Влияние электромагнитного облучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 - 150,664 ггц на стрессорные изменения перфузии микроциркулято

На правах рукописи

КИРИЯЗИ ТАТЬЯНА СВЯТОСЛАВОВНА

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ОБЛУЧЕНИЯ ТЕРАГЕРЦОВОГО ДИАПАЗОНА НА ЧАСТОТАХ МОЛЕКУЛЯРНОГО СПЕКТРА ИЗЛУЧЕНИЯ И ПОГЛОЩЕНИЯ ОКСИДА АЗОТА 150,176 - 150,664 ГГЦ НА СТРЕССОРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕРФУЗИИ МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОГО РУСЛА И ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЭНДОТЕЛИЯ СОСУДОВ

03.03.01-физиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Астрахань - 2011

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России»

Научный руководитель:

заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор

Киричук Вячеслав Федорович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Кондратенко Елена Игоревна

доктор медицинских наук, профессор Пучиньян Даниил Миронович

Ведущая организация:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный медицинский университет Минздравсоцразвития РФ

Защита состоится « 1 » «октября» 2011 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.01 при ГОУ ВПО «Астраханский государственный университет» по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна,1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Астраханский государственный университет»

Автореферат разослан «_____» ________2011 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук Нестеров Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность проблемы

Актуальной проблемой современного здравоохранения по-прежнему остается профилактика и лечение сердечно-сосудистых заболеваний, в частности нестабильной стенокардии и инфаркта миокарда в связи с высокой их распространенностью в структуре общей заболеваемости, инвалидности и смертности трудоспособного населения [Миняев В.А., Вишняков Н.И., 2002; Белоусов Ю.Б., Белоусов Д.Ю., Григорьев В.Ю. и соавт., 2006]. Развитие и тяжесть течения заболеваний сердечно-сосудистой системы в значительной степени определяют нарушения микрогемодинамики, в том числе периферической перфузии тканей кровью [Оганов Р.Г., 2002].

Для коррекции нарушений микрогемодинамики используют широкий спектр препаратов, обладающих свойством вазодилататоров [Машковский М.Д., Южаков С.Д., 2005]. Однако медикаментозные методы коррекции микроциркуляции у больных с заболеваниями сердечно-сосудистой системы нередко оказываются недостаточно эффективными и имеют широкий спектр противопоказаний и побочных эффектов [Киричук В.Ф., Ребров А.П., Россошанская С.И., 2005; Воскобой И.В., Семенов А.В., Киричук В.Ф., 2002]. В связи с этим в настоящее время ведутся поиски новых немедикаментозных методов коррекции указанных нарушений. На сегодняшний день к таковым можно отнести электромагнитное облучение крайне высокочастотного и терагерцового диапазонов частот [Лебедева А.Ю., 1998; Бецкий О.В., Лебедева Н.Н., 2002]. В последние годы появилось новое направление – ТГЧ – терапия, эффективность которой доказана при лечении ряда заболеваний, в том числе и сердечно – сосудистой системы [Бецкий О.В., Креницкий А.П. , Майбородин А.В. и соавт., 2003; Паршина С.С., Киричук В.Ф., Головачева Т.В. и соавт., 2004; Бецкий О.В., Киричук В.Ф., Креницкий А.П. и соавт. 2005].

В доступной литературе имеются данные о влиянии электромагнитных волн терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц на внутрисосудистый компонент микроциркуляции: функциональную активность тромбоцитов, реологию крови, гемокоагуляцию и отсутствуют данные о физиологических эффектах терагерцового излучения указанных диапазонов частот на перфузию тканей и состояние эндотелия.

Все вышеперечисленное послужило основанием для изучения возможностей коррекции и предотвращения нарушений перфузии тканей и состояния эндотелия сосудов с помощью терагерцовых волн на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц.

Цель работы

Изучить влияние облучения электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на экспериментально вызванные изменения перфузии микроциркуляторного русла кожи и состояние эндотелия микрососудов у белых крыс, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса.

Задачи исследования

1. Установить изменения перфузии микроциркуляторного русла и активности эндотелия у белых крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса.
2. Изучить влияние электромагнитного облучения терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на перфузию микроциркуляторного русла кожи и состояние эндотелия микрососудов у интактных крыс-самцов.
3. Исследовать влияние электромагнитного облучения терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на перфузию микроциркуляторного русла кожи и состояние эндотелия микрососудов крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса.
4. Показать возможность предотвращения стрессорных изменений перфузии микроциркуляторного русла кожи и состояния эндотелия микрососудов с помощью электромагнитного облучения терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц. Сопоставить эффективность предшествующего стрессу и последующего ТГЧ-облучения на стрессорные изменения перфузии микроциркуляторного русла и функционального состояния эндотелия у белых крыс-самцов.
5. Выявить особенности изменений перфузии микроциркуляторного русла кожи и состояния эндотелия микрососудов у белых крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса на фоне блокатора NO-синтазы L-NAME.
6. Изучить влияние электромагнитного облучения терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на перфузию микроциркуляторного русла кожи и состояние эндотелия микрососудов белых крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, на фоне блокатора NO-синтазы L-NAME.

