СПОСОБ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ МИКРОСОСУДИСТОГО ЭНДОТЕЛИЯ

Полезная модель относится к области биофизики, основной задачей которой является изучение влияния физических факторов различной природы и интенсивности на функциональное состояние организма.
Эндотелий сосудов представляет собой слой уплощённых клеток мезенхимного происхождения, выстилающий изнутри всё сосудистое ложе. Функции эндотелия складываются как баланс регуляторных субстанций, определяющих целостную работу системы кровообращения и поддержание гомеостаза путем регуляции равновесного состояния противоположных процессов: а) тонуса сосудов (вазодилатация/вазоконстрикция); б) анатомического строения сосудов (синтез/ингибирование факторов пролиферации); в) гемостаза (синтез и ингибирование факторов фибринолиза и агрегации тромбоцитов); г) местного воспаления (выработка про- и противовоспалительных факторов) [Furchgott R.F., Zawadszki J.V., 1980; Lusher T.F., Barton M., 1997;]. В связи с такой обширной функциональной активностью нарушения эндотелия играют ключевую роль в патогенезе ряда системных патологий, таких как атеросклероз, гипертония, инсульты и т.д. [Поливода, 2005].
Прототипом изобретения является способ оценки изменения показателей микроциркуляции [Пат. 49645 Украiна, МПК (2010) А61 N 2/00 Cnoci6 ощнки змши показниюв мжроциркуляци людини / О.М. Чуян, Н.С. Tpi6paT, М.Ю. Раваева: заяв. та власник Тавршський нац. ун-т iм. B.I. Вернадського. - № и 2009 10108; заявл. 05.10.2009; Опубл. 11.5.2010, Бюл. № 9].
2
Способ включает действие низкоинтенсивным электромагнитным излучением крайне высокой частоты (ЭМИ КВЧ) или действие миллиметровым (мм) излучением с диной волны 7,1 мм частотой излучения 42,4 ГГц, плотностью потока мощности 0,1 мВт/см, снятие показателей микроциркуляции с поверхности кожи в области симметричных биологически активных точек (БАТ) GI-4, при этом на область БАТ GI-4 в области правой кисти помещают зонд лазерной допплеровской флоуметрии, второй помещают на область на область GI-4 левой руки, проводят оптическое зондирование тканей монохроматическим излучением в течение 10 минут перед действием электромагнитного излучения крайне высокой частоты, потом влияют низкоинтенсивным электромагнитным излучением и производят 30-тиминутную запись лазерной допплеровской флоуметрии и регистрируют эффект последействия сразу после излучения мм-излучением в течение 10 минут.
Недостатком прототипа является невозможность оценить функциональную активность микрососудистго эндотелия в реализации биологической эффективности действия низкоинтенсивного миллиметрового излучения на микрососуды.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствовать способ оценки функциональной активности микрососудистого эндотелия при курсовом действии низкоинтенсивного миллиметрового излучения путем проведения фармакологической пробы при курсовом действии низкоитенбсивного миллиметрового излучения.
2
Поставленная задача решается тем, что в способе оценки функциональной активности микрососудистого эндотелия, который включает действие низкоинтенсивным электромагнитным излучением крайне высокой частоты с длиной волны 7, 1 мм, частотой 42,2 ГГц, плотностью потока мощности 0,1 мВт/см, снятие показателей микроциркуляции с поверхности
кожи, оптическое зондирование ткани монохроматическим излучением в течение 10 минут до действия электромагнитного излучения крайне высокой частоты, действие низкоинтенсивным электромагнитным излучением и проведение 30-тиминутной записи лазерной допплеровской флоуметрии, согласно полезной модели, проводят ионофорез на внешней поверхности правого предплечья возле лучезапястного сустава, используя эндотелий-зависимый вазодилататор и эндотелий-независимый вазодилататор в течение 1 дня, воздействуют низкоинтенсивным излучением крайне высокой частоты на область БАТ GI-4, регистрируют изменения потока крови, рассчитывают величину резерва кожного кровотока, функциональную активность эндотелия, соотношения амплитудных значений эндотелиальных ритмов во время проведения ионофореза, потом в течение трех дней воздействуют низкоинтенсивным электромагнитным излучением крайне высокой частоты, на следующий день проводят ионофорез и воздействуют низкоинтенсивным излучением крайне высокой частоты, регистрируют изменения потока крови, в течение следующих четырех дней воздействуют низкоинтенсивным излучением крайне высокой частоты, затем снова проводят ионофорез, воздействуют низкоинтенсивным излучением крайне высокой частоты, регистрируют показатели потока крови и, по результатам сравнения показателей изменения потока крови, зарегистрированных в первый день и десятый день оценивают функциональную активность микрососудистого эндотелия. Способ обеспечивает увеличение параметров функциональной активности эндотелия. Способ реализуется следующим образом.
Для оценки функциональной активности микрососудистого эндотелия при воздействии миллиметровым излучением был проведен ряд экспериментов, в которых принимали участие 30 студентов-волонтеров женского пола в возрасте от 18 до 23 лет, условно здоровых, не имеющих хронических заболеваний.
