«ЗАКОНОМЕРНОСТИ И МЕХАНИЗМЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН ТЕРАГЕРЦЕВОГО ДИАПАЗОНА НА ЧАСТОТАХ АКТИВНЫХ КЛЕТОЧНЫХ МЕТАБОЛИТОВ ...»

В результате наших исследований показано, что у крыс, находящихся в состоянии длительного иммобилизационного стресса, наблюдалось более значительное, чем у животных в остром стрессе, угнетение как ферментного, так и неферментного звеньев антиоксидантной системы (таблица 5.4., рис. 5.2.).

Это проявлялось в статистически достоверных изменениях показателей активности СОД и каталазы в эритроцитах, снижением количества общих SHгрупп и витамина Е в сыворотке крови. Также выявлено прогрессивное уменьшение перекисной резистентности эритроцитов, что проявляется в увеличении процента гемолизированных эритроцитов (таблица 5.4.).

В условиях выявленного нами угнетения антиоксидантного потенциала у стрессированных крыс-самцов биологические молекулы мембран становятся мишенями высокореактогенных радикалов кислорода, причем объектами дезорганизации могут быть биомолекулы различной химической природы, прежде всего липиды, а затем белки и нуклеиновые кислоты.

Таким образом, результаты проведенных исследований на различных моделях экспериментального стресса убедительно показали, что эфферентным звеном стресс-зависимой дезорганизации клеток является активация свободнорадикального окисления. Этот факт полностью согласуется с данными о том, что активация ПОЛ – это общее метаболическое звено реакции напряжения. Она развивается непосредственно в ответ на чрезвычайные воздействия и, в свою очередь, может инициировать накопление промежуточных продуктов липопероксидации и снижение функциональной активности антиоксидантной системы [Лукьянова, 1999, с. 18-25]. В связи с этим на подавление чрезмерных процессов ПОЛ и активацию антиоксидантных систем, повышение антирадикальной защиты клеток должна быть направлена немедикаментозная терагерцовая терапия.

В последующих экспериментальных исследованиях представляется целесообразным изучить характер влияния электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на состояние процессов липопероксидации стрессированных животных и установить общие закономерности и особенности влияния указанного излучения на антиоксидантные системы.

терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты у крыс-самцов в условиях острого стресса Для выявления степени коррекции состояния процессов ПОЛ и антиоксидантного потенциала крови, вызванных острым иммобилизационным стрессом, была проведена серия экспериментов, направленная на подбор наиболее оптимального режима терагерцового облучения на частотах МСИП NO 150,176-150,664 ГГц. Для этого однократно облучали животных в непрерывном режиме в течение 5-ти, 15-ти и 30-ти минут на фоне острого иммобилизационного стресса.

Воздействие электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 5-ти минут на животных, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, не вызывает значительного изменения исследуемых показателей процессов липопероксидации и антиоксидантной системы крови. Об этом свидетельствует отсутствие статистически достоверных различий основных изучаемых параметров перекисного окисления липидов и антиоксидантной активности крови данной группы по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии иммобилизационного стресса. В то же время отмечались статистически значимые различия в исследуемых показателях по сравнению с данными контрольной группы (таблица 5.5., рис. 5.3.,5.4.).

Показано, что при воздействии на животных на фоне острого иммобилизационного стресса электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 15 минут наблюдается частичная, но более выраженная, чем при 5- минутном режиме облучения, нормализация процессов липопероксидации и активности антиоксидантов, что проявляется в некотором снижении концентрации токсических промежуточных продуктов перекисного окисления липидов – восстановлении антиоксидантных свойств крови (таблица 5.6., рис. 5.5.).

Изменения процессов ПОЛ и антиоксидантных свойств крови у крыс под воздействием 5 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах NO 150,176-150,664 ГГц на фоне острого стресса липидов, ед.опт.плот./мл диальдегид, (сыворотка крови) Примечание:

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса.

Рис. 5.3. Изменения концентрации каталазы (эритроциты) у крыс-самцов под воздействием 5 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах МСИП NO 150,176-150,664 ГГц на фоне Примечание: *- статистически достоверные данные по сравнению с мМол/л Рис. 5.4. Изменения уровня общих сульфгидрильных групп (сыворотка крови) у крыс-самцов под воздействием 5 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах NO 150,176-150,664 ГГц на фоне острого иммобилизационного стресса Примечание: *- статистически достоверные данные по сравнению Состояние ПОЛ и антиоксидантный потенциал крови у крыс-самцов под воздействием 15 и 30 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах NO 150,176-150,664 ГГц на фоне острого стресса (сыворотка крови) Z1=3,40; P1=0,006 Z1=2,02; P1=0,030 Z1=0,79; P1=0, Примечание:

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого стресса;

Z3 Р3- по сравнению с группой животных, облученных в течение 15 минут.

ед.опт.плот./мл Рис. 5.5. Изменения концентрации витамина Е в сыворотке крови у крыс-самцов под воздействием 15 и 30 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах МСИП NO 150,176-150,664 ГГц на фоне острого иммобилизационного стресса Примечания: *- статистически достоверно, по сравнению с группой контроля;

# - статистически достоверно по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса Воздействие электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 30 минут вызывает полную нормализацию процессов липопероксидации, что выражается в снижении концентрации токсических промежуточных продуктов ПОЛ до уровня интактных животных (таблица 5.6.). Функциональная активность ферментного и неферментного звеньев антиоксидантной защиты клеток также восстанавливается и статистически достоверно не отличается от уровня интактных животных (таблица 5.6., рис. 5.5.).

Следовательно, при данном режиме облучения происходит полная нормализация течения процессов липопероксидации и восстановление активности антиоксидантной системы, её ферментного и неферментного звеньев.

Таким образом, на основании представленных данных можно сделать вывод о положительном влиянии терагерцового облучения на частотах МСИП NO 150,176-150,664 ГГц на показатели ПОЛ и антиоксидантный потенциал крови животных, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса. Наиболее эффективным в нормализации показателей липопероксидации и антиоксидантов является 30 минутный режим облучения.

При 15-ти минутном режиме облучения положительный эффект на показатели, характеризующие процессы свободнорадикального окисления и антиоксидантную активность крови, частичный, а при 5 минутном режиме он отсутствует.

5.3. Нормализация показателей липопероксидации и антиоксидантной системы у крыс-самцов в условиях длительного стресса при воздействии электромагнитным облучением терагерцового диапазона Электромагнитное излучение миллиметрового диапазона широко применяется в клинической практике для лечения различных заболеваний [Чаяло, 2002, с. 113-118; Электромагнитное излучение …, 2007, с. 484-490;

Сравнительная эффективность …, 2009, с. 55-62; Федоров, 2011, с. 5-17]. Но, как известно, многочисленные заболевания являются следствием не одномоментного, а длительного влияния патологического стрессорного фактора. В связи с этим нами исследованы нарушения, возникающие в системе ПОЛ и антиоксидантной активности крови крыс-самцов, при длительном воздействии стрессорного фактора.

С целью выявления степени коррекции изменений в процессах ПОЛ и антиоксидантной защиты, вызванных длительным иммобилизационным стрессом, у крыс-самцов нами была проведена серия экспериментов, в которых изучалось влияние терагерцового облучения на частотах МСИП NO 150,176ГГц на показатели липопероксидации и активность антиоксидантной системы.

Показано, что при ежедневном воздействии в течение 5 дней на животных на фоне длительного стресса электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 5 минут не наблюдается нормализации процессов липопероксидации и активности антиоксидантов, о чем свидетельствуют статистически достоверные различия в изучаемых показателях по сравнению с группой интактных животных (таблица 5.7., рис. 5.6., 5.7., 5.8., 5.9., 5.10.), а также наблюдается отсутствие статистически достоверных различий в исследуемых параметрах процесса ПОЛ и антиоксидантной системы по сравнению с группой стрессированных животных (таблица 5.7., рис. 5.6., 5.7., 5.8., 5.9., 5.10.).

Процессы ПОЛ у крыс-самцов под воздействием ежедневного в течение 5 дней облучения по 5 минут терагерцовыми волнами на частотах NO 150,176-150,664 ГГц на фоне длительного стресса липидов, ед.опт.плот./мл диальдегид, (сыворотка крови) Примечание:

Z1 Р1-по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 -по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии длительного иммобилизационного стресса.

ед. опт. плот. /мл Рис. 5.6. Изменения концентрации витамина Е в крови у крыс-самцов при ежедневном в течение 5 дней облучении по 5 минут терагерцовыми волнами на частотах NO 150,176-150,664 ГГц на фоне длительного иммобилизационного стресса Примечание: *- статистически достоверные данные по сравнению с группой контроля.

Рис. 5.7. Изменения уровня общих сульфгидрильных групп в сыворотке крови у крыс-самцов при ежедневном в течение 5 дней облучении по минут терагерцовыми волнами на частотах NO 150,176-150,664 ГГц на Примечание: *- статистически достоверные данные по сравнению с группой контроля.

Рис. 5.8. Изменения концентрации каталазы (эритроциты) у крыс-самцов под воздействием ежедневного в течение 5 дней облучения по 5 минут терагерцовыми волнами на частотах МСИП NO 150,176ГГц на фоне длительного стресса Примечание: *- статистически достоверные данные по сравнению с группой контроля Рис. 5.9. Перекисная резистентность эритроцитов у крыс-самцов под воздействием ежедневного в течение 5 дней облучения по 5 минут терагерцовыми волнами на частотах NO 150,176-150,664 ГГц Примечание: *- статистически достоверные данные по сравнению с группой контроля.

Рис. 5.10. Изменения концентрации супероксиддисмутазы в эритроцитах у крыс-самцов при ежедневном в течение 5 дней облучении по 5 минут терагерцовыми волнами на частотах NO 150,176-150,664 ГГц Примечание: *- статистически достоверные данные по сравнению с группой контроля.

При ежедневном в течение 5 дней воздействии на животных на фоне длительного иммобилизационного стресса электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц по липопероксидации и активности антиоксидантов, что проявляется в некотором снижении концентрации токсических промежуточных продуктов ПОЛ – восстановлении антиоксидантных свойств крови (таблицы 5.8, 5.9.).

