CC BY
47
УДК 681.51:621.391.008.05
Т. И. Субботина, д-р мед. наук Д. А. Хасая, аспирант
Медицинский институт Тульского государственного университета
Модулирующее воздействие электромагнитных полей на систему регуляции агрегатного состояния крови у крыс линии Vistar (экспериментальное исследование)
Ключевые слова: электромагнитное излучение миллиметрового диапазона, шунгит, регуляция агрегатного состояния крови
В статье представлены результаты исследований воздействия низкоинтенсивного электромагнитного излучения КВЧ-диапазона на систему регуляции агрегатного состояния крови экспериментальных животных и сведения о формировании защитного эффекта при экранировании биологических объектов от источников электромагнитного излучения миллиметрового диапазона шунгитом.
ко-биологических дисциплин на протяжении 12 лет, и принят как эталон для моделирования патологических процессов под воздействием электромагнитного излучения миллиметрового диапазона [1—3].
Целью настоящего исследования явилось изучение отклонений от нормы в системе агрегатного состояния крови под воздействием электромагнитных полей у крыс линии У1в1аг и возможности применения шунгита как материала, экранирующего живой объект от электромагнитного излучения.
Введение
Электромагнитные поля относятся к категории необычных экстремальных воздействий, изменяющих как функциональные показатели, так и структуру тканей и, как следствие, способствующие развитию патологических процессов в организме.
Актуальность изучения влияния электромагнитных полей миллиметрового диапазона на живые организмы обусловлена тем, что: данный вид излучения обладает малой проникающей способностью в ткани, не вызывает тепловых эффектов; механизмы формирования отклонений от нормы до настоящего времени недостаточно изучены и, как правило, сформулированы на уровне гипотез и теорий, а в ряде случаев противоречивы [4—9].
Представляет интерес тот факт, что в ранее выполненных исследованиях были получены достоверные результаты, свидетельствующие о формировании патологических изменений в организме не только подопытных животных, но и их отдаленных поколений, которые были представлены потомками подопытных животных, но непосредственно не подвергались воздействию электромагнитных полей [1—3].
Выбранный режим облучения (частота 37 ГГц, мощность 0,1 мВт/см2 ) был апробирован в исследованиях, проведенных в лаборатории кафедры Меди-
1. Материалы и методы
В соответствии с положениями биоэтики, изучение воздействия магнитного поля на живые организмы допустимо только на экспериментальных животных, с последующей экстраполяцией результатов на организм человека. Для проведения экспериментальных исследований использовались крысы линии Vistar обоих полов одного возраста. Из них были сформированы две экспериментальные группы и одна контрольная. В качестве контрольной группы использовались интактные животные, находившиеся в стандартных условиях вивария.
В первой серии исследований крысы экспериментальной группы подвергались воздействию электромагнитного излучения миллиметрового диапазона с частотой 37 ГГц и мощностью менее 0,1 мВт/см2 при разовой экспозиции 30 мин. Максимальное суммарное время экспозиции составило 90 мин.
Крысы второй экспериментальной группы подвергались воздействию ЭМИ КВЧ с частотой 37 ГГц той же мощности при соблюдении разовой экспозиции 30 мин, но суммарное время экспозиции составило 180 мин, т. е. в два раза превышало время экспозиции в первой экспериментальной группе.
Одновременно часть животных в экспериментальных группах экранировалась от источника ЭМИ КВЧ слоем шунгита толщиной 5 см.
По окончании каждой серии экспериментов у животных всех групп осуществляли забор крови для исследования активности регуляции агрегатного состояния крови по следующим показателям: время рекальцификации, время свертывания крови, концентрация фибриногена, растворимый фибрин, продукты деградации фибрина (ПДФ), концентрация гепарина, активность антитромбина III и активность плазмина. Таким образом, исследовалось изменение показателей как коагулянтов, так и антикоагулянтов.
2. Результаты исследований
Действие электромагнитного излучения крайне высокой частоты на факторы регуляции агрегатного состояния крови характеризовалось снижением активности коагулянтов, о чем свидетельствует прогрессирующее уменьшение показателей времени свертывания крови со 130 с в контроле до 72 и 65 с при суммарном времени экспозиции соответственно 90 и 180 мин и времени рекальцификации плазмы крови с 41 с в контроле до 27 с при времени экспозиции 90 мин и 20 с при времени экспозиции 180 мин.
Представляет интерес тот факт, что при суммарной экспозиции 90 мин и более зафиксировано снижение концентрации фибриногена с 10,6 мкмоль/л в контроле до 8,0 мкмоль/л при экспозиции 90 мин и 6,0 мкмоль/л при экспозиции 180 мин, сопровождающееся одновременным увеличением концентрации растворимого фибрина — соответственно 0,43 мкмоль/л при экспозиции 90 мин и 0,50 мкмоль/л при экспозиции 180 мин (показатель концентрации растворимого фибрина в контроле составляет 0,22 мкмоль/л), а также продуктов деградации фибрина, концентрация которых при суммарной экспозиции 90 мин составила 67,0 нмоль/л, а при суммарной экспозиции 180 мин достигла 70,4 нмоль/л (контрольный показатель ПДФ 42,0 нмоль/л).
Одновременно зафиксировано снижение концентрации гепарина до 0,25 Е/л при суммарной экс-
позиции 90 мин и 0,15 Е/л при суммарной экспозиции 180 мин (контрольный показатель 0,50 Е/л), соответственно закономерным явилось снижение концентрации кофактора гепарина — антитромбина III. Концентрация антитромбина III при суммарной экспозиции ЭМИ КВЧ 90 мин составила 75 %, а при суммарной экспозиции 180 мин снизилась до 65 % (при контрольном показателе 90,3 %). Активность плазмина в контрольной группе животных составила 9 мм2, на 90-й минуте суммарной экспозиции снизилась до 6 мм2, а на 180-й минуте составила 4 мм2.
В целях проверки защитных свойств шунгита от воздействия электромагнитных полей миллиметрового диапазона была сформирована вторая группа экспериментальных животных, которые экранировались от источника ЭМИ КВЧ шунгитным слоем. Режим воздействия ЭМИ КВЧ соответствовал методике, принятой для первой экспериментальной группы. При анализе показателей системы регуляции агрегатного состояния крови у животных, экранированных шунгитом, было установлено, что оцениваемые показатели агрегатного состояния крови характеризовались менее выраженной активностью. В крови крыс, экранированных шунгитом, при суммарной экспозиции 90 мин была выявлена активность коагулянтов и антикоагулянтов, характеризующаяся следующими показателями: время свертывания крови 97 с; время рекальцификации 27 с; концентрация фибриногена в крови 10 мкмоль/л; концентрация растворимого фибрина 10,0 мкмоль/л; ПДФ 51 нмоль/л; концентрация гепарина 0,25 Е/л; активность антитромбина III 75 %; активность плазмина 7,5 мм2. При достижении времени экспозиции 180 мин: время свертывания крови 77 с; время рекальцификации 31 с; концентрация фибриногена 7,6 мкмоль/л; концентрация растворимого фибрина 0,35 мкмоль/л; ПДФ 58 нмоль/л; концентрация гепарина 0,30 Е/л; активность антитромбина III — 81,0 %; активность плазмина 6,0 мм2.
Данные по показателям активности агрегатного состояния крови приведены в табл. 1 и на рис. 1.
