Одной из актуальных проблем современного здравоохранения по-прежнему остаются 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 [11].

В настоящее время доказана роль стресса как главного этиологического фактора ишемической болезни сердца, атеросклероза, гипертонической болезни и многих других заболеваний. Устранение данного этиологического фактора сердечно-сосудистой патологии практически невозможно из-за роста интенсивности производственных процессов, что закономерно влечет за собой развитие «болезней адаптации». При этом наблюдается ряд неблагоприятных изменений, которые связаны с локальными и системными нарушениями гемодинамики. Медикаментозные способы коррекции и профилактики данных нарушений не всегда приводят к ожидаемым эффектам и нередко сопровождаются развитием нежелательных побочных эффектов.

В литературе широко представлены работы по изучению влияния электромагнитного излучения терагерцевого диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150, 176–150–664 ГГц на нарушенную функциональную активность тромбоцитов [15], гемокоагуляционные и фибринолитические свойства крови [13], газовый и электролитный состав крови [7], процессы липопероксидации и антиоксидантные свойства крови [8], функциональное состояние щитовидной железы [9], основные показатели метаболического статуса [4], уровень кортикостерона в крови [5], рецепторный аппарат форменных элементов крови [2], состояние эндотелия сосудов [6] и микроциркуляцию [3]. Поскольку недостаток кислорода в органах и тканях ведет к нарушению окислительных процессов, изменяя нормальное функционирование и жизнедеятельность всего организма в целом, обусловливая ишемию и гипоксию, важным является изучение влияния электромагнитных волн на частоте молекулярного спектра излучения и поглощения атмосферного кислорода. Так, показано влияние данного вида излучения на реологические свойства крови и структурно-функциональные особенности эритроцитов больных стабильной стенокардией в условиях in vitro [10].

Все вышеизложенное дает право говорить о терапевтическом влиянии волн терагерцевого диапазона на частоте молекулярного спектра атмосферного кислорода, однако в известной литературе отсутствуют данные о возможности использования терагерцевых волн частотой 129,0 ГГц в качестве метода профилактики гемодинамических нарушений, возникающих при заболеваниях сердечно-сосудистой системы.

Целью исследования явилось установить характер влияния предварительного режима облучения терагерцевыми волнами на частоте атмосферного кислорода 129,0 ГГц на показатели линейной скорости кровотока в магистральных артериях у экспериментальных животных.

Материалы и методы исследования

Для реализации поставленной цели проводили исследование линейной скорости кровотока в магистральных артериях: брюшной аорте и бедренной артерии у 75 белых нелинейных крыс-самцов массой 180–220 г. Моделью нарушения показателей линейной скорости кровотока в магистральных артериях являлся острый иммобилизационный стресс, который воспроизводили фиксацией животных на спине в течение 3-х часов однократно. 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 терагерцевому облучению на частоте атмосферного кислорода перед острым иммобилизационным стрессом.

Участок кожи площадью 3 см2 над областью мечевидного отростка грудины животных облучали электромагнитными волнами на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения атмосферного кислорода 129,0 ± 0,75 ГГц с помощью аппарата КВЧ-терапии «Орбита» [1]. Облучатель располагался на расстоянии 1,5 см над поверхностью тела животного. Мощность излучения аппарата – 0,7 мВт, а плотность мощности составляла 0,2 мВт/см2.

Исследование линейной скорости кровотока в брюшной аорте и бедренной артерии осуществляли с помощью ультразвукового портативного микропроцессорного допплерографа ММ-Д-Ф («Minimax», Россия). Использовали ультразвуковой допплеровский преобразователь с рабочей частотой ультразвукового зондирования 10 МГц. 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).

Полученные результаты обработаны с использованием программы Statistica for Windows (версия 6.0) с помощью общепринятых параметрических и непараметрических методов статистического анализа. Большинство полученных данных не соответствовало закону нормального распределения, поэтому для сравнения значений использовали U-критерий Манна–Уитни, на основании которого рассчитывались Z-критерий Фишера и показатель достоверности p.