Ежедневное пятидневное воздействие терагерцовым излучением на указанных частотах на животных в условиях длительного стресса по 30 минут вызывает полную нормализацию процессов липопероксидации, что выражается в подавлении интенсификации процессов ПОЛ до уровня интактных животных (таблица 5.8.). На фоне ежедневного воздействия указанным излучением по минут также происходило снижение уровня молекул средней массы до показателей интактных животных (таблица 5.8.). При данном режиме воздействия одновременно с вышеуказанными изменениями отмечается реактивация ферментного и неферментного звеньев антиоксидантной системы супероксиддисмутазы и каталазы, увеличении концентрации витамина Е и общих сульфгидрильных групп до уровня животных контрольной группы (таблица 5.9.).

Следовательно, при данном режиме облучения происходит полная нормализация течения процессов липопероксидации и восстановление активности антиоксидантной системы.

Состояние ПОЛ у крыс-самцов при ежедневном в течение 5 дней облучении по 15 и 30 минут терагерцовыми волнами на частотах NO 150,176-150,664 ГГц на фоне длительного стресса липидов, ед.опт.плот./мл диальдегид, мкМоль/мл средней массы, (сыворотка крови) Примечание:

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии длительного стресса;

Z3 Р3- по сравнению с группой животных, облученных в течение 15 минут.

Состояние антиоксидантной системы крови у крыс-самцов при ежедневном в течение 5 дней облучении по 15 и 30 минут терагерцовыми волнами на частотах NO 150,176-150,664 ГГц на фоне длительного стресса Примечание:

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии длительного стресса;

Z3 Р3- по сравнению с группой животных, облученных в течение 15 минут.

РЕЗЮМЕ

Одной из проблем современной физиологии и биологии является оценка вклада реакций перекисного окисления липидов в совокупность биохимических процессов организма при стрессе [Афанасьева, 2009, 47 с.]. О роли этого процесса в развитии многих патологических состояний имеется достаточно свидетельств [Бизенкова, 2008, 246 с.].

Интенсификация процессов перекисного окисления липидов приводит к изменению морфо-функциональной структуры клеточных мембран, что закономерно влечет за собой изменение фракционного и жирно-кислотного составов фосфолипидов биомембран, снижению концентрации антиоксидантов, инактивацию и трансформацию клеточных и мембранных ферментов [Типовые патологические, 2001, 324 с.].

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что при процессов ПОЛ и антиоксидантных свойствах крови. Наиболее выраженная неферментного звеньев антиоксидантной системы крови наблюдались при длительном варианте экспериментального стресса.

Терагерцовое облучение на частотах МСИП NO 150,176-150,664 ГГц реактивирует состояние всех звеньев антиоксидантной и антирадикальной защиты в зависимости от условий эксперимента и времени облучения.

При облучении животных на фоне острого иммобилизационного стресса наиболее эффективным оказался 30 минутный режим воздействия. При этом наблюдалось отсутствие статистически достоверных отличий от группы контроля всех исследуемых показателей, характеризующих реакции ПОЛ и антиоксидантную активность крови. Влияние 5 и 15 минутного терагерцового облучения на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на фоне острого иммобилизационного стресса не вызывали выраженной положительной динамики в показателях антиоксидантной системы и ПОЛ. Так, при минутном режиме облучения терагерцовыми волнами не происходило изменения всех изучаемых показателей по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого стресса. При 15 минутном облучении терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц происходило лишь частичное восстановление показателей, характеризующих процессы липопероксидации и антиоксидантный потенциал крови животных.

Наиболее эффективным режимом терагерцового облучения животных на фоне длительного стресса также оказался 30 минутный режим ежедневного в течение 5 дней воздействия. На фоне данного режима воздействия полностью нормализовалась активность антиоксидантной системы крови и произошло снижение до уровня интактных животных концентраций токсических промежуточных продуктов липопероксидации. При 5 минутном ежедневном облучении терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150, ГГц не наблюдается восстановления показателей антиоксидантной системы и ПОЛ, что подтверждается отсутствием статистически достоверных различий, по сравнению с группой стрессированных животных. При 15 минутном режиме ежедневного в течение 5 дней облучения животных на фоне длительного иммобилизационного стресса происходит частичное восстановление исследуемых показателей антиоксидантной системы и частичная нормализация концентраций промежуточных продуктов свободнорадикального окисления.

терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц для коррекции постстрессорных изменений газового и электролитного составов крови у крыс-самцов 6.1. Особенности влияния экспериментального стресса на газовый и электролитный составы крови у крыс-самцов Газовый состав крови и кислотно-основное состояние организма являются одними из важнейших и наиболее строго контролируемых параметров гомеостаза [Патологическая физиология …, 2007, 640 с.; Киричук, 2002, 102 с.]. От соотношения водородных и гидроксильных ионов во внутренней среде организма зависят активность ферментов, интенсивность и направленность окислительно-восстановительных реакций, процессы обмена белков, углеводов и жиров, функции различных органов и систем, постоянство водного и электролитного обменов, проницаемость биологических мембран [Патологическая физиология …, 2007, 663 с.]. Так, известно, что активность реакции среды (pH-среды) влияет на способность гемоглобина связывать кислород и отдавать его тканям [Типовые патологические …, 2001, 324 с.].

Кислотно-основное состояние и уровень оксигенации крови поддерживаются мощными гомеостатическими механизмами [Киричук, 2002, 102 с.]. В их основе лежат скоординированная работа буферных систем крови и физиологические процессы, в которых принимают участие системы крови, внешнего дыхания, почки, печень, желудочно-кишечный тракт и др.

[Патологическая физиология …, 2007, 663 с.].

Существование в организме быстро реагирующей сложной системы взаимосвязанных физиологических механизмов обеспечивает длительное поддержание постоянного уровня реакции внутренней среды и оксигенации крови. Однако гомеостатическая система кислотно-основного равновесия неспособна продолжительное время находиться в состоянии напряжения и при длительном действии стрессорного раздражителя или при чрезмерной его силе могут возникать нарушения газового состава крови и величины активной реакции среды (pH-среды) [Конторщикова, 1992, с. 39-44; Вагнер, Асеева, Каграманов, 2001, с. 8-11; Дементьева, 2003, с. 25-32; Драндров, 2010, с. 31-34;

Литвицкий, 2011, с. 28-39].

Известно, что состояние стресса характеризуется перераспределением крови в организме и централизацией кровотока [Ерюхин, Шляпников, 1997, 296 с.; Толянина, 1997, с. 9-14; Судаков, 1998, 263 с.; Бондаренко, Манухина, 1999, с. 157-160; Щербатых, 2006, 256 с.]. Как следствие этого происходит ухудшение кровоснабжения различных органов и тканей, развитие гипоксемии и комплекса вторичных неспецифических метаболических и функциональных расстройств [Зенков, Лапкин, Меньщикова, 2001, 343 с.; Хама-Мурад, 2006, с.

66-70, Мороз, Герасимов, 2008, с. 79-85].

Для выявления степени изменений газового и электролитного составов характеризующие уровень оксигенации крови, некоторые параметры кислотноосновного состояния внутренней среды организма и концентрация основных потенциалобразующих ионов у двух групп животных: интактных (группа иммобилизационного стресса (основная группа).

У крыс, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, статистически достоверном, по сравнению с группой контроля, уменьшении рН среды, снижении напряжения углекислого газа и концентрации бикарбоната, выраженном уменьшении напряжения кислорода (таблица 6.1.).

электролитном составе крови, что выражается в статистически достоверном повышении концентрации ионов калия. На концентрацию ионов натрия острая иммобилизация не оказывает статистически достоверного влияния (рис. 6.1., 6.2).

У крыс, находящихся в состоянии длительного стресса, выявлены более выраженные статистически достоверные изменения газового и электролитного состава крови. Это проявляется в более значительном уменьшении рН среды, снижении концентрации бикарбоната и напряжения углекислого газа, более значительном падении напряжения кислорода (таблица 6.2).

Изменения уровня напряжения кислорода в крови и некоторых показателей кислотно-основного состояния крови у белых крыс реакции крови) Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

P1-по сравнению с группой интактных животных.

ммоль/л Рис. 6.1. Уровень ионов натрия в крови у крыс-самцов в условиях Рис. 6.2. Уровень ионов калия в крови у крыс-самцов в условиях Примечание: * - статистически достоверно по сравнению с группой контроля.

Изменения газового состава крови и некоторых показателей кислотнощелочного состояния крови у белых крыс реакции крови) Примечания: те же, что к таблице 6.1.

В условиях длительного иммобилизационного стресса происходит более значительное статистически достоверное, по сравнению с группой контроля, увеличение концентрации ионов калия, но при этом не изменяется концентрация таких потенциалобразующих ионов, как ионы натрия (рис. 6.3., 6.4.).

ммоль/л Рис. 6.3. Уровень ионов натрия в крови у крыс-самцов в условиях Рис. 6.4. Уровень ионов калия в крови у крыс-самцов в условиях длительного иммобилизационного стресса Примечание: * - статистически достоверно по сравнению с группой контроля.

Результаты проведенных исследований показали, что эфферентным звеном острой и длительной стресс-реакции являются изменения некоторых показателей кислотно-основного состояния, а также газового и электролитного составов крови. Наиболее выраженные изменения в изучаемых показателях обнаружены в условиях длительного стресса.

Указанные изменения обусловлены тем, что при стрессе активируется симпатоадреналовая система, усиливается освобождение в синаптических структурах и в кровоток норадреналина, адреналина, глюкокортикоидов, что может приводить к спазму периферических сосудов, ограничению кровотока, развитию ишемии и гипоксии, сопровождающихся, в свою очередь, комплексом вторичных метаболических и функциональных расстройств [Тигранян, 1990, 288 с.; Дементьева, 2003, с. 25-32; Барабой, 2006, 424 с.].

Недостаток кислорода в крови, обнаруженный в результате наших исследований, а также, соответственно, в клетках и тканях приводит, прежде всего, к дефициту макроэргических соединений, образуемых в сопряженных с окислительно-восстановительными процессами реакциях фосфорилирования на внутренней мембране митохондрий. Кислородная недостаточность в тканях может усиливаться за счет активации под влиянием катехоламинов и глюкокортикоидов процессов гликолиза, липолиза, протеолиза, что приводит к избыточному накоплению кислых продуктов: молочной, пировиноградной кислот, кетокислот и недоокисленных продуктов метаболизма, в результате чего наблюдаются признаки метаболического ацидоза [Шифман, 2007, с 20-25].