Основные положения, выносимые на защиту

1. При однократной иммобилизации в течение 3-х часов у крыс-самцов происходит развитие острого иммобилизационного стресса, что сопровождается снижением перфузии микроциркуляторного русла кожи и вазодилатирующей активности эндотелия.
2. Электромагнитное излучение терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц не вызывает изменения перфузии микроциркуляторного русла у интактных крыс-самцов. Однако под влиянием терагерцовых волн у крыс-самцов возрастает индуцированный выброс оксида азота эндотелием, что свидетельствует об увеличении функциональных резервов сосудистого компонента микроциркуляции.
3. Электромагнитное облучение терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц способно восстанавливать сдвиги в перфузии микроциркуляторного русла кожи и функциональной активности эндотелия микрососудов у белых крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса.
4. Предшествующее иммобилизации облучение электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц препятствует развитию характерной для острой стрессорной реакции изменений перфузии микроциркуляторного русла и состояния эндотелия у крыс-самцов. ТГЧ-облучение до иммобилизации обладает одинаковой эффективностью с таким же временным режимом облучения на фоне развившегося острого стресса. И в том, и в другом случае происходит полное восстановление измененных показателей перфузии микроциркуляторного русла кожи и состояния эндотелия сосудов у крыс-самцов.
5. Ингибитор NO-синтазы L-NAME вызывает усиление нарушений перфузии микроциркуляторного русла кожи и вазодилатирующей активности эндотелия у крыс-самцов при остром иммобилизационном стрессе.
6. Механизм действия терагерцовых волн на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на изменения перфузии микроциркуляторного русла в коже и функционального состояния эндотелия реализуется при участии NO-синтазы эндотелия. Введение ингибитора NO-синтазы L-NAME полностью блокирует реализацию положительного влияния терагерцовых волн на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на изменения кровотока в микроциркуляторном русле кожи крыс-самцов при остром иммобилизационном стрессе.

Научная новизна исследования

Впервые изучено влияние электромагнитного облучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на перфузию микроциркуляторного русла и состояние эндотелия сосудов. Показано, что под влиянием облучения электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц у крыс-самцов в состоянии острого иммобилизационного стресса происходит восстановление измененной перфузии микроциркуляторного русла, что проявляется повышением среднего показателя перфузии, активацией механизмов регуляции микрокровотока, нормализацией сниженной базальной и индуцированной вазодилатирующей активности эндотелия микрососудов, уменьшением периферического сопротивления и повышением притока артериальной крови в микроциркуляторное русло. Впервые установлено, что облучение интактных крыс-самцов терагерцовыми волнами на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц в течение 30 минут не вызывает изменения перфузии и модуляции микрокровотока. Однако под влиянием терагерцовых волн у крыс-самцов возрастает индуцированный выброс оксида азота эндотелием, что свидетельствует об увеличении функциональных резервов сосудистого компонента микроциркуляции. Впервые изучено превентивное воздействие электромагнитного облучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на стрессорные изменения периферической перфузии тканей и состояние эндотелия у крыс-самцов. Установлено, что предшествующее иммобилизации ТГЧ-облучение способно предотвращать развитие стрессорных изменений периферической перфузии тканей и вазодилатирующей активности эндотелия у крыс-самцов. Впервые показано, что механизм корригирующего влияния терагерцовых волн на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц реализуется при обязательном участии эндотелиальной NO-синтазы.

Практическая значимость

Выявленное отсутствие изменений перфузии микроциркуляторного русла кожи и состояние эндотелия у интактных крыс-самцов под влиянием электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц подтверждает безопасность волн указанной частоты.

Получены новые данные о характере воздействия электромагнитного облучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на перфузию тканей и состояние эндотелия, которые расширяют представления о возможностях коррекции микроциркуляторных изменений.

Полученные данные являются экспериментальным обоснованием возможности клинической апробации электромагнитного облучения терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц в качестве метода нормализации микроциркуляторных изменений.

Работа является фрагментом отраслевой научно – исследовательской программы № 9 «Этиопатогенез, диагностика и лечение заболеваний крови» на тему: «Исследование влияния на сложные биологические системы электромагнитных колебаний на частотах молекулярных спектров излучения и поглощения веществ, участвующих в метаболических процессах» согласно договору № 005/037/002 от 25 сентября 2001 г. с МЗиСР РФ; программы РАМН «Научные медицинские исследования Поволжского региона» на 2008-2010 гг. «Изучение особенностей поведенческих реакций, характера изменений кровотока в магистральных сосудах, реологии крови, микроциркуляторного и коагуляционного механизмов гемостаза у биообъектов, находящихся в состоянии острого и хронического иммобилизационного стресса под влиянием радиоимпульсного излучения высокой мощности и различных частот (135-250) ГГц (ТГЧ)», а также в соответствии с договором о научно-техническом сотрудничестве с исследовательским центром по биофотонике Института биомедицинской инженерии и технологий здравоохранения и Шеньчженского института передовых технологий Китайской академии наук и ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава от 02.03.2010.

