Способ коррекции нарушенной функциональной активности гликопротеидных рецепторов эритроцитов

Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к кардиологии, и может быть использовано для коррекции нарушенной функциональной активности гликопротеидных рецепторов эритроцитов. Область мечевидного отростка грудины белых крыс, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, облучают электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частоте молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц с плотностью мощности 0,2 мВт/см². Время облучения 30 минут. Предлагаемый способ дает возможность нормализовать функциональную активность гликопротеидных рецепторов эритроцитов и реологические свойства крови при постстрессорных состояниях. 2 табл.

 

Изобретение относится к медицине, в частности к кардиологии, и может быть использовано для нормализации реологических свойств крови за счет коррекции нарушенной функциональной активности гликопротеидных рецепторов эритроцитов восстановлением состава их углеводного компонента у кардиологических больных.

В последнее время проблема стресса, адаптации и профилактики стрессорных повреждений выдвинулась в число наиболее актуальных проблем современной биологии и медицины [Stepol A. Stress and illness // Physiologist. - 1993. - Vol.6(2). - P.76-77]. Интерес к этой проблеме вызван резкими изменениями условий жизни человека, обусловленными интенсификацией производственных процессов, урбанизацией, а также ростом так называемых "болезней адаптации" [Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика // Наука. - М. 1981. - 425 с.; Ziegler A. Stress - was dann? // Vop. - 1994. - V.16(5). - P.312-315].

Особое значение среди болезней адаптации имеют заболевания сердечно-сосудистой системы, включающие целый ряд нозологических форм, среди которых наиболее серьезными являются гипертоническая и ишемическая болезни (их доля составляет 30-35%) и такие их проявления, как острый инфаркт миокарда и стенокардия [Меерсон Ф.З. 1993. Адаптационная медицина: механизмы и защитные эффекты. /М.: Hypoxia Medical LTD.]. Заболевания сердечно-сосудистой системы лидируют среди причин инвалидности и смертности в России [Оганоз Р.Г. Профилактика сердечно-сосудистых заболеваний: Возможности практичесого здравоохранения // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. - 2002. - №1 - С.5-9; Оганов Р.Г., Масленникова Г.П. Сердечно-сосудистые заболевания В Российской Федерации во второй половине XX столетия // Кардиология. 2000. - №6. - С.4-8].

В настоящее время доказано, что важную роль в патогенезе ряда заболеваний сердечно-сосудистой системы, в частности ишемической болезни сердца, играют нарушения реологических свойств крови. Показано, что при остром инфаркте миокарда повышается вязкость крови, усиливается агрегационная способность эритроцитов и снижается их деформируемость [Киричук В.Ф, Воскобой И.В. Антитромбогенная активность стенки сосудов, гемостаз и реологическге свойства крови у больных нестабильной стенокардией с гиперлипидемией различных типов // Тер. Архив. 2000. №12. С.47-50]. Для коррекции нарушений реологических свойств крови в настоящее время используется широкий спектр препаратов, однако фармакотерапия всегда сопровождается возникновением различной степени выраженности побочных эффектов. Поэтому ведется интенсивный поиск новых немедикаментозных методов лечения. Перспективным с точки зрения поставленной задачи является использование электромагнитного излучения миллиметрового и субмиллиметрового, в том числе терагерцового диапазона частот.

Реологические свойства крови зависят от функционального состояния эритроцитарной мембраны. Так, у больных острым инфарктом миокарда происходит изменение углеводного компонента гликопротеидных рецепторов эритроцитов [Киричук В.Ф, Воскобой И.В. Антитромбогенная активность стенки сосудов, гемостаз и реологические свойства крови у больных нестабильной стенокардией с гиперлипидемией различных типов // Тер. Архив. 2000. №12. С.47-50]. Агрегация эритроцитов у практически здоровых людей обеспечивается наличием в углеводном компоненте гликопротеидных рецепторов β-D-галактозы и в меньшей степени N-ацетил-D-глюкозамина и N-ацетил-нейраминовой (сиаловой) кислоты [Киричук В.Ф., Воскобой И.В. Влияние лектинов на агрегацию нейтрофилов и эритроцитов здоровых людей // Цитология. - 2004. - Т. 46. - №3. - С.151-154].