Наряду с локальными и системными метаболическими сдвигами в тканях, обусловленными гипоксией, ацидозом, активируются процессы липопероксидации, что вносит весомый вклад в механизмы развития гипоксического некробиоза клеток органов и тканей, чувствительных к ишемии, возникает комплекс метаболических и функциональных сдвигов, обусловленных выбросом стресс-гормонов [Барабой, 1991, с. 921-931; Кения, Лукиш, Гуськов, 1993, с. 456-469; Афанасьева, 2009, 47 с.]. В свою очередь, обнаруженное нами падение рН стимулирует центральные хеморецепторы, что приводит к усилению легочной вентиляции [Патологическая физиология …, 2007, 640 с.]. Зафиксированное в наших экспериментах снижение напряжения углекислого газа в ответ на падение рН является признаком дыхательной компенсации. На фоне ацидоза в наших экспериментах наблюдается увеличение концентрации ионов калия в плазме крови, что является результатом перемещения внутриклеточного калия во внеклеточное пространство.

6.2. Влияние электромагнитного облучения терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на показатели газового и электролитного состава крови у крыс-самцов Для установления степени нормализующего эффекта терагерцовых волн на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц на постстрессорные изменения газового и электролитного составов крови, а также для выявления его выраженности в зависимости от времени экспозиции и выбора наиболее оптимального режима облучения были проведены серии экспериментов, в которых проводилось облучение животных в течение 5, 15 и 30 минут в состоянии острого иммобилизационного стресса.

Воздействие электромагнитным облучением терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 5-ти минут на животных, находящихся в состоянии острого стресса, не вызывает значительного изменения в исследуемых показателях газового и электролитного состава крови. Об этом свидетельствует отсутствие статистически достоверных различий изучаемых параметров оксигенации крови, кислотно-основного состояния и концентрации основных потенциалобразующих ионов данной группы по сравнению с данными группы животных, находящихся в состоянии иммобилизационного стресса. В то же время отмечались статистически значимые различия в исследуемых показателях по сравнению с данными контрольной группы (таблица 6.3., рис. 6.5.,6.6.).

Изменения газового и электролитного состава крови у крыс под воздействием 5 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на фоне острого стресса Примечание:

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса.

Рис. 6.5. Изменения концентрации ионов натрия в крови у крыс-самцов под воздействием 5 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на фоне ммоль/л Рис. 6.6. Изменения уровня ионов калия в крови у крыс-самцов под воздействием 5 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах NO 150,176-150,664 ГГц на фоне острого стресса Примечание: *- статистически достоверные данные по сравнению с группой контроля.

Воздействие терагерцовым облучением на частотах оксида азота 150,176ГГц в течение 15 минут на крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, вызывает частичную нормализацию показателей газового и электролитного состава крови. Это проявляется в статистически достоверной нормализации напряжения углекислого газа и тенденции к увеличению содержания кислорода в крови. Статистически достоверно, по сравнению со стрессированными животными, нормализуется концентрация ионов калия в крови. На все остальные изучаемые показатели терагерцовое излучение в данном временном режиме статистически значимых изменений не оказывает (таблица 6.4., рис. 6.7., 6.8.).

При воздействии терагерцовым излучением на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 30 минут на крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, наблюдается полная нормализация нарушенного газового и электролитного составов крови. При этом все исследуемые показатели статистически достоверно не отличались от данных группы контроля (таблица 6.4., рис. 6.7., 6.8.).

Следует отметить, что напряжение кислорода в крови после минутного воздействия терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц у облученных крыс становится даже несколько выше, чем в контрольной группе (таблица 6.4.).

Таким образом, на основании представленных данных можно сделать вывод о положительном влиянии терагерцового облучения на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на показатели газового и электролитного состава крови животных, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса. Наиболее эффективным в нормализации показателей оксигенации крови, ее электролитного баланса и некоторых показателей кислотно-основного состояния крови является 30 минутный режим облучения. При 15-ти минутном режиме облучения положительный эффект на указанные показатели частичный, а при 5 минутном режиме он отсутствует.

Состояние уровня оксигенации крови и некоторых показателей кислотно-основного состояния крови у крыс-самцов под воздействием 15 и 30 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на фоне острого стресса активной реакции крови) Примечание:

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого стресса;

Z3 Р3- по сравнению с группой животных, облученных в течение 15 минут.

Рис. 6.7. Изменения концентрации ионов натрия в крови у крыс-самцов под воздействием 15 и 30 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на фоне острого иммобилизационного стресса Рис. 6.8. Изменения концентрации ионов калия в крови у крыс-самцов под воздействием 15 и 30 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на фоне острого иммобилизационного стресса Примечание: *- статистически достоверно, по сравнению с группой контроля;

# - статистически достоверно по сравнению с группой животных, 6.3. Характер изменений газового и электролитного составов крови у крыс-самцов при воздействии электромагнитным облучением терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц электролитного составов крови, вызванных длительным иммобилизационным стрессом у крыс-самцов, нами была проведена серия экспериментов, по изучению влияния терагерцового облучения на частотах оксида азота 150,176ГГц на измененные показатели кислотно-основного состояния крови и её оксигенации, а также концентрации основных потенциалобразующих ионов.

Облучение животных в состоянии длительного стресса проводилось ежедневно в течение 5 дней подряд по 5, 15 и 30 минут.

Облучение электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц ежедневно в течение 5 дней по иммобилизационного стресса, не вызывает изменений в исследуемых показателях газового и электролитного состава крови. Об этом свидетельствует отсутствие статистически достоверных различий основных изучаемых потенциалобразующих ионов данной группы по сравнению с данными группы животных, находящихся в состоянии длительного иммобилизационного стресса. В то же время отмечались статистически значимые различия в исследуемых показателях по сравнению с данными контрольной группы (таблица 6.5., рис. 6.9., 6.10.).

Вышеизложенные факты свидетельствуют об отсутствии изменений показателей газового и электролитного состава крови под воздействием терагерцового облучения на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц по минут в течение 5 дней на фоне длительного иммобилизационного стресса.

Газовый и электролитный составы крови у крыс-самцов под воздействием ежедневного в течение 5 дней облучения по 5 минут терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на Примечание:

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса.

Рис. 6.9. Изменения концентрации ионов натрия в крови у крыс-самцов под воздействием ежедневного в течение 5 дней облучения терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц по 5 минут на Рис. 6.10. Уровень ионов калия в крови у крыс-самцов при ежедневном в течение 5 дней воздействии терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц по 5 минут на фоне длительного стресса Примечание: *- статистически достоверные данные по сравнению с группой контроля.

Воздействие указанным излучением ежедневно в течение 5 дней по иммобилизационного стресса, вызывает частичную нормализацию показателей оксигенации и электролитного состава крови. Так, происходит статистически достоверная, по сравнению с длительно иммобилизированными животными, нормализация концентрации бикарбоната, напряжения углекислого газа и концентрации ионов калия. В то же время не выявлено статистически достоверных различий в уровне напряжения кислорода, pH среды и концентрации ионов натрия при данном режиме облучения по сравнению с иммобилизационного стресса (таблица 6.6., рис. 6.11., 6.12.) Ежедневное в течение 5 дней воздействие терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц по 30 минут на крыс-самцов, находящихся в состоянии длительного иммобилизационного стресса, электролитного состава крови. При этом все исследуемые показатели статистически достоверно не отличались от данных группы контроля.

Следует отметить, что напряжение кислорода в крови после минутного воздействия терагерцовыми волнами на частотах оксида азота у облученных крыс становится даже несколько выше, чем в контрольной группе (таблица 6.6., рис. 6.11., 6.12.).

Таким образом, наиболее эффективным в восстановлении измененных показателей газового и электролитного состава крови при длительном стрессе является ежедневный в течение пяти дней 30-ти минутный режим облучения электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о возможности использования данного вида излучения для коррекции нарушений газового состава крови, в частности уровня её оксигенации, возникающих при ряде патологических состояний.

Газовый состав крови и концентрация основных потенциалобразующих ионов у крыс-самцов под воздействием ежедневного в течение 5 дней облучения терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц по 15 и 30 минут на фоне активной реакции крови) Примечание:

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии длительного стресса;

Z3 Р3- по сравнению с группой животных, облученных в течение 15 минут.

Рис. 6.11. Изменения концентрации ионов натрия в крови у крыс-самцов при ежедневном воздействии терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц по 15 и 30 минут на фоне длительного иммобилизационного стресса ед.опт.плот./мл Рис. 6.12. Изменения концентрации ионов калия в крови у крыс-самцов при ежедневном в течение 5 дней воздействии по 15 и 30 минут терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176ГГц на фоне длительного стресса Примечание: *- статистически достоверно, по сравнению с группой контроля;

# - статистически достоверно по сравнению с группой животных,

РЕЗЮМЕ

В результате проведенных исследований обнаружено, что у крыс, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, обнаружены изменения газового состава крови. Это выражается в статистически достоверном по сравнению с группой контроля уменьшении рН среды, снижении напряжения углекислого газа и концентрации бикарбоната, выраженном уменьшении напряжения кислорода. У стрессированных животных также происходят изменения в электролитном составе крови, что выражается в статистически достоверном повышении концентрации ионов калия. На концентрацию ионов натрия острый иммобилизационный стресс не оказывает статистически достоверного влияния.

У крыс, находящихся в состоянии длительного стресса, выявлены более выраженные статистически достоверные изменения газового состава крови, а также происходит более значительное статистически достоверное по сравнению с группой контроля увеличение концентрации ионов калия, но при этом не изменяется концентрация ионов натрия.

Показано, что проводимое параллельно с действием стрессорного агента облучение терагерцовыми волнами на частотах оксида азота предупреждает развитие стресс-зависимых изменений в показателях газового и электролитного составов крови.