Апробация работы и внедрение в практику ее результатов

Основные положения работы доложены на: II Всероссийской научно- практической конференции с международным участием «Вопросы патогенеза типовых патологических процессов» (Новосибирск 2010); 71 межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием, посвященной 65-летию со дня Победы в Великой отечественной войне «Молодые ученые — здравоохранению» (Саратов 2010); 2-й Всероссийской научно-практической конференции «Физиология адаптации» (Волгоград 2010); XIII Всероссийской медико-биологической научной конференции молодых исследователей «Фундаментальная наука и клиническая медицина» (Санкт-Петербург 2010); XXI Съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Калуга 2010).

По материалам диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 6 в журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.

Полученные результаты используются в процессе преподавания на кафедре нормальной физиологии ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России, кафедре физиологии человека и животных ГОУ ВПО Саратовский государственный университет Минобрнауки РФ.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, 3 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 158 отечественных и 44 зарубежных источника. Текст диссертации изложен на 173 страницах, содержит 28 таблиц и 26 рисунков.

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалы и методы исследования

Исследования проведены на 120 белых беспородных крысах-самцах массой 180-220 г. Облучение животных ТГЧ-волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц проводилось генератором «КВЧ-NO», разработанным в Медико-технической ассоциации КВЧ (г. Москва) и ОАО ЦНИИИА (г. Саратов). Облучалась поверхность кожи площадью 3 см2 над областью мечевидного отростка грудины. Облучатель располагался на расстоянии 1,5 см над поверхностью тела животного. Мощность излучения генератора равнялась 0,7 мВт, а плотность мощности, падающей на участок кожи размером 3 см2, составляла 0,2 мВт/см2. Доза облучения определялась плотностью мощности, падающей на кожу, и суммарным временем облучения. Продолжительность однократного облучения составляла 30 минут. Для исследования перфузии тканей проводили лазерную допплеровскую флоуметрию (ЛДФ) при помощи лазерного анализатора кровотока «ЛАКК-02» во втором исполнении (производство НПП «Лазма», Россия) с использованием программы LDF 2.20.0.507WL. Металлическая насадка со световодным зондом фиксировалась на тыльной поверхности стопы правой лапки атравматическим пластырем.

Для изучения функционального состояния эндотелия, в частности его вазодилатирующей активности проводили функциональную термопробу с использованием блока «ЛАКК-ТЕСТ» (производство НПП «Лазма», Россия). Функциональная термопроба осуществлялась путем нагревания области исследования (кожи) с максимальной скоростью до температуры 40 0С.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Влияние непрерывного облучения терагерцовыми волнами на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц на показатели перфузии тканей и состояние эндотелия сосудов у интактных крыс-самцов и при остром иммобилизационном стрессе

Установлено, что облучение интактных крыс-самцов терагерцовыми волнами на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц в течение 30 минут не вызывает изменения перфузии и модуляции микрокровотока.

Однако под влиянием терагерцовых волн у крыс-самцов возрастает индуцированный выброс оксида азота эндотелием, что свидетельствует об увеличении функциональных резервов микроциркуляции.

Установлено, что у крыс-самцов, подвергнутых 3-х часовой иммобилизации, происходит статистически достоверное по сравнению с группой контроля снижение показателя перфузии (М), среднеквадра-тического отклонения перфузии и коэффициента вариации (табл. 1).

Результаты амплитудно-частотного анализа ЛДФ-грамм свидетельствуют, что у крыс-самцов в состоянии острого иммобилизационного стресса происходит статистически достоверное уменьшение амплитуды эндотелиальных, вазомоторных и снижение амплитуды пульсовых (сердечных, кардиальных) колебаний. При этом не обнаружено статистически достоверного изменения амплитуды дыхательных колебаний (табл. 1).

Данные, полученные при проведении термопробы, показывают, что у крыс-самцов в состоянии острого иммобилизационного стресса отмечается статистически достоверное по сравнению с группой контроля снижение как исходной, так и максимальной перфузии, а также перфузии после восстановления исходного кровотока. При этом резерв капиллярного кровотока статистически достоверно увеличивается (табл. 2).

Представленные данные свидетельствуют о том, что у крыс-самцов в состоянии острого иммобилизационного стресса происходит изменение перфузии микроциркуляторного русла, что проявляется снижением среднего показателя перфузии, угнетением активных механизмов регуляции микрокровотока, уменьшением базальной и индуцированной вазодилатирующей активности эндотелия микрососудов (снижение базального и индуцированного выделения оксида азота), ростом периферического сопротивления, спазмом приносящих сосудов, уменьшением числа функционирующих капилляров и обеднением микроциркуляторного русла.

При облучении терагерцовыми волнами (ТГЧ-облучение) крыс-самцов, находящихся в состоянии острого стресса, происходит восстановление перфузионного показателя, при этом он статистически достоверно не отличается от уровня группы контроля. У животных данной группы отмечается статистически достоверное по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого стресса и не подвергнутых ТГЧоблучению, увеличение среднеквадратического отклонения перфузии и коэффициента вариации. При этом следует отметить, что имеется тенденция к увеличению значений среднеквадратического отклонения перфузии и особенно коэффициента вариации у животных данной группы по сравнению с группой контроля (табл. 1).

