Способ снижения концентрации катехоламинов в крови в условиях стресса
Изобретение относится к экспериментальной медицине и предназначено для снижения концентрации катехоламинов в плазме крови в условиях стресса. Область мечевидного отростка грудины белых крыс, находящихся в условиях иммобилизационного стресса, перед иммобилизацией облучают электромагнитными волнами терагерцевого диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц плотностью мощности 0,2 мВт/см2 в течение 30 минут. Способ позволяет добиться снижения концентрации катехоламинов в крови. 1 табл., 3 ил.
Изобретение относится к медицине и может быть использовано для снижения концентрации катехоламинов в плазме крови при стрессах.
Стресс представляет собой неспецифический компонент физиологических и патологических нейрогуморальных реакций, возникающих в организме под действием любых условий, угрожающих нарушением гомеостаза [Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме / Г.Селье - М.: Медицина, 1960. - 254 с, 1960; Барабой В.А. Механизмы стресса и перекисное окисление липидов. / В.А.Барабой // Успехи современной биологии. - 1991. - Т 11. - вып 6. - С.923-931]. Стрессорная реакция развивается в ответ на действие необычных по качеству, интенсивности или продолжительности раздражителей за счет активации двух ведущих стрессреализующих систем: гипоталамо-симпато-адреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой [Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика / Ф.З.Меерсон // Наука. - М. 1981. - 425 с, 1981; Барабой В.А. Механизмы стресса и перекисное окисление липидов. / В.А.Барабой // Успехи современной биологии. - 1991. - Т 11. - вып 6. - С.923 - 931]. Стресс-реакция имеет большое значение в адаптации организма человека и животных к изменяющимся условиям окружающей среды. Однако интенсивные и длительно действующие стрессоры приводят к развитию нарушений, способствующих возникновению ряда заболеваний. В основе неблагоприятных последствий стресса лежит дисбаланс в деятельности стрессреализующих, обусловливающих реакцию организма на действующий стрессор и стресс-лимитирующих систем, которые способны ограничивать повреждающее действие гормонов и метаболитов, выделяющихся в ходе стресс-реакции [Малышев И.Ю. Стресс, адаптация и оксид азота / И.Ю.Малышев, Е.Б. Манухина // Биохимия. - 1998. - Т.63. - № 7. - С.992-1006., Манухина Е.Б. Стресс лимитирующая система оксида азота / Е.Б. Манухина, И.Ю. Малышев // Российский физиол. журнал им. И.М.Сеченова. - 2000. - Т.86. - №.10. - С.1283-1292].
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. / A.Stepol // Physiol. - 1993. - V.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" [Аршавский И.А. Биологические и медицинские аспекты проблемы адаптации и стресс в свете данных по физиологии онтогенеза / И.А. Аршавский // В кн.: Актуальные вопросы современной физиологии. - М.: Наука, 1976. - С.144-191; Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика / Ф.З.Меерсон // Наука. - М. 1981. - 425 с, 1981; Ziegler A. Stress - was dann? / A.Ziegler // Vop. - 1994. - V.16. - № 5. - P.312-315].
Как известно, в основе изменения функционирования организма при стрессе лежит активация стрессреализующих систем и соответственно действие медиаторов этих систем [Гриневич В.В. Иерархические взаимоотношения между органами гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы при воспалении / В.В.Гриневич, Е.А.Поскребышева, Н.А.Савелов // Успехи физиол. наук. - 1999. - Т.30. - № 4. - С.50-66; Катехоламины, оксид азота и устойчивость к стрессорным повреждениям: влияние адаптации к гипоксии / М.Г.Пшенникова, Е.В.Попкова, Н.А.Бондаренко и др. // Российский физиол. журнал им. И.М.Сеченова. - 2002. - Т.88. - № 4. - С.485-495]. Среди них центральное место занимают гормоны и медиаторы гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и симпатоадреналовой систем: кортико-тропин-рилизинг-фактор, адренокортикотропный гормон, катехоламины, глюкокортикоиды [Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме / Г.Селье - М.: Медицина, 1960. - 254 с, 1960; Панин Л.Е. Биохимические механизмы стресса / Л.Е.Панин - Новосибирск: Наука, 1983. - 232 с.].