Воздействие терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176ГГц в течение 5 минут не оказывает положительного влияния на измененные показатели газового и электролитного составов крови крыс-самцов на фоне острого и длительного стресса.

Воздействие терагерцовым излучением на частотах оксида азота 150,176ГГц в течение 15 минут на крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, вызывает только частичную нормализацию исследуемых показателей крови. Так, статистически достоверно нормализуется напряжение углекислого газа в крови и имеется тенденции к увеличению содержания кислорода в крови. Статистически значимо, по сравнению со стрессированными животными, нормализуется концентрация ионов калия в крови.

Ежедневное в течение 5 дней воздействие указанным излучением по минут на крыс-самцов, находящихся в состоянии длительного иммобилизационного стресса, вызывает также частичную нормализацию показателей оксигенации и электролитного состава крови. При этом происходит статистически достоверная по сравнению со стрессированными животными нормализация концентрации бикарбоната, напряжения углекислого газа и концентрации ионов калия.

При однократном или ежедневном в течение 5 дней применении терагерцового облучения на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц по минут на крысах-самцах, находящихся в состоянии как острого, так и длительного иммобилизационного стресса, наблюдается полная нормализация нарушенного газового и электролитного составов крови. При этом все исследуемые показатели статистически достоверно не отличались от данных группы контроля. Следует отметить, что напряжение кислорода в крови после 30 минутного воздействия терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц у облученных крыс становится даже несколько выше, чем у животных в контрольной группе.

Таким образом, электромагнитные волны терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц – эффективный способ коррекции нарушенного газового состава крови, в частности уровня ее оксигенации и восстановления измененной концентрации основных потенциалобразующих ионов при различных вариантах стресса.

Восстановление основных показателей метаболического статуса у стрессированных крыс терагерцовыми волнами на частотах 7.1. Характеристика постстрессорных системных метаболических Стресс-реакция – это генерализованная реакция организма. В связи с этим в ее формировании особо существенную роль играют межсистемные связи, в первую очередь, реализующиеся между нервной, эндокринной и висцеральными системами организма [Барабой, 2006, 424 с.]. Эндокринная система, а также системы кровообращения, гемостаза и гепаторенальная системы, проаксидантно-антиоксидантная активность крови отличаются высокой реактивностью и играют первостепенную роль в адаптационных перестройках функционального состояния организма [Киричук, 1994, 64 с.;

Бондаренко, Манухина, 1999, с. 157-160; Механизмы формирования …, 2004, с. 142-147; Киричук, Иванов, 2008, 99 с.]. Это определяет практически немедленное вовлечение данных систем в стрессорные реакции организма [Ерюхин, Шляпников, 1997, 296 с.; Бизенкова, 2008, 246 с.; Лушникова, Непомнящих, Колдышева, 2009, 336 с.].

В случаях, когда физиологическая реакция приобретает характер стрессорной, к числу наиболее ранних признаков этого перехода относятся изменения гомеостатических показателей [Харди, 1986, с. 14-20]. При этом основные показатели метаболического статуса приобретают существенную значимость для диагностирования острых и хронических стрессов [Судаков, Юматов, Ульянинский, 1987, 112 с.; Тигранян, 1990, 288 с.; Слепушкин, Васильев, 1997, с. 59-61; Ушакова, Лавров, Елагина, 2000, 73 с.].

С целью обнаружения изменений в основных показателях метаболического статуса крыс-самцов при различных моделях экспериментального стресса нами изучены основные показатели углеводного, белкового, липидного обменов, обмена азотистых соединений, активности трансаминаз и ЛДГ, глутатион-Sтрансферазы и церулоплазмина в крови у двух групп животных: интактных (группа контроля) и находящихся в состоянии острого и длительного иммобилизационного стресса (основная группа).

находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, наблюдались статистически достоверные по сравнению с группой интактных животных, изменения в метаболическом статусе, что выражалось, прежде всего, в увеличении концентрации глюкозы в крови (рис. 7.1.).

Рис. 7.1. Уровень глюкозы в крови у крыс-самцов в условиях Примечание: * - статистически достоверно по сравнению с группой контроля.

Известно, что еще Г. Селье (1960, 1977, 1979) описал ряд эндокринных, сосудистых, нервных, пищеварительных и репродуктивных изменений, вызываемых специфическими стрессорными факторами, угрожающими гомеостазу организма. Наиболее заметные нейроэндокринные маркеры стресса – это быстрый подъем уровней кортикотропин-рилизинг-фактора, кортикотропина (АКТГ) и глюкокортикоидов, активизация гипоталамической норадренергической импульсации, увеличивающей образование глюкозы в печени [Прелоус, Лейдерман, Николенко, 2011, с. 43-46], и повышенный выброс гипергликемических гормонов: адреналина и глюкагона [Прелоус, Лейдерман, Николенко, 2011, с. 43-46; Королев, 2011, с. 57-70]. При этом наблюдается также падение уровня инсулина в крови [Прелоус, Лейдерман, Николенко, 2011, с. 43-46; Королев, 2011, с. 57-70], медиатором чего является адреналин [Речкалов, Горшкова, 2011, с. 65-71]. Из выше указанных эндокринных изменений проистекает метаболический ответ, включающий, прежде всего, стойкое повышение плазменных уровней глюкозы, повышенное потребление кислорода клетками и тканями, гликолиз, гликогенолиз и глюконеогенез, расщепление белка.

Анализ данных литературы относительно белково-синтетической функции печени, характера сдвигов белкового спектра крови при различных видах экспериментального стресса свидетельствует об их неоднозначности и разноречивости [Типовые патологические …, 2001, 324 с.]. Известно, что одним из факторов стрессорного повреждения органов и тканей является преобладание процессов распада белков над скоростью их ресинтеза обусловленное изменением баланса "анаболических" и "катаболических" гормонов [Патологическая физиология …, 2007, 663 с.]. Нам удалось подтвердить известный факт стрессорного снижения скорости образования белка и диспротеинемии.

Как оказалось, общее количество белка в сыворотке крови у крыс-самцов, подвергнутых экспериментальному острому иммобилизационному стрессу снижалось по сравнению с показателями интактных животных (таблица 7.1.).

При этом изменялся и качественный состав белкового спектра крови: уровень альбуминов в крови статистически достоверно снижался, а процентное содержание белков глобулиновой фракции статистически значимо увеличивалось. Так, наблюдалось повышение концентрации 1-, 2- и глобулинов при отсутствии изменения уровня белков -глобулиновой фракции по сравнению со значениями группы интактных животных (таблица 7.1.).

анаболических и катаболических реакций в организме и, соответственно, развития процессов аутоинтоксикации является уровень молекул средней массы (средних молекул) [Афанасьева, 2009, 47 с.]. Пул молекул средней массы включает в себя в основном промежуточные и конечные продукты распада белков (гликопептидов, нуклеопептидов, аминосахара, полиамины) с молекулярной массой от 500 до 5000 дальтон [Сакеллион, Алимов, 2011, с. 84Серологические маркеры …, 2011, с. 54-57].

Изменения показателей белкового спектра крови у крыс-самцов Показатели Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

P1 - по сравнению с группой интактных животных.

При изучении содержания молекул средней массы у крыс-самцов при остром стрессе были получены следующие результаты. Уровень молекул средней массы у интактных животных составлял 0,25 ед. экс. (рис. 7.2.). При определении величины молекул средней массы у иммобилизированных животных установлено статистически достоверное повышение изучаемого параметра до 0,47 ед. экс. по сравнению с контрольными величинами (рис. 7.2.).

Рис. 7.2. Уровень молекул средней массы в крови у крыс-самцов в условиях острого иммобилизационного стресса Примечание: * - статистически достоверно по сравнению с группой контроля.

При дальнейшем анализе результатов исследования показано, что у иммобилизированных крыс наблюдались статистически достоверные по сравнению с группой интактных животных изменения в метаболическом статусе, что выражалось в увеличении количества общего холестерина, триглицеридов, уровня трансаминаз – аспартатаминотрансферазы (АСТ), аланинаминотрансферазы (АЛТ) и общей активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ), нарастании концентрации мочевины и креатинина (таблица 7.2., рис. 7.3., 7.4., 7.5., 7.6.).

ммоль/л Рис. 7.3. Концентрация холестерина в крови у крыс-самцов в условиях Примечание: * - статистически достоверно по сравнению с группой контроля.

Рис. 7.4. Уровень триглицеридов в крови у крыс-самцов в условиях Примечание: * - статистически достоверно по сравнению с группой контроля.

Изменения активности основных трансаминаз и лактатдегидрогеназы у крыс-самцов при остром варианте иммобилизационного стресса Общая активность ЛДГ, Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

P1- по сравнению с группой интактных животных.

АСТ - аспартатаминотрансфераза, АЛТ - аланинаминотрансфераза, ЛДГ - лактатдегидрогеназа.

Обнаруженные изменения метаболического статуса у крыс-самцов при остром иммобилизационном стрессе необходимо рассматривать, по нашему мнению, как следствие усиления адренергических влияний на различные органы и ткани, что приводит к спазму периферических сосудов, ограничению кровотока, развитию ишемии и гипоксии [Федоров, 1991, 320 с.; Типовые патологические …, 2001, 324 с.; Гусев, 2001, 327 с.; Цапок, Еликов, 2010, с. 27Кислородная недостаточность в тканях и органах усиливается и за счет активации под влиянием катехоламинов и глюкокортикоидов процессов гликолиза, липолиза, протеолиза, что приводит к избыточному накоплению кислых продуктов: лактата, кетокислот, аминокислот и триглицеридов, метаболизм которых в других биологических процессах невозможен в связи с циркуляторной гипоксией [Конторщикова, 1992, с. 39-44; Зенкова, Лапкин, Меньшикова, 2001, 343 с.; Дементьева, 2003, с. 25-32]. Под влиянием избытка водородных ионов и гипоксии возникает дестабилизация мембран лизосом, что приводит к выходу во внеклеточную среду большого количества лизосомальных ферментов. Последние вызывают деструкцию белковых, липидных, углеводных компонентов клеточных мембран, вызывая явление цитолиза, которое сопровождается закономерным активным нарастанием уровня трансаминаз и лактатдегидрогеназы [Патологическая физиология …, 2007, 663 с.]. Следует отметить, что умеренное повышение концентрации холестерина в сыворотке крови крыс, подвергшихся стрессированию, может быть следствием увеличения активности синтеза общего холестерина печенью и повышенного расходования его на уплотнение клеточных мембран, проницаемость которых нарушается под действием продуктов перекисного окисления липидов во время стресса.

