Способ нормализации стрессорных нарушений в реологических свойствах крови in vivo в эксперименте
Изобретение относится к медицине, в частности к кардиологии, и предназначено для нормализации нарушенных реологических свойств крови в эксперименте. Облучают электромагнитными волнами область мечевидного отростка белых крыс в состоянии иммобилизационного стресса. Облучение животных проводят электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частоте молекулярного спектра излучения и поглощения (МСИП) кислорода 129,0 ГГц. Плотность мощности 100 мкВт/см2 в течение 15 минут. Способ позволяет снизить повышенные реологические свойства крови до уровня физиологической нормы. 2 табл.
Изобретение относится к медицине, в частности к кардиологии, и может быть использовано для снижения повышенной вязкости крови.
Стрессорные факторы, такие как эмоциональные перегрузки, физические и психические перенапряжения, приводят к дистресс-реакции, что является важным патогенетическим моментом в нарушении системы микроциркуляции, приводящим, как правило к развитию сердечно-сосудистых заболеваний. При экстремальных воздействиях на организм, интенсивном и длительном стрессе, внутрисосудистая активация системы гемостаза может привести не только к образованию гемостатического тромба у мест повреждения стенки сосуда, но и к нарушению течения всех фаз коагуляционного каскада, повышению функциональной активности тромбоцитов и диссеминированному внутрисосудистому свертыванию крови [Бышевский А.Ш., Кожевников В.Н., 1986].
У больных ИБС, в частности нестабильной стенокардией, отмечается выраженное нарушение гемореологии: вязкости цельной крови, ее плазмы и сыворотки, агрегации и деформируемости эритроцитов [Киричук В.Ф., Малинова Л.И., Креницкий А.П., Майбородин А.В., Тупикин В.Д. Гемореология и электромагнитное излучение КВЧ-диапазона. Саратов, Изд-во СарГМУ, 2003, 188 с.]. Лечение нестабильной стенокардии классическими медикаментозными средствами не всегда приводит к желаемому результату, так как имеет массу побочных эффектов и короткий промежуток ремиссии, а так же несет определенные материальные затраты [Киричук В.Ф., Малинова Л.И., Креницкий А.П., Майбородин А.В., Тупикин В.Д. Гемореология и электромагнитное излучение КВЧ-диапазона. Саратов, Изд-во СарГМУ, 2003, 188 с.].
Активное применение КВЧ-терапии в современной кардиологической практике достаточно убедительно доказало ее эффективность при лечении различных форм ишемической болезни сердца [Киричук В.Ф. КВЧ-терапия в комплексном лечении заболеваний сердечно-сосудистой системы // Саратовский научно-медицинский вестник. - 2004. - №2. - с.47-63]. Важнейшие биологически активные вещества, кислород и оксид азота (NO) занимают ключевые места в процессах регуляции функционирования гемореологической системы [Dietrich H.H., Ellsowrth М.L., Sprague R.S. et al. Red blood cell regulation of microvascular tone through adenosine triphosphate // Am. J. Physiol. - 2000. - V.278. - Suppl.4. - P.Н1294-Н1298]. Экспериментально доказано участие оксида азота в предотвращении развития кардиоваскулярной дисфункции и, следовательно, увеличении долговременной выживаемости [Ruschitzka F.Т., Wenger R.H., Stallmach Т. et al. Nitric oxide prevents cardiovascular disease and determines survival in polyglobulic mice over expressing erythropoietin // PNAS. - 2000. - V.97. - N.21 - P.11609-11613].
В ранее проведенных исследованиях [Киричук В.Ф., Малинова Л.И., Креницкий А.П., Майбородин А.В., Тупикин В.Д. Гемореология и электромагнитное излучение КВЧ-диапазона. Саратов, Изд-во СарГМУ, 2003, 188 с.] было также показано положительное влияние излучения ЭМИ ММ диапазона на частотах 150,176-150,664 ГГц на реологические свойства крови больных стабильной стенокардией в условиях in vitro.
