МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ.В.І. ВЕРНАДСЬКОГО

ЧИРСЬКИЙ МИКОЛА ВІКТОРОВИЧ

УДК 612.1.537.531

МОДИФІКАЦІЯ НЕСПЕЦИФІЧНИХ АДАПТАЦІЙНИХ РЕАКЦІЙ ЗА ДОПОМОГОЮ НИЗЬКОІНТЕНСИВНОГО ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НАДТО ВИСОКОЇ ЧАСТОТИ

03.00.13 – фізіологія людини і тварин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Сімферополь - 2003

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Однією з актуальних проблем екологічної фізіології є вивчення закономірностей відносин організму з зовнішнім середовищем. Більшість абіотичних факторів зовнішнього середовища, що відіграють важливу роль у процесах життєдіяльності, мають електромагнітну природу (Парін В.В., 1968; Пресман А.С., 1968; Grundler W., Kaiser F. et al., 1992; Adey W.R., 1993; Горго Ю.П. та ін., 2001). Зокрема, саме електромагнітні випромінювання (ЕМВ) використовуються як носії різноманітної інформації у біосфері (Володимирський Б.М. та ін., 2000). Штучні джерела електромагнітної енергії різних діапазонів також впливають на живі організми і знаходять широке практичне застосування. Наукову громадськість особливо цікавлять питання дозиметрії ЕМВ і їхнього використання як терапевтичних засобів. Цим проблемам присвячені найбільші Міжнародні симпозіуми останніх років (Київ, 1999; Москва, 2002, Quebec, 2002).

Особливий інтерес представляє вивчення фізіологічної дії низькоінтенсивного випромінювання надто високої частоти (НВЧ), у зв’язку з тим, що цей діапазон відсутній у спектрі природних ЕМВ, і тому у людини і тварин не розвилася адаптація до його дії. Ймовірно, що ЕМВ цього діапазону використовуються для передачі інформації між організмами й усередині організмів (Девятков Н.Д. та ін., 1991; Бецький О.Г., Лєбєдєва Н.Н., 2001). Крім того, вивчення біологічної дії низькоінтенсивних ЕМВ НВЧ є частиною загальної проблеми впливу слабких подразників на живі організми. Не менш важливе значення має і той факт, що низькоінтенсивне ЕМВ НВЧ, наділене вираженою біологічною активністю, широко використовується у терапевтичній практиці (Девятков Н.Д. та ін., 1991; Афромеєв В.І. та ін., 1998; Pakhomov A.G. et al., 1997; Repacholi M.H., 1998; Betskkii O.G. et al., 2000; Сітько С.П., 2001). Медичне застосування методів НВЧ-терапії в основному будується на емпірично отриманих ефектах і не підкріплено знанням конкретних фізіологічних механізмів.

Протягом останніх років досягнуто значних успіхів у дослідженні механізмів дії ЕМВ НВЧ на біологічні об'єкти різного рівня організації, і сформовано цілу низку гіпотез щодо можливості резонансної взаємодії з біологічними системами (Девятков Н.Д. та ін., 1991; Колбун Н.Д., 1993; Сітько С.П. та ін., 1994; Kaiser F. et al., 1995; Суботіна Т.І., Яшин А.А., 1998; Гапеєв А.Б., Чемерис Н.К., 1999). Однак проблема вивчення фізіологічних механізмів нетеплової дії ЕМВ НВЧ на клітини й організм загалом залишається відкритою. Зокрема, зовсім не досліджено вплив ЕМВ НВЧ на зміну адаптаційних реакцій організму, що забезпечують пристосування до стресорних впливів. Крім того, залишається не вивченою можливість корекції за допомогою ЕМВ НВЧ захисних (імунних) реакцій організму при стресі. До того ж проблема “стрес і імунітет” у даний час набула особливого значення (Корнєва О.А. та ін., 1989; Новіков Т.Г., 1995; Пшеннікова М.Г., 2001).

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводилися згідно з планами науково-дослідних робіт кафедри фізіології людини і тварин та біофізики Таврійського національного університету ім. В.І.Вернадського за програмою: “Вивчення механізмів підвищення стійкості до дії несприятливих факторів за допомогою електромагнітних випромінювань надто високої частоти” (№ державної реєстрації 0103U001224).

Мета і задачі дослідження. Мета роботи полягає у дослідженні впливу ЕМВ НВЧ на зміну адаптаційних реакцій у тварин з експериментально викликаною стрес-реакцією на обмеження рухливості і розвиток запального процесу.

Для досягнення цієї мети були поставлені наступні задачі:

1. Вивчити динаміку показників бактерицидних, гідролітичних, енергетичних систем нейтрофілів і лімфоцитів при превентивній дії ЕМВ НВЧ на інфікованих тваринах, що знаходяться в умовах як звичайного, так і обмеженого рухового режиму.

2. Вивчити зміну вмісту в плазмі крові цитокінів (фактора некрозу пухлин-? (ФНП) і інтерферон-? (ІФН)) при превентивній дії ЕМВ НВЧ на інфіковані тварини, що знаходяться в умовах як звичайного, так і обмеженого рухового режиму.

3. Виявити зміни системи, що регулює агрегатний стан крові при ізольованій і комбінованій з гіпокінезією дії ЕМВ НВЧ і подальшому розвитку інфекційного процесу.

4. Виявити динаміку маси тіла тварин при ізольованій і комбінованій з гіпокінезією дії ЕМВ НВЧ і подальшому розвитку інфекційного процесу.

5. Дослідити роль симпатоадреналової системи в процесі адаптації до превентивної дії ЕМВ НВЧ на інфікованих тваринах, що знаходяться в умовах як звичайного, так і обмеженого рухового режиму.