Рис. 7.5. Уровень креатинина в крови у крыс-самцов Примечание: * - статистически достоверно по сравнению с группой контроля.

ммоль/л Рис. 7.6. Концентрация мочевины в крови у крыс-самцов в условиях Примечание: * - статистически достоверно по сравнению с группой контроля.

Таким образом, обращает на себя внимание факт выраженных изменений метаболического статуса у крыс-самцов при острой стресс реакции, выражающихся стойкой гипергликемией, сдвигами белкового спектра крови в виде гипопротеинемии, диспротеинемии, изменением содержания молекул средней массы и увеличением активности сывороточных трансаминазинтегративных показателей состояния стабильности цитоплазматических мембран клеток различной морфофункциональной организации.

патологически высоких концентраций продуктов липидного и углеводного обменов, промежуточных метаболитов и аномальных соединений (окисленные липопротеины, гликозилированные белки), продуктов гипоксии тканей и многих других соединений. Данные вещества обладают токсическими свойствами. Их высокая концентрация может привести к истощению детоксицирующей (антиоксидантной) системы и в дальнейшем к развитию эндогенной интоксикации [Перцов, Коплик, Калиниченко, 2011, с. 4-7;

Стаценко, 2011, с. 41-45; Серологические маркеры …, 2011, с. 54-57]. Одним из детоксицирующих ферментов является глутатион-S-трансфераза, который за счет восстановленного глутатиона осуществляет прямую регенерацию липоперекисей в мембранах без предварительного фосфолипазного гидролиза, снижая последствия окислительного стресса и эндогенной интоксикации [Гуляева, Прокопьева, 2000, с. 542-543; Ведунова, Блесткина, Конторщикова, 2008, с. 92-96]. Конъюгация с глутатионом токсичных продуктов перекисного окисления липидов и окислительной модификации белков способствует их выведению из организма [Руденко, 2007, с. 157-164].

Выше указанные факты послужили основанием для изучения активности глутатион-S-трансферазы при стрессе. Показано, что у иммобилизированных крыс статистически достоверно увеличивалась активность указанного фермента, что, по нашему мнению, связано с дополнительным синтезом фермента в ответ на постстрессорные изменения гомеостаза животных (рис. 7.7.).

ммоль/мин*л Рис. 7.7. Уровень активности глутатион-S-трансферазы в плазме крови Примечание: * - статистически достоверно по сравнению с группой контроля Заслуживает также внимания вопрос о изучении динамики концентрации церулоплазмина у иммобилизированных животных.

2-глобулиновой фракции плазмы крови. Особый интерес вызывают его антиоксидантные, иммунорегулирующие, радиопротективные свойства.

Благодаря своей высокой ферроксидазной активности церулоплазмин предотвращает неферментативные реакции, дающие начало свободным накоплению токсических продуктов обмена. Вместе с трансферрином он участвующую в поддержании окислительного гомеостаза [Карякина, Белова, 2010, с. 180-189; Кузьмина, Ерлыкина, Сергеева, 2011, с. 37-41].

В ходе исследования показано, что у интактных животных содержание церулоплазмина в крови составило 590,1 мг/л (таблица 7.3.).

увеличение концентрации церулоплазмина в сыворотке крови крыс до 654 мг/л.

Повышение уровня церулоплазмина в крови рассматривается нами как компенсаторная реакция организма, направленная на ферментативное окисление биогенных аминов (катехоламинов) и других биологически активных веществ и стресс-медиаторов.

Изменения концентрации церулоплазмина в крови у крыс-самцов при остром иммобилизационном стрессе церулоплазмина, Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

P1-по сравнению с группой интактных животных.

В условиях длительного иммобилизационного стресса у крыс-самцов наблюдаются более выраженные изменения в основных показателях метаболического статуса, чем при острой иммобилизации. Это проявляется в более значительном увеличении концентрации глюкозы, (рис. 7.8.), более выраженном снижении концентрации общего белка, в том числе альбумина, диспротеинемией, нарастании концентрации молекул средней массы, увеличении количества холестерина и триглицеридов, нарастании уровня мочевины и креатинина (таблица 7.4., 7.5., рис. 7.9.).

Рис. 7.8. Концентрация глюкозы в крови у крыс-самцов в условиях Примечание: * - статистически достоверно по сравнению с группой контроля.

Концентрация сывороточных трансаминаз – аспартатаминотрансферазы лактатдегидрогеназы (ЛДГ) возрастали более значительно, чем при остром стрессе (таблица 7.6.).

Известно, что стресс – это межсистемная адаптивная реакция организма, формируемая при участии гипоталамо-гипофизарнонадпочечниковой и симпатико-адреналовой системы в ответ на воздействие различных раздражителей [Тигранян, 1990, 288 с.; Пшенникова, 1991, с. 54-58;

Судаков, 1992, с. 86-93; Судаков, 1998, 263 с.; Пшенникова, Попкова, Бондаренко, 2001, с. 26-32]. Развивающийся гормональный дисбаланс в условиях длительного стресса сопровождается возникновением целого комплекса метаболических и функциональных расстройств [Слепушкин, Васильев, 1997, с. 59-61].

Длительная гиперпродукция катехоламинов приводит к активации ферментов гликолиза и гликогенолиза, в частности фосфорилазы и глюкозо-6фосфотазы печени, что сопровождается развитием стойкой гипергликемии [Патологическая физиология, 2007, 640 с.].

Избыточная продукция глюкокортикоидов приводит к активации катаболических реакций, что закономерно сопровождается уменьшением уровня общего белка, в том числе альбумина, диспротеинемии [Цапок, Еликова, 2010, с. 27-30].

Интенсификация процессов липолиза при длительном стрессе приводит к накоплению полиненасыщенных жирных кислот, активации циклоксигеназного и липоксигеназного путей их трансформации с образованием в процессе этих метаболических реакций простагландинов, лейкотриенов, свободных радикалов, многие, из которых формируют пул так называемых молекул средней массы (средних молекул) [Серологические маркеры, 2011, с. 54-57].

симпатоадреналовой системы, ренин-ангиотензиновой системы, усиление освобождения в синаптических структурах или в кровоток норадреналина, адреналина, ангиотензина-II, глюкокортикоидов, происходит спазм пре- и посткапилляров периферических органов и тканей, уменьшение скорости кровотока [Патологическая физиология, 2007, 663 с.]. При этом возникает гипоксия, сопровождающаяся лабилизацией лизосомальных мембран, повышением активности лизосомальных ферментов, активируются процессы протеолиза и липолиза, накапливаются продукты метаболизма различных биологически активных веществ, что закономерно сопровождается нарастанием концентрации лактатдегидрогеназы и сывороточных трансаминаз – интегративных показателей состояния стабильности цитоплазматических мембран клеток различной морфофункциональной организации, изменением концентраций мочевины и креатинина (таблицы 7.5., 7.6.).

Изменения показателей белкового спектра крови у крыс-самцов Показатели Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

P1 - по сравнению с группой интактных животных.

Рис. 7.9. Концентрация молекул средней массы в крови у крыс-самцов в условиях длительного стресса Примечание: * - статистически достоверно по сравнению с группой контроля.

Динамика некоторых показателей метаболического статуса Показатели триглицеридов, Примечания: те же, что и к таблице 7.4.

лактатдегидрогеназы у крыс-самцов при длительном стрессе Показатели Общая активность Примечания: те же, что и к таблице 7.4.

активность глутатион-S-трансферазы также претерпевали более значительные изменения, чем при остром иммобилизационном стрессе (таблица 7.7.). Так, уровень медьсодержащей оксидазы статистически достоверно увеличивался до 700,2 мг/л (таблица 7.7.). Известно, что физиологическая роль церулоплазмина определяется участием в окислительно-восстановительных реакциях, а именно острофазовом ответе, инактивируя свободные радикалы – высокореактивные химические агенты с неспаренными электронами, образующиеся из кислорода церулоплазмина повышается в крови при острых воспалительных процессах, инфаркте миокарда, ишемии и других заболеваниях связанных с повреждением тканей [Карякина, Белова, 2010, с. 180-189]. Следовательно, увеличение концентрации церулоплазмина в данном случае рассматривается нами как реакция компенсации, направленная на ферментативное окисление разнообразных стресс-зависимых биологически активных веществ.

Изменения концентрации церулоплазмина в крови и активности глутатион-S-трансферазы у крыс-самцов при длительном церулоплазмина, глутатион-S-трансферазы Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

P1 - по сравнению с группой интактных животных.

7.2. Восстановление измененных показателей метаболического статуса стрессированных крыс-самцов электромагнитным облучением терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц Для определения степени влияния электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на измененные показатели метаболического статуса у крыс-самцов, подвергшихся острому стрессу, были проведены эксперименты, в которых стрессированные животные однократно облучались в непрерывном режиме указанными волнами по 5, 15 и 30 минут.

электромагнитных волн терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц у экспериментальных животных в течение 5 минут не приводит к нормализации измененных показателей метаболического статуса.

Об этом свидетельствует отсутствие статистически достоверных различий основных изучаемых параметров метаболического статуса данной группы по сравнению с данными группы животных, подвергнутых стрессированию. В то же время отмечались статистически значимые различия в исследуемых показателях метаболического статуса по сравнению с исследуемыми показателями у интактных животных (таблицы 7.8., 7.9., 7.10.).

Облучение стрессированных животных электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 15 минут приводит к частичному восстановлению измененных показателей метаболического статуса, при этом отмечается более выраженная нормализация изучаемых параметров метаболического статуса, чем при 5минутном облучении. Так, статистически достоверно нормализовалась и не отличалась от соответствующих показателей интактных животных концентрация триглицеридов, активность аспартатаминотрансферазы и глутатион-S-трансферазы (таблицы 7.11., 7.12., 7.13., 7.14., рис. 7.10., 7.11.).