Прототипом настоящего исследования является способ нормализации нарушенных реологических свойств крови в условиях in vivo у животных терагерцовым излучением на частоте молекулярного спектра излучения и поглощения (МСИП) оксида азота 150,176-150,664 ГГц, у которых в качестве модели, имитирующей микроциркуляторные нарушения, применялся трехчасовой иммобилизационный стресс (Киричук В.Ф., Антипова О.Н., Иванов А.Н. и др. Восстановление реологических свойств крови КВЧ-облучением на частоте молекулярного спектра оксида азота in vivo // Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. - 2004. - Т.90, №9. - С.1121-1128). Проводилось облучение области мечевидного отростка грудины белых крыс-самцов электромагнитными волнами частотой 150,176-150,664 ГГц при плотности мощности ~0,2 мВт/см2 в течение 30 минут. Было показано нормализующее воздействие на показатели реологии крови. Недостатком данного метода является то, что для нормализации нарушенных стрессом реологических свойств крови у животных требуется относительно длительное время облучения 30 минут.
Впервые предложен метод нормализации нарушенных реологических свойств крови путем воздействия на организм терагерцовыми волнами на частоте МСИП кислорода 129,0 ГГц при плотности мощности ~100 мкВт/см2 в течение 15 минут.
Изучали образцы цельной крови объемом 0.75 мл у 75 белых крыс-самцов массой 180-220 г. В качестве модели, имитирующей нарушения реологических свойств крови, применяли трехчасовой иммобилизационный стресс: жесткая фиксация крыс в положении на спине (Антонов A.M., Беликина Н.В., Георгиева С.А. и др. Адаптационные реакции организма и система свертывания крови. - Материалы X съезда Всесоюзного физиол. об-ва им. И.П.Павлова, 1964, Т.1, с.47).
Однократное облучение животных, находящихся в состоянии иммобилизационного стресса, проводилось электромагнитными волнами на частоте МСИП атмосферного кислорода 129,0 ГГц генератором, разработанным в ОАО ЦНИИИА (г.Саратов), при плотности мощности ~100 мкВт/см2 в течение 5, 15, 30 минут [Креницкий А.П., Майбородин А.В., Бецкий О.В., Трошин О.Ф., Тупикин В.Д., Киричук В.Ф. Квазиоптический КВЧ генераторный комплекс моделирования детерминированных шумов для биофизических исследований. // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. - 2003. - №2 - с.17-24]. С помощью генератора проводилось формирование облучающего электромагнитного поля, имитирующего молекулярный спектр излучения и поглощения атмосферного кислорода на указанной выше частоте.
Облучали предварительно выбритую поверхность кожи площадью 3 см2 над областью мечевидного отростка грудины. Облучатель располагался на расстоянии 1,5 см над поверхностью тела животного. Плотность мощности, падающей на участок кожи размером 3 см2, составляла =100 мкВт/см2. Доза облучения определялась плотностью мощности, падающей на кожу, и суммарным временем облучения.
Забор крови проводили пункцией правых отделов сердца. Кровь стабилизировали раствором гепарина из расчета 40 ЕД/мл.
После окончания воздействия определялись реологические свойства цельной крови в образцах объемом 0.85 мл с помощью ротационного вискозиметра АКР-2 со свободно плавающим цилиндром [Парфенов А.С., Пешков А.В., Добровольский Н.А. Анализатор крови реологический АКР-2. Определение реологических свойств крови: Методические рекомендации - М., 1994]. Методика ротационной вискозиметрии соответствует требованиям, предъявляемым к оценке реологических свойств крови [Дементьева И.Н., Ройтман Е.В. Экспресс-диагностика реологических свойств крови у кардиохирургических больных: Методические рекомендации. - М., 1995; Кручинский Н.Г., Теплякова А.И., Гапонович В.Н. и др. Экспресс-оценка реологических свойств крови и методы коррекции их нарушений у пациентов с атеросклерозом: Методические рекомендации. - Минск, 2000]. Вязкость цельной крови определяли при скоростях сдвига 300, 200, 150, 100, 50, 20, 10 и 5 с-1. На основании полученных данных вычисляли индексы агрегации (ИАЭ) и деформируемости эритроцитов (ИДЭ) [Парфенов А.С., Пешков А.В., Добровольский Н.А. Анализатор крови реологический АКР-2. Определение реологических свойств крови: Методические рекомендации. - М., 1994].
