Способ снижения повышенной продукции эндотелина i в условиях стресса
Изобретение относится к медицине, в частности к кардиологии, и используется для снижения повышенной продукции эндотелина I в условиях стресса в эксперименте. Облучают электромагнитными волнами область мечевидного отростка грудины белых крыс, находящихся в состоянии хронического иммобилизационного стресса. Воздействуют электромагнитными волнами терагерцового диапазона с частотами молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150±0,75 ГГц, мощностью излучения 0,2 мВт/см2, по 30 минут ежедневно в течение 5 дней. Способ позволяет корректировать нарушенную функциональную активность эндотелия сосудов. 1 табл.
Изобретение относится к медицине, в частности к кардиологии, и может быть использовано для нормализации продукции эндотелина I у кардиологических больных.
Заболевания сердечно-сосудистой системы лидируют среди причин инвалидности и смертности в России [Оганов Р.Г. Профилактика сердечно-сосудистых заболеваний: Возможности практического 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.]. Ведущую роль в патогенезе заболеваний сердечно-сосудистой системы играет нарушение микроциркуляции, связанное, в том числе, с нарушением функции эндотелия. Повреждение эндотелия сосудов и обнажение субэндотелиальных слоев запускает реакции агрегации тромбоцитов, процесса свертывания крови, препятствующие кровопотере, вызывает спазм сосуда, прекращается образование антиагрегантов. При кратковременном действии повреждающих агентов эндотелий продолжает выполнять защитную функцию, препятствуя кровопотере [Лупинская З.А. Эндотелий сосудов основной регулятор местного кровотока / Вестник КРСУ. 2003. Т.3. №7. С.57-62.]. Эндотелий - это активный орган, дисфункция которого является обязательным компонентом патогенеза практически всех сердечно-сосудистых заболеваний, включая атеросклероз, гипертонию, ишемическую болезнь сердца, хроническую сердечную недостаточность и др. Целый ряд состояний, сопровождающихся длительным повреждением эндотелия, может влиять на баланс вырабатываемых им медиаторов сокращения и расслабления сосуда, что позволяет рассматривать дисфункцию эндотелия как начальное звено сосудистого поражения [Киричук В.Ф., Глыбочко П.В., Пономарева А.И. Дисфункция эндотелия / Саратов: Издательство Саратовского государственного медицинского университета, 2008. - 129 с.; Fuster V., Fayad Z.A., Badimon J.J. Cellular and molecular mechanisms of endothelial cell dysfunction / Lancet. 1999. V.353. P.5-9.]. Это объясняется участием эндотелия в активации ренин-ангиотензиновой и симпатической стресс-реализующих систем, переключением активности эндотелия на синтез оксидантов, вазоконстрикторов, агрегантов и тромбогенных факторов [Гомазков О.А. Эндотелин в кардиологии: молекулярные, физиологические и патологические аспекты // Кардиология. 2001. №2. С.50-58.]. Важным прогностическим фактором, непосредственно связанным с функциональным состоянием эндотелия, являются эндотелиальные пептиды - эндотелины, обладающие мощным вазоактивным действием. Самый изученный представитель этого класса - эндотелип-I - полипептид с комбинацией 21 аминокислоты. В физиологических условиях эндотелины тоже образуются, но в небольшом количестве. Реагируя с В-1-рецепторами, они расширяют сосуды. Однако поврежденный эндотелий синтезирует большое количество эндотелинов, вызывающих вазоконстрикцию при взаимодействии с рецепторами типа А. Большие дозы эндотелинов, введенные добровольцам [Killy D.G., Baffigand S.L., Smith Т.W. Nitric oxide and Cardiac function // Circulat. Res. -1996. - V.79. - P.363-380], приводят к значительным изменениям системной гемодинамики: снижению ЧСС и ударного объема сердца, увеличению сосудистого сопротивления. Эндотелин-1 имеет большое значение в патогенезе ишемической болезни сердца, острого инфаркта миокарда, нарушений ритма сердца, легочной и системной гипертензии, атеросклеротических повреждениях сосудов, специфических сосудистых нарушений (рестеноз вследствие коронарной ангиопластики), постродовых сосудистых осложнениях, почечной патологии (васкулярном гломерулонефрите), ишемическом повреждении мозга (субарахноидальная геморрагия), сахарном диабете и др. [Гомазков О.А. Эндотелин в кардиологии: молекулярные, физиологические и патологические аспекты // Кардиология. 2001. №2. С.50-58.].
Для коррекции эндотелиальной дисфункции используют широкий спектр препаратов, но назначение медикаментозной терапии приводит к развитию различной степени выраженности побочных эффектов [Лекарственные препараты в России: Справочник. - М.: Астрафарм Сервис, 2006. - 1632 с.].