Изменения некоторых показателей метаболического статуса у крыс-самцов при остром стрессе и воздействии электромагнитным излучением терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра плазмы крови, холестерина, триглицеридов, Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса.

Влияние электромагнитных волн терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176ГГц на показатели белкового спектра крови и концентрацию молекул средней массы у крыс-самцов при остром стрессе Показатели средней массы, (сыворотка крови) Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса.

Изменения активности трансаминаз, лактатдегидрогеназы, церулоплазмина и глутатион-S-трансферазы у крыс-самцов при остром стрессе и воздействии электромагнитным облучением терагерцового диапазона на частотах Показатели активность Концентрация церулоплазмина, глутатион-SZ1=3,13; P1=0,001 Z1=2,08; P1 =0, трансферазы ммоль/мин*л Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса.

АСТ - аспартатаминотрансфераза, АЛТ - аланинаминотрансфераза, ЛДГ - лактатдегидрогеназа.

частотах молекулярного спектра оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 30 минут вызывает полную нормализацию постстрессорных изменений метаболического статуса у экспериментальных животных. Полностью нормализовались измененные показатели углеводного, липидного обмена, белковый спектр крови, активность основных ферментов и статистически (таблицы 7.11., 7.12., 7.13., 7.14., рис. 7.10., 7.11.).

Рис. 7.10. Изменения концентрации глюкозы в плазме крови у крыс-самцов под воздействием 15 и 30 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на фоне острого иммобилизационного стресса Примечание: *- статистически достоверно, по сравнению с группой контроля;

# - статистически достоверно по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого стресса.

Изменения белкового спектра крови у крыс-самцов при непрерывном облучении по 15 и 30 минут терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на фоне острого стресса Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого стресса;

Z3 Р3- по сравнению с группой животных, облученных в течение 15 минут.

интактные стрессированные облучение 15 минут облучение 30 минут Рис. 7.11. Изменения концентрации молекул средней массы в сыворотке крови у крыс-самцов под воздействием 15 и 30 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на фоне острого иммобилизационного стресса Примечание: *- статистически достоверно, по сравнению с группой контроля;

# - статистически достоверно по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого стресса.

Таким образом, на основании представленных данных можно сделать вывод о положительном влиянии терагерцового облучения на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на измененные показатели метаболического статуса изучаемых показателей является 30 минутный режим облучения. При 15-ти характеризующие процессы обмена веществ и метаболизм – частичный, а при 5 минутном режиме он отсутствует.

Изменения некоторых показателей метаболического статуса у крыссамцов под воздействием непрерывного 15 и 30 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на холестерина, триглицеридов, Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого стресса;

Z3 Р3- по сравнению с группой животных, облученных в течение 15 минут.

Активность сывороточных трансаминаз и лактатдегидрогеназы у крыс-самцов при облучении по 15 и 30 минут терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на фоне острого стресса активность Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии острого стресса;

Z3 Р3- по сравнению с группой животных, облученных в течение 15 минут.

АСТ - аспартатаминотрансфераза, АЛТ - аланинаминотрансфераза, ЛДГ - лактатдегидрогеназа.

Изменения концентрации церулоплазмина и активности глутатион-S-трансферазы у крыс-самцов под воздействием непрерывного 15 и 30 минутного облучения терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц Концентрация церулоплазмина, глутатион-SZ1=3,13; P1=0,001 Z1=0,37; P1=0,708 Z1=1,31; P1=0, трансферазы ммоль/мин*л Примечания: те же, что и к таблице 7.11.

7.3. Нормализация основных показателей метаболического статуса у крыс-самцов в условиях длительного стресса при воздействии электромагнитным облучением терагерцового диапазона на частотах Для установления эффекта терагерцовых волн на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц на измененные параметры метаболического статуса, а также для выявления его выраженности в зависимости от времени экспозиции и выбора оптимального режима облучения, была проведена серия экспериментов, направленная на изучение влияния непрерывного терагерцового облучения на показатели метаболического статуса крыс-самцов, находящихся в состоянии длительного стресса. Облучение животных электромагнитным излучением указанного диапазона проводилось ежедневно пять дней подряд по 5, 15 и 30 минут.

Обнаружено, что при ежедневном в течение 5 дней воздействии на экспериментальных животных на фоне длительной иммобилизации электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц по 5 минут не наблюдается нормализации измененных показателей метаболического статуса, о чем свидетельствуют статистически достоверные различия в изучаемых показателях по сравнению с группой интактных животных (таблицы 7.15., 7.16., 7.17., рис. 7.12.). Так, у облученных животных регистрировались высокая концентрация глюкозы в плазме крови, сдвиги белкового спектра крови в виде гипопротеинемии, диспротеинемии (гипоальбуминемии, гиперглобулинемии). Указанные изменения белкового спектра крови сопровождались изменением уровня молекул средней массы. Так же сохранялись постстрессорные изменения в концентрациях общего холестерина, триглицеридов, сывороточных трансаминаз, показателей обмена азотистых соединений, церулоплазмина (таблицы 7.15., 7.16., 7.17., рис. 7.12.).

При ежедневном в течение 5 дней облучении на фоне стресса электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц по 15 минут наблюдается частичная, но более выраженная, чем при ежедневном 5-минутном режиме облучения нормализация метаболического статуса. Так, статистически достоверно восстанавливается только уровень триглицеридов, в то время как все другие исследуемые метаболические показатели статистически достоверно отличаются от данных группы контроля (таблицы 7.18., 7.19., 7.20., 7.21.).

При ежедневном в течение 5 дней применении терагерцового облучения на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц по 30 минут наблюдается полное восстановление всех изучаемых показателей, характеризующих метаболическую активность внутренней среды организма. При этом изучаемые показатели липидного, углеводного обменов, белковый спектр крови, основные показатели обмена азотистых соединений, сывороточные трансаминазы (АСТ и АЛТ) и лактатдегидрогеназа полностью нормализовались и статистически достоверно не отличалась от данных группы контроля. Представленные данные указывают на то, что при данном режиме облучения происходит полная нормализация стресс измененной метаболической активности организма (таблицы 7.18., 7.19., 7.20., 7.21.).

ммоль/л Рис. 7.12. Изменения уровня глюкозы в плазме крови у крыс-самцов при ежедневном в течение 5 дней облучении по 5 минут терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц Примечание: *- статистически достоверные данные по сравнению Изменение показателей белкового спектра крови и концентрации молекул средней массы у крыс-самцов при длительном стрессе и ежедневном в течение 5 дней воздействии электромагнитных волн терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц Показатели средней массы, (сыворотка крови) Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии длительного иммобилизационного стресса.

Показатели метаболического статуса у крыс-самцов при длительном стрессе и ежедневном в течение 5 дней воздействии электромагнитным излучением терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц Креатинин, Мочевина, холестерина, триглицеридов, Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии длительного иммобилизационного стресса.

Активность трансаминаз, лактатдегидрогеназы, церулоплазмина и глутатион-S-трансферазы у крыс-самцов при длительном стрессе и ежедневном в течение 5 дней воздействии терагерцовым облучением на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц Показатели активность церулоплазмина, глутатион-SZ1=3,26; P1=0,001 Z1=3,46; P1 =0, трансферазы ммоль/мин*л Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии длительного иммобилизационного стресса.

АСТ - аспартатаминотрансфераза, АЛТ - аланинаминотрансфераза, ЛДГ - лактатдегидрогеназа.

Концентрация глюкозы в плазме крови и её белковый спектр у крыс-самцов при ежедневном в течение 5 дней облучении по 15 и 30 минут терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на плазмы крови, Примечания: те же, что и к таблице 7.14.

Изменения некоторых показателей метаболического статуса у крыссамцов под воздействием ежедневного в течение 5 дней терагерцового облучения на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц по 15 и 30 минут средней массы, (сыворотка крови) Креатинин, Мочевина, холестерина, триглицеридов, Примечание:

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии длительного стресса;

Z3 Р3- по сравнению с группой животных, облученных в течение 15 минут.

Активность сывороточных трансаминаз и лактатдегидрогеназы у крыс-самцов при ежедневном облучении в течение 5 дней по 15 и 30 минут терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на Примечание:

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии длительного стресса;

Z3 Р3- по сравнению с группой животных, облученных в течение 15 минут.

АСТ - аспартатаминотрансфераза, АЛТ - аланинаминотрансфераза, ЛДГ - лактатдегидрогеназа.

Изменения концентрации церулоплазмина и активности глутатион-S-трансферазы у крыс-самцов под воздействием ежедневного в течение 5 дней облучения по 15 и 30 минут терагерцовыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц церулоплазмина, глутатион-SZ1=3,26; P1=0,001 Z1=2,94; P1=0,003 Z1=0,12; P1=0, трансферазы ммоль/мин*л Примечания: те же, что и к таблице 7.20.

РЕЗЮМЕ

В условиях острого и длительного иммобилизационного стрессов у функциональных расстройств. Это проявляется в увеличении концентрации глюкозы в крови, гипопротеинемии, которая сопровождается изменением соотношения концентрации белков альбуминовой и глобулиновой фракций (неуклонное снижение содержания альбуминов и возрастание уровня 1- 2- и -глобулинов при отсутствии изменения уровня белков -глобулиновой фракции). Указанные сдвиги белкового спектра крови сопровождались изменением уровня молекул средней массы. Прогрессирующее увеличении концентрации молекул средней массы наблюдалось в ходе развития острой стресс-реакции и достигало максимума у экспериментальных животных в условиях длительной иммобилизации. В условиях острого и длительного сывороточных трансаминаз (АСТ и АЛТ) – интегративных показателей состояния стабильности цитоплазматических мембран клеток различной церулоплазмина, активность глутатион-S-трансферазы, показатели липидного обмена и обмена азотистых соединений.

Принимая во внимание тот факт, что электромагнитное излучение терагерцового диапазона может воздействовать на основные стрессреализующие факторы, играющие важную роль в нарушении метаболического статуса, нами изучена возможность коррекции стресс-зависимых изменений излучения.