Исследование проводилось на 5-ти группах животных по 15 в каждой: 1 группа-контрольная - интактные животные; 2 группа - сравнительная, животные в состоянии иммобилизационного стресса; 3, 4, 5 группы - опытные, в которых животные подвергались однократному облучению в течение 5, 15, 30 минут соответственно на фоне иммобилизационного стресса.
При исследовании влияния непрерывного 5-ти минутного режима облучения установлено, что воздействие электромагнитными волнами ТГЧ диапазона на частотах МСИП атмосферного кислорода 129 ГГц на стрессированных животных не вызывает выраженного влияния как на нарушенную вязкость цельной крови, так и измененную функциональную активность эритроцитов - их агрегацию и деформируемость. На это указывает отсутствие статистически достоверных различий вязкости крови на всех исследуемых скоростях сдвига, а также показателей функциональной активности эритроцитов опытной группы с 5-ти минутным облучением на фоне острого стресса с показателями группы острого стресса и наличие статистически достоверных различий высокой степени достоверности по сравнению с группой контроля (таблица 1, 2).
Изучение влияния 15 минутного режима облучения волнами МСИП атмосферного кислорода 129 ГГц на животных, подвергнутых острому иммобилизационному стрессу, показало полное восстановление вязкости крови до уровня, характерного для животных контрольной группы, на всех исследуемых скоростях сдвига, характеризующих кровоток в сосудах крупного, среднего и малого калибра. Об этом свидетельствует отсутствие статистически достоверных отличий вязкости крови опытной группы острого стресса с 15-ти минутным облучением по сравнению с вязкостью крови группы контроля и их наличие высокой степени достоверности по сравнению с группой острого стресса (таблица 1).
Исследование функциональной активности эритроцитов - агрегации и деформируемости также указывает на полное восстановление их функций под воздействием 15-ти минутного облучения электромагнитными волнами исследуемого диапазона частот. Это подтверждается отсутствием статистически достоверных различий между индексами агрегации и деформируемости эритроцитов опытной группы животных и группы контроля, а также наличием статистически достоверных различий по сравнению с группой острого стресса (таблица 2).
Исследование влияния облучения электромагнитными волнами терагерцового диапазона МСИП атмосферного кислорода 129 ГГц в течение 30-ти минут на вязкостные свойства крови стрессированных животных показано также полное их восстановление при больших, средних и малых скоростях сдвига, характеризующих кровоток в сосудах крупного, среднего и малого калибра (сосуды микроциркуляции).
Об этом свидетельствует отсутствие статистически достоверных различий в величине вязкости крови на всех исследуемых скоростях сдвига опытной группы с 30-ти минутным облучением и группы контроля и наличие статистически достоверных различий по сравнению с группой острого стресса (таблица 1).
Воздействие 30-ти минутного режима облучения электромагнитными волнами терагерцового диапазона МСИП атмосферного кислорода 129 ГГц способствует также восстановлению функциональных свойств эритроцитов - их агрегации и деформируемости, что в существенной мере положительно влияет на вязкостные свойства крови в целом. Об этом свидетельствует отсутствие статистически достоверных различий между показателями контрольной группы животных и опытной группы с 30-ти минутным облучением, а также наличие статистически достоверных отличий между опытной группой крыс-самцов и группой острого стресса (таблица 2).
Наибольшим восстанавливающим эффектом на нарушенные реологические свойства крови белых крыс-самцов, находящихся в условиях острого иммобилизационного стресса, обладал 15 минутный режим облучения терагерцовыми волнами на частоте МСИП атмосферного кислорода 129 ГГц.
Таким образом, ТГЧ-облучение на частоте МСИП кислорода 129,0 ГГц при плотности облучения ~100 мкВт/см2 в течение 15 минут является оптимальным режимом для нормализации нарушенных реологических свойств крови.
Пример 1.