Таблица 1

Изменение показателей кровотока и амплитудно-частотных осциляций в микроциркуляторном русле у животных при остром стрессе и под влиянием облучения терагерцовыми волнами на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц

Группа животных Показатели	Контроль (n=15)	Острый иммобили-зационный стресс (n=15)	ТГЧ-облучение на фоне острого стресса (n=15)
Показатель перфузии, перф. ед.	11,28(9,91;13,34)	8,22 (7,20; 8,44) Z1=2.76; p1=0.005811.	11,02 (9,65;11,84) Z1=1.18; p1=0.238647; Z2=2.18; p2=0.029097
Среднеквадратическое отклонение перфузии, перф. ед.	1,02(0,75;1,26)	0,56 (0,41;0,72) Z1=3.24; p1=0.001215.	1,23(0,96;1,73) Z1=1.33 p1=0.183147; Z2=3.73; p2=0.000190.
Коэффициент вариации, %	8,6(7,17;10,87)	6,69 (5,28;9,78) Z1=2.05; p1=0.040057.	12,85 (8,43;16,31) Z1=1.79; p1=0.073553; Z2=3.01; p2=0.002601.
Максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний, перф. ед.	2,08 (1,65;2,81)	1,14 (0,72;1,68) Z1=3.38; p1=0.000724.	2,35 (1,95;3,39) Z1=1.11; p1=0.265747; Z2=3.84; p2=0.000123.
Максимальная амплитуда вазомоторных колебаний, перф. ед.	1,33 (1,16;1,87)	1,01 (0,57;1,33) Z1=2.74; p1=0.006190.	1,54 (1,24; 2,31) Z1=0.96; p1=0.336976; Z2=2.88; p2=0.003971.
Максимальная амплитуда дыхательных колебаний, перф. ед.	0,34 (0,25;0,46)	0,21 (0,17; 0,35) Z1=1.68; p1=0.092985.	0,38 (0,30;0,64) Z1=1.16; p1=0.247455; Z2=2.51; p2=0.012091.
Максимальная амплитуда пульсовых колебаний, перф. ед.	0,14 (0,11;0,29)	0,10 (0,06; 0,17) Z1=2.14; p1=0.032670.	0,20 (0,12;0,25) Z1=0.41; p1=0.678425; Z2=2.33; p2=0.019548.

Примечания: в каждом случае приведены средняя величина (медиана – Ме), нижний и верхний квартили (25%;75%).

Z1,p1 – по сравнению с группой контроля;

Z2,p2 – по сравнению с группой животных в состоянии острого стресса

Данные амплитудно-частотного анализа ЛДФ-грамм показывают, что после ТГЧ-облучения крыс-самцов в состоянии острого иммобилизационного стресса происходит статистически достоверное увеличение амплитуд эндотелиальных и вазомоторных колебаний по сравнению с группой животных в состоянии острого иммобилизационного стресса, не подвергавшихся ТГЧ-воздействию. Также происходит увеличение амплитуды пульсовых (кардиальных) колебаний. Все показатели амплитудно-частотного анализа ЛДФ-грамм животных данной группы статистически достоверно не отличаются от данных группы контроля (табл. 1).

При анализе результатов термопробы (табл. 2) установлено, что под воздействием ТГЧ-волн у крыс-самцов в состоянии острого иммобилизационного стресса нормализуются исходная и максимальная перфузия, а также перфузия после восстановления исходного кровотока. Все показатели термопробы животных, подвергнутых ТГЧ-облучению на фоне острого стресса, находятся в пределах вариабельности группы контроля (табл. 2).

Таблица 2

Показатели термопробы у животных в состоянии острого иммобилизационного стресса и под влиянием электромагнитного излучения на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц

Группа Показатели	Контроль (n=15)	Острый стресс (n=15)	ТГЧ-облучение на фоне острого стресса (n=15)
Исходная перфузия, перф. ед.	10,6 (9,6;11,5)	7,8 (6,5;8,2) Z1=4.11; p1=0.000040.	10,1 (9,3;11,0) Z1=0.91; p1=0.361497; Z2=4.33; p2=0.000015.
Максимальная перфузия, перф. ед.	13,9 (12,4;14,9)	11,6 (9,5; 14,0) Z1=2.09; p1=0.036204.	13,91(12,3;15,0) Z1=0.35; p1=0.724416; Z2=2.05; p2=0.040057.
Перфузия после восстановления кровотока, перф. ед.	11,61 (9,38; 13,47)	8,2(6,6;8,72) Z1=4.23; p1=0.000023.	10,7(9,7;12,0) Z1=0.47; p1=0.633364; Z2=3.87; p2=0.000105.
Резерв капиллярного кровотока,%	129,7 (115,2; 148,2)	162,7 (141,1; 175,9) Z1=2.24; p1=0.028366.	137,6 (125,7;144,4) Z1=0.52; p1=0.604127; Z2=2.09; p2=0.036204.

