Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,087

ГЕМОДИНАМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПРЕВЕНТИВНОГО РЕЖИМА ТГЧ-ОБЛУЧЕНИЯ НА ЧАСТОТАХ МОЛЕКУЛЯРНОГО СПЕКТРА ИЗЛУЧЕНИЯ И ПОГЛОЩЕНИЯ ОКСИДА АЗОТА У ЖИВОТНЫХ ПРИ ОСТРОМ СТРЕССЕ

Киричук В.Ф., Великанова Т.С., Иванов А.Н.
Изучено влияние превентивного режима облучения электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц на показатели гемодинамики в артериях белых крыс при остром иммобилизационном стрессе. Показано, что ТГЧ-воздействие на указанных частотах способно оказывать адаптогенный эффект, проявляющийся в отсутствии постстрессорных изменений в линейной скорости кровотока в магистральных сосудах у экспериментальных животных.
гемодинамика
линейная скорость кровотока
ТГЧ-волны
оксид азота

В условиях современной жизни в связи с увеличением технических средств на производстве и растущей урбанизацией на организм человека оказывают влияние новые факторы окружающей среды (шум, пыль, вибрация, излучение компьютерной техники и т.д.), которые с точки зрения адаптационной теории Г. Селье можно назвать стрессорами. Они способствуют возникновению адаптации человека к новым условиям среды. Однако чрезвычайные по силе и продолжительности стрессоры приводят к срыву адаптации, и действие таких адаптогенных гормонов и метаболитов, как глюкокортикоиды и катехоламины, становится отрицательным. Особое значение при этом имеет поражение сердечно- сосудистой системы, так как именно данная патология лидирует среди показателей инвалидности и смертности в России и мире [4]. В патогенезе заболеваний сердечно-сосудистой системы важную роль играет нарушение системной гемодинамики, приводящее к изменению адекватной перфузии органов и тканей кислородом и питательными веществами. Противостоять возникновению болезней адаптации могут мощные стресс-ли-
митирующие системы центрального и периферического действия, в том числе система оксида азота, который является нейромедиатором, эндогенным вазодилататором и антиагрегантом [7].

Известные в настоящее время способы фармакологической регуляции оксида азота влекут за собой нежелательные, а иногда и вредные побочные эффекты [5]. В связи с этим в настоящее время ведутся поиски новых немедикаментозных, неинвазивных методов поддержания физиологической концентрации и регуляции синтеза оксида азота. Одним из таких методов является применение низкоинтенсивного излучения миллиметрового и субмиллиметрового диапазона частот или ТГЧ-терапия. ТГЧ-диапазон интересен прежде всего тем, что в нем находятся молекулярные спектры излучения и поглощения (МСИП) важных клеточных метаболитов, таких как оксид азота, оксид углерода и кислород [3].

В связи с этим целью настоящего исследования явилось изучение влияния превентивного режима ТГЧ-облучения на показатели гемодинамики у белых крыс в состоянии острого иммобилизационного стресса и возможность выработки устойчивости животных к последующему за облучением стрессу.

Материал и методы

Для решения поставленной цели проводили исследование на 75 самцах белых нелинейных крыс массой 180-220 г. В качестве модели нарушений показателей гемодинамики нами использовался острый иммобилизационный стресс.

Облучение животных электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц проводилось аппаратом для КВЧ терапии «Орбита» [1]. Облучалась поверхность кожи площадью 3 см2 над областью мечевидного отростка грудины. Облучатель располагался на расстоянии 1,5 см над поверхностью тела животного. Однократное облучение животных перед острым иммобилизационным стрессом проводилось в течение 5, 15 и 30 минут.

Исследование кровотока в брюшной аорте и бедренной и сонной артериях осуществляли с помощью ультразвукового портативного микропроцессорного допплерографа ММ-Д-Ф («Minimax», Россия) [2]. Использовали ультразвуковой допплеровский преобразователь с рабочей частотой ультразвукового зондирования 10 МГц [12]. Регистрировались следующие показатели гемодинамики: средняя линейная скорость кровотока (Vam), средняя линейная систолическая скорость кровотока (Vas), средняя линейная диастолическая скорость кровотока (Vad) и градиент давления (PG).

