ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ім. В. Н. КАРАЗІНА

ХОМЕНКО ОЛЕНА МИКОЛАЇВНА

УДК 612.3: 612.1: 616.3: 616.1 – 085: 615.847.8

ВПЛИВ ВИХРОВОГО ІМПУЛЬСНОГО МАГНІТНОГО ПОЛЯ

НА ФУНКЦІЇ ОРГАНІВ ТРАВЛЕННЯ ТА КРОВІ

(МОДЕЛІ ТА МЕХАНІЗМИ)

03.00.13 – фізіологія людини і тварин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Харків – 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Дніпропетровському національному університеті

Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: кандидат біологічних наук, доцент

Мурзін Олексій Борисович,

Дніпропетровський національний університет,

завідувач кафедри фізіології людини і тварин

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Воробйова Тамара Михайлівна,

Інститут неврології, психіатрії та наркології АМН України,

завідувач лабораторії нейрофізіології та імунології

доктор біологічних наук, старший науковий співробітник

Берегова Тетяна Володимирівна,

Інститут фізіології імені академіка Петра Богача

Київського національного університету імені Тараса Шевченка,

завідувач відділу фармакофізіології

Провідна установа: Донецький державний медичний унiверситет iм. М. Горького МОЗ України (кафедра медiнформатики, бiофiзики з курсом медапаратури), м. Донецьк.

Захист відбудеться " 9 " жовтня 2002 року о 15.15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.051.17 Харківського національного університету ім. В. Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України (61077, м. Харків, пл. Свободи, 4, ауд. ІІІ – 15).

З дисертацією можна ознайомитись у Центральній науковій бібліотеці Харківського національного університету ім. В. Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України (61077, м. Харків, пл. Свободи, 4).

Автореферат розісланий " 04 " 09 2002 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат біологічних наук Падалко В. І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Проблема впливу магнітних полів (МП) на біологічні об'єкти, як і багато років тому, залишається однією з актуальних в біології і медицині, про що свідчить широке впровадження в цих галузях нових екологічно чистих і економічних технологій з застосуванням фізичних факторів. В останнє десятиріччя відмічається підвищення інтересу дослідників до біологічної дії МП, особливо складної поляризаційної структури, відслідковується тенденція удосконалення як загальної теорії використання цього фізичного фактору в якості одного з методів корекції порушених функцій організму, так і апаратів, які використовуються з цією метою [Volpe, 1985, Фьодоров, 1990, Бабич, 1994, Улащик, 1998, Бабов, 1999]. Це обумовлено, насамперед, практичними гігієнічними запитами у зв'язку з впровадженням підсилених і послаблених штучних магнітів на різних виробництвах, успішним використанням МП в ветеринарії, рослинництві, в мікробіологічній промисловості, а також в клінічних умовах, коли призначення багатьох фармацевтичних препаратів для повернення функціональних систем організму до нормальної діяльності стає неможливим завдяки наявності алергічних реакцій та побічних ефектів [Демецький, 1991, Воробйова, Колядко, 1998, Traina, Romanini, 1998].

Дослідженнями останніх років встановлено, що серед всього різноманіття видів енергії фізичних факторів найбільш перспективним для повернення патологічно змінених ланок організму до нормального функціонування є низькоінтенсивне МП, яке належить до інформаційних методів корекції порушених фізіологічних функцій при мінімальній затраті енергії. При цьому частотно – часові і просторові структури полів, що впливають, повинні відповідати параметрам міжмолекулярних взаємодій, стимулювати власні захисні системи організму. Насамперед, це системи регенерації, відновлення, розмноження стовбурових клітин кровотворення, імунокомпетентних клітин. В більшості випадків необхідне тонке “регулювання” міжклітинних зв'язків, і саме тому застосування інформаційних методів корекції порушених регуляторних функцій в живих системах є найбільш доцільним [Епштейн, Воробйова, Берченко та ін., 1997, Холодов, 1999, Єлисєєва та ін., 2001].

Незважаючи на велику кількість публікацій щодо механізмів біологічних дій МП на організм, багато питань залишається невирішеними. Так, феномен формування захисних реакцій організму на різних рівнях його структурної організації, необхідна структура розподілу магнітної індукції полів (енерго – часова – просторова) ще недостатньо з'ясовані. Необгрунтованим є критерій вибору часу впливу МП при різних функціональних розладах. Нерозробленою у існуючих апаратах, які генерують магнітні поля, залишається і реалізація принципу зворотнього зв'язку при дії на організм МП. Також відсутні роботи, які аналізують відгук органів травлення та крові на дію низькоінтенсивних магнітних полів, не створено остаточних моделей механізмів впливу вихрового імпульсного МП на біологічні об'єкти.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана у 1998 – 2000 роках на кафедрі фізіології людини і тварин біолого – екологічного факультету Дніпропетровського національного університету, а частина експериментів - на базі Інституту гастроентерології АМН України, і пов'язана з темами фундаментальних наукових робіт: "Дослідження нервових механізмів керування, регуляції і зв'язку в організмі людини і тварин" (номер державної реєстрації 0195V023144), “Вивчення ефективності використання високоенергетичного магнітного випромінювання для реабілітації гастроентерологічних хворих, потерпілих від Чорнобильської катастрофи” (номер державної реєстрації 0197U008794), “Розробити критерії для діференційної діагностики і вибору варіантів лікування жовчнокам'яної хвороби та корекції функціональних порушень органів травлення” (номер державної реєстрації 0199U004309).