На основании представленных данных можно сделать вывод о положительном влиянии терагерцового облучения на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц на измененные показатели метаболического статуса иммобилизационного стресса. Наиболее эффективным в нормализации изучаемых показателей является 30 минутный режим облучения. При 15-ти (нормализуется концентрация триглицеридов, активность АСТ и глутатион-Sтрансферазы), а при 5 минутном режиме он отсутствует.

В условиях длительной иммобилизации показано, что проводимое параллельно с действием стрессорного агента ежедневное в течение 5 дней облучение животных терагерцовыми волнами на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц предупреждает развитие стресс-зависимых изменений в метаболическом статусе крыс-самцов, что свидетельствует о принципиальной возможности коррекции этих изменений данным видом облучения. Так, при ежедневном в течение 5 дней применении терагерцового облучения на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц по 30 минут, наблюдается полное восстановление всех исследуемых показателей характеризующих метаболическую активность внутренней среды организма экспериментальных животных. При ежедневном в течение 5 дней облучении крыс-самцов электромагнитными волнами указанного диапазона по 15 минут на фоне длительного стресса наблюдается только частичная нормализация метаболического статуса (статистически достоверно восстанавливается уровень триглицеридов). Воздействие терагерцовым облучением на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц по минут в течение 5 дней на стрессированных животных не вызывает статистически значимых изменений исследуемых показателей метаболического статуса.

Механизм действия электромагнитных волн терагерцового диапазона на частотах активных клеточных метаболитов на биообъекты различного уровня организации Проведенные экспериментальные исследования взаимодействия электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах активных клеточных метаболитов с биообъектами позволили выявить ряд положительных эффектов волн указанных частот, которые могли бы использоваться в клинической практике [Киричук, 2007, с. 98-126]. Большой научный интерес вызывает также изучение механизмов реализации данных эффектов.

Совокупность данных, полученных в ходе выполнения настоящей экспериментальной работы, свидетельствует о том, что механизмы действия указанных волн реализуются на молекулярном, клеточном, тканевом, органном уровнях организации биосистем.

8.1. Отклики на молекулярном уровне организации биосистем терагерцового диапазона на частотах активных клеточных метаболитов Реакции биополимеров на электромагнитные волны терагерцового диапазона на частотах активных клеточных метаболитов заключаются в изменении конформационного состояния молекул.

При облучении 2,5% водного раствора белка альбумина человека электромагнитными волнами на частоте атмосферного кислорода 129,0 ГГц в течение 30 минут, обнаружены следующие спектральные изменения.

Поглощение: нет изменений формы спектров, изменяется только амплитуда.

Возбуждение: также изменяется только амплитуда полос, это может быть связано, в том числе и с изменением окружения триптофанила (триптофановых остатков) вследствие изменения структуры глобул. В этом случае меняется степень тушения люминесценции (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Результаты флуоресцентной спектроскопии раствора альбумина, облученного терагерцевыми волнами на частотах активных Примечание: 1 - интактный раствор альбумина, 2 - раствор альбумина, облученный в течение 30 минут терагерцевыми волнами на частоте кислорода 129,0 ГГц, 3 - раствор альбумина, облученный в течение 30 минут терагерцевыми волнами на Методом флуоресцентной спектроскопии показано, что при 30-ти минутном воздействии на 2,5 % водный раствор белка альбумина терагерцевыми волнами на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц в спектрах возбуждения наблюдаются три полосы: фенилаланина (258 нм), тирозина (275 нм), и триптофана (297 нм). Так как регистрировалась люминесценция триптофановых остатков (420 нм), в которую дает вклад перенос энергии возбуждения от фенилаланина и тирозина на триптофан, изменение соотношения амплитуд полос возбуждения свидетельствует об изменении эффективности переноса энергии. В свою очередь, это объясняется изменением пространственной конфигурации белковой глобулы под воздействием излучения. Увеличение полосы 275 нм свидетельствует об уменьшении расстояния тирозин-триптофан. Общее увеличение амплитуды полос может быть вызвано уменьшением тушения люминесценции вследствие, например, уменьшения доступа воды в область люминесценции (рис. 8.1).

Таким образом, методом молекулярной (флуоресцентной) спектроскопии подтверждено положение о том, что излучение терагерцевого диапазона на частотах активных клеточных метаболитов индуцирует изменения пространственной конфигурации в молекулах биополимеров, в частности, белка альбумина.

Указанные изменения в молекулах биополимеров обусловлены, вероятнее всего, колебательно-вращательными переходами, которые индуцированы терагерцевыми волнами. Это связано с тем, что в электромагнитных волнах терагерцевого диапазона сосредоточены собственные частоты колебательновращательных переходов воды и многих биологически активных макромолекул со сложной пространственной организацией, в том числе белков и нуклеиновых кислот, а также моды водородных связей [Федоров, 2010, с. 25Эти переходы вызывают вращение функциональных групп атомов вокруг химических связей, изменение углов этих связей и прочность водородных связей. Всё это способствует конформационным преобразованиям этих молекул [Федоров, 2010, с. 25-35]. Следует учесть, что указанное излучение легко поглощается водой сольватной оболочки, окружающей молекулу биополимера.

Поглощенная энергия индуцирует колебательно-вращательные переходы и изменяет энергию водородных связей. Это и обусловливает конформационный переход. Поэтому поглощенная энергия не диссипирует, а трансформируется в энергию конформационного перехода. Конформационные переходы, в свою очередь, влекут за собой изменение функциональных характеристик биополимеров [Федоров, 2010, с. 25-35].

Вероятнее всего, изменения, индуцируемые терагерцовым излучением на молекулярном и межмолекулярном уровнях, могут порождать различные внутриклеточные и межклеточные реакции, которые, в конечном итоге, будут интегрироваться в каскад биохимических и физиологических откликов на уровне целого организма. Это утверждение не лишено основания, поскольку отклики на излучение терагерцового диапазона имеют чётко выраженное проявление, как на клеточном, так и на органно-тканевом уровнях [Федоров, 2010, с. 25-35].

8.2. Биологические эффекты волн терагерцового диапазона на частотах активных клеточных метаболитов на клеточном уровне 8.2.1. Влияние терагерцовых волн на частотах активных клеточных метаболитов на уровень мембранной экспрессии и активности рецепторов IIb3 тромбоцитов в состоянии покоя и при их активации с Реакция изолированных клеток, в частности, тромбоцитов, на излучение терагерцового диапазона на частотах активных клеточных метаболитов сопровождается изменением их функциональной активности.

Общее количество интегринов IIb3 экспрессируемых на мембране тромбоцитов оценивали по связыванию моноклональных антител против CD41-а (клон Р2), которые распознают рецепторы IIb3 как в неактивном, так и активном их конформационном состоянии.

О степени активации IIb3 судили по связыванию моноклональных антител PAC-1, которые распознают интегрины IIb3 только в их активной конформации.

Связывание указанных антител (Р2 и PAC-1) с рецепторами IIb оценивали по уровню средней интенсивности флюоресценции, определяемой методом проточной цитометрии (FACS-анализ).

В интактных тромбоцитах средняя интенсивность флюоресценции при связывании антител Р2 с интегринами IIb3 составила 151,2 отн. ед. (таблица 8.1.).

статистически достоверное увеличение средней интенсивности флюоресценции при связывании моноклональных антител Р2 с интегринами IIb3, по сравнению с тромбоцитами, находящимися в состоянии функционального покоя (таблица 8.1.). Это указывает на увеличение мембранной экспрессии фибриногеновых рецепторов тромбоцитов. Обнаруженные изменения могут быть обусловлены пополнением пула мембранных фибриногеновых рецепторов, за счет слияния мембран -гранул с цитоплазматической мембраной тромбоцитов во время реакции освобождения, поскольку мембрана -гранул содержит дополнительное количество указанных рецепторов [Redistribution of -granule …, 1994, р. 282-289; Blair, Flaumenhaft, 2009, р. 177-189].

Предварительное действие терагерцевых волн на частотах активных клеточных метаболитов (оксид азота 150,176-150,664 ГГц и кислорода 129,0 ГГц) в течение 30 минут на интактные тромбоциты не приводило к статистически значимому увеличению средней интенсивности флюоресценции при связывании моноклональных антител Р2 с интегринами IIb3, что указывает на стабильность мембранной экспрессии фибриногеновых рецепторов облученных тромбоцитов (таблица 8.1.).

Предварительное облучение электромагнитными волнами терагерцевого диапазона на частотах клеточных метаболитов (оксид азота 150,176ГГц и кислорода 129,0 ГГц) по 30 минут тромбоцитов, активированных флюоресценции при связывании антител Р2 с рецепторами IIb3, по сравнению с функционально интактными тромбоцитами (таблица 8.1.).

Таким образом, облучение тромбоцитов указанными волнами не оказывало влияния на характер мембранной экспрессии фибриногеновых рецепторов интактных и стимулированных агонистом, тромбоцитов.

на частотах активных клеточных метаболитов на функциональное отн.ед. (143,3;182,2) (170,5; 215,2) (145,4;184,2) (140,1;183,1) (172,1;222,2) (173,1;217,4) P-селектину.

отн.ед.

Примечание:

Р2 - моноклональные антитела к интегринам IIb3, клон Р2, PAC-1 - моноклональные антитела к интегринам IIb3 в их активной конформации.

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

Z1 Р1- по сравнению с интактными тромбоцитами;

Z2 Р2 - по сравнению с активированными АДФ тромбоцитами.

Следующим этапом исследования была оценка влияния терагерцевых волн на частотах активных клеточных метаболитов на аффинность интегринов IIb3 к фибриногену.

Для этого были использованы антитела клона PAC-1, конъюгированные с флюоресцеина изотиоционатом.

В контрольных пробах средняя интенсивность флюоресценции при связывании указанных антител с интегринами IIb3 составило 3,7 отн. ед., что указывает на низкий уровень аффинности фибриногеновых рецепторов к фибриногену.

Стимуляция тромбоцитов АДФ вызывало значительное статистически значимое увеличение средней интенсивности флюоресценции до 26,8 отн. ед., что свидетельствует о переходе интегринов IIb3 в высоко аффинное состояние к фибриногену (таблица 8.1.).

Применение электромагнитных волн терагерцевого диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц и кислорода 129,0 ГГц в течение минут не приводило к статистически значимым изменениям в средней интенсивности флюоресценции, при связывании антител PAC-1 с рецепторами интактных тромбоцитов IIb3 в активной их конформации (таблица 8.1.).