Нами впервые предложен способ снижения повышенной продукции эндотелина I в условиях стресса, включающий облучение животных электромагнитными волнами мощностью 0,7 мВт (плотность мощности потока 0,2 мВт/см2) на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150±0,75 ГГц по 30 мин ежедневно в течение 5 дней.
Проводилось изучение образцов обогащенной тромбоцитами плазмы 50 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 острого нарушения 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.]. В качестве длительно действующего стрессора использовали ежедневную 3-часовую иммобилизацию животных в положении на спине в течение 5 дней [Киричук В.Ф., Иванов А.Н., Антипова О.Н. и др. Электромагнитное излучение терагерцового диапазона на частотах оксида азота в коррекции и профилактике нарушений функциональной активности тромбоцитов у белых крыс при длительном стрессе / Цитология. 2007. Т.49. №6. С.484-490.].
Облучение животных ТГЧ-волнами на частотах МСИП оксида азота 150±0,75 ГГц проводилось малогабаритным генератором «Орбита», 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 см2, составляла 0,2 мВт/см2. Доза облучения определялась плотностью мощности, падающей на кожу, и суммарным временем облучения. Однократное облучение животных, находящихся в состоянии острого стресса, проводили в течение 30 мин, курсовое ТГЧ-воздействие на животных в состоянии длительного стресса проводилось после каждого сеанса иммобилизации по 30 мин в течение 5 дней.
Исследование проведено на 5-и группах животных по 10 особей в каждой: 1-я группа - контрольная, включала интактных животных; 2-я группа - сравнительная, содержала крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса; 3-я группа - опытная, включала животных, находящихся в состоянии строго иммобилизационного стресса, подвергнутых ТГЧ-облучению на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150±0,75 ГГц; 4-я группа включала крыс-самцов, находящихся в состоянии хронического иммобилизационного стресса; 5-я группа включала крыс-самцов подвергнутых курсовому ТГЧ-воздействию на фоне хронического иммобилизационного стресса.
Забор крови осуществляли пункцией правых отделов сердца. У животных в состоянии хронического стресса забор крови проводился на 6-е сутки после начала действия агрессора. Определение уровня эндотелина 1 (ЭТ-1) в сыворотке крови у крыс проводили иммуноферментным методом с использованием набора Endotelin (1-21), фирмы «Biomedica» (Австрия) на иммуноферментном анализаторе Stat Fax 2100.
Статистическая обработка полученных данных осуществлялась при помощи программы Statistica 6.0. Проверялись 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 обнаружено, что у крыс-самцов, подвергнутых 3-часовой иммобилизации, происходит статистически достоверное по сравнению с группой контроля увеличение концентрации (примерно в 1,5 раза) эндотелина I в сыворотке крови, что может характеризовать как нормальную ангиоспастическую стрессорную реакцию, обеспечивающую подъем артериального давления и защиту от кровопотери, так и начальный этап повреждения эндотелия. Данные, представленные в таблице, свидетельствуют, что облучение белых крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота вызывает тенденцию к снижению в сыворотке крови концентрации эндотелина I. Это свидетельствует в пользу сохранения нормальных функциональных реакций эндотелия у крыс-самцов в состоянии острого стресса, так как доказано, что ТГЧ-облучение данной частоты способствует быстрому увеличению продукции оксида азота [Киричук В.Ф., Иванов А.Н, Креницкий А.П. и др. Патент на изобретение №2342961: Способ восстановления пониженной концентрации нитритов в плазме крови в условиях стресса. 2009 г.] до нормальной концентрации, что, возможно, и поддерживает уровень эндотелина в крови. Подобная реакция может быть частью механизма саморегуляции вазадилатирующей активности оксида азота, так как известно, что его гиперпродукция в условиях in vitro способствует повышению количества и сродства рецепторов к эндотелину на гладкомышечных клетках сосудов крысы [Redmond, Е.М., Cahill, P.A., Hodges, R. et al. Regulation of endothelin receptors by nitric oxide in cultured rat vascular smooth muscle cells/ J.Cell. Physiol. 1996. №166. P.469-479]. To есть ТГЧ-облучение не блокирует протекание нормальной стрессорной реакции, а лишь модулирует ее, осуществляя нормализацию баланса вазодилатирующих и вазоконстрикторных агентов.
Из данных таблицы следует, что у животных, находящихся в состоянии хронического иммобилизационного стресса, отмечается резкое (примерно в 2 раза) повышение концентрации эндотелина I в сыворотке крови. Следует отметить, что данное увеличение концентрации зафиксировано спустя сутки после последнего сеанса иммобилизации (на 6-й день от начала действия стрессора), при этом известно, что полупериод жизни эндотелина I составляет 10-20 мин, а в плазме крови - 4-7 мин [Гомазков О.А. Эндотелии в кардиологии: молекулярные, физиологические и патологические аспекты // Кардиология. 2001. №2. С.50-58.]. То есть у крыс-самцов в состоянии хронического стресса имеется значительное и стойкое увеличение продукции эндотелина I, что свидетельствует о развитии эндотелиальной дисфункции и, следовательно, дезадаптивной стрессорной реакции.
Данные таблицы свидетельствуют, что ежедневное ТГЧ-облучение животных после каждого сеанса иммобилизации вызывает статистически достоверное снижение концентрации эндотелина I в сыворотке крови по сравнению с животными, находящимися в состоянии хронического иммобилизационного стресса и не подвергавшимися ТГЧ-воздействию. Это свидетельствует об ангиопротекторном действии электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150±0,75 ГГц, то есть данный вид излучения способен корректировать дисфункцию эндотелия. Однако, как показано в таблице, концентрация эндотелина I в сыворотке крови животных, подвергнутых курсовому воздействию терагерцовых волн указанной частоты, статистически достоверно выше по сравнению с группой контроля. Этот факт подтверждает то, что излучение терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150±0,75 ГГц не блокирует стрессорную реакцию в целом, что нарушало бы процесс адаптации, а лишь коррегирует и модулирует ее протекание, ограничивая повреждающие действие гормонов и медиаторов стресс-реализующих систем.
В качестве примера приводятся данные 5 крыс-самцов массой 200, 210, 190, 220, 200 г соответственно. Первый из них не подвергался никаким воздействиям - контроль, второй - находился в состоянии острого иммобилизационного стресса (3-часовая иммобилизация), третий - подвергнут 30 мин ТГЧ-облучению на фоне острого иммобилизационного стресса, четвертый - находился в состоянии длительного иммобилизационного стресса (был подвергнут ежедневной 3-часовой иммобилизации в течение 5 дней) и пятый - был подвергнут курсовому ТГЧ-воздействию на фоне длительного стресса (подвергался ежедневному 30-минутному ТГЧ-облучению после каждого сеанса иммобилизации в течение 5 дней).
У первого животного (интактный самец) концентрация эндотелина I в сыворотке крови составила - 9,23 фмоль/мл; у второго животного (самец, находящийся в состоянии острого иммобилизационного стресса) - 14,05 фмоль/мл; у третьего животного (самец, подвергнутый ТГЧ-облучению на фоне острого иммобилизационного стресса) - 12,14 фмоль/мл; у четвертого животного (самец, находящийся в состоянии длительного стресса) - 20,32 фмоль/мл; у пятого животного (самец, подвергнутый курсовому ТГЧ-воздействию на фоне длительного стресса) - 11,24 фмоль/мл.
Таким образом, впервые установлено, что электромагнитное излучение терагернового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150±0,75 ГГц оказывает выраженный регуляторный эффект на функцию эндотелия у белых крыс-самцов, находящихся в состоянии длительного стресса. Снижение концентрации эндотелина I в сыворотке крови под влиянием курсового воздействи электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150±0,75 ГГц делает возможным разработку новых эффективных немедикаментозных методов нормализации функциональной активности эндотелия сосудов, что может быть использовано в лечении ряда заболеваний сердечно-сосудистой системы, которые сопровождаются эндотелиальной дисфункцией (ишемическая болезнь сердца, артериальная гипертензия и др.).
| Изменение концентрации эндотелина I в сыворотке крови крыс-самцов, находящихся в состоянии острого и хронического стресса, под влиянием электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150±0,75 ГГц | |
| Группа животных | Концентрация эндотелина I, фмоль/мл |
| Контроль | 9.24 (8.75; 10.05) |
| Острый стресс | 14.30 (12.88; 15.14) |
| Z1=3.78; | |
| p1=0.000157 | |
| Острый стресс совместно с 30-мин ТГЧ-облучением | 12.65 (10.13; 13.18) |
| Z1=3.25; | |
| p1=0.001152; | |
| Z2=1.21; | |
| p2=0.226477 | |
| Хронический иммобилизационный стресс | 18.28 (15.54; 25.79) |
| Z1=3.67; | |
| p1=0.000239 | |
| Курсовое ТГЧ-воздействие на фоне хронического иммобилизационного стресса | 11.76 (9.39; 14.26) |
| Z1=2.41; | |
| p1=0.015566; | |
| Z3=2.69; | |
| р3=0.007051 | |
| Примечания: в каждом случае приведены медиана (Me), нижний и верхний квартили (25%;75%) из 10 измерений; Z1,p1 - по сравнению с группой контроля; Z2,p2 - по сравнению с группой животных в состоянии острого иммобилизационного стресса; Z3,p3 - по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии хронического иммобилизационного стресса. |
Способ снижения повышенной продукции эндотелина I в условиях стресса, заключающийся в том, что область мечевидного отростка грудины белых крыс, находящихся в состоянии хронического иммобилизационного стресса, облучают электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150±0,75 ГГц плотностью мощности 0,2 мВт/см2 по 30 мин ежедневно в течение 5 дней.