Лимитирование стрессорной реакции с целью предотвращения развития болезней адаптации вызывает значительный научный и практический интерес. Фармакокоррекция деятельности стрессреализующих систем недостаточно разработана в настоящее время. Имеющиеся препараты, обладающие симпатолическим действием, вызывают ярко выраженные побочные эффекты. Поэтому перспективным представляется ограничение чрезмерной деятельности стрессреализующих систем при помощи немедикаментозных методов коррекции. Известно, что мощнейшей стресслимитирующей системой организма является система оксида азота, однако применение экзогенных донаторов оксида азота также ограниченно. С точки зрения поставленной задачи перспективным является изучение возможности ограничения деятельности стресс-реализующих систем при помощи электромагнитного излучения терагерцевого диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения (МСИП) оксида азота.
В связи с этим целью настоящего исследования являлось изучение влияния электромагнитного излучения терагерцевого диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота на концентрацию катехоламинов в крови крыс, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса.
В настоящее время известны способы коррекции избыточной концентрации катехоламинов при помощи групп медикаментозных препаратов - симпатолотиков, селективных и неселективных блокаторов адренорецепторов. Однако фармакологическая регуляция активности симпатоадреналовой системы в живом организме может сопровождаться возникновением нежелательных, а иногда и вредных побочных эффектов. Использование в клинической практике блокаторов различных групп адренорецепторов сопровождается брадикардией, артериальной гипотензией, нарушением атрио-вентрикулярной проводимости, синдромом Рейно, симптомами бронхиальной обструкции, нарушением функций пищеварительного тракта и печени, аллергическими реакциями и рядом других нежелательных побочных эффектов [Лекарственные препараты в России: Справочник. - М.: АстраФарм Сервис, 2006. - 1632 с.]. Это диктует необходимость изыскания неинвазивных физических регуляторов концентрации катехоламинов на основе естественного физиологического регулирования.
Нами впервые предложен способ восстановления концентрации катехоламинов в плазме крови в условиях стресса, 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 сыворотки крови 58 белых нелинейных крыс-самцов массой 180-220 г.
В качестве модели острого стресса нами использовалась жесткая фиксация на спине в течение 3 часов [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 молекулярного спектра излучения и поглощения (МСИП) оксида азота 150,176-150,664 ГГц проводилось 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].
Облучалась поверхность кожи площадью 3 см2 над областью мечевидного отростка грудины. Облучатель располагался на расстоянии 1,5 см над поверхностью тела животного. 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 перед иммобилизацией проводилось в течение 30 минут.
Забор крови осуществляли пункцией правых отделов сердца. Концентрацию катехоламинов в крови определяли цитохимическим методом по адсорбции их на эритроцитах по методу А.И.Мардарь, Д.П.Кладиенко. Свежие мазки крови фиксировали в 2% водном растворе калия бихромата при температуре 37°С в течение 2 ч. Затем мазки промывали в нескольких порциях дистиллированной воды и окрашивали 5% водным раствором серебра нитрата в течение 5 мин. Избыток красителя смывали дистиллированной водой, затем эритроциты окрашивали 1% спиртовым раствором эозина и промывали дистиллированной водой [Мардарь А.И., Кладиенко Д.П. Цитохимический способ выявления катехоламинов в эритроцитах // Лаб. дело. - 1986. - № 10. - С.586-588]. Морфометрический анализ мазков осуществлялся с помощью системы цифрового анализа изображения Biovision версии 3.0. Концентрацию катехоламинов в крови оценивали по количеству включений катехоламинов в мазках (усл. ед. - количество включений в 100 клетках).
Исследование проведено на 3 группах животных: 1-я контрольная - 15 интактных крыс-самцов; 2-я сравнительная - 22 крысы-самца, находящихся в состоянии острого стресса, и 3-я опытная, содержала 21 крысу-самца, подвергнутых ТГЧ-облучению на частотах МСИП NO перед иммобилизацией.
Все животные находились в одинаковых условиях. В группах контроля и сравнения проводились такие же манипуляции, сопутствующие облучению, как и у животных опытной группы. Эксперименты на животных проводились в соответствии с требованиями Женевской конвенции «International Guiding Principles for Biomedical Research Involving Animals» (Geneva, 1990).
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 нами обнаружено увеличение среднего количества включений катехоламинов в эритроцитах крыс-самцов, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, что связано с увеличением их концентрации в крови в ходе острой стресс-реакции. Данные приведенные в таблице свидетельствуют, что при острой стресс-реакции количество включений катехоламинов в эритроцитах увеличивается в 4,47 раза.
