Влияние КВЧ - излучения на систему крови и перекисное

УДК 537.868; 577.346; 612.014.482.4
ВЛИЯНИЕ КВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ НА СИСТЕМУ КРОВИ
И ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ
ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЛУЧЕВОЙ БОЛЕЗНИ
Л. В. Овощникова, А. С. Корягин, А. А. Елисеева
Нижегородский госуниверситет
Исследовано влияние низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ с шумовым спектром
на систему крови и перекисное окисление липидов (ПОЛ) лабораторных
животных. КВЧ-воздействие проводилось на область тазовых костей и затылка после радиационного поражения в течение 10 дней ежедневно. Обсуждаются механизмы действия ЭМИ КВЧ на систему крови и ПОЛ на основе полученных результатов.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время все большее количество людей сталкивается с ионизирующим излучением. Поэтому особую актуальность приобретает поиск новых средств
защиты организма от его действия и, что особенно важно, терапии лучевой болезни.
Использование КВЧ-излучения в терапии и профилактике целого ряда заболеваний человека является одним из активно развивающихся направлений современной клинической медицины. Электромагнитные волны миллиметрового диапазона успешно применяются для лечения болезней органов кровообращения, дыхания, пищеварения, мочеполовой, нервной и других систем [1]. Были получены
первые обнадеживающие результаты по ослаблению с помощью предварительного
воздействия миллиметровых волн последствий рентгеновского облучения на костный мозг [2]. Однако данные о терапевтическом применении КВЧ-излучения при
лучевой болезни единичны, а влияние КВЧ-излучения на перекисное окисление
липидов вообще не изучено.
Настоящая работа посвящена изучению влияния КВЧ-излучения на некоторые
показатели системы крови и перекисное окисление липидов (ПОЛ) при экспериментальной лучевой болезни. Целью работы явилась оценка влияния облучения
затылочной области и области тазовых костей миллиметровыми волнами низкой
интенсивности с последующим определением в периферической крови общего
количества эритроцитов, ретикулоцитов, гемоглобина, лейкоцитов и концентрации
первичных (диеновых конъюгатов), вторичных (триеновых конъюгатов) и конечных (оснований Шиффа) продуктов ПОЛ.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Было использовано 28 белых беспородных крыс массой 150-180 г. Животных
разделили на 4 группы: интактная, контрольная и две опытные. Животных контрольной и опытных групп подвергли однократному тотальному рентгеновскому
31
облучению в дозе 3 Гр, что вызвало развитие острой лучевой болезни. Облучение
проводилось на базе городского онкодиспансера на терапевтической установке
«Агат-С». Мощность облучения – 1 Гр/мин. КВЧ-терапию начинали через 1 час
после облучения в области тазовых костей (1 опытная группа) и затылочной области (2 опытная группа). Животные контрольной группы лечению не подвергались. Лечение проводилось с помощью аппарата КВЧ-терапии с шумовым излучением «АМФИТ-0,2/10-01» в течение 10 дней по 20 минут ежесуточно. Аппарат
разработан в НИФТИ ННГУ и производится серийно [3]. Диапазон частот составляет 53,57- 78,33 ГГц, мощность излучения шумового сигнала — 0,2-1,5 мкВт.
Животные всех групп находились под эфирным наркозом в течение каждого сеанса терапии. Кровь для анализа брали из подъязычной вены на 1, 8 и 15 сутки сразу
после окончания лечения, что соответствует 11, 18 и 25 суткам со дня облучения.
В крови определяли общее количество эритроцитов, гемоглобина, ретикулоцитов,
лейкоцитов, содержание первичных (диеновых конъюгатов), вторичных (триеновых конъюгатов) и конечных (оснований Шиффа) продуктов перекисного окисления липидов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Системой, степень поражения которой определяет тяжесть и исход лучевой болезни при дозах облучения до 10 Гр, является система крови и кроветворения [4].
Клиническое течение острой лучевой болезни целиком определяется динамикой
истощения и последующего восстановления системы крови [5]. В ходе проведенных исследований были получены следующие результаты. Спустя сутки после
окончания лечения и в течение дальнейшего исследования в контрольной группе
наблюдалась эритропения, анемия и ретикулопения по отношению к интактным
животным, хотя эритропения была выражена в меньшей степени, что можно объяснить меньшей чувствительностью эритроцитов к ионизирующим излучениям
малых доз [5].
Применение КВЧ-терапии оказало существенное влияние на течение лучевой
болезни. Так, у животных опытных групп содержание гемоглобина уже на первые
сутки после окончания лечения было значительно выше, чем в контроле (таб.1).
Можно сделать вывод, что КВЧ-излучение стимулирует образование предшественников эритроцитов и способствует белковому обмену в них.