Исследуемые животные составили 5 групп по 15 особей в каждой:

1 - контрольная (интактные животные);

2 - сравнительная, включала животных в состоянии острого иммобилизационного стресса;

3, 4, 5 - опытные, содержала животных, подвергшихся 5, 15, 30-минутному ТГЧ-облучению перед острым иммобилизационным стрессом.

Статистическая обработка полученных данных осуществлялась при помощи программы Statistica 6.0. Проверялись гипотезы о виде распределений (критерий Шапиро‒Уилкса). Большинство полученных данных не соответствует закону нормального распределения, поэтому для сравнения значений использовался U-критерий Манна‒Уитни.

Результаты

Показано, что в состоянии острого иммобилизационного стресса происходит изменение показателей гемодинамики, что сопровождается статистически достоверным, по сравнению с группой контроля, увеличением средней линейной, средней линейной систолической, средней линейной диастолической скоростей кровотока и градиента давления (табл. 1, 2). Так, в брюшной аорте линейная скорость кровотока увеличивается на 26 %, систолическая - на 15 %, диастолическая - на 77 %, градиент давления - на 34 %. В бедренной артерии происходит увеличение линейной скорости кровотока на 50 %, систолической - на 23 %, диастолической - на 25 %, градиент давления увеличился на 67 %. В сонной артерии изменения показателей гемодинамики по сравнению со стрессом незначительны - в среднем на 3-4 %, что указывает на поддержание перфузии головного мозга на постоянном уровне (табл. 3).

При ТГЧ-облучении на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 5 минут крыс-самцов перед развитием острого иммобилизационного стресса в брюшной аорте и бедренной артерии возникает адаптивная реакция к стрессорному агенту, так как все исследуемые показатели гемодинамики остаются в нормальных, стабильных пределах, характерных для животных группы контроля. Дальнейшее увеличение времени экспозиции до 15 и 30 минут также не вызывают роста биологического эффекта ТГЧ-облучения на показатели гемодинамики (см. табл. 1, 2).

Таблица 1

Показатели гемодинамики в брюшной аорте при экспериментальной стресс-реакции
и различных временных режимах превентивного ТГЧ-облучения на частотах
молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц

Показатели

Контроль

Иммобили-зационный стресс

Время воздействия облучения (мин)
перед стрессом

5 мин

15 мин

30 мин

Vam

средняя линейная

скорость (см/с)

15,2

(14,04-15,8)

17,7

(17,17-20,6)

Z1 = -4,33446

P1 = 0,000015

15,05

(14,35-15,72)

Z1 = 0,154672

P1 = 0,87708

Z2 = 4,025768

P2 = 0,000001

15,85

(5,19-16,43)

Z1 = -1,80775

P1 = 0,070646

Z2 = 4,70016

P2 = 0,000003

15,94

(15,39-16,66)

Z1 = -1,74574

P1 = 0,080857

Z2 = 4,058853

P2 = 0,000049

Vas

средняя систолическая

скорость (см/с)

34,5

(32,93-37,64)

40,56

(35,28-43,91)

Z1 = -2,6546

P1 = 0,007941

32,54

(29,79-36,85)

Z1 = 1,361114

P1 = 0,173479

Z2 = 3,511056

P2 = 0,000446

34,5

(29,79-36,85)

Z1 = 0,66887

P1 = 0,503580

Z2 = 3,109337

P2 = 0,001875

32,54

(28,23-34,5)

Z1 = 2,02943

P1 = 0,042416

Z2 = 3,666061

P2 = 0,000246

Vad

средняя диастолическая

скорость (см/с)

3,13

(0,78-4,7)

3,92

(3,13-6,27)

Z1 = -2,0739

P1 = 9,038089

1,56

(0,78-3,13)

Z1 = 1,562188

P1 = 0,118245

Z2 = 3,743064

P2 = 0,000182

2,35

(0,78-4,7)

Z1 = -0,054237

P1 = 0,95675

Z2 = 2,07897

P2 = 0,037626

2,35

(0,78-3,92)

Z1 = 0,63283

P1 = 0,526844

Z2 = 2,531328

P2 = 0,011364

PG

градиент давления

(мм.рт.ст.)

0,46

(0,4-0,54)

0,64

(0,49-0,73)

Z1 = -2,63386

P1 = 0,008443

0,4

(0,36-0,51)

Z1 = 1,05177

P1 = 0,292906

Z2 = 3,232646

P2 = 0,001227

0,46

(0,33-0,51)

Z1 = 0,37963

P1 = 0,704222

Z2 = 2,964716

P2 = 0,00303

0,4

(0,31-0,46)

Z1 = 1,96396

P1 = 0,049535

Z2 = 3,513308

P2 = 0,000443

Примечание: в каждом случае приведены средняя величина (медиана - Ме), нижний и верхний квартили(25; 75 %) из 15 измерений.Z1, p1 - по сравнению с группой контроля; Z2, p2 - по сравнению с группой животных в состоянии стресса.

В сонной артерии значительных изменений исследуемых показателей гемодинамики под влиянием ТГЧ-облучения в течение 5, 15 и 30 минут по сравнению с группой контроля не наблюдается, что указывает на поддержание перфузии головного мозга на постоянном уровне (табл. 3).

Следовательно, воздействие превентивного режима ТГЧ-облучения на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц предотвращает развитие постстрессорных нарушений в гемодинамике у экспериментальных животных.

Таблица 2

Показатели гемодинамики в бедренной артерии при экспериментальной стресс-реакции
и различных временных режимах превентивного ТГЧ-облучения на частотах
молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота150,176-150,664 ГГц

Показатели

Контроль

Иммобилизационный стресс

Время воздействия облучения (мин) перед стрессом

5 мин

15 мин

30 мин

Vam

средняя линейная

скорость (см/с)

9,67

(8,48-10,39)

13,13

(12,01-13,91)

Z1 = -4,45889

P1 = 0,000008

10,15

(8,89-12,58)

Z1 = -1,11400

P1 = 0,265280

Z2 = 3,20983

P2 = 0,001328

10,46

(7,78-11,95)

Z1 = -1,24434

P1 = 0,213375

Z2 = 3,46342

P2 = 0,000533

11,02

(8,09-13,22)

Z1 = -1,01621

P1 = 0,309529

Z2 = 2,5509

P2 = 0,010745

Vas

средняя линейная

систолическая скорость

(см/с)

21,17

(19,6-22,74)

24,30

(23,52-28,23)

Z1 = -3,85746

P1 = 0,000115

21,95

(20,38-22,74)

Z1 = -1,03848

P1 = 0,299050

Z2 = 3,37977

P2 = 0,000726

22,74

(19,60-25,09)

Z1 = -1,63838

P1 = 0,101343

Z2 = 1,80430

P2 = 0,071186

21,95

(18,82-24,3)

Z1 = -0,954

P1 = 0,340087

Z2 = 2,44721

P2 = 0,014397

Vad

средняя линейная

диастолическая скорость

(см/с)

-1,57

(-2,36-0,78)

1,56

(0,78-3,92)

Z1 = -3,65007

P1 = 0,000262

0,00

(-2,36-0,78)

Z1 = -0,45315

P1 = 0,650439

Z2 = 3,34200

P2 = 0,000832

-0,79

(-2,36-1,56)

Z1 = -0,477

P1 = 0,633364

Z2 = 2,46795

P2 = 0,01359

0,01

(-0,79-1,56)

Z1 = -1,63838

P1 = 0,101343

Z2 = 2,38499

P2 = 0,01708

PG

градиент давления

(мм рт. ст.)

0,17

(0,14-0,19)

0,23 (0,21-0,33)

Z1 = -3,79524

P1 = 0,000148

0,17

(0,16-0,19)

Z1 = -0,92519

P1 = 0,354869

Z2 = 3,39865

P2 = 0,000677

0,19

(0,14-0,25)

Z1 = -1,61764

P1 = 0,105740

Z2 = 1,82503

P2 = 0,067997

0,17

(0,12-0,23)

Z1 = -0,82956

P1 = 0,406787

Z2 = 2,57104

P2 = 0,010122

Примечание: в каждом случае приведены средняя величина (медиана - Ме), нижний и верхний квартили (25; 75 %) из 15 измерений. Z1, p1 - по сравнению с группой контроля; Z2, p2 - по сравнению с группой животных в состоянии стресса.

Таблица 3

Показатели гемодинамики в сонной артерии у крыс-самцов при острой стресс-реакции
и различных временных режимах превентивного ТГЧ- облучения на частотах
молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота150,176-150,664 ГГц

Показатели

Контроль

Иммобилизационный

стресс

Время воздействия облучения (мин) перед стрессом

5 мин

15 мин

30 мин

Vam

средняя линейная

скорость (см/с)

13,44

(12,92-13,70)

13,79

(13,13-14,01)

Z1 = -1,80430

P1 = 0,071186

13,73

(13,40-14,1)

Z1 = -1,69929

P1 = 0,089266

Z2 = -0,16270

P2 = 0,870756

13,86

(13,62-14,04)

Z1 = -1,91171

P1 = 0,055914

Z2 = -0,27639

P2 = 0,782247

13,67

(13,30-14,35)

Z1 = -1,54346

P1 = 0,122721

Z2 = 0,086711

P2 = 0,930901

Vas

средняя линейная

систолическая

скорость (см/с)

29,01

(25,87-32,93)

29,79

(29,01-32,93)

Z1 = -0,78808

P1 = 0,430649

27,84

(25,87-31,3)

Z1 = 0,59656

P1 = 0,550802

Z2 = 1,77160

P2 = 0,076462

25,87

(25,09-29,01)

Z1 = 1,68139

P1 = 0,092689

Z2 = 2,671790

P2 = 0,007545

26,66

(25,09-29,7)

Z1 = 1,63017

P1 = 0,103067

Z2 = 2,826779

P2 = 0,004702

Vad

(средняя

диастолическая

скорость) см/с

1,56

(0,78-2,35)

3,13

(1,56-3,13)

Z1 = -1,24434

P1 = 0,213375

3,13

(1,56-3,92)

Z1 = -2,07892

P1 = 0,037626

Z2 = -1,03042

P2 = 0,302814

2,35

(2,35-3,92)

Z1 = -1,93474

P1 = 0,053023

Z2 = -0,43762

P2 = 0,661662

2,35

(1,56-3,13)

Z1 = 0,068618

P1 = 1,85394

Z2 = 0,017342

P2 = 0,986164

PG

(градиент давления)

мм рт. ст.

0,33

(0,25-0,40)

0,33

(0,33-0,40)

Z1 = -0,80882

P1 = 0,418618

0,30

(0,25-0,38)

Z1 = 0,61464

P1 = 0,62031

Z2 = 1,73544

P2 = 0,082663

0,25

(0,25-0,33)

Z1 = 1,58925

P1 = 0,112004

Z2 = 2,510561

P2 = 0,012054

0,29

(0,25-0,33)

Z1 = 1,49143

P1 = 0,135850

Z2 = 2,930832

P2 = 0,003381

Примечание: в каждом случае приведены средняя величина (медиана - Ме), нижний и верхний квартили(25; 75 %) из 15 измерений. Z1, p1 - по сравнению с группой контроля; Z2, p2 - по сравнению с группой животных в состоянии стресса.

Обсуждение результатов

Иммобилизация животных приводит к развитию общего адаптационного синдрома или стресса, в основе которого лежит активация стресс-реализующих систем, главным образом кортикотропин-рилизинг фактора, адренокортикотропного гормона, глюкокортикоидов и катехоламинов.