Мета та задачі дослідження. Метою роботи є встановлення ефектів вихрового імпульсного магнітного поля на функції органів травлення та крові i створення моделей можливих механiзмiв цього впливу на органiзм.

Поставлена мета досягалась виконанням таких задач:

1. Вивчення in vitro впливу вихрового імпульсного МП на імунологічні показники крові та осмотичну резистентність еритроцитів до гіпотонічних розчинів.

2. Вивчення дії МП на активність протеолітичних ферментів шлункового соку in vitro.

3. Проведення порівняльного аналізу чутливості ентеробактерій до найбільш поширених антибіотиків при дії МП в умовах in vitro.

4. Встановлення ефектів вихрового імпульсного МП на хімічний склад жовчі за умов in vitro, жовчоутворення та жовчовиділення – в експериментах на тваринах.

5. Дослідження впливу МП на адаптаційно – компенсаторні реакції гастроентерологічних хворих в клінічних умовах.

Обўєкт дослідження: функції органів травлення та крові при дії вихрового імпульсного МП.

Предмет дослідження: імунологічні та біохімічні показники крові, осмотична резистентність еритроцитів, протеолітична активність пепсину, мікрофлора шлунково – кишкового тракту, жовчовиділення, якісний склад жовчі, стан реактивності та резистентності організму осіб з порушеннями діяльності шлунково – кишкового тракту.

Методи дослідження: вплив вихрового імпульсного МП на клітинному рівні вивчали в умовах in vitro, визначаючи імунологічні та біохімічні показники крові, осмотичну резистентність еритроцитів, протеолітичну активність пепсину, чутливість мікрофлори шлунково – кишкового тракту до антибіотиків. Досліди щодо дії МП на жовчоутворення та жовчовиділення проводили на білих щурах. При спостереженнях у клінічних умовах стан реактивності та резистентності організму оцінювали за критеріями “неспецифічних адаптаційних реакцій”, виміром шкірної провідності, артеріального тиску та підрахуванням пульсу.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше встановлено вплив вихрового імпульсного МП на імунологічні показники крові та осмотичну резистентність еритроцитів, протеолітичну активність пепсину, мікрофлору шлунково – кишкового тракту. Отримані нові дані щодо впливу низькоінтенсивних МП на жовчоутворення, жовчовиділення та якісний склад жовчі. Вперше встановлено залежність ефектів вихрового МП від напрямку його обертання. Вихрове імпульсне МП правого напрямку обертання збільшує осмотичну резистентність еритроцитів до гіпотонічних розчинів, активує Т – ланку імунітету, підвищує чутливість Escherichia Coli та Proteus vulgaris до антибіотиків, підсилює протеолітичну активність пепсину шлункового соку, прискорює жовчовиділення, зменшує вўязкість міхурової жовчі, стимулює її антиоксидантну активність. Вихрове імпульсне МП лівого напрямку обертання пригнічує протеолітичну активність пепсину, уповільнює жовчовиділення, збільшує вўязкість міхурової жовчі та зменшує її антиоксидантну активність. Вперше обгрунтовано використання вихрового імпульсного МП в клiнiчнiй практицi, доведено доцільність застосування правоспрямованого вихрового імпульсного МП в якості засобу корекції при порушеннях різних відділів травної системи для відновлення загального функціонального стану організму.

Практичне значення одержаних результатів. Дані таких досліджень можуть знайти застосування передусім в практичній медицині для покращення імунного статусу хворих, підвищення осмотичної резистентності еритроцитів до гіпотонічних розчинів та чутливості Escherichia Coli та Proteus vulgaris до антибіотиків, керування протеолітичною активністю шлункового соку, прискорення жовчовиділення, зменшення вўязкості міхурової жовчі та стимуляції її антиоксидантного захисту. Результати досліджень використовуються при читанні лекційного курсу та проведенні лабораторних занять на кафедрі фізіології людини і тварин Дніпропетровського національного університету, а в Інституті гастроентерології АМН України - для корекції функціонального стану шлунково – кишкового тракту при порушеннях органів травної системи.

Особистий внесок здобувача. Відповідно до поставленої мети і задач дисертаційної роботи автором самостійно виконано весь запланований обсяг експериментальних досліджень, аналіз даних літератури, зроблена статистична обробка фактичного матеріалу та його аналіз, сформульовано основні висновки.

У плануванні напрямків досліджень, обговоренні їх результатів, формулюванні висновків брав участь науковий керівник. У проведенні імунологічних та біохімічних досліджень брали участь співробітники лабораторій імунології та біохімії Інституту гастроентерології АМН України, що відображено у спільних публікаціях.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались і схвалені на конференціях молодих вчених Дніпропетровського національного університету (1998 – 2001 рр.); І – ІІІ Всеукраїнських науково – практичних конференціях “Людина і космос” (Дніпропетровськ, 1999 – 2001 рр.); Другому Українському Конгресі гастроентерологів (Дніпропетровськ, 2000); Міжнародній конференції “Проблеми сучасної екології” (Запоріжжя, 2000); ІІ – ій Об'єднаній Всеросійській та Всеармійській науковій конференції “Санкт – Петербург – Гастро – 2000” (Санкт – Петербург, 2000); Третьому Міжнародному симпозіумі “Біофізика полів і випромінювань і біоінформатика” (Тула, 2000); Міжнародній науково – практичній конференції “Досягнення та перспективи фармакотерапії захворювань органів травлення” (Полтава, 2001); конференції, присвяченої 100 – річчю з дня народження Я. П. Склярова (Львів, 2001).