Примечания: в каждом случае приведены средняя величина (медиана – Ме), нижний и верхний квартили (25%;75%).

Z1,p1 – по сравнению с группой контроля;

Z2,p2 – по сравнению с группой животных в состоянии острого стресса

Представленные данные свидетельствуют, что под влиянием облучения электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц у крыс-самцов в состоянии острого иммобилизационного стресса происходит восстановление измененной перфузии микроциркуляторного русла, что проявляется повышением среднего показателя перфузии, активацией механизмов регуляции микрокровотока, нормализацией сниженной базальной и индуцированной вазодилатирующей активности эндотелия микрососудов (базального и индуцированного выделения оксида азота), уменьшением периферического сопротивления и повышением притока артериальной крови в микроциркуляторное русло.

2. Влияние предшествующего иммобилизации облучения терагерцовыми волнами на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на показатели перфузии тканей и состояние эндотелия у белых крыс-самцов при остром стрессе

Установлено, что у крыс-самцов, подвергнутых облучению терагерцовыми волнами (ТГЧ-облучение) на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц перед иммобилизацией, происходит изменение протекания стрессорной реакции. У животных, подвергнутых ТГЧ-воздействию перед иммобилизацией, перфузионный показатель статистически достоверно не отличается от уровня группы контроля. У животных данной группы отмечается статистически достоверное по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого стресса и не подвергнутых ТГЧ-облучению, увеличение среднеквадратического отклонения перфузии и коэффициента вариации. Значения среднеквадратического отклонения перфузии и коэффициента вариации у животных данной группы статистически достоверно не отличаются от группы контроля, что свидетельствует о способности терагерцовых волн полностью предотвращать снижение интенсивности модуляции микрокровотока и механизмов его регуляции при остром стрессе (табл. 3).

Данные амплитудно-частотного анализа ЛДФ-грамм свидетельствуют, что ТГЧ-облучение крыс-самцов перед иммобилизацией препятствует статистически значимому изменению амплитуд эндотелиальных и вазомоторных колебаний по сравнению с группой контроля. При этом указанные показатели у животных опытной группы статистически достоверно выше, чем у животных в состоянии острого иммобилизационного стресса, не подвергавшихся ТГЧ-воздействию. Вариабельность амплитуды пульсовых (кардиальных) колебаний у животных, подвергнутых ТГЧ-облучению перед иммобилизацией, в значительной степени перекрывает квартиль диапазоны как контрольной группы, так и группы животных в состоянии острого стресса. Среднее значение амплитуды кардиальных колебаний у данной группы животных имеет статистически недостоверную тенденцию к снижению по сравнению с группой контроля (табл. 3).

Таблица 3

Изменение показателей кровотока и амплитудно-частотных осциляций в микроциркуляторном русле у животных при остром стрессе и под влиянием предшествующего стрессу облучения терагерцовыми волнами на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц

Группа животных Показатели	Контроль (n=15)	Острый иммобили-зационный стресс (n=15)	Предшествующее стрессу облучение терагерцовыми волнами (n=15)
Показатель перфузии, перф. ед.	11,28(9,91;13,34)	8,22 (7,20; 8,44) Z1=2.76; p1=0.005811.	10,72 (8,58;12,15) Z1=0.72; p1=0.467921; Z2=2.63; p2=0.008443
Среднеквадра-тическое отклонение перфузии, перф. ед.	1,02(0,75;1,26)	0,56 (0,41;0,72) Z1=3.24; p1=0.001215.	0,99(0,83;1,12) Z1=0.06 p1=0.950390; Z2=3.56; p2=0.000361.
Коэффициент вариации, %	8,6(7,17;10,87)	6,69 (5,28;9,78) Z1=2.05; p1=0.040057.	9,54 (8,17;12,00) Z1=0.62; p1=0.950390; Z2=2.26; p2=0.023788.
Максимальная амплитуда эндотелиальных колебаний, перф. ед.	2,08(1,65;2,81)	1,14(0,72;1,68) Z1=3.38; p1=0.000724.	2,17 (1,83;2,51) Z1=0.06 p1=0.950390; Z2=3.62; p2=0.000284.
Максимальная амплитуда вазомоторных колебаний, перф. ед.	1,33(1,16;1,87)	1,01(0,57;1,33) Z1=2.74; p1=0.006190.	1,38 (1,29; 1,60) Z1=0.02; p1=0.983454; Z2=2.65; p2=0.007941.
Максимальная амплитуда дыхательных колебаний, перф. ед.	0,34(0,25;0,46)	0,21(0,17;0,35) Z1=1.68; p1=0.092985.	0,31 (0,26;0,35) Z1=0.60; p1=0.547533; Z2=1.36; p2=0.171070.
Максимальная амплитуда пульсовых колебаний, перф. ед.	0,14(0,11;0,29)	0,10(0,06;0,17) Z1=2.14; p1=0.032670.	0,11 (0,10;0,15) Z1=1.36; p1=0.171070; Z2=1.16; p2=0.245489.