Нами впервые предложен способ коррекции нарушенной функциональной активности гликопротеидных рецепторов эритроцитов восстановлением нарушенного в ходе острой стресс-реакции состава их углеводного компонента, включающий облучение животных электромагнитными волнам мощностью 0,7 мВт (плотность мощности потока 0,2 мВт/см²) на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 30 мин.

Проводилось изучение образцов обогащенной тромбоцитами плазмы 45 белых беспородных крыс-самцов массой 180-220 г. Экспериментальные животные содержались в стандартных условиях вивария на обычном пищевом рационе. Эксперименты на животных проводились в соответствии с требованиями Женевской конвенции «International Guiding Principles for Biomedical Research Involving Animals» (Geneva, 1990).

В качестве модели нарушения внутрисосудистого компонента микроциркуляции использовалась 3-часовая иммобилизацию животных в положении на спине [Киричук В.Ф., Иванов А.Н., Антипова О.Н., Креницкий А.П., Майбородин А.В., Тупикин В.Д., Бецкий О.В. Влияние КВЧ-облучения на функции тромбоцитов и эритроцитов белых крыс, находящихся в состоянии стресса // Цитология. - 2005. - Т.47 (1). - С.64-70].

Облучение животных ТГЧ-волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц проводилось малогабаритным генератором «КВЧ-NO», разработанным в Медико-технической ассоциации КВЧ (г.Москва) совместно с ФГУП «НПП-Исток» (г.Фрязино) и ОАО ЦНИИИА (г.Саратов) [Бецкий О.В., Креницкий А.П., Майбородин А.В., Тупикин В.Д. Аппарат для лечения волнами крайне высоких частот // Патент РФ на полезную модель №50835 от 27.01.2006]. Облучатель располагался на расстоянии 1,5 см над поверхностью тела животного над областью мечевидного отростка грудины. Мощность излучения генератора равнялась 0,7 мВт, а плотность мощности, падающей на участок кожи размером 3 см, составляла 0,2 мВт/см². Доза облучения определялась плотностью мощности, падающей на кожу, и суммарным временем облучения. Облучение животных проводили в течение 30 мин.

Забор крови осуществлялся пункцией правых отделов сердца. В качестве стабилизатора использовали раствор гепарина в дозе 40 ЕД/мл.

Состав углеводного компонента гликопротеидных рецепторов эритроцитов определялся при помощи селективных белков - лектинов [Лахтин В.М. 1995. Лектины в исследовании углеводной части гликопротеидов и других природных гликоконъюгатов // Биохимия. - Т. 60 (2). - С.187-217]. Связывание лектинами гликопротеидных рецепторов в присутствии фибриногена вызывает агрегацию форменных элементов крови, в том числе эритроцитов, то есть по параметрам лектин-индуцированной агрегации можно судить о функциональной активности гликопротеидных рецепторов [Киричук В.Ф., Воскобой И.В. Влияние некоторых лектинов на агрегацию тромбоцитов здоровых людей // Цитология. - 2000. - Т.42. - №11. - С.1094-1096; Киричук В.Ф., Воскобой И.В. Влияние лектинов на агрегацию нейтрофилов и эритроцитов здоровых людей // Цитология. - 2004. - Т.46. - №2. - С.151-154].