Крыса 1 была подвергнута трехчасовому иммобилизационному стрессу, сразу после которого облучалась электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частоте 129,0 ГГц при плотности мощности ~100 мкВт/см2 в течение 15 минут. Затем из правых отделов сердца животного произвели забор крови, из которой получили обогащенную тромбоцитами плазму. В образце цельной крови обнаружена нормализация исследуемых показателей вязкости крови, функциональной активности эритроцитов - их агрегации и деформируемости: при скорости сдвига 300 с-1 - 3.2 мПа·с и 2.46 мПа·с; 200 с-1 - 3.2 мПа·с и 2.46 мПа·с; 150 с-1 - 3.3 мПа·с и 3.2 мПа·с; 100 с-1 - 3.6 мПа·с и 2.6 мПа·с; 50 с-1 - 4,2 мПа·с и 2,97 мПа·с; 20 с-1 - 5,2 мПа·с и 3,5 мПа·с; 10 с-1 - 6 мПа·с и 3.8 мПа·с; 5 с-1 - 6.5 мПа·с и 4.2 мПа·с. Индекс агрегации эритроцитов до воздействия составлял - 1.09 условных единицы и 1.06 условных единицы соответственно. Индекс деформируемости эритроцитов - 1.4 условных единицы и 1.3 условных единицы соответственно.
Как видно из описанных данных, предлагаемый способ воздействия на нарушенные реологические свойства крови ТГЧ-излучением на частоте МСИП кислорода 129,0 ГГц при плотности мощности ~100 мкВт/см2 в течение 15 минут дает возможность снизить повышенные реологические свойства крови до уровня физиологической нормы, в прототипе подобный эффект наблюдается при облучении электромагнитными волнами частотой 150,176-150,664 ГГц при плотности мощности ~0,2 мВт/см2 в течение более длительного времени 30 минут.
Таким образом, способ нормализации нарушенных реологических свойств крови под влиянием ЭМИ ТГЧ на частоте МСИП кислорода 129,0 ГГц при плотности мощности ~100 мкВт/см2 в течение 15 минут может быть использован в кардиологии как метод коррекции нарушений сосудисто-тромбоцитарного звена системы гемостаза, в частности, у больных нестабильной стенокардией.
| Таблица 1 | |||||
| Вязкость цельной крови (в мПа·с) у крыс-самцов при острой стресс-реакции и различных временных режимах облучения электромагнитными волнами ТГЧ диапазона МСИП атмосферного кислорода 129 ГГц | |||||
| Скорость сдвига | Контроль (n=15) | Стрессор (n=15) | Стрессор совместно с облучением в течение (мин) | ||
| 5 (n=15) | 15 (n=15) | 30 (n=15) | |||
| 300 с-1 | 2,4 (2,3; 2,5) | 3,2 (3,0; 3,5) | 3,17 (3,0; 3,5) | 2,46 (2,3; 2,6) | 2,44 (2,3; 26) |
| Р1=0,000003 | Р1=0,000003 | P1=0,43649 | Р1=0,430649 | ||
| Р2=0,663364 | Р2=0,000004 | Р2=0,000003 | |||
| 200 с-1 | 2,4 (2,3; 2,5) | 3,2 (3,0; 3,5) | 3,17 (3,0; 3,5) | 2,46 (2,3; 2,6) | 2,44 (2,3; 2,5) |
| Р1=0,000003 | Р1=0,000003 | Р1=0,43649 | P1=0,430649 | ||
| Р2=0,663364 | Р2=0,000004 | Р2=0,000003 | |||
| 150 с-1 | 2,4 (2,3; 2,5) | 3,3 (3,0; 3,6) | 3,21 (3,0; 3,6) | 2,46 (2,3; 2,6) | 2,47 (2,4;2,6) |