Исходный уровень активности микрососудистого эндотелия определяли путем проведением фармакологической пробы
Суть фармакологической пробы заключается в сравнении сосудистых реакций при эндотелий-зависимой вазодилатации (ЭЗВ) и эндотелий-независимой вазодилатации (ЭНЗВ). При этом, ЭЗВ развивается при аппликации веществ, например, ацетилхолина (АХ), вызывающего активацию ферментных систем, локализованных в эндотелии, что, в конечном счете, приводит к высвобождению оксида азота (NO) эндотелиоцитами. ЭНЗВ развивается в ответ на введение некоторых нитросоединений, являющихся донорами NO, которые непосредственно вызывают расслабление гладкомышечных клеток сосудов, как например, нитропруссид натрия (НП). Таким образом, выраженность сосудистого ответа при ЭЗВ в сравнении с таковым при ЭНЗВ свидетельствует о реактивности микрососудистого эндотелия, обусловленной изменением продукции NO. Тест с АХ проводят для выявления реактивности микрососудистого эндотелия, при этом, в пользу нормальной активности эндотелия свидетельствует выраженность вазодилататорных реакций в ответ на введение АХ. Испытуемые во время исследования находились в положении лежа. Проведение фармакологической пробы реализовывалось с помощью блока для организации функциональных проб "ЛАКК-ТЕСТ". К ионофоретическому пробнику блока подводились растворы апплицируемых веществ. При этом пробник фиксировался на наружной поверхности правого предплечья вблизи лучезапястного сустава. Электрод противоположной полярности фиксировался на запястье другой руки. Аппликацию АХ и НП проводили последовательно на расстоянии не менее 5 см друг от друга.
Во время проведения фармакологической пробы одновременно осуществляли регистрацию показателей тканевого кровотока с использованием метода лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ). В основе метода лежит регистрация изменения потока крови в микроциркуляторном русле при помощи зондирования ткани лазерным излучением с последующей обработкой отраженного от ткани излучения, основанной на эффекте Допплера. ЛДФ-метрию проводили с использованием анализатора микроциркуляции "ЛАКК-02" во втором исполнении (Россия, "Лазма") с источником лазерного излучения, работающим на длине волны 0,8 мкм. ЛДФ-зонд при этом фиксировался в области проведения ионофореза -на наружной поверхности правого предплечья вблизи лучезапястного сустава. Во время записи ЛДФ-граммы осуществляется регистрацию изменения потока крови (перфузии ткани кровью) в зондируемом объеме - показателя микроциркуляции (ПМ).
Фармакологическую пробу проводили по следующей схеме: регистрация исходного уровня тканевого кровотока в течение 1 минуты → регистрация кровотока во время проведения ионофореза 1% раствором АХ в течение 3 минут при силе тока 5 мкА -" регистрация динамики перфузии в период восстановления после ионофореза в течение 6 минут.
По аналогичной схеме проводили фармакологическую пробу с 1% раствором НП. По результатам фармакологической пробы оценивали резерв капиллярного кровотока (РКК), характеризующий максимальный прирост показателя микроциркуляции в процентах, отмечаемый при ионофоретическом введении АХ (РКК(АХ)) и НП (РКК(НП)), относительно исходных значений показателя перфузии, который рассчитывали по формуле:
где ПМ - показатель микроциркуляции. Поскольку известно, что АХ вызывает активацию ферментных систем, локализованных в эндотелии, приводя к высвобождению NO эндотелиоцитами, который, воздействуя на гладкомышечные клетки сосудов, приводит к вазодилатации и увеличению потока крови, в то время как реакция на НП, как донора NO, отражает релаксацию сосудов, вызванную непосредственным действием препарата на гладкую мускулатуру. Следовательно, степень выраженности прироста уровня перфузии при введении АХ в сравнении с таковым при ведении НП отражает функциональную активность эндотелия (ФАЭ), выражающуюся в способности его к выработке вазодилататора NO. Данный показатель рассчитывали по формуле:
Оценивали амплитуды эндотелиальных колебаний (Аэ) кожного кровотока, регистрируемые в ЛДФ-грамме, полученные при действии АХ (Аэ(АХ)) и НП (Аэ(НП)), в результате вейвлет-преобразования.
Рассчитывали показатель, характеризующий соотношение амплитудных значений эндотелиальных ритмов, полученных при аппликации АХ, относительно данных этого показателя, полученных при введении НП, который вычисляли по формуле:
2
Все испытуемые подвергались экспериментальному действию низкоинтенсивного миллиметрового излучения или ЭМИ КВЧ ежедневно в течение 10 дней, с экспозицией - 30 минут с помощью одноканального аппарата "РАМЕД. КВЧ ЭКСПЕРТ-01" (длина волны - 7,1 мм, плотность потока мощности - 0,1 мВт/см) на область биологически активной точки (БAT) GI-4 правой руки.
С целью оценки коррекционного воздействия миллиметрового излучения на микрососудистый эндотелий фармакологическую пробу проводили повторно после 1, 5 и 10 сеансов воздействия миллиметрового излучения.