Примечания: в каждом случае приведены средняя величина (медиана – Ме), нижний и верхний квартили (25%;75%).

Z1,p1 – по сравнению с группой контроля;

Z2,p2 – по сравнению с группой животных в состоянии острого стресса

При анализе результатов функциональной пробы с быстрым нагреванием у крыс-самцов, подвергнутых облучению терагерцовыми волнами на частотах молекулярного спектра оксида азота перед иммобилизацией, установлены достоверные различия исходной и максимальной перфузии, перфузии после восстановления кровотока и резерва капиллярного кровотока по сравнению с животными, в состоянии острого иммобилизационного стресса не подвергавшимися действию терагерцовых волн (табл. 4). Все показатели функциональной пробы с быстрым нагреванием животных, подвергнутых облучению терагерцовыми волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц перед иммобилизацией, находятся в пределах вариабельности группы контроля (табл. 4).

Таблица 4

Показатели функциональной пробы с быстрым нагреванием у крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса и подвергнутых перед иммобилизацией ТГЧ-облучению на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц

Группа Показатели	Контроль (n=15)	Острый стресс (n=15)	Предшествующее стрессу ТГЧ-облучение (n=15)
Исходная перфузия, перф. ед.	10,6 (9,6;11,5)	7,8 (6,5;8,2) Z1=4.11; p1=0.000040.	11,9 (9,4;13,1) Z1=1.14; p1=0.254018; Z2=4.41; p2=0.000010.
Максимальная перфузия, перф. ед.	13,9(12,4;14,9)	11,6 (9,5; 14,0) Z1=2.09; p1=0.036204.	14,8(14,0;18,1) Z1=1.38; p1=0.164677; Z2=2.92; p2=0.003454.
Перфузия после восстановления кровотока, перф. ед.	11,61 (9,38; 13,47)	8,2(6,6;8,72) Z1=4.23; p1=0.000023.	12,7(11.7;14,7) Z1=1.51; p1=0.130040; Z2=4.33; p2=0.000015.
Резерв капиллярного кровотока, %	129,7(115,2;148,2)	162,7(141,1;175,9) Z1=2.24; p1=0.028366.	136,8 (126,6;149,2) Z1=0.55; p1=0.575511; Z2=2.42; p2=0.015247.

Примечания: те же, что и в таблице 3.

Таким образом, облучение терагерцовыми волнами крыс-самцов перед иммобилизацией обеспечивает сохранение нормальной базальной и индуцированной вазодилатирующей активности эндотелия микрососудов (базального и индуцированного выделения оксида азота), а также периферического сопротивления в условиях острого иммобилизационного стресса. Облучение перед иммобилизацией у крыс-самцов частично препятствует изменению амплитуды кардиальных осцилляций. Указанная тенденция, возможно, связана с перераспределением кровотока в организме и свидетельствует в пользу того, что терагерцовые волны не блокируют стрессорную реакцию, что нарушало бы процесс адаптации, а только модулируют ее протекание, оказывая преимущественное влияние на сохранение нормального функционирования активных механизмов модуляции микрокровотока, реализуемых эндотелием сосудов.

3. Сравнительная характеристика влияния различных режимов облучения терагерцовыми волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664ГГц на изменения перфузии микроциркуляторного русла кожи и состояния эндотелия сосудов при острой стресс – реакции

В ходе сравнительного анализа двух режимов воздействия терагерцовыми волнами обнаружено, что эффективность влияния на среднюю перфузию микроциркуляторного русла при применении предшествующего иммобилизации ТГЧ-облучения на частотах оксида азота и воздействие терагерцовыми волнами на фоне развившегося иммобилизационного стресса одинакова. У животных, подвергнутых ТГЧ-воздействию на фоне острого иммобилизационного стресса, отмечается тенденция, не достигающая статистической достоверности, к более активной модуляции перфузии, по сравнению с группой крыс-самцов, у которых облучение терагерцовыми волнами проводилось перед иммобилизацией.

У животных, подвергнутых облучению терагерцовыми волнами перед иммобилизацией, отмечается более продолжительный индуцированный выброс оксида азота при проведении функциональной пробы с быстрым нагреванием, по сравнению с крысами-самцами, подвергнутыми ТГЧ-облучению на фоне острого иммобилизационного стресса. Этот факт можно рассматривать как более выраженную адаптивную реакцию микроциркуляции в случае применения предварительного режима воздействия терагерцовыми волнами на частотах МСИП оксида азота у крыс-самцов при остром иммобилизационном стрессе.

4. Влияние облучения терагерцовыми волнами на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на изменения перфузии микроциркуляторного русла кожи и состояния эндотелия белых крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, на фоне введения блокатора NO-синтазы LNAME

Облучение терагерцовыми волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса на фоне введения ингибитора NO-синтазы L-NAME, не вызывает у них изменений перфузии микроциркуляторного русла кожи. При этом показатель перфузии, среднеквадратическое отклонение перфузии и коэффициент вариации у животных данной группы статистически достоверно не отличаются от показателей крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса на фоне введения ингибитора NO-синтазы L-NAME.

