Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

АНТИСТРЕССОРНЫЙ ЭФФЕКТ ВОЛН ТЕРАГЕРЦЕВОГО ДИАПАЗОНА НА ЧАСТОТАХ АТМОСФЕРНОГО КИСЛОРОДА НА ИЗМЕНЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЛИНЕЙНОЙ СКОРОСТИ КРОВОТОКА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Киричук В.Ф. 1 Антипова О.Н. 1 Великанов В.В. 1 Великанова Т.С. 1
1 ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского»
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. Изу­чено влияние превентивного режима облучения электромагнитными волнами терагерцевого диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения атмосферного кислорода на показатели линейной скорости кровотока в магистральных артериях белых крыс. Показано, что терагерцевое воздействие на указанных частотах способно оказывать антистрессорный эффект, проявляющийся в отсутствии постстрессорных изменений в линейной скорости кровотока в магистральных сосудах у экспериментальных животных.
гемодинамика
линейная скорость кровотока
ТГЧ-волны
атмосферный кислород
1. Аппарат для лечения электромагнитными волнами крайне высоких частот / Бецкий О.В., Креницкий А.П., Майбородин А.В., Тупикин В.Д. – Патент «Роспатента» на полезную модель № 50835 от 27 января 2006.
2. Влияние электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах оксида азота на постстрессорные нарушения состава углеводного компонента и активности гликопротеидных рецепторов тромбоцитов / В.Ф. Киричук, А.Н. Иванов, Е.В. Андронов // Биомедицинская радиоэлектроника. – 2010. –№ 5. – С. 39–46.
3. Восстановление микроциркуляторных нарушений электромагнитным излучением терагерцевого диапазона на частотах оксида азота у белых крыс при остром стрессе / В.Ф. Киричук, А.Н. Иванов, Т.С. Кириязи // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2011. – Т.151. – № 3. – С. 259–262.
4. Восстановление основных показателей метаболического статуса терагерцевыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц в условиях эксперимента / В.Ф. Киричук, А.А. Цымбал, А.П. Креницкий и др. // Биомедицинская радиоэлектроника. – 2011. – № 1. – С. 30–35.
5. Изменения уровня кортикостерона в крови у экспериментальных животных при воздействии терагерцевыми волнами на частоте атмосферного кислорода 129,0 ГГц на фоне острого и длительного стресса / В.Ф. Киричук, А.А. Цымбал, О.Н. Антипова // Биомедицинская радиоэлектроника. – 2011. – № 8. – С. 23–29.
6. 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, Т.С. Кириязи // Биомедицинская радиоэлектроника. – 2010. – № 12. – С. 30–37.
7. Киричук В.Ф., Цымбал А.А. Изменения газового и электролитного состава крови под влиянием терагерцового излучения на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц в условиях стресса // В.Ф. Киричук, А.А. Цымбал // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. – 2011. – № 1. – С. 49–51.
8. Киричук В.Ф., Цымбал А.А. Влияние терагерцевого излучения на частотах оксида азота на интенсивность процессов липопероксидации и антиоксидантные свойства крови в условиях стресса / В.Ф. Киричук, А.А. Цымбал // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2009. – № 8. – С. 166–169.
9. Киричук В.Ф., Цымбал А.А. Использование электромагнитного излучения терагерцевого диапазона на частотах оксида азота для коррекции функционального состояния щитовидной железы при стрессе / В.Ф. Киричук, А.А. Цымбал // Вестник РАМН. – 2010. – № 4. – С. 37–40.
10. Киричук В.Ф. Гемореология и электромагнитное излучение КВЧ-диапазона / В.Ф. Киричук, Л.И. Малинова, А.П. Креницкий и др. – Саратов: Изд-во СГМУ, 2003.
11. 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.
12. Поцелуева М.М. Образование реактивных форм кислорода в водных растворах под действием электромагнитного излучения КВЧ-диапазона / М.М. Поцелуева, А.В. Пустовидко, Ю.В. Евтодиенко // Доклады академии наук. – 1998. – № 3. – С. 415–418.
13. Применение терагерцового излучения на частоте атмосферного кислорода 129,0 ГГЦ для коррекции гемокоагуляционных и фибринолитических расстройств / В.Ф. Киричук, А.А. Цымбал, А.П. Креницкий и др. // Биомедицинская радиоэлектроника. – 2009. – № 9. – С. 11–16.
14. Пшенникова М.Г. Депонирование оксида азота у крыс различных генетических линий и его роль в антистрессорном эффекте адаптации к гипоксии / Пшенникова М.Г., Смирин Б.В., Бондаренко О.Н. // Росс. физиол. журнал им. И.М. Сеченова. – 2000. – Т. 86 № 2. – С. 174–181.
15. Электромагнитное излучение терагерцового диапазона на частотах оксида азота в коррекции и профилактике нарушений функциональной активности тромбоцитов у белых крыс при длительном стрессе / В.Ф. Киричук, А.Н. Иванов, О.Н. Антипова и др. // Цитология. – 2007. – Т.49. – № 6. – С. 484–490.