Публікації. За темою дисертації автором опубліковано 15 наукових робіт, серед яких 3 статті, опублікованих у фахових виданнях, 4 – у збірниках наукових праць, 8 тез доповідей з'їздів і конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, огляду літератури, опису матеріалів та методів дослідження, експериментальної частини, підсумкового розділу, висновків та списку використаних джерел. Основний текст дисертації складає 110 сторінок, робота ілюстрована 26 рисунками і 7 таблицями. Перелік посилань складає 350 першоджерел, серед яких 234 роботи авторів України та країн СНД і 116 робіт іноземних авторів.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Для вирішення поставлених у дисертаційній роботі завдань дослідження проводились в умовах in vitro та in vivo.

В умовах іn vitro моделювали вплив вихрового імпульсного МП на імунітет, осмотичну резистентність еритроцитів, протеолітичну активність пепсину 48 осіб з виразковою хворобою шлунка та дванадцятипалої кишки, чутливість мікрофлори шлунково – кишкового тракту до антибіотиків, в'язкість, антиоксидантну активність та хімічний склад жовчі. Кількість дослідів у кожній серії – біля 30.

В умовах іn vivo моделювали вплив вихрового імпульсного МП на жовчоутворення та жовчовиділення у гострих експериментах на 90 білих щурах.

При проведенні досліджень в клінічних умовах під наглядом знаходились 94 особи віком від 40 до 60 років з різними порушеннями системи травлення. Вплив вихровим імпульсним МП здійснювався за допомогою апарата "Магнітер – 01" (Патент України № 99010224). Параметри магнітного поля становили: радіальна складова 5 – 10 мТл, тангенціальна складова 0,5 – 15 мТл, частота модуляції МП 75 – 85 Гц.

Вплив вихровим імпульсним МП тривав 15 хвилин (у клінічних умовах - 10 – 15 хвилин щоденно впродовж 10 днів). У клініці при виразковій хворобі головка магнітного випромінювача розміщувалась попереду епігастральної ділянки проекції шлунка, при патологіях гепатобіліарної системи – в ділянці проекції жовчного міхура пацієнтів [Зейн, 1995].

Для встановлення ефектів МП на імунітет визначали абсолютну кількість циркулюючих в крові лейкоцитів, відносну та абсолютну кількість Т – лімфоцитів (АЕ – РУК, Е – РУК), В – лімфоцитів (ЕАС – РУК), Т – хелперів (СД4+), Т – супресорів (Е45 – РУК) [Петров, Хаітов, Пінегін, 1992].

Осмотичну резистентність еритроцитів визначали макроскопічним методом по Лімбеку та Риб'єру (1987).

Для виявлення впливу МП на роботу іоних каналів еритроцитів крові досліджували вміст іонів К+ у надосадовій рідині за допомогою полум'яного спектрофотометра [Ємел'янов, 1966].

Виділення та кількісний облік облігатної та факультативної груп нормальної мікрофлори шлунково - кишкового тракту здійснювали загальновизнаними методами [Грачова, Гончарова, Аваков та ін., 1982].

При моделюванні впливу вихрового імпульсного МП на протеолітичну активність пепсину у обстежених збиралась базальна порція шлункового соку (рН - 1,2 - 2,0, об`єм 150 - 200 мл) в фазі загострення патологічних змін методом фракційного зондування по Леп орському (1985). Протеолітичну активність пепсину визначали за допомогою методики, розробленої в Інституті гастроентерології АМН України [Шелекетіна, Кожухар, Мінко та ін., 1981].

Встановлюючи чутливість мікрофлори до антибіотиків під дією МП за диско – дифузійним методом Єгорова (1986), відбирали 10 штамів ентеробактерій, щойно виділених з кишечника осіб з гастроентерологічними патологіями: Escherichia coli - 3, Proteus vulgaris - 2, Enterobacter - 1, Klebsiella - 2, Staphylococcus aureus - 1 та Auruginosa - 1. Із антибіотиків для дослідів були відібрані найбільш поширені у практичній діяльності: гентаміцин, канаміцин, ко - тримоксазол (бісептол), нітрофурантин (фурадонін), тетрациклін, хлорамфенікол (лівоміцетин) та цефалотин.

Для дослідів щодо впливу вихрового імпульсного магнітного поля на в`язкість жовчі, її антиоксидантну активність та біохімічні показники відбирали міхурову жовч (порція В), отриману шляхом класичного дуоденального зондування [Дегтярьова, Харченко, 1995]. В`язкість жовчі визначали до та після впливу магнітного поля за допомогою гемовіскозіметра типу ВК - 4, антиоксидантну активність - з використанням методики Спектора і співавт. (1984), вміст гексозамінів - по Ремінгтону (1957).

