Влияние низкоинтенсивных электромагнитных излучений на функциональную активность биологических объектов разного уровня организации (стр. 2 )

Выявленное действие видимого света на различные отделы головного мозга позволяет использовать полученные результаты для разработки новых способов фототерапии и методик нейрофизиологических исследований.

Полученные результаты исследований обосновывают возможность применения низкоинтенсивного широкополосного излучения в медицинской практике с целью предупреждения и предотвращения ишемических повреждений миокарда, а также с целью восстановления функционального состояния тканей миокарда в постишемическом периоде. Полученные результаты могут быть использованы для нормированного ограничения применения гелий-неонового лазера в медицине.

Результаты, полученные при исследовании влияния НИЛИ и ШКС на показатели гомеостаза и восстановление вегетативных функций организма крыс после клинической смерти в результате острой массивной кровопотери, обосновывают перспективность использования ШКС в качестве физического агента, стабилизирующего кровь перед процедурой реинфузии в реаниматологии.

Положения, выносимые на защиту:

1. Изученные низкоинтенсивные ЭМИ: ШКС и НИЛИ, в отличие от СВЧ оказывают стимулирующее действие на рост популяций E. сoli М - 17, причем основной механизм эффекта различных диапазонов имеет фотохимическую, а не тепловую природу.

2. ШКС и НИЛИ стимулирует фагоцитарную активность нейтрофилов донорской крови человека и вызывают повышение осмотической резистентности эритроцитов.

3. Воздействие ШКС на ретикулярную формацию среднего мозга кошек вызывает существенные сдвиги функционального состояния головного мозга, более выраженные по сравнению с зеленым светом этой же мощности. Эффекты воздействия ШС на кору больших полушарий головного мозга менее выражены по сравнению с эффектами воздействия на мезэнцефалическую ретикулярную формацию.

4. Облучение ШКС синусного узла сердца крыс в реперфузионном периоде после ишемии способствует более быстрому, по сравнению с НИЛИ, восстановлению сократительной функции миокарда, повышает силу и скорость сокращений, нормализует скорость расслабления изолированного сердца крыс. При воздействии ШКС на миокард крыс in situ в постишемическом периоде, происходит восстановление и стабилизация ритмической активности, уменьшение интервала времени между возобновлением коронарного кровотока и восстановлением сердечной деятельности.

5. ШКС и НИЛИ снижают уровень процессов перекисного окисления липидов в миокарде крыс после ишемии в период реперфузии. Эффекты воздействия ШКС и НИЛИ имеют одинаковую направленность как в опытах на изолированном органе, так и in situ.

6. ШКС и НИЛИ модифицируют ультраструктуру миокарда. Выявлена существенная разница в морфологических эффектах воздействия данных излучений. При воздействии НИЛИ наблюдается сужение просветов капилляров, гиперплазия митохондрий и их полиморфизм, в то время, как ШКС обеспечивает восстановление микроциркуляции, значительное увеличение количества митохондрий и их гетерогенность.

7. ШКС, более эффективно по сравнению с НИЛИ, обеспечивает ускорение восстановления вегетативных функций организма лабораторных животных после клинической смерти (по сравнению с контрольной группой), в том числе нормализацию артериального давления и сокращение периода восстановления внешнего дыхания животных, повышая содержание гемоглобина и осмотическую резистентность эритроцитов.

Апробация работы. Основные положения работы были доложены и обсуждены: на Всероссийской конференции ”Медицинская физика 93” (Москва,1993), на научной конференции с международным участием “Медицинская Физика-95” (Москва, 1995), на II симпозиуме « Неинвазивные методы диагностики» (Москва,1995); на конференции «Медицинская физика-97. Новые технологии в радиационной онкологии" (Обнинск, 1997); на II съезде биофизиков России (Москва, 2000); на Республиканской научно-практической конференции “Здоровье (проблемы теории и практики)” (Ставрополь, 2000); на конференции Bios (Вена, 1996; Стокгольм, 1997,1998); на XVIII съезде физиологического общества им. (Казань, 2001); на конференции «Новые инновационные методы в медицине» (Саров, 2006); на II международной конференции «Человек и электромагнитные поля» (Саров, 2007; 2008).

По материалам диссертации опубликовано 53 работы в отечественных и зарубежных изданиях, получено 2 патента РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 220 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, 5 глав собственных исследований, выводов, библиографического указателя. Список цитируемой литературы содержит 290 источников, из которых 165 на русском и 125 на иностранных языках. Диссертация иллюстрирована 29 таблицами и 43 рисунками.

МатериалЫ и методы исследования

В работе использовались: штаммы микроорганизмов Escherichia coli M-17, донорская кровь, белые нелинейные крысы массой 250-300 г., кошки массой от 2,5 до 3,0 кг. Общий объем исследований приведен в табл.1.