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

Показатели

Группы животных

Vam (средняя линейная скорость кровотока), см/с

Vas (средняя линейная систолическая скорость кровотока), см/с

Vad (средняя линейная диастолическая скорость), см/с

PG (градиент давления) мм рт. ст

Контроль

15,2

(14,04;15,8)

34,5 (32,93;37,64)

3,13

(0,78;4,7)

0,46

(0,4;0,54)

Иммобилизационный стресс

17,7

(17,17;20,6)

Z1 = 4,33

p1 = 0,000015

40,56 (35,28;43,91)

Z1 = 2,65

p1 = 0,007941

3,92

(3,13;6,27)

Z1 = 2,07

p1 = 0,038089

0,64

(0,49;0,73)

Z1 = 2,63

p1 = 0,008443

Предварительный режим терагерцевого облучения общей продолжительностью (мин)

5

15,35

(14,35;16,61)

Z1 = 0,53

p1 = 0,596702

Z2 = 3,44

p2 = 0,000583

34,5

(32,93;36,07)

Z1 = 0

p1 = 1

Z2 = 2,57

p2 = 0,010166

0,78

(-2,36;4,7)

Z1 = 1,17

p1 = 0,241322

Z2 = 2,38

p2 = 0,017258

0,46

(0,4;0,51)

Z1 = 0,076

p1 = 0,939743

Z2 = 2,49

p2 = 0,012612

15

16,15 (14,35;16,87)

Z1 = 0,53

p1 = 0,596702

Z2 = 3,36

p2 = 0,000769

Z3 = 0,19

P3 = 0,850107

36,78 (30,58;36,85)

Z1 = 0,15

p1 = 0,879829

Z2 = 2,72

p2 = 0,006502

Z3 = 0,3

P3 = 0,762369

0,78

(0,1;2,35)

Z1 = 1,55

p1 = 0,121225

Z2 = 2,99

p2 = 0,002827

Z3 = 0,11

P3 = 0,909722

0,5

(0,36;0,51)

Z1 = 0,076

p1 = 0,939743

Z2 = 2,57

p2 = 0,010166

Z3 = 0,3

P3 = 0,762369

30

16,5

(15,74;16,61)

Z1 = 0,907

p1 = 0,364347

Z2 = 3,33

p2 = 0,000881

Z3 = 1,09

P3 = 0,273037

Z4 = 0,76

P4 = 0,449692

37,27

(32,93;39,2)

Z1 = 0,98

p1 = 0,325752

Z2 = 1,74

p2 = 0,0821

Z3 = 1,02

P3 = 0,30749

Z4 = 1,32

P4 = 0,185878

1,56

(0,78;3,13)

Z1 = 1,13

p1 = 0,25684

Z2 = 2,83

p2 = 0,004587

Z3 = 0,6

P3 = 0,54535

Z4 = 0,98

P4 = 0,325752

0,525

(0,4;0,6)