Результаты исследования и их обсуждение

Показано, что в состоянии острого иммобилизационного стресса происходит изменение показателей линейной скорости кровотока, 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 возрастание линейной скорости кровотока на 50 %, систолической – на 23 %, диастолической – на 25 %, градиент давления увеличивается на 67 %.

При облучении волнами терагерцевого диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения атмосферного кислорода 129,0 ± 0,75 ГГц в течение 5 минут перед острым иммобилизационным стрессом в магистральных артериях экспериментальных животных брюшной аорте и бедренной артерии наблюдается отсутствие статистически значимых различий в значениях всех исследуемых показателей линейной скорости кровотока по сравнению с интактными животными. Дальнейшее увеличение времени воздействия электромагнитными волнами терагерцевого диапазона на частотах атмосферного кислорода до 15 и 30 минут вызывают эффект, аналогичный 5-минутному облучению (см. табл. 1, 2).

Следовательно, воздействие предварительного режима терагерцевого облучения на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения атмосферного кислорода 129,0 ± 0,75 ГГц в течение 5, 15 и 30 минут на гемодинамику в магистральных артериях экспериментальных животных способно оказывать антистрессорный профилактический эффект.

Таблица 1

Линейная скорость кровотока в брюшной аорте крыс-самцов при остройстресс-реакции и различных временных режимах предварительного облучения ЭМИ ТГЧ на частотах МСИП атмосферного кислорода

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; Z3, p3 – по сравнению с группой животных, подвергнутых предварительному облучению терагерцевыми волнами общей продолжительностью 5 мин перед стрессом; Z4, p4 – по сравнению с группой животных, подвергнутых предварительному облучению терагерцевыми волнами общей продолжительностью 15 мин перед стрессом.

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 и длительного поступления в кровь происходит сужение сосудов, увеличивается общее периферическое сопротивление, что, несомненно, приводит к нарушению гемодинамики и адекватного кровоснабжения органов и тканей.

Таблица 2

Линейная скорость кровотока в бедренной артерии крыс-самцов при остройстресс-реакции и различных временных режимах предварительного облучения ЭМИ ТГЧ на частотах МСИП атмосферного кислорода

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; Z3, p3 – по сравнению с группой животных, подвергнутых предварительному облучению терагерцевыми волнами общей продолжительностью 5 мин перед стрессом; Z4, p4 – по сравнению с группой животных, подвергнутых предварительному облучению терагерцевыми волнами общей продолжительностью 15 мин перед стрессом.

Посредниками действия электромагнитного излучения терагерцевого диапазона на частотах атмосферного кислорода в клетках и биологических жидкостях являются активные формы кислорода (АФК) [12]. Они образуются ферментативно за счет изменения гидратации белковых молекул и повышения до определенного уровня активности НАДФ.Н оксидазы, циклооксигеназы, ксантиноксидазы, при этом их концентрация поддерживается на стационарном уровне. АФК, в свою очередь, с участием Са2 + стимулируют растворимую гуанилатциклазу, накопление цГМФ в клетках эндотелия сосудов и повышение активности NO-синтазы, что увеличивает продукцию NO. Это может быть одним из механизмов осуществления как антистрессорного, так и вазодилатирующего эффектов терагерцевых волн на частоте молекулярного спектра излучения и поглощения атмосферного кислорода 129,0 ± 0,75 ГГц, так как синтезированный оксид азота способен связываться в комплексы и образовывать своеобразное депо в эндотелии сосудов, из которого при необходимости возможно его освобождение [14].

Заключение

На экспериментальной модели нарушений линейной скорости кровотока в магистральных артериях при остром иммобилизационном стрессе доказано, что предварительный режим терагерцевого облучения на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения атмосферного кислорода 129,0 ± 0,75 ГГц в течение 5, 15 и 30 минут способен оказывать антистрессорный эффект. Это делает возможным использование данного вида излучения для профилактики гемодинамических нарушений, возникающих при ряде патологических состояний.

Рецензенты:

Андронов Е.В., д.м.н., профессор кафедры нормальной физиологии им. И.А. Чуевского, ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России, г. Саратов;

Токаева Л.К., д.м.н., профессор кафедры нормальной физиологии им. И.А. Чуевского, ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России, г. Саратов.

Работа поступила в редакцию 04.04.2013.