Вплив вихрового імпульсного магнітного поля на жовчоутворення та жовчовиділення досліджували на щурах - самцях масою 180 - 250 г у таких групах: І група - контрольна; ІІ група - дослідна, яка підлягала дії магнітного поля даної структури правого оберту; ІІІ група знаходилась під впливом вихрового імпульсного магнітного поля лівого напрямку обертання. В кожній групі було 30 тварин. Для виведення тварин із дослідів користувалися летальною дозою тіопенталу - натрію [Западнюк, Западнюк, Захарія, 1983].

Вивчення жовчовиділення проводилось за методикою Svatos, Zelinek (1957). Тварин наркотизували уретаном внутрішньочеревно з розрахунком 1 г / 1 кг маси тіла. Після фіксації канюлі у жовчній протоці щурів збирали жовч 30 - хвилинними порціями впродовж 1 години, після чого тваринам ІІ та ІІІ груп на ділянку проекції печінки на відстані 5 мм від шкіри встановлювали головку випромінювача. Жовч збирали впродовж двох годин з початку впливу вихрового імпульсного МП, додержуючись однакових умов проведення експерименту. Для цього щурів утримували в спеціальних камерах, вироблених з органічного скла, де підтримувались постійні температура та вологість повітря.

В отриманних порціях жовчі визначали: об`єм, антиоксидантну активність, вміст білірубіну [Ван ден Берг, 1964], холевої кислоти [Реймхольд та Вільсон, 1976], загального білка [Гурвич, 1987].

При дослідженні ефектів вихрового імпульсного МП при різних патологіях шлунково - кишкового тракту серед осіб, які знаходились під наглядом, 48 страждали на виразкову хворобу шлунка та дванадцятипалої кишки; 26 з них (І група) приймали звичайну фармакотерапію, а 22 (ІІ група) - фармакотерапію в поєднанні з вихровим імпульсним МП. У 46 осіб були функціональні порушення гепатобіліарної системи, а саме: хронічний безкам`яний холецистит (16 осіб), калькульозний холецистит (10 досліджуваних) та хронічний активний гепатит (20 осіб). Обстежені були розподілені на слідуючи групи в залежності від методу лікування: І - медикаментозна терапія - 14 осіб; ІІ - медикаментозна терапія з курсом дії вихрового імпульсного МП – 24 особи; ІІІ - особи, які піддавалися впливу вихрового імпульсного МП.

Під час проведення спостережень до та після дії МП на організм досліджуваних з патологіями гепатобіліарної системи вивчали зміни функціонального стану печінки за допомогою біохімічних методів дослідження крові. Рівень непрямого білірубіну визначали методом Ван ден Бергу (1964), альбумінів - методом Гурвича (1987).

Наявність позитивного ефекту та глибину змін в організмі оцінювали порівнянням показників загальних адаптаційних реакцій до та після корекції. При цьому використовували критерії Гаркаві та Квакіної (1982), визначаючи відсотковий вміст різних фракцій лейкоцитів у лейкограмі крові, а також вимірювали шкірний опір за Вагралеком (1990), електропровідність за Макацем (1991), артеріальний тиск за Коротковим (1984).

Результати досліджень обробляли за програмою STATISTICA (StatSoft Inc., Tulsa, OK, USA, 1995) . Вірогідною різниця між показниками досліду і контролю вважалася при р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Результати досліджень показали, що вихрове імпульсне МП in vitro не вносить корективи до нормальних імунологічних показників Т – та В – ланцюгів імунітету здорової людини, за винятком Т – хелперів, кількість яких за даних умов збільшується від 37,0 + 1,41% до 49,0 + 3,07% (р<0,05).

При моделюванні впливу МП на імунітет було встановлено імуномодулюючий ефект на лімфоцити крові, зокрема, на Т – ланцюг імунітету. Кількість Т – лімфоцитів (Е – РУК) збільшилась як у крові осіб з виразковою хворобою дванадцятипалої кишки, так і у досліджуваних з хронічним холециститом – на 30% та 54% відповідно (з 31,8 + 2,12% і 27,8 + 3,07% до 41,0 + 1,4% і 42,8 + 3,89%, р<0,05). У цих умовах кількість Т – хелперів (СД4+), ”активної” субпопуляції Т – лімфоцитів та індекс співвідношення регуляційних субпопуляцій Т – хелпери / Т – супресори мали лише тенденцію до збільшення. Встановлено, що вихрове імпульсне МП in vitro не впливає на нормалізацію В – лімфоцитів.

Отримані результати співпадають з результатами досліджень Бессемельцева та співавт. (1998), а також Scarfi et al. (1997), Torricelli et al. (1998), Cantini et al. (1986) щодо впливу на показники імунної системи електромагнітного поля. Можливо, вихрові імпульсні МП, також, як і електромагнітні, викликають проліферацію лімфоцитів завдяки зменшенню проникності клітинної мембрани.

При порушеннях нормальної діяльності шлунково – кишкового тракту, особливо у стані рецидивів патології, спостерігаються зміни як макро–, так і мікрореологічних властивостей червоної крові, внаслідок чого зменшується осмотична резистентність еритроцитів.