I Показатели агрегатного состояния крови
Таблица 1
Показатель
Группы животных
Контроль КВЧ, 90 мин КВЧ, 180 мин КВЧ + шунгит, 90 мин КВЧ + шунгит, 180 мин
130 ± 6,75 72,0 65,0 97,0 77,0
41,0 ± 0,75 27,0 20,0 35,0 31,0
10,6 ± 0,08 8,0 6,00 10,0 11,0
0,22 ± 0,03 0,43 0,50 0,28 0,35
42,0 ± 1,11 67,0 70,4 51,0 58,0
0,50 ± 0,03 0,25 0,15 0,40 0,30
90,3 ± 1,32 75,0 65,0 84,0 81,0
9,0 ± 0,84 6,0 4,0 7,5 6,0
Время свертывания крови, с Время рекальцификации, с Концентрация фибриногена, мкмоль/л Растворимый фибрин, мкмоль/л ПДФ, нмоль/л
Концентрация гепарина, Е/л Активность антитромбина III, % Активность плазмина, мм2
№ 2/2009 |"
биотехносфера
Концентрация фибриногена, K^Kffj^*. ц мкмолъ/л
Рис. 1
Распределение показателей активности агрегатного состояния крови:
— КВЧ, суммарное время экспозиции ISO мин; - — - —■ — КВЧ + шунгит, суммарное время экспозиции
180 мин;- —КВЧ + шунгит, суммарное время экспозиции 90 мин; 1 . . . . —контроль; ■ - —КВЧ,
суммарное время экспозиции 90 мин
Рис. 2 Морфологическая картина ткани печени в конт-I рольной группе (увеличение 15 х 10)
Рис. 3 Множественные микротромбы в синусоидах ткани печени. Суммарное время экспозиции 90 мин (увеличение 15 х 20)
Рис. 4
Тромбообразование в центральной вене печеночной дольки. Суммарное время экспозиции 90 мин (увеличение 15 х 20)
Полученные результаты свидетельствуют о том, что при суммарной экспозиции, превышающей 90 мин, под воздействием ЭМИ КВЧ активируются механизмы формирования внутрисосудистого диссеми-нированного свертывания крови. Активация механизмов ДВС синдрома подтверждается результатами морфологического исследования тканей подопытных животных.
Наиболее ранним и типичным изменением в тканях подопытных животных является расширение сосудов микроциркуляторного русла, сопровождающееся тромбообразованием, слайджем и стазом в капиллярах. Выявленные морфологические изменения коррелируют с функциональными изменениями в системе регуляции агрегатного состояния крови и отражают развитие патанатомических изменений, типичных для ДВС-синдрома (рис. 2-4).
Заключение
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что электромагнитное излучение крайне высокой частоты является био-
физическим фактором, оказывающим негативное влияние на факторы регуляции агрегатного состояния крови и способствующим активации механизмов ДВС-синдрома. Данные результатов, отражающих изменения в исследуемых образцах крови при воздействии ЭМИ КВЧ с изоляцией шунгитом, свидетельствуют о формировании защитного эффекта при экранировании биологического объекта шунгитом.
| Л и т е р а т у р а |
1. Генезис репродукции млекопитающих при КВЧ-облучении/Ю. А. Л у ц е н к о, С. И. М у х и н, Т. И. Субботина и др. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. 134 с.
2. Терешкина О. В. Влияние электромагнитного излучения на репродуктивную функцию млекопитающих: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Тула, 2006. 20 с.
3. Отдаленные эффекты облучения животных низкоинтенсивным КВЧ электромагнитным полем: фактор канцерогенеза/А. К.Жевагин, В. Б. Иванов, Т. И. Субботинаи др. Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот. Т. XII, вып. 1-2. М., 2004. С. 112-117.
4. Блюменфельд Л. А. Решаемые и нерешаемые проблемы биологической физики. М.: УРСС, 2002. 160 с.
5. Човнюк Ю. В., Овсянникова Т. Н. Электромагнитные волны КВЧ-диапазона в биоплазме //Physics of the Alive: Int. Jorn. 2001, vol. 9. P. 12.
6. Чемерис Н. К., Гапеев А. В., Фесенко Е. Е. Некоторые физико-химические механизмы действия электромагнитного излучения КВЧ на клетки животных// Электромагнитные поля и здоровье человека: Материалы 2-й Междунар. конф. «Проблемы электромагнитной безопасности человека. Фундаментальные и прикладные исследования. Нормирование ЭМП: философия, критерии и гармонизации». М., 1999. С. 45-46.
7. Betskii О. V., Devyatkov М. D., Kislov V. V. // Crit. Rev. Biomed. Eng. 2000, vol. 28, N 1. 2. P. 247-268.
8. Devyatkov М. D., Betskii О. V. Biological aspect of low intensity of millimeter waves. M.: Seven Plus, 1994. 336 p.
9. Adey W. R. Physiological signaling across cell membranes and coopertive influences of extremely low frequency electromagnetic fields //H Frohlich. New York: Springer Verlag., 1988. P. 148-170.
№ 2/2009 I'
биотехносфера