Об'єкт дослідження. Неспецифічна резистентність та імунологічна реактивність щурів.

Предмет дослідження. Предметом дослідження є модифікація неспецифічних адаптаційних реакцій організму щурів за допомогою ЕМВ НВЧ.

Методи дослідження. Динаміка показників бактерицидних, гідролітичних, енергетичних систем нейтрофілів і лімфоцитів вивчалася цитохімічними методами. Для вивчення активності симпатоадреналової системи використовувалися цитохімічний і морфометричний методи дослідження катехоламінів в еритроцитах. Концентрація ФНП-? та ІФН-? досліджувалася імунологічними методами. Вивчення змін показників системи, що регулює агрегатний стан крові, здійснювалося за допомогою біохімічних методів дослідження. Статистична обробка результатів дослідження проводилась із використанням кореляційного, кластерного і факторного аналізів.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше показана імуномоделююча дія ЕМВ НВЧ на фоні розвитку стрес-реакції, викликаної як гіпокінезією, так і інфекційним процесом, що розвивається. Отримано експериментальне підтвердження того, що важливим фактором, який визначає схильність і стійкість організму до стресорних ушкоджень, є його вихідний стан до моменту дії стресора. Доведено, що превентивний вплив ЕМВ НВЧ приводить до збільшення концентрації ФНО-? та ІФН-? у плазмі крові як інтактних, так і тварин з обмеженням рухової активності. Уперше показано, що ЕМВ НВЧ підвищує функціональну активність лімфоцитів і нейтрофілів при зниженому початковому рівні і здійснює праймируючу дію при нормальних вихідних показниках. Виявлено, що збільшення потенціалу прокоагулянтної ланки системи гемостазу в результаті інфекційного процесу, що розвивається у тварин, які піддавалися як ізольованій, так і комбінованій з гіпокінезією дії ЕМВ НВЧ супроводжується компенсаторним підвищенням потенціалу фібринолітичної і антикоагуляційної систем. Доведено, що в основі антистресорного й імуностимулюючого ефектів ЕМВ НВЧ лежить пригнічення активності симпатоадреналової системи, однієї з найважливіших ланок стрес-реалізуючої системи, і збільшення вмісту ендогенних імуномодуляторів.

Теоретичне і практичне значення роботи. Отримані результати мають фундаментальне значення, тому що значно розширюють уявлення про біологічну ефективність низькоінтенсивних ЕМВ НВЧ, уточнюють деякі механізми фізіологічної дії слабких подразників при ізольованій і комбінованій зі стресом дії.

Дані проведених досліджень мають прикладне значення, тому що обґрунтовують застосування ЕМВ НВЧ для підвищення адаптаційного потенціалу і корекції імунологічної реактивності організму при стресі. Одержані дані можуть бути використані у клінічній практиці.

Отримані в даній роботі відомості про антистресорну й імунокорегуючу дію ЕМВ НВЧ включено до лекційного курсу “Екологічна фізіологія”, який викладається на кафедрі фізіології людини і тварин та біофізики Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем самостійно виконана експериментальна частина досліджень, зроблені огляд і аналіз літературного матеріалу і статистична обробка отриманих результатів. Вивчення вмісту цитокінів у крові проводилося разом з к.мед.н. Туманянц О.М. у лабораторії мікробіології, вірусології й мікології (завідувач лабораторії д.мед.н. А.В.Руденко) Інституту нефрології та урології АМН України (м. Київ). Обговорення й аналіз результатів досліджень проведені за участю наукового керівника. У працях, написаних у співавторстві, здобувачеві належать експериментальна частина і окремі теоретичні положення.

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи були повідомлені на Всеукраїнської науково-практичної конференції „Довкилля і здоров`я” (Тернопіль, 2003) і щорічних наукових конференціях професорсько-викладацького складу Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського і Кримського державного медичного університету ім. С.І. Георгіївського (2002-2003 рр.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 9 наукових праць, з них – 6 публікацій у журналах, затверджених ВАК, а також 1 у тезах і матеріалах конференцій. Крім того, опубліковано 2 учбових посібника.

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 214 сторінках машинописного тексту, складається із вступу, огляду літератури, опису матеріалів і методів досліджень, результатів досліджень, обговорення результатів, висновків і списку літератури з 480 найменувань використаних джерел. Дисертація ілюстрована 21 рисунком і включає 16 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність темі, визначено мету та завдання дослідження, розкрито наукову новизну і практичне значення роботи, особистий внесок здобувача, наведено інформацію про апробацію результатів дослідження.

У розділі “Огляд літератури” проаналізовано і узагальнено наукові дані про біологічну ефективність ЕМВ НВЧ, її залежність від фізичних параметрів, локалізації і властивостей біологічного об`єкта. Розглянуто основні гіпотези про механізми дії ЕМВ НВЧ на біологічні об`єкти.

Матеріали і методи дослідження

Експериментальна частина роботи виконана на 450 білих безпородних щурах-самцях, масою 200-250 г, отриманих з дослідно-експериментального розплідника Інституту гігієни і Медичної екології, фірми “Фенікс” (м. Київ). Для експерименту відбирали тварин однакового віку і ваги, що характеризувалися середньою руховою активністю і низькою емоційністю у тесті “відкритого поля”. Подібний добір дозволив сформувати однорідні групи тварин із однаковими конституціональними особливостями, що однотипно реагували на дію різних факторів.