В результаті проведених досліджень в умовах in vitro встановлено достовірне підвищення осмотичної резистентності еритроцитів до гіпотонічних розчинів. Найбільший ефект мав місце при концентраціях NaCl 0,40% та 0,45%. У першому випадку гемоліз еритроцитів зменшився від 75,0 + 3,6% до 50,3 + 2,9% (тобто, на 24,7%, р<0,01), у другому – від 35,0 + 1,9% до 22,5 + 1,8% (на 36,0%, р<0,01) відносно до вихідного стану. Було показано, що в механізмі виникнення цих змін іони К+ участі не беруть. Ці дані узгоджуються з результатами досліджень Farndale еt al. (1985) та Burchard еt al. (1998, 1999) і роблять більш ймовірними припущення про незалежність реологічних властивостей червоної крові від мембранного транспорту. Але також ймовірно, що у збільшенні осмотичної резистентності еритроцитів беруть участь інші іони. Можливо, існує залежність флуктуаційного механізму і від орієнтації білкових молекул, що утворюються в магнітному полі і формують зв`язки між поверхнями клітин.

Відомо, що у виникненні патологічного стану шлунка важливе місце посідає ферментативна активність шлункового вмісту. Тому мало інтерес з'ясувати на моделі ефекти вихрового імпульсного МП на протеолітичну активність пепсину, якій надається перевага серед існуючих патогенетичних факторів виникнення виразкової хвороби шлунка. Пепсин є ферментом, який не тільки не денатурує у кислому середовищі, але й не втрачає активності при рН = 1,8 – 2,0. Дослідження останніх років [Андрєєва, 1994] довели, що це можливо завдяки його складній трьохмірній структурі, а також тому, що внутрішньомолекулярні міжатомні взаємодії N – кінцевих поліпептидних амінокислот утворюють коло всієї молекули фермента негативний заряд.

В результаті було встановлено, що при правому обертанні МП активність пепсину максимально збільшувалась при величині магнітної індукції 15,0 мТл на 20% (від 0,365 + 0,004 мг / мл до 0,438 + 0,003 мг / мл, р<0,001), а при лівому обертанні зменшувалась при 10,0 мТл на 10% (до 0,337 + 0,002 мг / мл, р<0,001) (рис. 1).

А Б

Рис. 1. Зміни протеолітичної активності пепсину під впливом вихрового імпульсного МП: А – правий напрямок обертання МП; Б - лівий напрямок обертання МП; 1 – контроль; – дослід; * - p<0,05 – вірогідність змін відносно контролю ; ** - p<0,01 – вірогідність змін відносно контролю; *** - p<0,001- вірогідність змін відносно контролю; по горизонталі – величина магнітної індукції.

На основі отриманих даних можна зробити припущення, що вихрове імпульсне магнітне поле різної спрямованості змінює структуру та внутрішньомолекулярні взаємодії всієї молекули пепсину, що й призводить до зміни його протеолітичної активності. Дізнатися, які саме структурні взаємодії призводять до збільшення або до зменшення протеолітичної активності пепсину можливо за допомогою рентгеноструктурного аналізу.

Так як патологічні зміни шлунково – кишкового тракту дуже часто супроводжуються надмірним прогресуванням умовно – патогенної мікрофлори шлунково – кишкового тракту, з'ясовували вплив вихрового імпульсного МП на чутливість штамів ентеробактерій до найбільш поширених антибіотиків in vitro. В результаті проведених досліджень було встановлено підвищення чутливості штамів Escherichia Coli до канаміцину, ко – тримоксазолу, нітрофурантину та цефалотину, тоді як чутливість ентеробактерії Proteus vulgaris збільшувалась до гентаміцину, канаміцину та хлорамфеніколу.

Раніше проведеними дослідженнями щодо зміни чутливості штамів мікрофлори шлунково – кишкового трaкту під впливом електромагнітного поля магнітною індукцією 1 Тл (при застосуванні магнітного апарату “Магнітрон - 1”) змін чутливості ентеробактерій виявлено не було.

Відсутність зміни у мікрофлорі кишечника під дією вихрового імпульсного МП необхідно вважати фактором сприятливим, необтяжливим. Однак це можна розглядати і як відсутність контакту магнітних полів з мікроорганізмами in vitro.

Серед великої кількості патологій шлунково – кишкового тракту значне місце посідають порушення діяльності гепатобіліарної системи, а фармакопрепарати, які застосовуються для їх корекції, не призводять до бажаних результатів, тому необхідним було встановити реакцію цієї системи на вихрове імпульсне МП. Дослідження щодо впливу вихрового імпульсного магнітного поля на в'язкість, антиоксидантну активність та хімічний склад жовчі в умовах in vitro показали залежність змін цих показників як від величини магнітної індукції, так і від напрямку обертання МП. Так, встановлено зменшення в'язкості жовчі осіб з патологією гепатобіліарної системи при правому обертанні вихрового імпульсного МП інтенсивністю 15 мТл з 1,5 + 0,02 умовних одиниць (у. о.) до 1,2 + 0,02 у. о. (на 20%, р<0,001), при 10 мТл та 5 мТл – до 1,25 + 0,01 у. о. та 1,35 + 0,014 у. о. відповідно (р<0,001), тоді як вплив МП лівого напрямку обертання призводив до підвищення цього показника: в 1,5 рази при величині магнітної індукції 15 мТл, на 33,3% та 40% при 10 мТл та 5 мТл відповідно (рис. 2). Зміна в'язкості жовчі в залежності від напруженості МП та напрямку його обертання пояснюється змінами швидкості руху іонів, які знаходяться у розчині, а саме: його прискоренням при дії правоспрямованого МП та уповільненням – при лівоспрямованому.