Катехоламины и глюкокортикостероиды являются мощными вазоконстрикторами, и вследствие их избыточного поступления в кровь происходит сужение сосудов, увеличивается общее периферическое сопротивление, что, несомненно, приводит к нарушению гемодинамики и адекватного кровоснабжения органов и тканей.

Основным механизмом адаптогенного эффекта превентивного режима ЭМИ ТГЧ на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц является активация синтеза эндогенного оксида азота эндотелиальными клетками сосудов. Часть синтезированного оксида азота может связываться в комплексы, которые образуют физиологически активное депо. Оно может не только связывать, но и постепенно высвобождать NO. Депонирование оксида азота происходит в стенках сосудов и начинается при повышении его концентрации. Формирование NO-депо является важной частью адаптивных реакций [6].

Заключение

Результаты настоящего исследования свидетельствуют о том, что на экспериментальной модели нарушений гемодинамики при остром иммобилизационном стрессе превентивный режим ТГЧ-об-
лучения на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц способен предотвращать стрессорные изменения показателей гемодинамики. Это делает возможным использование электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 - 150,664 ГГц для предупреждения гемодинамических нарушений, возникающих при ряде патологических состояний.

Список литературы

  1. Аппарат для лечения электромагнитными волнами крайне высоких частот: патент «Роспатента» на полезную модель № 50835 от 27 января 2006 / О.В. Бецкий, А.П. Креницкий, А.В. Майбородин, В.Д. Тупикин.
  2. Домашенко Р.А. Оценка влияния клексана на состояние микроциркуляции у пациентов с помощью прибора « Минимакс-Допплер-К» / Р.А. Домашенко, Ю.С. Андожская, Г.Л. Плоткин и др. // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2002. - № 4. - С. 76-78.
  3. Киричук В.Ф. КВЧ-терапия / В.Ф. Киричук, Т.В. Головачева, А.Г. Чиж. - Саратов: Изд-во Сар.ГМУ. - 1999. - 360 с.
  4. Оганов Р.Г. Демографическая ситуация и сердечно-сосудистые заболевания в России: пути решения проблем / Р.Г, Оганов, Г.Я. Масленникова // Кардиология. - 2007. - Т.6, №8. - С. 7-14.
  5. Паршина С.С. Новые аспекты клинического использования терагерцовой терапии на частотах молекулярного спектра оксида азота у больных стенокардией / С.С. Паршина, Т.В. Головачева, В.Ф. Киричук и др. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. - 2009. - № 4. - С. 37-56.
  6. Пшенникова М.Г. Депонирование оксида азота у крыс различных генетических линий и его роль в антистрессорном эффекте адаптации к гипоксии / М.Г. Пшенникова, Б.В. Смирин, О.Н. Бондаренко // Росс. физиол. журнал им. И.М. Сеченова. - 2000. - Т. 86, №2. - С. 174-181.
  7. Ignarro L.J. Nitric oxide as a signating molecule in the vascular system: an overview / L.J. Ignarro, G.Cirino, A Casino // J. Cardiovasc. Pharmacol. - 1999. - №34. - Р. 879-886.

Рецензенты:

Пучиньян Д.М., д.м.н., профессор, заместитель директора по науке Федерального государственного учреждения «Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии»; Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, и.о. главного научного сотрудника отдела лабораторной и функциональной диагностики.

Анищенко Т.Г., д.б.н., профессор, зав. кафедрой физиологии человека и животных ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского Минобрнауки РФ».


Библиографическая ссылка

Киричук В.Ф., Великанова Т.С., Иванов А.Н. ГЕМОДИНАМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПРЕВЕНТИВНОГО РЕЖИМА ТГЧ-ОБЛУЧЕНИЯ НА ЧАСТОТАХ МОЛЕКУЛЯРНОГО СПЕКТРА ИЗЛУЧЕНИЯ И ПОГЛОЩЕНИЯ ОКСИДА АЗОТА У ЖИВОТНЫХ ПРИ ОСТРОМ СТРЕССЕ // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 3. – С. 77-82;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=21122 (дата обращения: 31.05.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074