Z1 = 0,907

p1 = 0,364347

Z2 = 1,59

p2 = 0,112412

Z3 = 0,94

P3 = 0,344705

Z4 = 1,17

P4 = 0,241322

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

Показатели

Группы животных

Vam (средняя линейная скорость кровотока), см/с

Vas (средняя линейная систолическая скорость кровотока), см/с

Vad (средняя линейная диастолическая скорость), см/с

PG (градиент давления) мм рт. ст

Контроль

9,67

(8,48;10,39)

21,17

(19,6;22,74)

-1,57

(-2,36;0,78)

0,17

(0,14;0,19)

Иммобилизационный стресс

13,13

(12,01;13,91)

Z1 = 4,46

p1 = 0,000008

24,30

(23,52;28,23)

Z1 = 3,86

p1 = 0,000115

1,56

(0,78;3,92)

Z1 = 3,65

p1 = 0,000262

0,23

(0,21;0,33)

Z1 = 3,795

p1 = 0,000148

Предварительный режим терагерцевого облучения общей продолжительностью (мин)

5

9,8

(9,33;10,86)

Z1 = 0,76

p1 = 0,449692

Z2 = 3,78

p2 = 0,00157

19,99

(19,6;21,17)

Z1 = 0,91

p1 = 0,364347

Z2 = 3,48

p2 = 0,000507

-0,395

(-1,57;0,1)

Z1 = 0,87

p1 = 0,384674

Z2 = 2,53

p2 = 0,01133

0,15

(0,14;0,17)

Z1 = 0,91

p1 = 0,364347

Z2 = 3,48

p2 = 0,000507

15

9,79

(7,81;10,23)

Z1 = 0,15

p1 = 0,879829

Z2 = 3,78

p2 = 0,000157

Z3 = 0,76

p3 = 0,449692

21,2

(20,38;23,52)

Z1 = 0,83

p1 = 0,40568

Z2 = 2,49

p2 = 0,012612

Z3 = 1,55

p3 = 0,121225

–1,57

(–1,57;0,1)

Z1 = 0,19

p1 = 0,850107

Z2 = 2,985

p2 = 0,002827

Z3 = 0,87

p3 = 0,384674

0,17

(0,16;0,21)

Z1 = 0,91

p1 = 0,364347

Z2 = 2,49

p2 = 0,012612

Z3 = 1,66

p3 = 0,096305

30

9,3

(9,07;9,96)

Z1 = 0,075

p1 = 0,939743

Z2 = 3,78

p2 = 0,000157

Z3 = 1,13

p3 = 0,25684

Z4 = 0,15

p4 = 0,879829

22,4

(21,17;22,74)

Z1 = 1,44

p1 = 0,150928

Z2 = 2,27

p2 = 0,023343

Z3 = 2,15

p3 = 0,03121

Z4 = 0,42

p4 = 0,677585

-1,57

(–2,36; –1,57)

Z1 = 0,87

p1 = 0,384674

Z2 = 3,44

p2 = 0,000583

Z3 = 2,23

p3 = 0,025749

Z4 = 1,36

p4 = 0,173618

0,19

(0,17;0,19)

Z1 = 1,74

p1 = 0,0821

Z2 = 2,27

p2 = 0,023343

Z3 = 2,65

p3 = 0,008151

Z4 = 0,64

p4 = 0,520523

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.


Библиографическая ссылка

Киричук В.Ф., Антипова О.Н., Великанов В.В., Великанова Т.С. АНТИСТРЕССОРНЫЙ ЭФФЕКТ ВОЛН ТЕРАГЕРЦЕВОГО ДИАПАЗОНА НА ЧАСТОТАХ АТМОСФЕРНОГО КИСЛОРОДА НА ИЗМЕНЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЛИНЕЙНОЙ СКОРОСТИ КРОВОТОКА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 5-1. – С. 82-87;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=31464 (дата обращения: 24.01.2020).

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