Антиоксидантна активність жовчі під впливом вихрового імпульсного МП правого напрямку обертання підвищилась максимально в 1,5 рази (від 24,44 + 3,2% до 36,65 + 2,4%, р<0,002) при інтенсивності діючого фізичного фактора 15 мТл та її зменшення при лівоспрямованому напрямку МП – в середньому в 2 рази.

А Б

Рис. 2. Вплив вихрового імпульсного МП на в'язкість жовчі осіб з патологією гепатобіліарної системи (n =30): А – правий напрямок обертання МП; Б – лівий напрямок обертання МП; 1 – контроль; 2 – дослід; *** - р<0,001- вірогідність змін відносно контролю; по осі абсцис – величина магнітної індукції.

На підставі отриманих результатів було визначено, що найбільший вплив на колоїдні властивості жовчі вихрове імпульсне МП здійснює при напрузі магнітного поля 15 мТл при правому обертанні. За цих умов було встановлено зменшення загального кальцію та фосфоліпідів на 22% та 30% відповідно, концентрації гексозамінів - в 2 рази.

Узагальнюючи цю серію експериментів, можна стверджувати, що вихрове імпульсне МП в умовах in vitro впливає на колоїдні властивості жовчі. На основі отриманих фактів можна зробити припущення, що, якщо точно виявити у осіб з патологією гепатобіліарної системи стан ушкодження діяльності клітин, то за допомогою вихрового імпульсного МП можна коригувати їх діяльність. Фізіологічні механізми цих змін потребують подальшого вивчення.

В експериментах на щурах було встановлено зміни жовчовидільної та жовчоутворюючої функцій печінки під дією МП. Правоспрямоване МП збільшувало жовчовиділення на 90 – ій та 120 – ій хвилинах після початку впливу – від 1,72 + 0,112 мл · год-1 · кг-1 до 2,02 + 0,02 мл · год-1 · кг-1 та від 1,684 + 0,112 мл · год-1 · кг-1 до 2,15 + 0,14 мл · год-1 · кг-1 відповідно (р<0,02), разом з тим підвищуючи антиоксидантну активність та вміст білірубіну в жовчі максимально на другій годині від початку впливу – на 71% та 72% відповідно, та знижуючи кількість жовчних кислот в середньому на 16,5%. Отримані дані узгоджуються з результатами експериментальних досліджень Гудими (1999) і свідчать про те, що вихрове імпульсне МП, поряд з іншими фізичними факторами, стимулює гепатоцити, активує мікросомальні системи цих клітин та збільшує проникність їх мембран. Те, що відмічається зниження вмісту в жовчі жовчних кислот, скоріше всього, пов'язане з порушенням їх гепато – ентерального циклу за умов проведення дослідження.

В результаті проведених досліджень з використанням лівоспрямованого вихрового імпульсного МП виявилось зменшення жовчовиділення на 20% на другій годині дії фізичного фактора. Також відбувалось зниження таких біохімічних показників жовчі, як антиоксидантна активність – максимально на першій годині опромінення тварин – від 8,47 + 1,3 % до 5,002 + 0,8 (р<0,05), та вміст жовчних кислот – від 18,05 + 1,009 ммоль/л до 5,002 + 0,8 ммоль/л (р<0,001).

Отже, отримані результати щодо дії МП лівоспрямованого напрямку обертання свідчать про гальмування діяльності гепатоцитів за даних умов.

Таким чином, результати моделювання впливу МП такої структури in vitro та експерименти на тваринах обгрунтували доцільність використання вихрового імпульсного МП правого напрямку обертання при корекції діяльності шлунково – кишкового тракту осіб з патологією травної системи.

Відомо, що у осіб з виразковою хворобою дванадцятипалої кишки у період загострення патології перебігає на фоні глибокого Т – клітинного дефіциту з порушенням імунорегуляції [Логінов, 1986, 1998, Бунетян зі співавт., 1999, Дуць, 2000]. Значне зниження кількості Т – лімфоцитів в периферичній крові пов'язане, можливо, з перорозподілом їх в вогнище запалення слизової оболонки шлунка.

В результаті проведених досліджень встановили, що вихрове імпульсне МП здійснює позитивний ефект на показники Т – клітинного імунітету цих досліджуваних. Так, після впливу МП у 66% осіб з цією патологією шлунково – кишкового тракту відбувалась нормалізація кількості Т – лімфоцитів (ЕА – РУК та Е - РУК) та Т – хелперів (СД4+ - РУК), що співпадає з даними Петрова та співавт. (1999), але, на відміну від вказаних авторів, за результатами наших досліджень неможливо стверджувати про нормалізацію В – ланки імунітету. Так, збільшення кількості В – лімфоцитів у обстежених з виразковою хворобою дванадцятипалої кишки, асоційованою з гелікобактерною інфекцією, співпадало з підвищенням кількості Т – супресорів, тобто, мав місце перший варіант порушення імунорегуляції, яку можна розцінювати як адекватну реакцію регуляційної субпопуляції Т – лімфоцитів на активацію гуморального імунітету. У 44% осіб з виразковою хворобою дванадцятипалої кишки активація В – імунітету супроводжувалась зниженням Т – супресорів, тобто, спостерігався другий варіант порушення імунорегуляції, характерний для аутоімунної патології.