При оценке содержания концентрации катехоламинов в крови следует также учитывать данные, полученные совместно с Помошниковой О.И. [Влияние электромагнитного излучения терагерцевого 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]. Согласно этим данным у крыс при остром иммобилизационном стрессе увеличивается количество эритроцитов в кровотоке (в 1,31 раза), что связано с выходом крови из депо [Влияние электромагнитного излучения терагерцевого 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]. То есть у животных в состоянии острого стресса увеличено содержание катехоламинов в эритроцитах (в 4, 47 раз) и увеличено количество эритроцитов (в 1,31 раза), следовательно, концентрация катехоламинов в крови повышается примерно в 6 раз.
Представленные в таблице данные свидетельствуют, что при облучении животных перед иммобилизацией электромагнитными волнами терагерцевого диапазона происходит статистически достоверное уменьшение количества включений катехоламинов в эритроцитах в среднем в 4,26 раза по сравнению с группой животных, не подвергавшихся ТГЧ-воздействию перед иммобилизацией, что свидетельствует о снижении концентрации катехоламинов в крови.
Следует отметить, что среднее значение количества включений катехоламинов в эритроцитах у животных, подвергнутых ТГЧ-облучению, выше, чем у группы контроля (200 против 161), хотя это повышение статистически недостоверно (p>0.05). Это свидетельствует о том, что электромагнитное излучение указанных частот не полностью блокирует выброс катехоламинов в кровь, что нарушало бы процесс адаптации, а лишь модулирует протекание стрессорной реакции, лимитируя чрезмерное поступление катехоламинов в кровь и предупреждая развитие неблагоприятных последствий стресса.
Таким образом, электромагнитное излучение терагерцевого диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц оказывает модулирующее действие на протекание стрессорной реакции, препятствуя развитию повреждений органов и тканей чрезмерным выбросом катехоламинов в кровь.
В качестве примера приводятся данные 3 крыс-самцов массой 190, 180 и 200 г соответственно. Первый из них не подвергался никаким воздействиям - контроль, второй - находился в состоянии острого иммобилизационного стресса (3-часовая иммобилизация) и третий - подвергнут 30 мин ТГЧ облучению перед 3-часовой иммобилизацией. На фиг.1 показаны включения катехоламинов в эритроцитах интактного животного. Количество включений в 100 эритроцитах данного животного составляло 129 в 100 эритроцитах. На фиг.2 показаны включения катехоламинов в эритроцитах крысы самца, находящегося в состоянии острого иммобилизационного стресса. Количество включений в 100 эритроцитах данного животного 1008. На фиг.3 показаны включения катехоламинов в эритроцитах крысы самца, подвергнутого 30 мин ТГЧ облучению перед 3-часовой иммобилизацией. У данного животного обнаружено 149 включений в 100 эритроцитах.
Таким образом, впервые установлено, что электромагнитное излучение терагерцевого диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГц способно препятствовать повышению концентрации катехоламинов в крови в условиях стресса. Кроме того, предлагаемый способ снижения концентрации катехоламинов в крови возможно экстраполировать на больных для лечения ряда заболеваний, сопровождающихся повышенным выделением катехоламинов в кровь (артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца: стабильная и нестабильная стенокардия и другие заболевания сердечно-сосудистой системы).
Способ снижения концентрации катехоламинов в крови в условиях стресса
| Изменение содержания катехоламинов в эритроцитах у крыс-самцов при экспериментальной стресс-реакции и облучении волнами терагерцевого диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176-150,664 ГГЦ | |||
| Группа | контроль (n=15) | стресс (n=22) | ТГЧ облучение + стресс (n=21) |
| 161 (36;233) | 722 (545;791) | 200 (100;267) | |
| Катехоламины | Z1=4.83; | Z1=1.11; | |
| (усл. ед.) | р1=0.000001 | p1=0.268288; | |
| Z2=4.57; | |||
| p2=0.000005 | |||
| Примечания: в каждом случае приведены средняя величина (медиана - Me), нижний и верхний квартили (25%;75%). | |||
| Z1, p1 - по сравнению с группой контроля; | |||
| Z2, р2 - по сравнению с группой животных в состоянии стресса. |
Способ снижения концентрации катехоламинов в крови в условиях стресса, заключающийся в том, что область мечевидного отростка грудины белых крыс перед иммобилизацией облучают электромагнитными волнами терагерцевого 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.