Облучение активированных АДФ тромбоцитов указанными волнами по 30 минут вызывало статистически достоверное снижение уровня средней интенсивности флюоресценции, при связывании антител PAC-1 с рецепторами IIb3 в активной их конформации, что указывает на снижение аффинности данных интегринов к фибриногену (таблица 8.1.).

Таким образом, действие терагерцевых волн на частотах активных клеточных метаболитов (оксид азота 150,176-150,664 ГГц и кислорода 129, ГГц) в течение 30 минут не изменяет уровень мембранной экспрессии интегринов IIb3, но снижает их аффинность к фибриногену при стимуляции их АДФ, в свою очередь, это может быть связано с изменениями процесса АДФ-индуцированной конформационной перестройки рецепторов IIb3.

8.2.2. Исследование влияния терагерцовых волн на частотах активных клеточных метаболитов на реакцию освобождения Секрецию -гранул тромбоцитов оценивали по изменению уровня экспрессии Р-селектина на мембране тромбоцитов с помощью моноклональных антител против CD62-P. Антитела против Р-селектина были конъюгированы с фикоэритрином. Связывание указанных антител с Р-селектином оценивали по уровню средней интенсивности флюоресценции, определяемой методом проточной цитометрии (FACS-анализ).

В контрольных пробах средний уровень интенсивности флюоресценции при связывании антител против CD62-P составил 9,4 отн. ед. (таблица 8.1.).

При активации тромбоцитов АДФ указанный параметр статистически достоверно увеличивался в 5 раз и его значение составило 49,6 отн. ед., что свидетельствует о реакции освобождения -гранул (таблица 8.1.). Увеличение Р-селектина на тромбоцитарной поверхности обусловлено слиянием мембран -гранул (депо Р-селектина) с цитоплазматической мембраной тромбоцита в ходе реакции освобождения [Redistribution of -granule …, 1994, р. 282-289;

Blair, Flaumenhaft, 2009, р. 177-189].

Облучение электромагнитными волнами терагерцевого диапазона на частотах активных клеточных метаболитов (оксид азота 150,176-150,664 ГГц и кислорода 129,0 ГГц) в течение 30 минут тромбоцитов, находящихся в состоянии функционального покоя не приводило к статистически значимым изменениям средней интенсивности флюоресценции при связывании антител с Р-селектином, по сравнению с таковой в контрольных пробах, при этом значения изучаемого показателя составили 10,7 отн. ед. и 10,2 отн. ед.

соответственно (таблица 8.1.). Указанный факт подтверждает отсутствие стимулирующего влияния электромагнитных волн терагерцевого диапазона на интактные клетки, в частности, тромбоциты.

Предварительное воздействие указанных волн по 30 минут не оказывало существенного влияния на АДФ-индуцированную экспрессию Р-селектина в тромбоцитах, что указывает на отсутствие влияния электромагнитных волн терагерцевого диапазона на частотах активных клеточных метаболитов на реакцию освобождения -гранул (таблица 8.1.).

Таким образом, электромагнитные волны терагерцевого диапазона на частотах активных клеточных метаболитов (оксид азота 150,176-150,664 ГГц и кислорода 129,0 ГГц) не оказывают влияния на уровень мембранной экспрессии интегринов IIb3, а также реакцию освобождения -гранул, но изменяют процесс конформационной активации фибриногеновых рецепторов, что в свою очередь, может приводить к изменению гемостатического потенциала крови.

8.3. Биологические эффекты волн терагерцового диапазона на частотах активных клеточных метаболитов, реализующиеся 8.3.1. Влияние электромагнитного излучения терагерцевого диапазона на частотах активных клеточных метаболитов на функциональную активность эндотелия сосудистой стенки Основным компонентом интимы сосудистой стенки является эндотелий – единичный слой тонких клеток, обладающих крайне высокой метаболической и секреторной активностью, поэтому эндотелий сосудов называют гормонально активной тканью, которую условно обозначают как самая большая “эндокринная железа” человека [Киричук, Глыбочко, Пономарева, 2008, с. 129].

Исследования последних 10-15 лет существенно изменили представление о роли эндотелия сосудов в общем гомеостазе. Оказалось, что эндотелий синтезирует огромное количество биологически активных веществ, играющих весьма важную роль во многих процессах в норме и в патологии (гемодинамике, гемостазе, иммунных реакциях, регенерации и др.).

Эндокринная активность эндотелия зависит от его функционального состояния, которое в значительной мере определяется поступающей к нему информацией. Биологически активные вещества, вырабатываемые эндотелием, действуют в основном паракринно и аутокринно-паракринно, однако сосудистая стенка – структура динамичная. Её эндотелий постоянно обновляется, отжившие фрагменты вместе с БАВ попадают в кровь, разносятся по всему организму и могут оказывать влияние на системный кровоток. При нарушении функции или изменении структуры эндотелия резко меняется спектр выделяемых им эндотелиальных факторов.

Таким образом, о функциональной активности эндотелия можно судить по содержанию его различных биологически активных веществ в крови.

терагерцевого диапазона на частотах активных клеточных метаболитов на функциональное состояние эндотелия сосудистой стенки нами было изучено влияние указанных волн на ряд биологически активных веществ эндотелиального происхождения, влияющих, в первую очередь, на тонус сосудов.

конкурентного иммуноферментного анализа в плазме крови.

Несмотря на то, что NO-синтазная реакция в эндотелии - основной, но не единственный источник NO и нитрит-ионов, уже на протяжении ряда лет определение суммарной концентрации нитрит- и нитрат-ионов является общепризнанным методом оценки активности еNOS и продукции оксида азота в организме человека [A rapid simple spectrophotometric …, 2001, Р. 62-71].

В результате проведенных биохимических исследований показано, что у крыс-самцов, находящихся в состоянии острого стресса изменяется функциональная активность эндотелия сосудов, что выражается в изменении концентрации биологически активных веществ (БАВ) эндотелиального происхождения (таблица 8.2.).

Биологически активные вещества, секретируемые эндотелием сосудов у крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса и подвергнутых терагерцевому облучению по 30 минут крови eNOS, стабильных NO нитритов, big ET- фмоль/мл ADMA, Примечание:

eNOS – эндотелиальная синтаза оксида азота, big ET-1 (1-38) – большой эндотелин-1(1-38), ADMA- асимметричный диметиларгинин.

В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%, 75%) из соответствующего числа измерений.

Z1 Р1- по сравнению с группой контроля;

Z2 Р2 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии стресса;

содержания и активности eNOS в крови у экспериментальных животных, но и наблюдается увеличение концентрации ее эндогенного конкурентного ингибитора – ADMA. Асимметричный диметиларгинин предотвращает превращение аргинина в цитруллин под действием NO-синтазы, т.е. нарушает синтез оксида азота. Нами обнаружена корреляция между концентрацией ADMA в плазме крови и уровнем общей продукции NO. Одновременно с указанными изменениями в крови животных статистически достоверно нарастала концентрация big ET-1 (1-38) (таблица 8.2.).

изменению функциональной активности эндотелия сосудов, что закономерно сопровождается изменением содержания и активности его БАВ в крови.

Облучение белых крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, терагерцевыми волнами на частоте атмосферного кислорода 129,0 ГГц в течение 30 минут приводило к статистически достоверному повышению содержания и активности eNOS, по сравнению с группой животных в состоянии стресса, не подвергавшихся воздействию терагерцевого излучения. Так, уровень eNOS возрастал до 379 пг/мл, а уровень стабильных метаболитов оксида азота - нитритов – 0,82 мкг/мл. Одновременно с нормализацией концентрации и активности в крови еNOS, происходило статистически значимое снижение в 2 раза уровня ADMA до 0,62 мкмоль/л. На фоне облучения указанными волнами в течение минут происходила полная нормализация уровня big ET-1 (1-38) и его концентрация у животных восстанавливалась до 12,13 фмоль/л (таблица 8.2.).

Таким образом, облучение электромагнитными волнами терагерцевого диапазона на частоте атмосферного кислорода 129,0 ГГц белых крыс-самцов на фоне острой иммобилизации восстанавливает функциональную активность эндотелия сосудистой стенки, что выражается в нормализации уровня эндотелий-зависимых БАВ.

30-ти минутное воздействие терагерцевых волн на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц у крыс-самцов, находящихся в состоянии острого стресса, также приводит к статистически значимому снижению уровня асимметричного диметиларгинина, являющегося эндогенным конкурентным ингибитором eNOS. На фоне нормализации L-аргинин/NO-метаболизма повышалась функциональная активность и уровень эндотелиальной NO-синтазы в крови у облученных животных, это выражалось в восстановлении продукции эндотелиальными клетками NO, а, следовательно, и его стабильных метаболитов-нитритов в сыворотке крови у крыс-самцов. Одновременно с указанными выше изменениями происходило статистически достоверное снижение концентрации бициклического полипептида – big ET-1(1-38) (таблица 8.2.).

Итак, электромагнитное излучение терагерцевого диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц способно нормализовывать измененную эндокринную активность эндотелия сосудистой стенки у экспериментальных животных в условиях стресса (таблица 8.2.).

Таким образом, электромагнитные волны терагерцевого диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц и частоте атмосферного кислорода 129,0 ГГц эффективно восстанавливают функциональное состояние эндотелия сосудистой стенки и его эндокринную активность, что выражается в нормализации баланса продукции им вазоконстрикторных и вазодилататорных веществ, что, в свою очередь, препятствует развитию его дисфункции при остром иммобилизационном стрессе.

8.3.2. Влияние терагерцевого излучения на частоте атмосферного кислорода 129,0 ГГц на содержание и активность eNOS при остром Для выяснения механизмов действия терагерцевого излучения на частоте атмосферного кислорода 129,0 ГГц при остром стрессе у крыс-самцов применяли конкурентный неселективный ингибитор конститутивных изоформ NO-синтаз L-NAME – метиловый эфир NG-нитро-L-аргинина (Sigma, США), который предварительно вводился внутримышечно в дозе 25 мг/кг [Голиков, 2004, 180 с.].