Попередньо відібрані тварини були розділені на 5 груп. До першої і другої груп належали тварини, що знаходились у звичайних умовах віварію (К). Третю групу складали щури, що знаходились в умовах гіпокінезії (ГК). Тварини четвертої групи піддавалися дії ЕМВ НВЧ. П'яту групу склали тварини, що знаходилися в умовах ГК і одночасно піддавалися впливу ЕМВ НВЧ (ГК+НВЧ). Після експериментальних впливів, на 9-у добу експерименту було проведено зараження щурів. З цією метою використовувалася Micoplasma Hominis, отримана в лабораторії мікробіології Інституту нефрології та урології (м. Київ). Micoplasma Hominis вводилась по 0,2 мл (концентрація 106 мікробних тіл в 1 мл) у хвостову вену щурам 2-ої (інфіковані, І), 3-ої (ГК+І), 4-ої (НВЧ+І) і 5-ої (ГК+НВЧ+І) груп. 1-а група була біологічним контролем (К).

Гіпокінезія моделювалася розміщенням щурів у спеціальні касети з оргскла, у яких вони знаходилися протягом 9 діб по 20 годин. Обмеження рухливості щурів викликає стресову реакцію, що залежить від ступеня жорсткості гіпокінезії (Коваленко Е.А., Гуровський Н.Н., 1980). Протягом 4-х інших годин проводили експериментальні дослідження, годівлю і догляд за тваринами.

Вплив ЕМВ НВЧ здійснювали щодня по 30 хвилин на потилично-комірну зону протягом 9 діб експерименту за допомогою генераторів “Луч. КВЧ-01” з довжиною хвилі 7,1 мм, щільністю потоку потужності 0,1 мВт/см2, розроблених в Інституті технічної механіки НАНУ (м. Дніпропетровськ).

Для визначення адаптації організму тварин до різних експериментальних впливів використовували показники системи крові, оскільки, кров відрізняється високою реактивністю і відіграє визначальну роль в адаптаційних перебудовах функціонального стану організму, що і визначає її практично негайне залучення в реакції організму (Гаркаві Л.Х. та ін.,1990; Федоров Н.А., 1991).

Периферичну кров одержували з хвостової вени до експериментального впливу (1 доба) і на 3, 5, 7, 9, 23 і 28-ій добі експерименту. У периферичній крові цитохімічними методами визначали вміст пероксидази (ПО) (Gracham, 1969), катіонних білків (КБ) (Шубич М.Г., 1974), ліпідів (ЛП) (Sheehan H.L., Sforey G.W., 1947), кислої фосфатази (КФ) (Goldberg , Barka, 1962), протеази (ПР) (Михайлов А.В., 1985) у нейтрофілах; середню активність сукцинат- (СДГ) і ?-гліцерофосфатдегідрогеназ (?-ГФДГ) (Нарцисов Р.П., 1969) у лімфоцитах і нейтрофілах; вміст катехоламінів (КА) в еритроцитах (Е) (Мардар Г.І., 1986); лейкоцитарну формулу (ЛФ) (Ронін В.С. та ін., 1977). Оцінка цитохімічних реакцій проводилася відповідно до принципу L. Kaplow (1955).

На 28-ій добі тварин забивали методом моментальної декапітації. У плазмі крові визначали індекс цитотоксичності (ІЦ) ФНП-? (Novoselova E.G. et al., 1999), титр ІФН-? (Соловьйов В.Д., Бектеміров Т.А., 1981), показники системи гемостазу (Меньшиков В.В., 1987).

Дослідження показників виконували мікроскопічно з використанням мікроскопа ERGAVAL (VEB Carl Zeiss Jena). Вивчення морфологічної структури Е проводили за допомогою системи морфометричного аналізу зображень і програмного забезпечення морфометра “Imagix”. Крім реєстрації й аналізу зображень, робили розрахунок коефіцієнту зрізаності меж (КЗМ) і коефіцієнту деформації клітин (КДК).

Протягом експерименту у тварин усіх груп досліджували динаміку маси тіла за допомогою електронних лабораторних ваг АД-5 № 729.

Обробку й аналіз експериментальних даних проводили за допомогою параметричних і непараметричних методів. Як критерій оцінки вірогідності змін, що спостерігаються, використовували t-критерій Стьюдента. Силу і спрямованість зв'язку між досліджуваними показниками оцінювали за допомогою кореляційного аналізу. Для вивчення інтегральних характеристик показників використовували кластерний і факторний аналізи, що дозволяли виявляти приховані зв'язки як усередині функціональних систем, так і між ними.

Результати дослідження

Результати дослідження свідчать про те, що при різних експериментальних впливах розвиваються адаптаційні реакції різного типу, а реакція тварин на розвиток інфекційного процесу залежить від вихідного функціонального стану

Розвиток інфекційного процесу у щурів після введення Micoplasma Hominis викликає помітне підвищення концентрації ФНП і ІФН у плазмі крові (рис. 1), що можна розцінити як адаптивну відповідь організму, спрямовану на боротьбу з антигеном (Соловьйов В.Д., Бектеміров Т.А., 1981). При цьому у щурів, що до інфікування знаходилися в умовах, які обмежують їхню рухливість, спостерігалося зниження індексу цитотоксичності ФНП на 11,58 % (р<0,001) і титру ІФН на 53,51% у порівнянні з інфікованими тваринами, що до введення Micoplasma Hominis залишалися інтактними (р<0,001).

Рис.1. Зміна індексу цитотоксичності ФНП-? (%) і титру ІФН-? (ум. од.) у плазмі крові щурів при послідовному впливі гіпокінезії (ГК), ЕМВ НВЧ, їхньої комбінації (НВЧ+ГК) та інфікування (І) Micoplasma Hominis.