Можливо, в період загострення патологічного стану при виразковій хворобі дванадцятипалої кишки дію вихровим імпульсним МП треба здійснювати не прямо на епігастральну ділянку, а через біологічно активні точки. В деяких випадках доцільнішим буде використання вихрового імпульсного МП при фізіогемотерапії, що дозволить уникнути небажаних порушень імунорегуляції.

При вивченні неспецифічних адаптаційних реакцій осіб з порушеннями діяльності травного тракту встановлено, що вихрове імпульсне МП сприяє розвитку реакцій “спокійної активації” та “підвищеної активації”, які на думку Гаркаві та Квакіної (1982), необхідні для одужання організму. Так, реакція “спокійної активації” визначалась у близько 50%, “підвищеної активації” – в середньому у 18% досліджуваних, підлягаючих корекції патологічного стану шлунково – кишкового тракту за допомогою цього фізичного фактора. Реакція “тренування”, розвиток якої більш доцільний для гострої патології, знизилась у цих осіб майже в 1,7 рази. Реакція “стрес” у досліджуваних, які приймали виключно фармакопрепарати, знизилась в 1,7 рази, а у осіб, до курсу корекції стану яких входив вплив вихровим імпульсним МП, зникла зовсім.

Дослідження загального стану осіб з порушеннями органів травлення показали, що вихрове імпульсне МП істотно впливає на електричну провідність організму. Так, шкірна провідність у досліджуваних, які, поряд з застосуванням традиційних фармакопрепаратів, знаходились під впливом МП та осіб, корекція патологічного стану яких відбувалась за допомогою виключно вихрового імпульсного МП, після 10 – ти хвилин впливу збільшилась в 1,6 рази та в 1,2 рази, а після 15 – ти хвилин – в 1,5 та 1,6 рази відповідно. Можливо, при застосуванні вихрового імпульсного МП одночасно з фармакологічними засобами, достатньо 10 – ти хвилин впливу даного фізичного фактора.

Також, в результаті визначення загального стану організму досліджуваних з патологією органів травлення, було виявлено, що вихрове імпульсне МП сприяє встановленню рівноваги між симпато – адреналовим та парасимпатичним відділами вегетативної нервової системи.

Беручи до уваги той факт, що серцево – судинна система швидко реагує на вплив фізичних факторів, було вивчено вплив вихрового імпульсного МП на показники артеріального тиску та пульсу осіб з порушеннями травної системи. Результати досліджень показали, що у осіб з підвищеним артеріальним тиском цей показник знижується після першої доби впливу вихрового імпульсного МП (систолічний тиск – з 146,0 + 1,4 мм рт. ст. до 139,0 + 1,3 мм рт. ст., р<0,001; діастолічний тиск – з 100,0 + 1,5 мм рт. ст. до 92,3 + 1,2 мм рт. ст., р<0,001), і цей ефект зберігається і в подальшому. Встановлений факт свідчить, що корекція магнітним полем не є протипоказаною особам з гіпертонією. Отримані нами результати узгоджуються з даними Іванова, Паршиної (1977), Фатенкова (1977), Шафікова (1997). Можливо, дія вихрового імпульсного МП на цей показник подібна до впливу на артеріальний тиск постійного МП, і пов'язана з барорецепторами, котрі зменшують артеріальний тиск.

При вивченні функціонального стану печінки осіб з патологією гепатобіліарної системи за допомогою біохімічних методів виявилось, що у всіх досліджуваних покращились білковий обмін та біосинтетична діяльність, пігментний обмін та знешкоджувальна функція печінки. Найбільш ефективною виявилась корекція медикаментозними засобами, поєднана з дією на організм магнітного поля (табл. 1). Так, вміст загального білірубіну в крові у осіб цієї групи зменшився майже у 2 рази, показники лужної фосфатази, альбумінів та глобулінів повернулися до нормальних величин. У обстежених, які застосовували виключно медикаментозні засоби або тільки магнітне поле, вміст білірубіну в крові знизився в 1,6 рази, лужної фосфатази – в 1,9 рази, але не досягли нормальних величин.

Таблиця 1

Біохімічні показники крові досліджуваних з патологією

гепатобіліарної системи (M + m)

Показники Початковий стан Після корекції

І група (n = 14) ІІ група (n = 24) ІІІ група (n = 18) І група (n = 14) ІІ група (n = 24) ІІІ група (n = 18)

Білірубін загальний, мкмоль/л 44,2 + 1,7 44,3 + 1,8 39,6 + 1,9 27,8 + 1,6** 23,1 + 1,9*** 24,5 + 1,7***

Лужна фосфатаза, ммоль г ґ л 4,6 + 0,4 4,1 + 0,6 2,9 + 0,4 2,4 + 0,5* 1,3 + 0,6*** 1,5 + 0,2***

Альбуміни, % 41,7 + 1,5 42,1 + 1,5 46,2 + 1,2 51,1 + 1,6* 55,9 + 1,7*** 56,1 + 1,1***

Глобуліни, % 60,3 + 1,7 60,4 + 1,6 56,2 + 0,7 50,1 + 1,8** 48,8 + 1,7** 50,4 + 0,6*

Примітки: n – кількість досліджуваних;

* - р<0,05 – вірогідність змін порівняно з початковим станом;