Индекс агрегации эритроцитов определяли путем изменения вязкости крови при скоростях сдвига 20 и 100 с ^_1 при помощи ротационного вискозиметра АКР-2. Определение вязкости крови у всех животных проводилось на стандартизированном гематокритном показателе - 32%, так как именно данная величина гематокритного показателя характерна для интактных крыс-самцов [Влияние электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота на восстановление качественного и количественного состава эритроцитов крови (in vivo). / В.Ф. Киричук, О.И. Помошникова, О.Н. Антипова и др. // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. - 2004. - №11. - С.21-27; Помошникова О.И. Влияние ТГЧ-излучения на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц на качественный и количественный состав эритроцитов крови белых крыс, находящихся в состоянии иммобилизационного стресса. Автореф дисс… канд. мед. наук. / О.И.Помошникова; СарГМУ. - Саратов, 2006. - 23 с.]. Индекс агрегации эритроцитов определяли путем деления вязкости крови при скорости сдвига 20 с^-1 на вязкость крови при скорости сдвига 100 с^-1. В качестве индукторов агрегации использовались растворы растительных лектинов: лектин (агглютинин) зародышей пшеницы (Wheat Germ Agglutinin - WGA) - избирательно взаимодействует с N-ацетил-D-глюкозамином и сиаловой кислотой; конканавалин A (Concanavalin А, СоnА), выделенный из конского боба Canavalia ensiformis - избирательно взаимодействует с D-маннозой; и лектин семян фасоли обыкновенной (фитогемагглютинин-Р, РНА-Р) - взаимодействует преимущественно с β-D-галактозой [Лахтин В.М. Лектины в исследовании углеводной части гликопротеидов и других природных гликоконъюгатов // Биохимия. - 1995. - Т. 60 (2). - С.187 - 217; Смирнова И.В., Хаспекова С.Г., Игнатов В.В., Мазуров А.В. Взаимодействие агглютинина зародышей пшеницы и конканавалина А с тромбоцитами. Стимуляция функциональных реакций тромбоцитов и связывание с мембранными гликопротеидами // Биохимия. - 1998. - Т. 63. - вып.6. - С.842-851; Смирнова И.В. Взаимодействие растительных лектинов с мембранными гликопротеидами тромбоцитов: регуляция функциональных реакций. / Автореф. дисс... канд. мед. наук. - Волгоград, 1998. - 22 с]. При исследовании агрегации к 800 мкл крови после минутного термостатирования при 37^°С добавляли лектины по 25 мкл раствора концентрацией 32 мкг/мл. При исследовании лектин-индуцированной агрегации эритроцитов рассчитывали как абсолютное изменение индекса агрегации эритроцитов, так и относительную величину его изменения, выраженную в %, при этом за 100% принимали индекс агрегации эритроцитов у животных данной группы без добавления лектинов.

Исследование проведено на 3 группах животных по 15 особей в каждой: 1-я группа -контрольная - интактные животные; 2-я группа - животные в состоянии иммобилизационного стресса, 3-я группа - животные, подвергшиеся острому иммобилизационному стрессу и впоследствии облученные электромагнитными волнами ТГЧ-диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли при помощи программы Statistica 6.0. Проверяли гипотезы о виде распределений (критерий Шапиро-Уилкса). Большинство наших данных не соответствуют закону нормального распределения, поэтому для сравнения значений использовался U-критерий Манна-Уитни.

В результате проведенных исследований у интактных белых крыс-самцов нами обнаружено статистически достоверное изменение индекса агрегации эритроцитов при добавлении к образцам крови фитогемаглютинина-Р и конконавалина-А, что свидетельствует о наличии в составе гликопротеидных рецепторов эритроцитов β-D-галактозы и манозы. Как показано в таблице 1, у интактных животных не отмечается изменение индекса агрегации эритроцитов при добавлении к образцам крови лектина зародышей пшеницы (WGA)., что указывает на отсутствие в составе углеводного компонента гликопротеидных рецепторов эритроцитов N-ацетил-D-глюкозамина и сиаловой кислоты.

Из данных, представленных в таблице 1, следует, что в ходе острой стресс-реакции у крыс-самцов происходит статистически достоверное увеличение индекса агрегации эритроцитов как при добавлении к образцам крови лектинов, так и без добавления последних. Это свидетельствует о повышении функциональной активности гликопротеидных рецепторов эритроцитов, что и вызывает увеличение их агрегационной способности. Для изучения изменений состава углеводного компонента гликопротеидных рецепторов тромбоцитов вычислялась относительная величина агрегации эритроцитов (в %) при добавлении различных лектинов. Как видно из данных, представленных в таблице 2, статистически достоверно изменяется только агрегация эритроцитов, индуцированная фитогемаглютинином-Р. Представленные данные свидетельствуют о том, что при остром иммобилилзационном стрессе в составе углеводного компонента гликопротеидных рецепторов тромбоцитов белых крыс-самцов происходит увеличение содержания β-D-галактозы. При этом количество D-манозы остается на постоянном уровне, и не обнаружено появления в углеводном компоненте гликопротеидных рецепторов эритроцитов N-ацетил-D-глюкозамина, сиаловой кислоты.