Обнаружено, что после облучения терагерцовыми волнами на частотах МСИП оксида азота крыс-самцов в состоянии острого иммобилизационного стресса на фоне введения ингибитора NO-синтазы не происходит статистически значимого изменения амплитуд эндотелиальных, вазомоторных, дыхательных и пульсовых колебаний по сравнению с группой животных в состоянии острого иммобилизационного стресса на фоне введения L-NAME, не подвергавшихся ТГЧ-воздействию. Это указывает на то, что при введении L-NAME облучение терагерцовыми волнами не оказывает восстанавливающего действия на механизмы модуляции кровотока в микроциркуляторном русле кожи у крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса.

При проведении термопробы у крыс-самцов в состоянии острого иммобилизационного стресса на фоне введения ингибитора NO-синтазы L-NAME, подвергнутых облучению терагерцовыми волнами, не обнаружена статистически достоверная динамика исходной и максимальной перфузии, перфузии после восстановления кровотока, а также резерва капиллярного кровотока по сравненияю с крысами-самцами в состоянии острого стресса на фоне введения L-NAME, не подвергавшимися действию терагерцовых волн. Представленные данные указывают, что восстановление функционального состояния эндотелия сосудов при остром стрессе у животных под влиянием непрерывного облучения на частотах МСИП оксида азота осуществляется за счет нормализации в нем синтеза и секреции оксида азота.

Таким образом, доказана роль эндотелиальной NO-синтазы в механизмах положительного корригирующего влияния терагерцового облучения на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц на перфузию микроциркуляторного русла и функциональное состояние эндотелия сосудов у белых крыс в состоянии острого иммобилизационного стресса. Введение ингибитора NO-синтазы L-NAME полностью блокирует реализацию положительного влияния терагерцовых волн на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на нарушения кровотока в микроциркуляторном русле кожи и функционального состояния эндотелия сосудов крыс-самцов при остром иммобилизационном стрессе.

ВЫВОДЫ

1. Развитие острого иммобилизационного стресса у крыс-самцов сопровождается возникновением изменений перфузии микроциркуляторного русла, что проявляется снижением среднего показателя перфузии, угнетением активных механизмов регуляции микрокровотока, уменьшением базальной и индуцированной вазодилатирующей активности эндотелия микрососудов, ростом периферического сопротивления, спазмом приносящих сосудов, уменьшением числа функционирующих капилляров и обеднением микроциркуляторного русла.
2. Облучение интактных крыс-самцов терагерцовыми волнами на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц в течение 30 минут не вызывает изменения перфузии и модуляции микрокровотока. Однако под влиянием терагерцовых волн у крыс-самцов возрастает индуцированный выброс оксида азота эндотелием, что свидетельствует об увеличении функциональных резервов сосудистого компонента микроциркуляции.
3. Под влиянием облучения электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц у крыс-самцов в состоянии острого иммобилизационного стресса происходит восстановление измененной перфузии микроциркуляторного русла, что проявляется повышением среднего показателя перфузии, активацией механизмов регуляции микрокровотока, нормализацией сниженной базальной и индуцированной вазодилатирующей активности эндотелия микрососудов, уменьшением периферического сопротивления и повышением притока артериальной крови в микроциркуляторное русло.
4. Облучение терагерцовыми волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц крыс-самцов перед иммобилизацией способно предотвращать характерные для острого иммобилизационного стресса изменения перфузии микроциркуляторного русла и функциональной активности эндотелия сосудов. Терагерцовые волны указанной частоты препятствуют снижению среднего показателя перфузии и изменению механизмов модуляции микрокровотока. В ходе сравнительного анализа двух режимов воздействия терагерцовыми волнами обнаружено, что эффективность влияния на среднюю перфузию микрокроциркуляторного русла при применении предшествующего иммобилизации ТГЧ-облучения на частотах оксида азота и воздействие терагерцовыми волнами на фоне развившегося иммобилизационного стресса одинакова.
5. Введение ингибитора NO-синтазы L-NAME крысам-самцам приводит усилению нарушения перфузии микроциркуляторного русла кожи при остром иммобилизационном стрессе. Это выражается как в снижении среднего показателя перфузии, так и в угнетении механизмов модуляции микрокровотока у крыс-самцов, подвергнутых иммобилизации с введением ингибитора NO-синтазы, по сравнению с животными на фоне острого стресса без введения L-NAME. Под влиянием ингибитора NO-синтазы L-NAME в большей степени происходит угнетение активных механизмов модуляции микрокровотока.
6. Доказана роль эндотелиальной NO-синтазы в механизмах положительного корригирующего влияния терагерцового облучения на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц на перфузию микроциркуляторного русла и состояние эндотелия сосудов у белых крыс в состоянии острого иммобилизационного стресса. Введение ингибитора NO-синтазы L-NAME полностью блокирует реализацию положительного влияния терагерцовых волн на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на изменения кровотока в микроциркуляторном русле кожи и функционального состояния эндотелия сосудов крыс-самцов при остром иммобилизационном стрессе.

