CC BY
9
ВЛИЯНИЕ ЭМИ КВЧ-ДИАПАЗОНА НА ЧАСТОТАХ МОЛЕКУЛЯРНОГО СПЕКТРА ИЗЛУЧЕНИЯ И ПОГЛОЩЕНИЯ ОКСИДА АЗОТА НА СОСУДИСТУЮ И МЕТАБОЛИЧЕСКУЮ АДАПТАЦИЮ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ТРАВМЫ
А.Г. Полякова, А.Г. Соловьева, П.В. Перетягин
Приволжский исследовательский медицинский университет, Нижний Новгород
Abstract
The results of the study of the influence of broadband electromagnetic noise radiation of various frequency ranges: 53.57-78.33 GHz, 110.0-170.0 GHz and 150.176-150.664 GHz are presented. The dynamics of vascular and metabolic reactions in 25 male Wistar rats was studied in response to a seven-day course irradiation with a power of 1 MCW with a dose of 1.2 MJ under conditions of experimental ischemia of the dorsal skin flap and a contact thermal burn of the III degree on an area of 20% of the body surface. The animals were divided into 5 equal groups (3 experimental ones according to the number of radiation sources used) and 2 control ones (intact and not exposed after injury). It is shown that the nature of the reaction of the microvascular bed and the indicators of pro - and antioxidant protection of rats is determined by the frequency of irradiation. Clinically, in experimental groups of animals treated with radiation at nitric oxide frequencies of 150,176-150.664 GHz, a decrease in the area of ischemic manifestations and the necrosis zone was recorded to 26.3% compared to 46.5% in the control, which was confirmed by the results of laser Doppler flowmetry (LDF). In parallel, there was a decrease in the intensity of lipid peroxidation processes and an increase in the total antioxidant reserves of the blood with an increase in the activity of bio-radical protection enzymes, both in the first case with ischemic disorders and against the background of thermal trauma. The results obtained confirm that nitric oxide is a biogenic vasodilator and has a positive regulatory effect on the state of the body's pro - and antioxidant systems. It can be used in the correction of post-traumatic ischemic and metabolic disorders.
Key words: burn injury, ischemia, blood microcirculation, lipid peroxidation, EHF therapy
Представлены результаты исследования влияния широкополосного шумового электромагнитного излучения различных частотных диапазонов: 53,5778,33 ГГц, 110,0-170,0 ГГц и 150,176-150,664 ГГц. Исследовалась динамика показателей сосудистых и метаболических реакций у 25 крыс-самцов линии Wistar в ответ на семидневное курсовое облучение мощностью 1 мкВт с дозой 1,2 мДж в условиях экспериментальной ишемии дорзального кожного лоскута и контактного термического ожога ША степени на площади 20% поверхности тела. Животные были распределены на 5 равноценных групп (3 опытные по числу используемых источников излучения) и 2 контрольные (интактные и не получавшие облучение после травмы). Показано, что характер реакции
микрососудистого русла и показателей про- и антиоксидантной защиты крыс определяется частотой облучения. Клинически в опытных группах животных, получавших облучение на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц, зарегистрировано уменьшение площади ишемических проявлений и зоны некроза до 26,3% по отношению к 46,5% в контроле, что подтверждалось результатами лазерной доплеровской флоуметрии (ЛДФ). Параллельно отмечалось снижение интенсивности процессов перекисного окисления липидов и возрастание общих антиоксидантных резервов крови с возрастанием активности ферментов биорадикальной защиты как в первом случае с ишемическими нарушениями, так и на фоне термической травмы. Полученные результаты подтверждают, что оксид азота является биогенным вазодилятатором и оказывает положительное регуляторное влияние на состояние про- и антиоксидантных систем организма. Это может использоваться в коррекции посттравматических ишемических и метаболических расстройств.
Ключевые слова: ожоговая травма, ишемия, микроциркуляция крови, перекисное окисление липидов, КВЧ-терапия
В современной травматологии актуальной проблемой является оптимизации исходов реабилитации пациентов, перенесших травмы, включая термические, на основе применения новых медицинских технологий с использованием физических факторов. В последнее время приоритетным считается направление микроволновой терапии, основанной на воздействии электромагнитного излучения (ЭМИ) крайне высокочастотного (КВЧ) диапазона, который имеет минимум осложнений и противопоказаний в клинической практике. Особое внимание уделяется микроволновому отрезку шкалы ЭМИ, в котором содержатся молекулярные спектры излучения и поглощения (МСИП) молекул-мессенджеров, активно участвующих в жизнедеятельности организма. При этом одно из центральных мест в реализации биологического эффекта многие исследователи отводят оксиду азота [1].
Материал и методы исследования
Исследования проводились in vivo на крысах-самцах линии Wistar массой 310-360 г. с соблюдением принципов и правил Европейской Конвенции ET/S 129, 1986 и директив 86/609 ESC. Использовались три источника низкоинтенсивного шумового ЭМИ КВЧ (мощность 1мкВт, доза 1,2 мДж) с различными частотными диапазонами: серийно выпускаемый аппарат «АМФИТ-0,2/10-01» с диапазоном 53,57-78,33 ГГц (ОАО «ФизТех», Pоccия); его экспериментальная модель с диапазоном 110,0-170,0 ГГц, который содержит МСИП биогенных регуляторов NO и О2 и экспериментальный генератор сигнала частот NO - 150,176-150,664 ГГц (ИФМ РАН, Россия).
На первом этапе изучалась динамика микроциркуляторных нарушений в дорзальном кожном лоскуте и показателей перекисного окисления липидов у крыс, оперированных под внутримышечным наркозом (Золетил+Ксила). Курсовое облучение проводилось ежедневно, начиная с первых суток операции на протяжении семи дней на область затылочного бугра в непосредственной близости к ране.
На втором этапе аналогичные исследования проводились на модели контактного термического ожога (КТО) ША степени на площади 20% поверхности тела, который наносили также под наркозом [2]. Случайным образом 25 крыс, участвующих в экспериментах, были разделены на пять равных по численности (п=5) групп: 3 опытные и 2 контрольные (интактные животные и крысы без облучения после травмы).
Площадь ишемических нарушений регистрировали с помощью наложения прозрачного разлинованного трафарета. Контроль динамики микрокровотока в оперированном лоскуте и пограничной области ожоговой травмы осуществляли до нанесения травмы и на 7 сутки по после окончания курса ЭМИ по данным метода лазерной доплеровской флоуметрии (ЛДФ) [3]. Оценивали интегральный показатель микроциркуляции с помощью лазерного анализатора кровотока ЛАКК-М (НИИ «Лазма», Россия). Активность процессов свободнорадикального окисления в плазме и эритроцитах изучали с помощью метода индуцированной биохемилюминесценции на БХЛ-06 (Н.Новгород), оценивали общую антиоксидантную активность и способность биологического объекта к перекисному окислению липидов (ИОЛ). Интенсивность ИОЛ определяли по уровню малонового диальдегида и активности ферментов спектрофотометрическим методом [4,5]. Статистическая обработка проводилась с помощью программы Statistica 6,0 с использованием критерия Вилкоксона. Критическая величина значимости - 0,05.
Результаты
На первом этапе в опытных группах сравнения клинически отмечалось уменьшение площади ишемических проявлений и некроза до 26,3% и 31% соответственно (по отношению к 46,5% в контроле), что подтверждалось результатами ЛДФ. Особенно выраженная динамика была в группе животных, получавших облучение ЭМИ 110,0-170,0 ГГц. У них отмечалось достоверное увеличение перфузии крови в лоскуте за счет факторов как активной, так и пассивной регуляции микрокровотока. Параллельный анализ показателей ИОЛ выявил снижение интенсивности перекисного окисления липидов на 11% по сравнению с контролем.
На втором этапе исследования интенсивность кровотока у животных из групп, получавших облучение ЭМИ 150,179-150,664ГГц и ЭМИ 110,0-170,0ГГц оказалась сопоставимой. По сравнению с контролем (крысы с КТО без лечения) отмечался рост показателя ф<0,05) на 29%, что приближало его к уровню в группе интактных животных. Однако наиболее выражено возрастание уровня перфузии тканей наблюдалось у крыс, получавших облучение ЭМИ на частоте оксида азота
Аналогичным оказалось влияние именно этого диапазона на показатели ИОЛ в плазме крови при ожогах. Активность окислительных процессов снизилась на 31% (по сравнению с 14% в группе, получавших ЭМИ 53,57...78,33 ГГц), а общие антиоксидантные резервы крови по сравнению с контролем возросли на 13%.
Обсуждение и выводы
Зарегистрированный нами факт положительной динамики микроциркуляторных нарушений у крыс в условиях экспериментальной ишемии и контактного термического ожога в раннем посттравматическом периоде в ответ на облучение ЭМИ широкополосными частотными диапазонами 110,0170,0 ГГц и 150,179-150,664 ГГц подтверждает вазодилатационный эффект оксида азота, входящего в оба диапазона. Полученные результаты также позволяют считать, что NO активно влияет на дисметаболические нарушения в системе ПОЛ в раннем посттравматическом периоде, оказывая регуляторное влияние на состояние про- и антиоксидантных систем организма.
Полученные результаты подтверждают значение низкоинтенсивных широкополосных микроволн в медицинской реабилитации, а также подчеркивают необходимость проведения предварительных экспериментальных исследований для внедрения результатов в клиническую практику.
Список литературы
1. Лукин С.Ю., Солдатов Ю.П., Стогов М.В. Комплексная коррекция патофизиологических нарушений у ортопедо-травматологических больных с применением электромагнитных волн терагерцового диапазона на частотах излучения оксида азота // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2018. Т. 95(6). С. 58-66.
2. Перетягин П.В., Соловьева А.Г., Лузан А.С., Воробьев Е.В., Диденко Н.В. Устройство для эспериментального моделирования термической травмы кожи. Патент РФ на полезную модель 179 126(13) U1 МПК A61B 18/04, G09B от 26.04.2018 (RU).
3. Козлов В.И., Азизов Г.А., Гурова О.А., Литвин Ф.Б. Лазерная допплеровская флуометрия в оценке состояния и расстройств микроциркуляции крови. Методическое пособие. М.; 2012: 32.
4. Сибгатуллина Г.В., Хаертдинова Л.Р., Гумерова Е.А., Акулов А.Н., Костюкова Ю.А., Никонорова Н.А., Румянцева Н.И. Методы определения редокс-статуса культивируемых клеток растений: учебно-методическое пособие. Казань: Казанский (Приволжский) Федеральный университет 2011: 61.
5. Сирота Т.В. Новый подход в исследовании реакции автоокисления адреналина: возможность полярографического определения активности супероксиддисмутазы и антиоксидантных свойств различных препаратов // Биомедицинская химия. 2012. Т. 58(1). С. 77-87.
