавшим до воздействия, уровнем вызвало достоверные (р < 0,05 по всем трем параметрам) снижение абсолютного числа нейтрофилов, увеличение содержания моноцитов и лимфоцитов. Достоверность получаемых различий оценивали с помощью непараметрического критерия знаков. После воздействия ИНЭМП в группе 2б среднее содержание в крови лейкоцитов и моноцитов составило (3,29±0,13) х 109/л и (0,21±0,03) х 109/л соответственно, и достоверно не отличалось от соответствующих показателей группы 1 — (3,64±0,07) х 109/л и (0,28±0,03) х 109/л. Таким образом, воздействие ИНЭМП компенсировало дефицит этих клеток, свойственный кроликам с хронической воспалительной патологией.
Эффект ИНМЭП заметен и в перераспределении клеток внутри пула циркулирующих в крови лейкоцитов (рис. 1). После воздействия произошло достоверное (р < 0,05) увеличение среднего относительного содержания моноцитов и уменьшение среднего относительного содержания нейтрофилов.
Влияние ИНЭМП на популяции лимфоцитов крови
Анализ, направленный на определение количества лимфоцитов, принадлежащих к той или иной функциональной популяции клеток, обнаружил различия между кроликами здоровыми и с хронической воспалительной патологией. Из полученных данных (рис. 2) следует, что до воздействия ИНЭМП у кроликов из группы 2а, в сравнении с контролем, отмечен дефицит абсолютного содержания в крови Т-клеток (СЭ3+), Т-хелперов (СЭ4+), естественных киллеров (1Ж, СЭ16+СЭ56+).
Согласно непараметрическому критерию знаков, воздействие ИНЭМП на кроликов с хронической, воспалительной патологией вызвало достоверное (р < 0,05), по сравнению с исходным уровнем, повышение абсолютного числа Т-лимфоцитов, Т-хелперов и естественных киллеров.
Анализ средних показателей (см. рис. 2) обнаружил, что воздействие ИНЭМП компенсировало существовавшие до начала этого влияния различия между кроликами с хронической воспалительной патологией (группа 2а) и здоровыми животными (группа 1) по величине популяций Т-лимфоцитов, СЭ4-позитивных Т-лимфоцитов, естественных киллеров.
Изменение под воздействием ИНЭМП иммуноре-гуляторного индекса — соотношения Т-лимфоцитов-хелперов и Т-лимфоцитов-киллеров (СЭ4+/СЭ8+) — представлено на рис. 3. При анализе данного индекса у животных с хронической воспалительной патологией выявлено его достоверное снижение, по сравнению с показателем контрольной группы (1,27±0,07 против 1,50±0,05 соответственно). После воздействия ИНЭМП в группе 2б отмечена нормализация дисбаланса СЭ4+ и СЭ8+ клеток с повышением количества Т-лимфоцитов-хелперов (индекс равен 1,48±0,01).
Рис. 2. Абсолютное содержание иммунокомпетентных клеток в крови здоровых кроликов (группа 1) и кроликов с хронической воспалительной патологией до (группа 2а) и после (группа 2б) воздействия ИНЭМП
* достоверные различия с группой 1 (р <0,05); ** достоверные различия с группой 2а (р <0,05).
Рис. 3. Количественное соотношение СР4+- и СР8+-лимфоцитов (иммунорегуляторный индекс) до и после воздействия ИНЭМП
* достоверные различия с группой 1 (р < 0,05); ** достоверные различия с группой 2а (р < 0,05)
Влияние ИНЭМП на содержание цитокинов в крови По сравнению со здоровыми кроликами в крови животных с моделированным хроническим воспалительным процессом зарегистрировано достоверное повышение содержания провоспалительных цитокинов (ИЛ-1, ФНО-а, ИЛ-8) и снижение содержания противовоспалительного цитокина (ИЛ-4) (рис. 4). Согласно критерию знаков, воздействие ИНЭМП вызвало снижение концентрации ИЛ-1 (р < 0,05), ИЛ-8 (р < 0,01), ФНО-а (р < 0,05) и увеличение концентрации ИЛ-4 (р < 0,05).
После воздействия ИНЭМП не выявлено различия средних концентраций ИЛ-1, обладающего выраженным воспалительным и пирогенным действием, и ИЛ-8,
способствующего миграции нейтрофилов в очаг воспаления, от контрольного уровня у здоровых кроликов (р > 0,05). На фоне воздействия ИНЭМП средняя концентрация ФНО-а снизилась, приближаясь к контрольному уровню (р = 0,05). После воздействия ИНЭМП средняя концентрация ИЛ-4 у кроликов с хронической воспалительной патологией была несколько выше, чем в контроле. Однако при данном числе наблюдений эти различия не были статистически значимыми (р > 0,05).
Заключение
При неконтактном воздействии лечебное действие импульсного низкочастотного электромагнитного поля происходит через оптико-, таламо- и гипота-ламо-гипофизарную систему за счет регуляции под-корково-кортикальных биоэлектрических процессов, обмена нейромедиаторов, эндорфинной и иммунной систем, гормональной деятельности эндокринных желез, улучшения нейродинамики [2].
В данном исследовании мы оценили иммунотроп-ное влияние импульсного низкочастотного электромагнитного поля на экспериментальную модель хронической воспалительной патологии у кроликов.
