Нарушения внутриорганного кровотока являются неотъемлемой частью патогенеза широкого круга заболеваний. Коррекция нарушений внутриорганного кровотока с помощью фармакологических препаратов сопровождается возникновением нежелательных побочных эффектов, что обусловливает актуальность поиска новых немедикаментозных методов коррекции. Перспективным с точки зрения немедикаментозной регуляции кровотока является использование электромагнитного излучения субмиллиметрового диапазона частот [5]. При этом наибольший интерес вызывают терагерцевые волны (ТГЧ-волны) частот молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота, который является важным регулятором кровообращения [7, 8]. Терагерцевые волны на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения (МСИП) оксида азота 150,176–150,664 ГГц показали высокую эффективность в коррекции стрессорных изменений перфузии кожи, функциональной активности тромбоцитов, реологии крови [1].
В связи с этим целью настоящего исследования являлось изучение возможностей коррекции внутриорганных нарушений кровотока, вызванных длительным стрессом, у белых крыс терагерцевыми волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176–150,664 ГГц.
Материалы и методы исследования
Исследования проведены на 30 белых крысах-самцах массой 180–220 г, разделенных на две группы: группа сравнения – крысы-самцы, находящиеся в состоянии длительного иммобилизационного стресса, и опытная группа – крысы-самцы, подвергнутые курсу облучения терагерцевыми волнами на частотах МСИП оксида азота на фоне длительного стресса.
Длительный иммобилизационный стресс использовался в качестве модели нарушения внутриорганного кровотока и вызывался у экспериментальных животных путем ежедневной 3-часовой иммобилизации в положении на спине в течение 5 суток [9].
Облучение животных проводилось малогабаритным аппаратом «Орбита» (ОАО ЦНИИИА, Россия). Облучалась поверхность кожи над областью мечевидного отростка грудины (плотность мощности – 0,2 мВт/см2). Облучение проводили ежедневно в течение 30 минут после каждого сеанса иммобилизации.
Материал для гистологического исследования забирали после декапитации животных на 6-е сутки эксперимента. Образцы тканей головного мозга, сердца, легких, печени, почек, желудка и брыжейки тонкого кишечника фиксировали в 10 %-м растворе нейтрального формалина. Препараты для морфологического исследования готовили по стандартной методике, окрашивали гематоксилином и эозином, а также гистохимическим методом ОКГ (оранжевый Ж, красный 2С, водный голубой), предложенным Марциусом и адаптированный Д.Д. Зербило и Л.Л. Лукасевич (1988).
Результаты исследования и их обсуждение
Обнаружено, что у всех животных в состоянии длительного стресса происходят выраженные нарушения внутриорганного кровотока. При этом в головном мозге у всех животных обнаружено полнокровие сосудов, расширение периваскулярных и перицеллюлярных пространств. Мягкая мозговая оболочка тонкая, полнокровная. В 86 % случаев у животных выявлены диффузные кровоизлияния в мягкую мозговую оболочку, а у 80 % животных отмечено полнокровие сосудистых сплетений желудочков. В 60 % случаев обнаружены скопления мелкоочаговых периваскулярных кровоизлияний в белом веществе головного мозга. У всех животных данной группы обнаружены признаки сепарации крови в венах головного мозга. Сладжирование крови было выявлено в среднем в 21,4 % вен.
При морфологическом исследовании препаратов сердца у животных данной группы выявлено резкое полнокровие миокарда. В 73,3 % случаев преобладало полнокровие сосудов капиллярного и венозного русла. В сосудах сердца отмечаются явления сепарации крови, которые выявлялись в 14,5 % артерий и 24,5 % вен.
В легких у животных данной группы выявлены умеренное кровенаполнение артерий, выраженное полнокровие капилляров межальвеолярных перегородок. В 46,7 % случаев у животных в мелких артериях отмечались участки фибриноидного набухания их стенок. Кроме того, у всех животных в сосудах легких отмечено разделение крови на плазму и форменные элементы и образование пристеночных тромбов. Сепарация крови выявлена в 23,6 % артерий и 34,3 % вен. В 80 % случаях обнаружен интерстициальный отек. У всех животных отмечались мелкоочаговые внутриальвеолярные кровоизлияния.
При морфологическом исследовании препаратов печени животных при длительном стрессе в 53,3 % случаев зарегистрированы полнокровие центральных вен, внутридольковых капилляров, умеренное кровенаполнение сосудов портальных трактов, а в 46,7 % – преимущественное малокровие сосудов портальных трактов, внутридольковых капилляров. У 80 % животных отмечено фибриноидное набухание в стенках портальных сосудов и в центральных венах. У животных в 4,5 % случаев наблюдается феномен сепарации крови в отдельных венах.
В почках животных, находящихся в состоянии длительного стресса, отмечали выраженное полнокровие капилляров и вен, неравномерное кровенаполнение артерий, спазм стенок мелких артерий. В 21,4 % вен наблюдали явления сепарации крови.
В слизистой оболочке желудка животных данной группы обнаружены полнокровие вен и капилляров, малокровие артерий, фибриноидное набухание стенок сосудов, лейкостазы в сосудах слизистой и подслизистой оболочек. В 9,5 % вен выявлена сепарация крови. Наблюдаются полнокровие капилляров, вен, неравномерное кровенаполнение артерий, фибриноидное набухание сосудов брыжейки. В 46,7 % случаев в брыжейке отмечены кровоизлияния.