** - р<0,002 – вірогідність змін порівняно з початковим станом;

*** - р<0,001 – вірогідність змін порівняно з початковим станом.

Розглядаючи можливі механізми вказаних змін, слід звернутися до ряду апріорних можливостей вихрових полів, які витікають з їх частотно – модуляційних та просторово – часових характеристик та основних біофізичних властивостей (пасивних та активних) тканин та біологічних рідин людини, клітин, макромолекул, молекул. Так, вплив вихрових МП на біотканини, біологічні рідини як субстрати гетерогенні (і суттєво гідратовані) призводить до збудження в них механічних коливань на частотах впливаючих електромагнітних вихрів, причому механічні коливання, що розвиваються в біосередовищі, змінні як за амплітудою, так і за напрямком. Така мікротурбуляція разом з вихровим МП забезпечує магнітогідродинамічну активацію біосередовища: вплив здійснюється не тільки вихровим МП, але й акустичним, що, згідно до концепції про аферентний синтез як про один з вузлових механізмів, що зоставляє фізіологічну архітектуру функціональної системи, робить останню більш стійкою. Зокрема, електромагнітогідродинамічний вихор у відповідності до закону електромагнітної індукції Фарадея на діаметрально протилежних точках кровоносної судини, які знаходяться у площині, перпендикулярній лініям магнітної індукції і напрямку кровотоку по судинах, утворює електрорухову силу, величина якої визначається величиною магнітної індукції, розмірами (довжиною) судин у площині діючого МП та швидкістю кровотоку та може бути розрахована чисельно.

Тому введення в біооб'єкт електромагнітного вихра, усі три просторові магнітні компоненти якого змінні у часі та за напрямком, забезпечує електростимуляцію кровоносних судин всіх орієнтацій, як тих, що лежать на поверхні біооб'єкта, так і тих, що розміщені у його об'ємі, в силу високих проникаючих можливостей МП, і вказана стимуляція охоплює практично всю поверхню судин, а змінний характер полів робить неможливим поляризацію крові. Під впливом індуцируючих у біооб'єктах вихрових потоків іони коливаються за складними траєкторіями, охоплюючи суттєву кількість біотропних параметрів фізіологічного впливу, що повинно покращувати мікроциркуляцію кровообігу, трофіку тканини, призвести до зміни коефіцієнта дифузії через клітинні мембрани, зсувам білкових фракцій та змінам процесів окислення, причому вказані процеси ефективні для клітин будь – якої просторової орієнтації.

Узагальнюючи отримані у клінічних умовах результати, можливо стверджувати, що найбільш високого ефекту корекція патологічного стану шлунково – кишкового тракту досягає при застосуванні фармакологічних препаратів у поєднанні з використанням вихрового імпульсного МП. Також є можливим використання виключно впливу МП такої структури у випадках наявності алергічних реакцій на фармакологічні препарати.

В цілому, результати роботи показали, що вплив вихрового імпульсного МП викликає серію адаптаційно – компенсаторних реакцій органів травлення та крові, що супроводжуються структурними та функціональними перебудовами як на молекулярному, клітинному, так і на органному рівнях.

ВИСНОВКИ

1. Вихрове імпульсне магнітне поле змінює активність систем, відповідальних за розвиток і перебіг адаптаційно – компенсаторних реакцій організму людини і тварин, а якість цих змін залежить як від напрямку обертання, так і напруженості радіальної, тангенціальної та поздовжньої складових діючого фізичного фактора.

2. Вихрове імпульсне МП in vitro збільшує активність Т – лімфоцитів (Е – РУК) та змінює проникність еритроцитарної мембрани для різних електролітів, підвищуючи осмотичну резистентність еритроцитів до гіпотонічних розчинів.

3. Правоспрямоване МП in vitro підвищує , а лівоспрямоване – знижує протеолітичну активність пепсину шлункового соку .

4. В умовах in vitro вихрове імпульсне МП не викликає негативних змін мікрофлори шлунково – кишкового тракту і підвищує чутливість штамів Escherichia Coli та Proteus vulgaris до антибіотиків.

5. Правоспрямоване вихрове імпульсне МП in vitro зменшує вміст фосфоліпідів, загального кальцію, гексозамінів та в'язкість міхурової жовчі у осіб з порушеннями функцій органів травлення, тоді як лівоспрямоване МП різко підвищує в'язкість міхурової жовчі досліджуваних.

6. В умовах in vivo правоспрямоване вихрове імпульсне МП збільшує рівень екскреції жовчі і підвищує її антиоксидантну активність, а лівоспрямована дія МП зменшує швидкість жовчовиділення впродовж другої години перебування тварини в МП.

7. Різний ефект впливу вихрового імпульсного МП зумовлений внутрішньомолекулярними міжатомними взаємодіями діполей молекул живої структури.

8. Корекція показників адаптаційно – компенсаторних реакцій у досліджуваних з патологією травної системи може здійснюватися як за допомогою впливу вихровим імпульсним МП, так і у поєднанні цього засобу з фармакопрепаратами.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ ПРАЦЬ

1. Руденко А. І., Трофименко О. М., Мурзін О. Б., Губаренко А. В. Вплив вихревих магнітних полів на формові елементи крові // Питання біоіндикації та екології: Міжвід. зб. наук. пр. – Запоріжжя: ЗДУ, 1999. – Вип. 4. –