Динамика показателя реакции капиллярного кровотока (в %), полученная при ионофорезе ацетилхолин хлорида и нитропруссида натрия во время курсового воздействия ЭМИ КВЧ приведена на фиг. 1, где * - достоверность значений (р≤0,05), между показателями РКК(АХ) и РКК(НП), по критерии Манна-Уитни; Δ - достоверность различий (р≤0,05) относительно значений показателя РКК(АХ), полученных до действия ЭМИ КВЧ по критерию Вилкоксона. Динамика показателя функциональной активности эндотелия (в %), получена при курсовом воздействии ЭМИ КВЧ приведена на рис. 2, где * - достоверность различий (р≤0,05) между показателями РКК(АХ) и РКК(НП), по критерию Манна-Уитни. Динамика показателя амплитуд эндотелиальных ритмов (перф.ед.), полученных при аппликации АХ (Аэ(АХ)) и НП (Аэ(НП)) в период проведения ионофореза (А) и в период восстановления (Б) при курсовом действии мм излучения приведена на фиг. 3, где* -достоверность различий (р≤0,05) между показателями Аэ(АХ) и Аэ(НП) по критерию Манна-Уитни; Δ - достоверность различий (р≤0,05) относительно значений показателя Аэ(АХ), зафиксированных до КВЧ-воздействия по критерию Вилкоксона.
По результатам проведения фармакологической пробы было показано, что низкоинтенсивное миллиметровое излучение способствует значительному приросту показателя РКК при ионофоретическом введении АХ в сравнении с данным показателем, полученным при введении НП после первого, пятого и десятого сеансов КВЧ-воздействия на 48,39% (р≤0,05), 78,76% (р≤0,05) и 63,98% (р≤0,05) соответственно (Фиг 1).
Дополнительным свидетельством увеличения реактивности микрососудистого эндотелия при курсовом воздействии ЭМИ КВЧ является увеличение уровня РКК при аппликации АХ относительно фоновых значений данного показателя, что свидетельствует об увеличении функциональной активности микрососудистого эндотелия. В частности, наблюдалось увеличение уровня РКК(АХ) после пятого и десятого сеансов воздействия ЭМИ КВЧ на 41,55% (р≤0,05) и 37,95% (р≤0,05) соответственно. При этом, динамика показателя РКК(НП) при действии мм излучения характеризовалась лишь незначительной тенденцией к росту (Фиг. 1).
Анализ динамики амплитуд эндотелиальных ритмов подтвердил увеличение реактивности микроваскулярного эндотелия, что проявилось в значительном приросте амплитуд эндотелиального генеза при введении АХ, отмечаемых в ЛДФ-грамме после сеансов КВЧ-воздействия в сравнении со значениями соответствующего показателя, зарегистрированными при введении НП (Фиг. 3). Так, уже после однократного сеанса КВЧ-воздействия отмечалось увеличение показателя Аэ(АХ/НП) в период восстановления на 35,20% (р≤0,05). После пятого и десятого сеансов воздействия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ отмечался прирост данного показателя, как в период проведения ионофореза, так и в период восстановления максимально на 51,71% (р≤0,05) и 33,94% (р≤0,05) соответственно. Наряду с этим, было зарегистрировано увеличение амплитуд эндотелиальных колебаний относительно значений этого показателя, полученных при ионофоретическом введении АХ до КВЧ-воздействия. Так, рост показателя Аэ(АХ) отмечался как в период проведения ионофореза, так и в период восстановления, увеличиваясь после первого, пятого и десятого сеансов КВЧ-воздействия максимально на 13,82% (р≤0,05), 48,17% (р≤0,05) и 42,68% (р≤0,05) соответственно.
Дополнительным свидетельством увеличения реактивности микрососудистого эндотелия при курсовом воздействии ЭМИ КВЧ является увеличение уровня ФАЭ после первого, пятого и десятого сеансов КВЧ-воздействия на 48,39% (р≤0,05), 78,76% (р≤0,05) и 63,98% (р≤0,05) соответственно (Фиг. 2). Поскольку показатель ФАЭ отражает способность эндотелия к выработке NO [Kvernmo H.D., 1999], следовательно, рост данного показателя, наблюдаемый после сеансов КВЧ-воздействия, свидетельствует об увеличении активности микрососудистого эндотелия к продукции NO.
Таким образом, низкоинтенсивное миллиметровое излучение способствует увеличению параметров функциональной активности эндотелия. Указанный эффект проявляется уже после первого сеанса действия миллиметрового излучения; более выраженные изменения функциональной активности микрососудистого эндотелия при действии миллиметрового излучения отмечаются после пятого и десятого сеансов.
Фиг.1 - Динамика показателя реакции кожного кровотока (в %), полученного при ионофорезе ацетилхолин хлорида и нитропруссида натрия во время курсового воздействия
Фиг. 2 - Динамика показателя функциональной активности эндотелия (в %), полученная во время курсового воздействия ЭМИ КВЧ
Фиг. 3 - Динамика показателя амплитуд эндотелиальных ритмов (перф.ед.), полученных при аппликации АХ (Аэ(АХ)) и НП (Аэ(НП)) в период проведения ионофореза (А) и в период восстановления (Б) при курсовом действии мм излучения.