В течение исследования количество ретикулоцитов также возрастало в опытных группах уже с 11 суток после облучения, но только на 18 сутки в опытных
группах их количество было больше, чем в контрольной. Вероятно, что в результате воздействия КВЧ-излучением в области головного мозга повышается секреция гормонов передней доли гипофиза, оказывающих стимулирующее влияние на
эритропоэз и синтез гемоглобина. При действии КВЧ-излучением на тазовую область мы воздействовали непосредственно на почки, половые железы и кору надпочечников, в результате чего наблюдалось увеличение количества гемоглобина и
ретикулоцитов, вероятно, за счет увеличения синтеза эритропоэтина и стероидных
гормонов. Нельзя исключать опосредованного влияния на эти процессы гипоталамо-гипофизарной системы.
32
Таблица 1
Динамика изменения содержания гемоглобина (г/л) при КВЧ-терапии
облученных животных
Условие опыта
1
Интактные животные
M±m
Контроль
M±m
р2
КВЧ-терапия в области мозга
M±m
р1
p2
КВЧ-терапия в области таза
M±m
р1
p2
Сутки после лечения
8
15
90,5±18,22
105,9±3,36
103±11,27
72,4±13,66
>0,05
84,5±10,43
<0,05
77,33±3,84
<0,05
158,6±17,4
<0,05
<0,05
116,8±16,68
<0,05
>0,05
106,7±10,41
<0,05
>0,05
136±22,38
<0,05
<0,05
108±11,15
<0,05
>0,05
100±8,16
<0,05
>0,05
р1<0,05 — достоверно по отношению к контролю
p2<0,05 — достоверно по отношению к интактным животным
В ходе эксперимента также было установлено, что γ-излучение снижало количественные показатели белой крови. Общее количество лейкоцитов в контрольной
группе в течение всего эксперимента было на 69-72% меньше, чем у интактных
животных (таб.2). Основная причина катастрофического опустошения костного
мозга, происходящего в самые ранние сроки после облучения, состоит в резком
торможении процессов клеточного деления при продолжающемся с неизменной
скоростью поступлении зрелых элементов на периферию [6].
Таблица 2
Динамика изменения общего количества лейкоцитов при КВЧ-терапии
облученных животных
Условие опыта
1
Интактные животные
M±m
Контроль
M±m
p2
КВЧ-терапия в области мозга
M±m
р1
p2
КВЧ-терапия в области таза
M±m
р1
p2
Сутки после лечения
8
15
6,43±0,44
8,56±0,25
9,46±0,46
1,90±0,03
<0,05
1,90±0,26
<0,05
2,46±0,29
<0,05
4,13±0,13
<0,05
>0,05
4,60±0,26
<0,05
>0,05
4,44±0,22
<0,05
>0,05
4,15±0,28
<0,05
>0,05
4,5±0,29
<0,05
>0,05
4,65±0,17
<0,05
>0,05
р1<0,05 — достоверно по отношению к контролю
p2<0,05 — достоверно по отношению к интактным животным
Общее количество лейкоцитов у животных в опытных группах на протяжении
всего эксперимента превышало показатели контрольной группы на 20-35%. Это
33
можно объяснить тем, что КВЧ-излучение оказывает стимулирующее влияние на
лейкопоэз и таким образом повышает защитные иммунологические реакции организма.
Облучение контрольных животных вызвало увеличение продуктов перекисного
окисления липидов. Содержание диеновых конъюгатов выросло примерно на 30%
по сравнению с интактными животными, триеновых — увеличивается постепенно
и к 18 суткам после облучения превышает норму почти в 3 раза. Накопление продуктов ПОЛ связано с развитием пострадиационных свободно-радикальных реакций [7]. Конечный результат поражающего действия радиации мы можем наблюдать по изменению содержания оснований Шиффа (таб. 3). Их количество на 11
сутки после облучения возросло в 3,5 раза по сравнению с нормой. Это говорит об
истощении антиоксидантной системы. Но к 18 суткам, а еще более к 25 суткам
замечено снижение концентрации оснований Шиффа, что свидетельствует о начале репарационного процесса и восстановлении антиоксидантной системы.