Таблица 1

Объекты и их распределение по этапам исследований

? п/п	Этапы исследований	Экспериментальные методы	Количество прове-денных опытов или исследованных объектов
1.	Действие НИЛИ, ШС и СВЧ на Esherichia coli –М17.	Фотоколориметрия, подсчёт числа колоний.	По 20 опытов на каждое воздействие
2.	Действие НИЛИ и ШС на клетки крови.	Определение осмотической резис-тентности эритроцитов и фагоцитар-ной активности нейтрофильных лейкоцитов.	70 образцов донорс-кой крови
3.	Воздействие ШС на различные отделы головного мозга кошек.	Регистрация фоновой и вызванной электрической активности от зри-тельной области неокортекса, а также реакция передних отделов височной коры. Регистрация вызванных потен-циалов коры в ответ на зрительные, слуховые и соматические стимулы.	28 кошек
4.	Воздействие НИЛИ и ШКС на восстанов-ление сократитель-ной активности изо-лированного сердца в постишемическом периоде.	Модель изолированного сердца по Лангендорфу-Фалену. Определение активности процессов ПОЛ (ДК, ТК, ОШ). Состояние антиоксидантной защиты клеток (активность ферментов СОД и каталазы). Электронно-микроскопические исследования.	180 крыс
5.	Исследование функ-ционального состоя-ния сердца крыс после ишемии и облучения НИЛИ и ШКС in situ.	Анализ ЭКГ. Определение активности ПОЛ и состояния антиоксидантной защиты клеток. Гистологический анализ.	90 крыс
6.	Исследование функ-ционального состоя-ния сердечно-сосу-дистой системы крыс и системы крови после клинической смерти и облучения крови НИЛИ и ШКС.	Анализ ЭКГ, внешнего дыхания, АД; определение количества эритроцитов, гемоглобина, осмотической резис-тентности эритроцитов.	60 крыс

На первом этапе работы проведено сравнительное исследование действия низкоинтенсивных ЭМИ на Esherichia coli –М 17. Облучение суспензии клеток проводили в тефлоновых кюветах, помещенных в волноводную ячейку сечением 35Ч15 мм. Облучение культуры проводилось при следующих условиях: несущая частота 9,372 ГГц, плотность потока мощности от 3,4 до 27,2 мВ/см2, время экспозиции 60 минут. Контрольные опыты проводились в режиме ложного облучения. Воздействие производилось непрерывным (НМ) и амплитудно-импульсно-модулированными полями (АИМ) с длительностью сигнала 5 мкс, частотой модуляции 9 кГц и с пилообразной формой модуляции.

Действие тепла в диапазоне от 37° до 40°С определялось в кювете, помещенной в термостат. Эффект воздействия лазерным излучением и видимым светом определялся в тех же условиях, при температуре 37°С.

В экспериментах регистрировали следующие величины:

- общее количество бактерий в суспензии, по калибровочной кривой, на основе измерения оптической плотности культуры на ФЭК-56М (светофильтр λmax=540 нм);

- количество жизнеспособных бактерий, способных формировать колонии на стандартной среде Эндо.

Выживаемость клеточных популяций в опытах по СВЧ воздействию определялась по формуле N/N0, где N – количество жизнеспособных клеток, или инфекционных единиц в культуре, после повышения температуры среды в течение 10 минут, N0 – количество жизнеспособных клеток, или инфекционных единиц в культуре, при начальной температуре. Оценка влияния ШС и НИЛИ на рост клеток E. coli М-17 проводилась путем подсчета колоний.

Фагоцитарная активность нейтрофилов оценивалась по стандартным показателям фагоцитоза (Меньшиков, 1987). Контрольными служили образцы, находящиеся в режиме ложного облучения.

В опытах на кошках под хлоралозо-нембуталовым наркозом (50 мг/кг и 25-35 мг/кг, соответственно) изучались эффекты воздействия ШС видимого диа-пазона (красного λ = 600-680 нм, зеленого λ = 500-580 нм, мощность = 0,02 мВт) на зрительную и вестибулярную зоны коры головного мозга. Анализировались изменения вызванных потенциалов (ВП) на зрительное, слуховое и электрокожное раздражения, а также фоновой биоэлектрической активности указанных выше зон. Голову животного укрепляли в стереотаксическом аппарате и проводили трепанацию черепа. Используемые в опытах световоды, диаметром 0,3 мм, пропускающие красный или зеленый свет, заключали в жесткую стальную оболочку, а свободные их участки подсоединяли к устройству, служившему источником света. Иглу со световодом укрепляли в держателе стереотаксического аппарата и вводили в зону мозга с координатами, соответствующими местоположению мезенцефалической ретикулярной формации. Фоновую и вызванную электри-ческую активность отводили от зрительной области неокортекса (зона VII) биполярными серебряными электродами. Зрительные стимулы - вспышки белого света - подавали на контралатеральный глаз с частотой 0,3 имп/с. Слу-ховые стимулы-щелчки подавались в контралатеральное ухо. Электрокожное раздражение передней контралатеральной лапы осуществлялось импульсами прямоугольной формы, длительностью 0,3 мс от стимулятора ЭСУ–1 через изолирующую приставку. Все стимулы подавались с частотой 0,2 – 0,3 имп/с.