Импульсное низкочастотное электромагнитное поле вызывает перераспределение клеток внутри пула циркулирующих в крови лейкоцитов, оказывает воздействие на содержание отдельных субпопуляций лимфоцитов и концентрацию цитокинов в крови животных с моделированной хронической патологией. Повышение содержания лейкоцитов, лимфоцитов с возрастанием хелперной активности Т-лимфоцитов и моноцитов в крови животных с моделью хронического воспаления после курса воздействия импульсного низкочастотного электромагнитного поля свидетель-
Рис. 4. Изменение содержания цитокинов в крови под влиянием ИНЭМП. Пересчетный множитель для ФНО-а составляет 102, для ИЛ-4 — 10.
ствует об иммуностимулирующем действии данного физического фактора. Снижение уровня нейтрофи-лов, концентрации провоспалительных цитокинов, а также повышение уровня натуральных киллеров и концентрации антивоспалительного цитокина указывает на противовоспалительный эффект импульсного низкочастотного электромагнитного поля.
Таким образом, иммунотропные эффекты импульсного низкочастотного электромагнитного поля расширяют возможности лечения заболеваний, ассоциированных с иммунодефицитным состоянием.
Литература
1. Физиотерапия и курортология / Под ред. В.М.Боголюбова. М.: Изд-во БИНОМ, 2008. Кн. I. 408 с.
2. Порядин Г.В., Обрубов С.А., Иванова А.О. и др. Информационно-волновые технологии: обоснование и методические подходы к применению в педиатрии // Патол. физиол. и экспер. тер. 2009. №3. С.20-23.
3. Обрубов С.А., Хаценко И.Е., Ставицкая Г.В. и др. Ультраструктурные изменения сетчатки при экспериментальном гломерулонефрите // III Российский общенациональный офтальмологический форум: Сб. трудов науч.-практ. конф. с междунар. участием. М., 2010. Т.2. С.186-190.
4. Кишкун А.А. Иммунологические и серологические исследования в клинической практике. М.: МИА, 2006. 536 с.
Информация об авторах:
Обрубов Сергей Анатольевич, доктор медицинских наук, профессор кафедры офтальмологии педиатрического факультета Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н.И.Пирогова
Адрес: 117513, Москва, Ленинский пр-т, 117 Телефон: (495) 936-9207 E-mail: obrubovs@yandex.ru
Румянцев Сергей Александрович, доктор медицинских наук, профессор кафедры онкологии и гематологии педиатрического факультета Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н.И.Пирогова Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, 1 Телефон: (495) 935-6656
Стенина Марина Александровна, доктор медицинских наук, профессор лаборатории фундаментальной и прикладной иммунологии Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н.И.Пирогова Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, 1 Телефон: (495) 434-4565
Ключников Сергей Олегович, доктор медицинских наук, профессор, врач-педиатр организационно-исследовательского отдела Центра лечебной физкультуры и спортивной медицины Федерального медико-биологического агентства Адрес: 121059, Москва, ул. Б.Дорогомиловская, 5 Телефон: (499) 240-4630
Поливода Михаил Дмитриевич, кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник отдела экспериментальной хирургии НИИ фундаментальных и прикладных биомедицинских исследований Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, 1 Телефон: (495) 434-1401
ИЗ ЖИЗНИ УНИВЕРСИТЕТА
Учебники и монографии
Ковальчук Л.В., Ганковская Л.В., Мешкова Р.Я. Клиническая иммунология и аллергология с основами общей иммунологии: Учебник. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. 640 с.
Ковальчук Леонид Васильевич — доктор медицинских наук, профессор, академик РАЕН, заведующий кафедрой иммунологии Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н.И. Пи-рогова, заслуженный деятель науки РФ.
Ганковская Людмила Викторовна — доктор медицинских наук, профессор кафедры иммунологии Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н.И. Пирогова.
Мешкова Раиса Яковлевна — доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой клинической иммунологии и аллергологии Смоленской государственной медицинской академии. Руководитель областного центра аллергологии-иммунологии. Заслуженный врач РФ.
В основу учебника положен многолетний опыт преподавания современной общей и клинической иммунологии на кафедре иммунологии Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н.И. Пирогова и на кафедре клинической иммунологии и аллергологии Смоленской медицинской академии. Методология изложения материала построена на современных представлениях о том, что предмет клинической иммунологии — иммунная система организма, ее структурные и функциональные особенности в норме и при патологии. В связи с этим основное внимание уделяется изложению ключевых вопросов общей иммунологии, дающих знания об иммунной системе человека и ее врожденном и приобретенном компонентах, а также наиболее важных тем клинической иммунологии, включая иммунопатологию, оценку иммунного статуса человека, генетически опосредованные и приобретенные иммунодефициты, аллергические заболевания, иммунотерапию и иммунопрофилактику. Учебник предназначен для студентов медицинских вузов, клинических ординаторов, аспирантов, аллергологов-иммунологов.
Володин Н.Н., Мухина Ю.Г. Детские болезни. Том 1. Неонатология. М.: Династия, 2011. 511 с.
Учебник предназначен для студентов медицинских вузов, обучающихся по специальности «Педиатрия». В данном томе издания представлена информация об организации помощи новорожденным, основные пропедевтические сведения, данные об этиологии, патогенезе, клинике, диагностике и лечении заболеваний у новорожденных. В основу построения учебника положен синдромологический принцип, приведены общие подходы к дифференциальной диагностике заболеваний, сопровождающихся тем или иным синдромом. В приложении представлены справочные материалы и задания для самоконтроля учащихся.