Таблица 3
Динамика изменения содержания оснований Шиффа
при КВЧ-терапии облученных животных
Условие опыта
1
Интактные животные
M±m
Контроль
M±m
р2
КВЧ-терапия в области мозга
M±m
р1
p2
КВЧ-терапия в области таза
M±m
р1
p2
Сутки после лечения
8
15
218,3±61,7
293±5,8
268±38,7
690±11,8
<0,05
493±9,8
<0,05
333±19,9
<0,05
622±27,8
>0,05
<0,05
613±31,2
<0,05
<0,05
533±24,4
<0,05
<0,05
229±12,9
<0,05
>0,05
219±21,4
<0,05
<0,05
282±12,5
<0,05
>0,05
р1<0,05 — достоверно по отношению к контролю
p2<0,05 — достоверно по отношению к интактным животным
У животных, прошедших КВЧ-терапию в затылочной области, содержание
диеновых конъюгатов возрастает в 2,5 раза по сравнению с контролем. Следовательно, КВЧ-излучение усиливает уже идущий процесс ПОЛ. Головной мозг является органом с высокой предрасположенностью к индукции свободнорадикальных реакций. На 18 сутки количество диеновых конъюгатов возрастает в
5 раз. К 25 суткам их количество снижается, оставаясь выше уровня интактных
животных.
В содержании триеновых конъюгатов снижения не было замечено даже к 25
суткам после облучения. Оно возросло по сравнению с контролем в 5 раз. Повидимому, это обусловлено спецификой ПОЛ в головном мозге [8]. Содержание
оснований Шиффа постепенно уменьшается к концу периода наблюдений, но остается выше контроля. Это говорит о неэффективности КВЧ-терапии на затылочную область.
У животных, прошедших КВЧ-терапию в области таза, наблюдался подъем
уровня первичных продуктов пероксидации. На 11 сутки после облучения содер34
жание диеновых конъюгатов в 4 раза превышало значение у интактных животных.
На 18 сутки их концентрация возросла до 512%, а через неделю снизилась до
270%.
Миллиметровое воздействие на тазовую область сопровождалось увеличением
содержания триеновых конъюгатов до 285% на 11 и до 590% на 18 сутки. К концу
эксперимента их концентрация снизилась до 378% по сравнению с интактными
животными. Содержание оснований Шиффа в опытной группе на протяжении всего эксперимента оставалось близким к значениям интактных животных (74-105%).
Увеличение содержания диеновых и триеновых конъюгатов связано, повидимому, с усилением пролиферации клеток в кроветворных органах, на что также указывает и динамика изменения ретикулоцитов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенные исследования показали, что КВЧ-излучение при терапии острой
лучевой болезни усиливает процессы пролиферации клеток, различные энергетические процессы и биосинтез белка. На это указывает более высокое содержание
гемоглобина, ретикулоцитов и лейкоцитов по сравнению с контролем. Данное излучение практически не оказывает влияние на содержание эритроцитов.
Действие КВЧ-излучения на затылочную область стимулирует активность свободно-радикальных процессов, увеличивая содержание первичных, вторичных и
конечных продуктов ПОЛ. Поэтому применение КВЧ-излучения в области головы
не рекомендуется.
Действие КВЧ-излучения на область тазовых костей сопровождается увеличением содержания диеновых и триеновых конъюгатов в течение первых двух недель после окончания лечения и снижением их концентрации к концу эксперимента. Уровень оснований Шиффа, свидетельствующий о тяжести поражающего действия радиации на биологические мембраны, остается близким к уровню интактных животных в течение всего периода наблюдений.
Полученные результаты указывают на перспективность применения миллиметровых волн в качестве неспецифического терапевтического средства при лечении
острой лучевой болезни, однако для достижения максимального лечебного эффекта проведения одного курса КВЧ-терапии недостаточно.
ЛИТЕРАТУРА
1. Корнаухов А. В., Анисимов С. И., Алябина Н. А. и др. Аппарат КВЧтерапии с шумовым излучением "АМФИТ 0,2/10-0,1" и некоторые аспекты его
применения в медицине // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1999.
№2 (14). С. 49-52.
2. Лебедева Н. Н., Котровская Т. И. Экспериментально-клинические исследования в области биологических эффектов миллиметровых волн // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1999. №3 (15). С. 3-12.
3. Корнаухов А. В. и др. Аппарат КВЧ-терапии шумовым излучением "АМФИТ-0,2/10-01" // Материалы III Международной научно-технической конференции "Физика и радиоэлектроника в медицине и биотехнологии". Владимир: ВГУ,
1998. С. 75-76.
4. Хансон К. П., Когнар В. Е. Молекулярные механизмы радиационной гибели
клеток. М.: Энергоиздат, 1985.
35
5. Жербин Е. А., Чухлович А. Б. Радиационная гематология. М.: Медицина,
1989.
6. Ярмоненко С. П. Радиобиология человека и животных. М.: Высшая школа,
1988.
7. Барабой В. А., Орел В. Э., Карнаухов И. М. Перекисное окисление и радиация. Киев, 1991.
8. Halliwell B. Free radicals, oxygen toxity and aging. In age pigments / Еd. by
R.S. Cohan. Amsterdam: Elsevier Nosta, 1981. P. 1−50.
36