При изучении препаратов головного мозга крыс-самцов, подвергнутых курсовому ТГЧ-воздействию на фоне длительного стресса, обнаружены менее выраженные нарушения в сосудистом русле по сравнению с группой животных, не подвергнутых ТГЧ-воздействию. Так, у 20 % животных не отмечалось гистологических изменений, характерных для длительного стресса. У них было обнаружено лишь умеренное кровенаполнение сосудов головного мозга без признаков изменения их проницаемости. У 80 % животных выявлено изменение кровенаполнения сосудов ткани мозга: полнокровие артерий и вен, неравномерное кровенаполнение капилляров, а также полнокровие сосудов мягкой мозговой оболочки. В 73,3 % случаев из них отмечены нарушения проницаемости сосудов – расширение периваскулярных и отдельных перицеллюлярных пространств. При этом не отмечено грубых нарушений целостности микрососудов (кровоизлияний в мягкую мозговую оболочку или белое вещество мозга) и сепарации крови в отличие от животных группы сравнения.
В сердце крыс-самцов, подвергнутых курсовому ТГЧ-воздействию на фоне длительного стресса, обнаружено полнокровие артерий, капилляров и вен. Как в артериях, так и в венах сердца признаков сепарации крови не выявлено в отличие от животных, находящихся в состоянии длительного стресса.
В легких крыс-самцов опытной группы наблюдались полнокровие сосудов, особенно капилляров межальвеолярных перегородок, мелкоочаговые внутриальвеолярные кровоизлияния, лейкостазы в капиллярах межальвеолярных перегородок. В отличие от животных группы сравнения, находящихся в состоянии длительного иммобилизационного стресса и не облученных терагерцевыми волнами, не выявлены фибриноидное набухание стенок сосудов, интерстициальный отек, сепарация крови.
В печени у животных данной группы также отмечено полнокровие сосудов, но не выявлено сладжирования крови и фибриноидного набухания стенок артерий.
Патологических изменений кровотока в почках у животных данной группы не зафиксировано.
В ткани желудка крыс-самцов, подвергнутых курсовому ТГЧ-воздействию на фоне длительного стресса, обнаружено полнокровие сосудов слизистой оболочки, в подслизистой оболочке имеются умеренный отёк, неравномерное кровенаполнение сосудов; в периваскулярных пространствах – небольшие скопления лейкоцитов, неравномерное кровенаполнение сосудов мышечной оболочки стенки желудка. Однако не выявлено малокровия артерий слизистой оболочки и лейкостазов в сосудах слизистой и подслизистой оболочек, что характерно для группы сравнения. В брыжейке тонкого кишечника у животных опытной группы по сравнению с группой животных, не подвергавшихся ТГЧ-воздействию, отсутствовали отек и кровоизлияния.
Проведенные исследования свидетельствуют, что электромагнитное излучение терагерцевого диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176–150,664 ГГц способно частично восстанавливать характерные для длительного стресса нарушения внутриорганной гемодинамики. Это проявляется нормализацией кровенаполнения в головном мозге, почках, желудке и брыжейке тонкого кишечника. Эти эффекты терагерцевых волн могут быть объяснены их влиянием на эндотелий сосудистой стенки. Известно, что терагерцевые волны указанных частот при стрессорной реакции у крыс эффективно нормализуют баланс вазоконстрикторных и вазодилататорных агентов, продуцируемых эндотелиальными клетками, в частности стимулируют синтез оксида азота и снижают синтез эндотелина I [2, 6]. Кроме того, влияние на эндотелий, вероятно, обусловливает снижение под действием терагерцевых волн повышенной проницаемости сосудов (снижение отека мягкой мозговой оболочки и головного мозга, интерстициального отека в легких, брыжейки тонкого кишечника, отсутствие фибриноидного набухания сосудов легких, печени, желудка и брыжейки тонкого кишечника), уменьшением ломкости капилляров и частоты кровоизлияний (отсутствие кровоизлияний в вещество головного мозга и мягкую мозговую оболочку).
Полученные данные свидетельствуют, что под влиянием ТГЧ-облучения происходит нормализация агрегатного состояния крови в сосудах различных органов. Это проявляется снижением частоты встречаемости явлений сепарации крови на плазму и формные элементы. Данный эффект может быть обусловлен снижением способности форменных элементов к агрегации под влиянием излучения терагерцевого диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176–150,664 ГГц [3, 4].
Заключение
Электромагнитное излучение терагерцевого диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176–150,664 ГГц оказывает выраженное нормализующее влияние на нарушения кровотока в различных органах у белых крыс при длительном стрессе. При длительном стрессе у животных терагерцевые волны данной частоты снижают повышенную проницаемость сосудистой стенки, нормализуют агрегатное состояние крови, уменьшают частоту кровоизлияний.
Рецензенты:Пучиньян Д.М., д.м.н., профессор, заместитель директора, ФГБУ «Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии» Минздрава России, г. Саратов;
Масляков В.В., д.м.н., профессор, заместитель директора, НГОУ ВПО Саратовский медицинский институт «РЕАВИЗ», г. Саратов.
Работа поступила в редакцию 25.12.2014.