| P1=0,000003 | Р1=0,000003 | Р1=0,708923 | Р1=0,319507 | ||
| Р2=0,561448 | Р2=0,000004 | Р2=0,000003 | |||
| 100 с-1 | 2,5 (2,4; 2,6) | 3,6 (3,4; 3,9) | 3,48 (3,2; 3,8) | 2,62 (2,4; 2,8) | 2,57 (2,5 2,7 |
| Р1=0,000003 | Р1=0,000003 | P1=0,213375 | P1=0,520283 | ||
| Р2=0,350668 | Р2=0,000004 | Р2=0,000003 | |||
| 50 с-1 | 2,8 (2,7; 3,0) | 4,2 (4,1; 4,5) | 4,1(3,6; 4,5) | 2,97 (2,7; 3,2) | 2,93 (2,8 3,1) |
| Р1=0,000003 | Р1=0,000003 | P1=0,152433 | Р1=0,245486 | ||
| P2=0,989999 | Р2=0,000003 | Р2=0,000003 | |||
| 20 с-1 | 3,4 (3,1; 3,6) | 5,2 (5,1; 5,7) | 4,9 (4,6; 5,2) | 3,53 (3,1; 3,8) | 3,42 (3,3; 3,6) |
| Р1=0,000003 | Р1=0,000003 | Р1=0,309529 | P1=0,851934 | ||
| Р2=0,071186 | Р2=0,000003 | Р2=0,000003 | |||
| 10 с-1 | 3,7 (3,4; 4,0) | 6,0 (5,5; 6,2) | 5,7 (5,3; 6,2) | 3,89 (3,5; 4,2) | 3,86 (3,8; 4,0) |
| Р1=0,000003 | Р1=0,000003 | Р1=0,430649 | P1=0,372512 | ||
| Р2=0,575511 | Р2=0,000003 | Р2=0,000003 | |||
| 5 с-1 | 4,2 (4,0; 4,4) | 6,5 (6,2; 6,8) | 6,3 (6,2; 6,6) | 4,24 (3,9; 4,6) | 4,25 (4,2; 4,3) |
| P1=0,000003 | Р1=0,000003 | Р1=0,933886 | Р1=0,604127 | ||
| Р2=0,618670 | Р2=0,000003 | Р2=0,000003 | |||
| Примечания: в каждом случае приведены средняя величина (медиана - Me), нижний и верхний квартили (25%; 75%). | |||||
| P1 - достоверность различий по сравнению с группой контроля; | |||||
| Р2 - достоверность различий по сравнению с группой острого стресса. |
| Таблица 2 | |||||
| Показатели функциональной активности эритроцитов у крыс-самцов при острой стресс-реакции и различных временных режимах облучения электромагнитными волнами ТГЧ диапазона МСИП атмосферного кислорода 129 ГГц | |||||
| Показатели | Контроль (n=15) | Стрессор (n=15) | Стрессор совместно с облучением в течение (мин) | ||
| 5 (n=15) | 15 (n=15) | 30 (n=15) | |||
| Индекс деформируемости эритроцитов (усл. ед.) | 1,05 | 1,09 | 1,1 | 1,065 | 1,056 |
| (1,04;1,08) | (1,07;1,13) | (1,09;1,12) | (1,04;1,08) | (1,04;1,09) | |
| Р1=0,004494 | Р1=0.000223 | Р1=0,395159 | Р1=0,708923 | ||
| Р2=0,983457 | Р2=0,012822 | Р2=0,010122 | |||
| Индекс агрегации эритроцитов (усл. ед.) | 1,33 | 1,45 | 1,42 | 1,341 | 1,331 |
| (1,3;1,36) | (1,43;1,49) | (1,37;1,46) | (1,29;1,38) | (1,32;1,35) | |
| P1=0,00026 | Р1=0,000223 | P1=0,5917411 | P1=0,678303 | ||
| Р2=0,140895 | Р2=0,000031 | Р2=0,000008 | |||
| Примечания: те же, что и в табл.1 |
Способ снижения нарушенных реологических свойств крови in vivo в эксперименте, включающий облучение электромагнитными волнами терагерцового диапазона области мечевидного отростка белых крыс в состоянии иммобилизационного стресса, отличающийся тем, что облучают животных электромагнитными волнами терагерцового диапазона частотой 129,0 ГГц при плотности мощности 100 мкВт/см2 в течение 15 мин.