Установлено, что ТГЧ-облучение на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 30 минут животных, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, способствует восстановлению в углеводном компоненте гликопротеидных рецепторов эритроцитов содержания β-D-галактозы, так как данные, представленные в таблицах 1 и 2, свидетельствуют о том, что происходит восстановление индекса агрегации эритроцитов без добавления лектинов, а также частичная нормализация указанного индекса при добавлении фитогемаглютинина-Р, при этом происходит нормализация относительной величины фитогемаглютинин-индуцированной агрегации эритроцитов.

В качестве примера приводятся данные 3-х крыс самцов-массой 200, 210 и 190 г соответственно. Первый из них не подвергался никаким воздействиям - контроль, второй находился в состоянии острого иммобилизационного стресса (3-часовая иммобилизация), и третий был подвергнут 30-минутному ТГЧ-облучению на фоне острого иммобилизационного стресса.

У первого животного (интактный самец) индекс агрегации эритроцитов без добавления лектинов 1,33, при добавлении к образцам крови фитогемаглютинина-Р индекс агрегации увеличился до 1,39, при добавлении конканавалина А - до 1,35, при добавлении лектина зародышей пшеницы индекс агрегации не изменился. При индукции фитогемаглютином-Р агрегация эритроцитов составила 4,51%, конканавалином-А - 1,5% и лектином зародышей пшеницы - 0%.

При анализе индекса агрегации эритроцитов второго животного (самец, находящийся в состоянии острого иммобилизационного стресса) обнаружено, что величина индекса агрегации эритроцитов без добавления лектинов 1,44, при добавлении к образцам крови фитогемаглютинина-Р индекс агрегации увеличился до 1,67, при добавлении конканавалина-А - до 1,47, при добавлении лектина зародышей пшеницы индекс агрегации не изменился. При индукции фитогемаглютином-Р агрегация эритроцитов составила 15,97%, конканавалином-А - 2,08% и лектином зародышей пшеницы - 0%.

При анализе агрегатограмм третьего животного (самец, подвергнутый ТГЧ-облучению на фоне острого иммобилизационного стресса) обнаружено, что величина индекса агрегации эритроцитов без добавления лектинов 1,32, при добавлении к образцам крови фитогемаглютинина-Р индекс агрегации увеличился до 1,39, при добавлении конканавалина-А - до 1,34, при добавлении лектина зародышей пшеницы индекс агрегации не изменился. При индукции фитогемаглютином-Р агрегация эритроцитов составила 5,30%, конканавалином-А - 1,52% и лектином зародышей пшеницы - 0%.

Таким образом, впервые установлено, что электромагнитное излучение терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра оксида азота 150,176-150,664 ГГц способно нормализовать нарушения функциональной активности гликопротеидных рецепторов эритроцитов восстановлением состава их углеводного компонента за счет восстановления содержания β-D-галактозы, что препятствует агрегации эритроцитов и дает возможность нормализовать реологические свойства крови при постстрессорных состояниях. Кроме того, предлагаемый способ и указанный метод возможно экстраполировать на больных для лечении ряда заболеваний, сопровождающихся нарушением состава углеводного компонента гликопротеидных рецепторов эритроцитов, а следовательно, и реологических свойств крови (ишемическая болезнь сердца: стабильная и нестабильная стенокардия и другие заболевания сердечно-сосудистой системы).

Способ коррекции нарушенной функциональной активности гликопротеидных рецепторов эритроцитов, заключающийся в том, что область мечевидного отростка грудины белых крыс, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, облучают электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц плотностью мощности 0,2 мВт/см² в течение 30 мин.