Попереднє опромінення тварин ЕМВ НВЧ привело до значного росту концентрації вивчених цитокінів після введення антигену. Титр ІФН у плазмі крові збільшився в 23,16 разів у порівнянні з показником у контрольних тварин (р<0,001) і в 5,5 разів щодо значень у тварин 2-ої групи (К+І; р<0,01). ІЦ ФНП у крові цих тварин зростал в 3,7 разів у порівнянні з відповідним значенням у контролі (р<0,001) і майже в 2 рази у порівнянні з інфікованими тваринами 2-ої групи (р<0,02), що не піддавалися превентивному впливові ЕМВ НВЧ (рис.1).

У тварин, які до зараження знаходилися в умовах комбінованого впливу ГК і ЕМВ НВЧ не тільки не відбувалося зниження концентрації ФНП та ІФН у плазмі крові, як це спостерігалося у щурів, які знаходилися під впливом тільки ГК, але концентрація вивчених цитокінів перевищила контрольний рівень на 353% і 452% відповідно (р<0,001).

Варто звернути увагу на подібну динаміку і високий кореляційний зв'язок (r = 0,98) концентрації ФНП і ІФН у плазмі крові щурів при різних експериментальних впливах, що пов'язано, очевидно, з кооперативною дією цих цитокінів. Отримано досить доказів синергічності дії ФНП і ІФН (Aggaraval B. et al., 1985; Sugarman B. et al., 1985; Роbеr T.S. et al., 1986; Gresser I. et al., 1986; Кетлінський С.А. та ін., 1992). Утворення ФНП в організмі індукується не тільки різними видами бактерій і паразитів, але й деякими цитокінами, одним із яких є ІФН (Возіанов А.Ф., 1998), що і використовується як активуючий стимул (Rook G. et al., 1987).

Таким чином, превентивний вплив ЕМВ НВЧ на інфікованих щурів призвів до збільшення концентрації ФНП та ІФН у плазмі крові тварин, що знаходилися в умовах як звичайного, так і обмеженого рухового режиму.

Аналогічні результати отримані і при дослідженні функціональної активності лейкоцитів, що є джерелами цитокінів і, водночас, мішенню для них (Кетлінський С.А та ін., 1992; Пальцев М.А. та ін., 1995). Цим дослідженням показано, що ступінь активації бактерицидних, гідролітичних і окислювально-відновних ферментів лейкоцитів при введенні в організм антигену тісно пов'язане з концентрацією ІФН-? та ФНП-? у крові експериментальних тварин і залежить від попереднього впливу.

Розвиток інфекційного процесу у тварин, що до введення антигену залишалися інтактними, привело до активації бактерицидних систем (пероксидази, катіонних білків) у нейтрофілах. Так, на 28 добу експерименту ЦПВ ПО підвищився на 16,49% - 20,32% (р<0,001), ЦПВ КБ – на 8,26 – 10,23% (р<0,001) щодо значень контрольної (К) групи тварин. Аналогічні зміни відбулися й у динаміці ЦПВ гідролітичних ферментів нейтрофілів – протеази і кислої фосфатази, ліпідів, середніх активностей СДГ і ?-ГФДГ у лімфоцитах і нейтрофілах (рис. 2-Б). У лейкоцитарній формулі крові інфікованих тварин 2-ої групи виявлені еозинофілія, нейтрофілез і лімфопенія, що вказує на розвиток стрес-реакції (Гаркаві й ін, 1998).

Дев’ятиденне обмеження рухливості щурів призвело до зниження ЦПВ ПО, КБ, ПР, ЛП, підвищенню ЦПВ КФ у нейтрофілах, зменшенню середньої активності СДГ і ?-ГФДГ у нейтрофілах і лімфоцитах крові щурів щодо вихідного рівня і значень відповідних показників у контрольній групі тварин (рис.2-А). Описана картина цілком відповідає стадії тривоги гіпокінетичного стресу.

Рис. 2. Динаміка цитохімічних показників вмісту пероксидази (ПО), катіонних білків (КБ), кислої фосфатази (КФ), протеази (ПР), ліпідів (ЛП), середніх активностей сукцинат- (СДГ) і ?-гліцерофосфатдегідрогеназ (ГФДГ) у нейтрофілах крові щурів після впливу гіпокінезії (ГК), ЕМВ НВЧ (НВЧ), їхньої комбінації (ГК+НВЧ) і наступного інфікування (І) на 9 (А) і 28 (Б) доби експерименту.

Через 14 днів після введення антигену у цих тварин відбулося збільшення досліджуваних показників щодо рівня, досягнутого після гіпокінезії (рис.2-Б), за винятком ЦПВ КФ, що після підвищення в усі терміни обмеження рухливості, знизився на 10,77%. (р<0,05). Різнонаправлена перебудова бактерицидних систем і гідролітичного ферменту нейтрофілів (“сукупний показник”) є несприятливою ознакою, що розцінюється як пригнічення природних захисних сил клітини й організму загалом. Середня активність СДГ у лімфоцитах після інфікування збільшилася в 1,57 разів, у нейтрофілах – у 6,19 разів щодо рівня значень даних показників на 9-ий день обмеження рухливості. Однак рівень усіх вивчених показників у тварин цієї групи, досягнутий через 14-18 днів після введення антигену, був значно нижче (на 10-25%, р<0,01) значень відповідних показників у тварин, що до зараження залишалися інтактними (К+І) (рис.2-Б). Зміна морфологічної сполуки периферичної крові щурів, що піддавались послідовній дії гіпокінезії і зараженню, вказує на розвиток у них реакції стресу (Гаркаві Л.Х. та ін., 1998).

Вплив ЕМВ НВЧ на інтактних щурів призвів до розвитку адаптаційної реакції іншого типу. ЦПВ бактерицидних і гідролітичних ферментів підвищився на 4-7% (р<0,05), а дегідрогеназна активність лейкоцитів зросла на 23 – 79% (р<0,001) (рис.2-А). Після введення щурам цієї групи Micoplasma Hominis відбулося значне підвищення усіх вивчених цитохімічних показників як у нейтрофілах, так і в лімфоцитах крові, особливо виражене для окислювально-відновних ферментів лімфоцитів і нейтрофілов. Наприклад, зареєстроване підвищення СДГ на 50% (р<0,001), а ?-ГФДГ на 30% (р<0,001) у нейтрофілах (рис.2-Б). В умовах систематичного впливу ЕМВ НВЧ розвивається адаптаційна реакція активації, а після зараження – реакція тренування (Гаркаві Л.Х. та ін., 1998).

Комбінований вплив ЕМВ НВЧ і обмеження рухливості лімітувало розвиток гіпокінетичного стресу у щурів, про що свідчить нормалізація усіх вивчених показників, що у більшій мірі наближалися до контрольного і, з високим ступенем вірогідності відрізнялися від показників, визначених у щурів з обмеженою рухливістю, що не одержували додатково впливу ЕМВ НВЧ (рис.2-А). Після введення антигену щурам цієї групи не виявлено зниження функціональної активності лімфоцитів і нейтрофілів. Навпаки, зареєстроване навіть підвищення цих показників щодо значень у тварин, які до введення антигену знаходилися в умовах нормального рухового режиму (рис.2-Б). Так, середня активність СДГ у нейтрофілах збільшилася на 8% (р<0,001), а середня активність ?-ГФДГ у лімфоцитах – на 20% (р<0,001), щодо відповідних значень контрольної групи щурів. Значення показників лейкоцитарної формули крові щурів при комбінованій дії ГК і ЕМВ НВЧ і наступному інфікуванні в більший мірі наближалися до контрольного і вказували на розвиток у тварин даної групи адаптаційної реакції тренування (Гаркаві Л.Х. та ін., 1998).

Таким чином, послідовна дія гіпокінезії та інфікування приводить до істотного пригнічення бактерицидних, гідролітичних і енергетичних систем нейтрофілів і лімфоцитів, а превентивний вплив ЕМВ НВЧ на інфікованих тварин, що знаходяться в умовах як звичайного, так і обмеженого рухового режиму, сприяє вираженому збільшенню вивчених показників у нейтрофілах і лімфоцитах.

Лейкоцити відіграють важливу роль у забезпеченні імунологічної реактивності. Збільшення функціонального потенціалу лейкоцитів, тобто переведення клітин у робочий стан у процесі попереднього впливу одержало назву праймінгу (Downey G.P., 1995). Праймінг лейкоцитів може бути викликаний дією різних фізико-хімічних факторів як ендо-, так і екзогенного походження (Аловська А.А. та ін., 1998; Ковальчук Л.В. та ін., 2000). Як показали наші дослідження, праймируючу функцію виконує і ЕМВ НВЧ, про що свідчить індекс праймінгу (ІП). ІП у нейтрофілах щодо бактерицидних, гідролітичних ферментів і ліпідів приблизно однаковий і знаходиться в межах від 1,09 до 1,19. Найбільших значень ІП досягав у лімфоцитах і нейтрофілах крові відносно окислювально-відновних ферментів лейкоцитів (СДГ і ?-ГФДГ) і особливо виражений для СДГ у лімфоцитах (табл. 1). Ймовірно, це пов'язано з тим, що найбільш яскравим виявом відповіді фагоцитів на стимуляцію є формування, так званого, “кисневого, чи респіраторного, вибуху”. Тому, усупереч сформованій думці про те, що ЕМВ НВЧ впливає тільки на організм зі зміненим функціональним станом, а інтактні тварини і здорові люди не сприйнятливі до цього виду випромінювання (Бецький О.Г. та ін., 1988; Девятков Н.Д. та ін., 1991), наші результати є доказом того, що багаторазове опромінення здорових тварин низькоінтенсивним ЕМВ НВЧ може впливати на збільшення функціонального статусу клітин крові.

Таблиця 1.

Індекс праймінгу лімфоцитів і нейтрофілів крові щурів при впливі ЕМВ НВЧ і наступної активації їх Micoplasma Hominis

Отже, важливим фактором, що визначає схильність і стійкість організму до стресорних ушкоджень, є його вихідний стан до моменту дії стресора. ЕМВ НВЧ підвищує функціональну активність лімфоцитів і нейтрофілів при зниженому попередньому рівні і здійснює праймируючу дію при нормальних вихідних показниках.

Дані про зміну функціональної активності лейкоцитів під впливом ЕМВ НВЧ підтверджуються результатами дослідження системи, що регулює агрегатний стан крові. Система згортання крові відіграє ключову роль в обмеженні поширення чужорідного агента по організму і попередженні крововиливів. Саме тому в процесі запальної реакції, гострофазової відповіді, ендотоксичного шоку спостерігається різке посилення згортання крові (Кетлинський С.А. та ін., 1992). У тварин після зараження їх Micoplasma Hominis зміни показників прокоагуляційної, фібринолітичної і протизгортаючої систем гемостазу залежать від характеру превентивного впливу (рис. 3). Так, у тварин 2-ої групи, що до зараження залишалися інтактними, під впливом запального процесу, що розвивається, відбувається зміна системи гемостазу у бік гіперкоагуляції, про що свідчить збільшення протромбінового індексу (ПІ) на 29% (р<0,001), концентрації фібриногену (ФА) у 1,8 разів (р<0,001), фібрину (Ф) у 1,7 (р<0,001), зниження часу рекальціфикації (ЧР) плазми на 17% (р<0,001). Поряд із цим відбулося збільшення фібринолітичної активності плазми (ФАП) на 29% (р<0,001) і толерантності плазми до гепарину (ТПГ), що відображає стан загальної коагуляційної здатності крові – на 15% (р<0,001).

Дев’ятидобове обмеження рухливості привело до різнонаправлених змін показників системи гемостазу: виражене гіперкоагуляційне зрушення супроводжувалося активацією системи фібринолізу і депресією протизгортаючої системи. Отримані нами дані погоджуються з результатами інших авторів, що описують гіперкоагуляційне зрушення в системі гемостазу при ГК (Михайлов А.В., 1985). При розвитку інфекційного процесу у гіпокінезованих тварин гіперкоагуляція, що супроводжується пригніченням протизгортаючої і фібринолітичної систем, виражалася в більшій мірі, ніж у тварин, що піддавалися дії тільки антигену (рис.3).

Рис.3. Зміна показників коагулограми (протромбіновий індекс (ПІ), час рекальцификації (ЧР), концентрація фібриногену (ФА), вміст фібрину (Ф), фібринолітична активність плазми (ФАП), толерантність плазми до гепарину (ТПГ) у тварин через 18 днів після інфікування (І) Micoplasma Hominis і попередніх експериментальних впливів гіпокінезії (ГК), ЕМВ НВЧ (НВЧ), їхньої комбінації (НВЧ+ГК) (у % відносно значень контрольної групи).

* - результати достовірні щодо значень у К.

При впливі ЕМВ НВЧ мала місце протилежна у порівнянні з гіпокінезованими тваринами спрямованість цих змін гемостазу: зниження коагуляційного потенціалу крові, стимуляція антикоагуляційної ланки і фібринолітичної активності системи. Через 18 днів після введення антигену у щурів, що попередньо піддавалися впливові ЕМВ НВЧ також розвивалися гіперкоагуляційні зрушення, однак, виражені вони були в меншій мірі, ніж в інфікованих тварин 2-ої групи (К+І), що не піддавалися превентивній дії ЕМВ НВЧ і до зараження залишалися інтактними (рис.3).

Під впливом комбінованої дії ЕМВ НВЧ і ГК зміни в системі, що регулює агрегатний стан крові, вірогідно відрізнялися від значень, зареєстрованих у тварин з обмеженою рухливістю, що додатково не піддавалися впливові ЕМВ НВЧ і наближалися до таких у контрольній групі тварин. Через 18 днів після введення щурам цієї групи антигену, під дією інфекції, що розвивається, у крові цих тварин також відбулися гіперкоагуляційні зрушення, що виражені, однак, у значно меншій мірі, ніж у тварин, що піддавалися дії ГК і антигену. Про це свідчить зниження ПІ, ФА, Ф, ФАП, подовження ЧР, підвищення ТПГ у порівнянні з тваринами 3-ої групи (ГК+І). Причому, зрушення показників гемокоагуляції у тварин 5-ої групи під впливом інфекційного процесу виражені навіть у меншій мірі, ніж у тварин 2-ої групи (К+І), що до інфікування не піддавалися ніяким превентивним впливам.

Варто зазначити, що зміни вивчених показників системи гемостазу, що виникли під впливом ЕМВ НВЧ і запальної реакції, що розвивається, не виходили за межі коливань фізіологічної норми.

Отримані результати підтверджуються і даними кореляційного, кластерного і факторного аналізів, що дозволили виявити приховані зв'язки між вивченими показниками. Результати дослідження свідчать про те, що в нормі збільшення потенціалу прокоагулянтної ланки системи гемостазу приводить до компенсаторного підвищення потенціалу фібринолітичної системи крові, про що свідчать достовірні кореляційні зв'язки між показниками цих систем. У групі гіпокінезованих тварин достовірні позитивні коефіцієнти кореляції виявляються тільки між показниками прокоагуляційної активності. Звертає на себе увагу і відсутність кореляційних взаємозв’язків між показниками прокоагулянтної, антикоагулянтної і фібринолітичної систем. У групах тварин, що ізольовано чи в комбінації з ГК піддавалися впливу ЕМВ НВЧ кореляційні зв'язки між показниками прокоагуляційної, антикоагуляційної і фібринолітичної ланок системи гемостазу відповідають таким у контрольній групі тварин. Після введення антигену відбувається зменьшення кількості достовірних кореляційних зв'язків між вивченими показниками гемостазу в усіх експериментальних групах, що особливо виражено в 3-ій групі тварин (ГК+І). У групах тварин, що до інфікування одержували НВЧ-дію кількість достовірних коефіцієнтів кореляції зменшилося незначно, крім того, збереглися кореляційні зв'язки між фібринолітичною системою і показниками прокоагуляції

Результати кореляційного аналізу підтверджуються і даними кластерного і факторного аналізів. Кластеризація вивчених показників гемостазу у гіпокінезованих тварин виявила значні зміни внутрішньо- і міжкластерних взаємозв’язків: показники антикоагулянтної і фібринолітичної ланок системи гемостазу виявилися відділені від показників, що характеризують систему згортання крові. Крім того, відбулося збільшення відстаней як усередині кластерів, так і між ними. Дендрограми, що відображають результати кластерного аналізу показників гемостазу в групах тварин, що піддавалися ізольованому і комбінованому з гіпокінезією впливу ЕМВ НВЧ, наочно ілюструють, що вивчені показники групуються аналогічно такому в контрольній групі тварин (рис.4).

Таким чином, результати дослідження свідчать про те, що збільшення потенціалу прокоагулянтної ланки системи гемостазу в результаті інфекційного процесу, що розвивається, у тварин, що піддавалися як ізольованій, так і комбінованій з гіпокінезією дії ЕМВ НВЧ супроводжується компенсаторним підвищенням потенціалу фібринолітичної та антикоагуляційної систем. У інфікованих тварин, а також тварин, що піддавалися послідовній дії гіпокінетичного стресу й інфекції активація прокоагулянтної ланки системи гемостазу супроводжується зниженням фібринолітичного потенціалу, що є причиною виникнення тромботичних ускладнень (Савчук О.М. та ін., 2001).

Рис.4. Дендрограми результатів кластерного аналізу показників гемостазу (протромбіновий індекс (ПІ), час рекальцифікації (ЧР), концентрація фібриногену (ФА), вміст фібрину (Ф), фібринолітична активність плазми (ФАП), толерантність плазми до гепарину (ТПГ)) у групах тварин при різних впливах: К – контроль; ГК – гіпокінезія; НВЧ – ЕМВ НВЧ; комбінація ЕМВ НВЧ і ГК.

Отримані результати підтверджує й аналіз зміни маси тіла (табл. 2).

Відомо, що в механізмах розвитку адаптаційних реакцій важливу роль грає симпатоадреналова система (САС). Стрес-реакція, змодельована обмеженням рухливості і введенням антигену, викликає значне підвищення вмісту катехоламінів (КА) в еритроцитах (Е). При цьому ЦПВ КА склав 181% щодо значень контрольної групи і 136% щодо відповідного значення в 2-ій групі тварин, що до інфікування залишалися інтактними (рис.5).

Таблиця 2.

Динаміка маси тіла (г) у щурів при впливах гіпокінезії (ГК), ЕМВ НВЧ (НВЧ), їх комбінації (НВЧ+ГК) і наступному інфікуванні (І) Micoplasma Hominis

Р1 - Р5 – достовірно значуща різниця по критерію Ст`юдента між значеннями 1-5 груп відповідно

При впливі ЕМВ НВЧ на інтактних тварин спостерігалося зниження ЦПВ КА відносно даних контрольної групи, найбільш виражене на 3 і 6 добу експерименту, коли значення показника склали 92% (p<0,001) і 88% (p<0,001) щодо контролю. При комбінованому впливі ГК і ЕМВ НВЧ виявлені фазні зміни ЦПВ КА: на 3-ю добу експерименту підвищення ЦПВ КА відносно К на 14% і наступне зниження показника до 6-ої доби. У більш пізній термін спостереження ЦПВ КА в Е практично не відрізнявся від значень цього показника у контрольних тварин.

Зміна вмісту КА в Е впливає на їхню структуру. Збільшення концентрації КА в Е привело до порушення форми клітин. Е збільшилися в розмірах і придбали неправильну, порізану, часто зірчасту форму, утворюючи відростки між собою, у яких також визначалися включення КА. Гранули зливалися між собою і мали вигляд скупчень великих темних наростів, зосереджених в основному під мембраною. Поява деструктивних змін у клітинах ГК тварин привело до збільшення КДК на 14,9% (p<0,01) і КЗМ на 24,4% (p<0,001) у порівнянні з відповідними значеннями у контрольній групі тварин. Деформації еритроцитів у тварин, що піддавалися НВЧ-дії, не спостерігалося, про що свідчать значення коефіцієнтів зрізаности меж і деформації клітин, близькі до таких у інтактних тварин. Отже, вплив ЕМВ НВЧ робить корегуючий вплив на вміст КА і стрес-індуковані зміни структури еритроцитів.

Рис. 5. Зміна ЦПВ катехоламінів в еритроцитах крові контрольних щурів (К) і при різних впливах: ГК – гіпокінезії; НВЧ – ЕМВ НВЧ; НВЧ+ГК – комбінації ЕМВ НВЧ і гіпокінезії на 9 добу експерименту і наступному інфікуванні (І) на 28 добу експерименту.

Високі позитивні кореляції (r = 0,95; р<0,05) між вмістом КА в плазмі крові і їхнім рівнем в еритроцитах (Малигіна В.І., 1989), рівнем адреналіну в мезентеріальних лімфовузлах, у тимусі й у плазмі крові, динамікою А і НА в селезінці і крові щурів (r = 0,67; р<0,05) (Шурлигіна А.В. та ін., 1999), дозволяє вважати, що зниження КА у Е крові щурів, що піддавалися впливу ЕМВ НВЧ, свідчить і про зниження КА в плазмі крові, а отже, про нормалізацію стану САС загалом. Отже, вплив ЕМВ НВЧ на ізольоване і комбіноване з ГК і наступним введенням антигену обмежує активацію САС, що сприяє підвищенню неспецифічної резистентності організму і забезпечує антистресорний ефект.

Таким чином, превентивний вплив ЕМВ НВЧ на інфікованих тварин, що знаходяться в умовах як звичайного, так і обмеженого рухового режиму, приводить до вираженої активації бактерицидних, гідролітичних, енергетичних систем лейкоцитів, викликає збільшення концентрації цитокінів у плазмі крові, обмежує розвиток гіперкоагуляційного зрушення крові, що виникає у тварин у результаті обмеження рухливості і введення антигену, підсилює антикоагуляційні і фібринолітичні властивості крові, попереджає падіння маси тіла і надмірну активацію САС. Отже, ЕМВ КВЧ модифікує адаптаційні реакції у тварин з експериментально викликаною стрес-реакцією на обмеження рухливості і розвиток запального процесу. Свідченням цього, насамперед, є збільшення неспецифічної резистентності організму, розглянутої як інтегральний показник повноцінності адаптаційних реакцій. У механізмах антистресорного і імуностимулюючого ефектів ЕМВ НВЧ важливу роль відіграє пригнічення гіперактивності симпатоадреналівої системи, однієї з найважливіших ланок стрес-реалізуючої системи, і збільшення вмісту ендогенних імуномодуляторів, що обмежує чи попереджає ефекти стрес-реакції, що ушкоджують, сприяє стимуляції імунної системи.

ВИСНОВКИ

1. Низькоінтенсивне електромагнітне випромінювання надто високої частоти (7,1 мм; 0,1 мВт/см2) при дії його на потилично-комірну зону щурів модифікує адаптаційні реакції у тварин з експериментально викликаною стрес-реакцією на обмеження рухливості і розвиток запального процесу.

2. Вміст у плазмі крові цитокинів (ІФН-? і ФНП-?), залежить від вихідного стану організму. У щурів, що до інфікування знаходилися в умовах, що обмежують їхню рухливість, спостерігалося зниження концентрації ФНП-? і ІФН-? у плазмі крові. Превентивний вплив ЕМВ НВЧ викликало збільшення концентрації ФНП-? і ІФН-? у плазмі крові тварин, що до введення антигену знаходилися в умовах як звичайної, так і обмеженої рухової активності.

3. Ступінь активації бактерицидних, гідролітичних і окислювально-відновних ферментів нейтрофілів і лімфоцитів при введенні в організм антигену тісно пов'язана з концентрацією ІФН-? і ФНП-? у плазмі крові експериментальних тварин і залежить від попереднього впливу. Послідовна дія гіпокінезії й інфікування приводить до істотного пригнічення бактерицидних, гідролітичних і енергетичних систем нейтрофілів і лімфоцитів. ЕМВ НВЧ підвищує функціональну активність лімфоцитів і нейтрофілів при зниженні її рівня в результаті стрес-реакції на обмеження рухливості і розвиток інфекційного процесу і робить праймируючу дію при нормальних вихідних показниках.

4. Збільшення прокоагуляційного потенціалу системи гемостазу в результаті інфекційного процесу, що розвивається, у тварин, які попередньо піддавалися як ізольованому, так і комбінованому з гіпокінезією дії ЕМВ НВЧ супроводжується компенсаторним підвищенням активності фібринолітичної і антикоагуляційної систем, тоді як у тварин, що піддавалися послідовній дії гіпокінетичного стресу й антигену активація прокоагулянтної ланки системи гемостазу супроводжується зниженням антикоагуляційного і фібринолітічного потенціалу.

5. ЕМВ НВЧ перешкоджає зниженню маси тіла тварин у результаті стрес-реакції на обмеження рухливості і розвиток інфекційного процесу.

6. Адаптація до ЕМВ НВЧ супроводжується зниженням активності симпатоадреналової системи при дії на інтактних тварин і нормалізацією активності симпатоадреналової системи при дії на тварин, підданих гіпокінетичному стресу й інфікуванню.

7. Зміни концентрації ІФН-? і ФНП-? у плазмі крові, вмісту бактерицидних, гідролітичних і окислювально-відновних ферментів у нейтрофілах і лімфоцитах, стану симпатоадреналівої системи, системи, що регулює агрегатний стан крові, маси тіла у тварин після зараження їх Micoplasma Hominis залежать від вихідного функціонального стану організму, обумовленого превентивним впливом.

8. Одним із механізмів антистресорного і імуностимулюючого ефектів ЕМВ НВЧ є пригнічення гіперактивності симпатоадреналової системи, однією із найважливіших ланок стрес-реалізуючої системи, і активація ендогенних імуномодуляторів.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Чуян Е.Н., Темурьянц Н.А., Верко Н.П., Чирский Н.В. Модификация адаптогенеза к гипокинетическому стрессу посредством ЭМИ КВЧ // Ученые записки Таврического национального университета. – 2002. – Т. 15 (54), № 1. – С. 3 – 11.

2. Рыбалко С.Ю., Кацев А.И., Бисюк Ю.А., Горлов А.А., Чирский Н.В. Низкоинтенсивное ЭМИ КВЧ диапазона ускоряет СОЭ и изменяет агрегацию эритроцитов человека // Таврический медико-биологический вестник. – 2002. – Т. 5, № 2. - С. 124 – 127.

3. Чуян Е.Н., Темурьянц Н.А., Чирский Н.В., Вишневский В.Г., Махонина М.М. Изменение содержания катехоламинов в эритроцитах крови крыс под влиянием ЭМИ КВЧ // Ученые записки Таврического национального университета. – 2003. – Т. 16 (55), № 1. – С. 12 – 19.

4. Чуян Е.Н., Темурьянц Н.А., Чирский Н.В., Минко В.А. Изменение системы гемостаза под влиянием ЭМИ КВЧ // Проблемы, достижения и перспективы развития медико-биологических наук и пракического здравоохранения: Труды Крымского государственного университета им. С.И. Георгиевского. – 2002. – Т. 138, часть I. – С. 212-216.

5. Чуян Е.Н., Темурьянц Н.А., Чирский Н.В. Влияние электромагнитного излучения крайне высокой частоты на функциональную активность симпатоадреналовой системы // Проблемы, достижения и перспективы развития медико-биологических наук и пракического здравоохранения: Труды Крымского государственного университета им. С.И. Георгиевского. – 2002. – Т. 138, часть II. – С. 82 – 88.

6. Деклараційний патент України № 55153 А, МПК 7 А61В5/05 на винахід “Пристрій для кондуктометричного дослідження ерітроцітів”; Опубл. 17.03.2003. Бюл. № 3, Горлов О.О., Чирський М.В., Русяєв В.Ф., Рибалко С.Ю., Бояркін В.О., Каладзе К.М.

7. Троценко Б.М., Чирский Н.В. Учебное пособие по курсу гистологии (электронная версия). 1 и 2 части. – Симферополь: Издат. центр КГМУ, 2002. – 614 с.

8. Чирский Н.В.,