Практические рекомендации

Результаты проведенного экспериментального исследования расширяют представления о характере и механизмах развития изменений гемодинамики в микроциркуляторном русле при острой стресс реакции. Обнаруженные эффекты терагерцового облучения на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на стрессорные изменения перфузии микроциркуляторного русла дают новые возможности немедикаментозной регуляции и коррекции изменений микроциркуляции.

Обнаруженное нормализующее влияние электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176 – 150,664 ГГц на изменения перфузии микроциркуляторного русла и состояния эндотелия у белых крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, позволяет рекомендовать данный метод к клинической апробации у больных с нарушениями микроциркуляции, в том числе, у пациентов с различным заболеваниями сердечно-сосудистой системы.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Влияние электромагнитного излучения на частотах оксида азота на периферическую перфузию тканей / В.Ф. Киричук, Т.С. Кириязи, А.Н. Иванов, Бабиченко Н.Е. // Вопросы патогенеза типовых патологических процессов: Труды II Всероссийской конференции с международным участием. - Новосибирск, 2010. – С. 158-162.
2. Кириязи Т.С., Иванов А.Н. Изменение периферической перфузии тканей под влиянием электромагнитного излучения терагерцового диапазона // фундаментальная и клиническая медицина: Тринадцатая Всероссийская медико-биологическая конференция молодых исследователей «Человек и здоровье». – С.-Петербург, 2010. – С. 88-89.
3. Кириязи Т.С., Киричук В.Ф., Иванов А.Н. Влияние электромагнитных волн терагерцового диапазона на частотах оксида азота на периферическую перфузию тканей и функциональное состояние эндотелия у белых крыс в состоянии острого иммобилизационного стресса // Физиология адаптации: Материалы 2-й Всероссийской научно-практической конференции. – Волгоград, 2010. – С. 162-165.
4. Механизм действия терагерцовых волн на частотах активных клеточных метаболитов с физиологической точки зрения / В.Ф. Киричук, А.Н. Иванов, Т.С. Кириязи, А.А. Цымбал и др. // XXI Съезд Физиологического общества им. И.П. Павлова. Тезисы докладов. – М.-Калуга, 2010.-С. 270-271.
5. Кириязи Т.С., Иванов А.Н., Сахань М.С. Влияние волн терагерцового диапазона на частотах оксида азота на функциональное состояние эндотелия и перфузию ткани при стрессе // Молодые ученые – здравоохранению региона: Материалы 71-й межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием, посвященной 65-летию со дня победы в Великой отечественной войне. – Саратов, 2010.-С. 238-239.
6. Терагерцовые волны на частотах оксида азота в коррекции изменений сосудистого компонента микроциркуляции при стрессе / В.Ф. Киричук, А.Н. Иванов, Т.С. Кириязи, А.П. Креницкий и др.// Миллиметровые волны в биологии и медицине. – 2010. - № 2 (58). – С. 36-45.
7. Изменение функционального состояния эндотелия и периферической перфузии под влиянием электромагнитных волн терагерцового диапазона на частотах оксида азота у белых крыс в состоянии острого иммобилизационного стресса / В.Ф. Киричук, А.Н. Иванов, Кириязи Т.С. и др. // Биомедицинская радиоэлектроника. – 2010.-№12. – С. 30-37.
8. Профилактика нарушений периферической перфузии у белых крыс при остром стрессе электромагнитным излучением терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц / В.Ф. Киричук, А.Н. Иванов, Кириязи Т.С. и др. // Биомедицинская радиоэлектроника. – 2011.-№1. – С. 4-8.
9. Киричук В.Ф., Кириязи Т.С., Иванов А.Н. Влияние электромагнитных волн терагерцового диапазона на частотах оксида азота на функциональное состояние эндотелия сосудов при остром иммобилизационном стрессе у белых крыс // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 2 – С. 78-82.
10. Киричук В.Ф., Иванов А.Н., Кириязи Т.С. Восстановление микроциркуляторных нарушений электромагнитным излучением терагерцового диапазона на частотах оксида азота у белых крыс при остром стрессе // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2011. – Т. 151. - № 3. – С. 259-262.
11. Киричук В.Ф., Иванов А.Н., Кириязи Т.С. Изменениее периферической перфузии у белых крыс в состоянии острого иммобилизационного стресса под влиянием электромагнитных волн терагерцового диапазона на частотах оксида азота // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 5 – С. 78-83.
12. Роль синтазы оксида азота в реакции эндотелия и изменении периферической перфузии под влиянием электромагнитных волн терагерцового диапазона на частотах оксида азота у белых крыс при остром стрессе / В.Ф. Киричук, А.Н. Иванов, Т.С. Кириязи и др. // Биомедицинская радиоэлектроника. – 2011. - №9. – С. 8-15.

Список принятых сокращений

МСИП – молекулярный спектр излучения и поглощения

ТГЧ – терагерцовые частоты

NO – оксид азота

Подписано в печать 28.05.2011 Объем – 1 печ.л.

Тираж 100. Заказ №

Отпечатано в типографии: