Сравнительный анализ модулирующих эффектов при воздействии на организм ЭМИ КВЧ в сочетании с введением стволовых клеток и фитомеланина

Во второй группе животных наблюдались аналогичные изменения, но в сравнении с первой группой отмечается незначительное снижение концентрации гидроперекисей липидов и малонового диальдегида на фоне возрастания активности ката-лазы, супероксиддисмутазы и, как следствие, антиокислитель-ной активности плазмы. Выявленные изменения, вероятно, связаны с возрастанием активности антиоксидантной системы под действием электромагнитного излучения [4,5].

В третьей группе животных с введенными стволовыми клетками наблюдалось прогрессирующее повышение каталаз-ной, супероксиддисмутазной и общей антиокислительной активности плазмы. При этом общая антиокислительная активность плазмы достигала контрольных значений, а активность каталазы превышала показатели нормы. Показатели гидроперекисей липидов и малонового диальдегида снижались и достигали контрольных значений. Показатели, отражающие уровень свободно-радикальных процессов в экспериментальных группах, представлены на лепестковых диаграммах (рис. 1-3).

Рис.3. Сплошной линией отмечены показатели свободно-радикальных процессов в контрольной группе, пунктирной - показатели свободнорадикальных процессов в третьей экспериментальной группе.

1 - Гидроперикиси липидов, ОЕ/мл, 2 - Малоновый диальдегид, мкмоль/л, 3 - Антиокислительная активность плазмы, %, 4 - Активность каталазы, мкат/л, 5 - Супероксиддисмутаза ОЕ/ 1 мг белка эрит-роц.

Выводы. Результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что в патогенезе гипопластического состояния, формирующегося под действием цитостатиков, одним из ключевых механизмов является активация перекисного окисления липидов, характеризующаяся дисбалансом между оксидантами и антиоксидантными системами. Воздействие электромагнитных полей миллиметрового диапазона способствует увеличению каталазной и супероксиддисмутазной активности, но в условиях сформировавшегося патологического процесса не может рассматриваться как фактор, обладающий саногенными эффектами, так как в условиях необратимой утраты морфологического субстрата (клеток красного костного мозга) повышение активности каталазы и супероксиддисмутазы в поврежденных клеточных элементах является механизмом образования дополнительного источника свободных радикалов кислорода, как следствие неконтролируемого синтеза и распада перекиси водорода. При этом нельзя исключать из патогенеза высокую активность атомов железа с переменной валентностью, концентрация которого закономерно повышается при распаде клеток красного костного мозга. Введение стволовых клеток, сопровождающееся модулирующим воздействием ЭМИ КВЧ, способ-

ствует формированию дифференцированных классов клеток с адаптивными физико-химическими параметрами свободнорадикальных процессов и антиокислительных механизмов.

Литература

1. Биорезонансные эффекты при воздействии электромагнитных полей: физические модели и эксперимент: Монография/ О. Ю. Грызлова, Т. И. Субботина, А.А.Хадарцев, А.А.Яшин, С.А.Яшин/ Под.ред. А.А.Яшина: ГУП НИИ НМТ, ООО НИЦ «Матрикс». Москва-Тверь-Тула: ООО «Издательство «Триада», 2007. 160 с.

2. Электромагнитобиология и клинический эксперимент в физиотерапии: Монография / И.Г. Герасимов, Б.И. Лаптев, Е.Ф. Левицкий, А.С. Новиков, Т.И. Субботина, А.А. Хадарцев,

A.А. Яшин, М.А. Яшин. Под ред. А.А. Хадарцева и А.А. Яшина: ГУП НИИ НМТ, ООО НИЦ «Матрикс». Москва-Тверь-Тула: ООО «Издательство «Триада», 2008. 184 с.

3.Саратиков А.С., Ратъкин А.В., Фролов В.Н., Чучалин

B.С. Коррекция токсичности циклофосфана гепатопротектора-ми полифенольной природы. Издательство Сибирского государственного медицинского университета. 2004. Вып. 1. С. 5256.

4. Чуян Е.Н., Джелдубаева Э.Р. Механизмы антиноцицеп-тивного действия низкоинтенсивного миллиметрового излучения: монография. Симферополь: «ДИАЙПИ». 2006. 458 с.

5. Чуян Е.Н., Бирюкова Е.А., Раваева М.Ю. Изменение показателей функционального состояния человека под воздействием низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ / Физика живого // Издательство Научно-исследовательского центра квантовой медицины «Отзывы». 2008. Т. 16. №1. С. 91-98.

EFFECT OF EHF EMR AND STEM CELLS ON THE REGULATION OF FREE RADICAL PROCESSES IN CONDITIONS OF RED BONE MARROW EXPERIMENTAL HYPOPLASIA

D.A. ALIEVA, D.V. IVANOV, V.N. MOROZOV, YE.I. SAVIN,

T.I. SUBBOTINA, A.A. KHADARTSEV, A.A. YASHIN

Tula State University, Medical Institute

The article presents the results of experimental studies of modulating effects of free radical processes of EHF EMR, stem cells, as well as the combined effect of these factors upon the regulation of free radical processes in conditions of red bone marrow hypoplasia.

Key words: electromagnetic radiation of extremely high frequency (EHF EMR), stem cells, free radical processes.

УДК 577.359

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МОДУЛИРУЮЩИХ ЭФФЕКТОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ОРГАНИЗМ ЭМИ КВЧ В СОЧЕТАНИИ

С ВВЕДЕНИЕМ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК И ФИТОМЕЛАНИНА

Д.О. АЛИЕВА, Д.В. ИВАНОВ, В.Н. МОРОЗОВ, Е.И. САВИН,

Т.И. СУББОТИНА, А.А. ХАДАРЦЕВ, А.А. ЯШИН*

В данной статье приведены результаты экспериментального исследования по изучению модулирующего воздействия на организм стволовых клеток, ЭМИ КВЧ и фитомеланина, а так же сочетанного действия этих факторов в условиях гипоплазии красного костного мозга.

Ключевые слова: электромагнитное излучение крайне высокой частоты (ЭМИ КВЧ), стволовые клетки, фитомеланин.

В связи со все более нарастающим применением в медицине стволовых клеток для лечения многих патологических процессов, состояний и заболеваний [1], а также применением для этих же целей электромагнитных полей [2,3,4,5] нами было решено изучить сочетанное действие этих факторов в условиях поражения организма цитостатиками. Ранее нами уже были получены результаты, свидетельствующие о значительном усилении модулирующих эффектов сочетанного воздействия ЭМИ КВЧ и введения в организм стволовых клеток на иммунную систему и антиоксидантную защиту организма относительно изолированного применения стволовых клеток или ЭМИ КВЧ [6,8].

* Тульский государственный университет, медицинский институт

Цель исследования - продолжение изучения указанных выше факторов через сравнение их с эффективностью применения сочетанного воздействия ЭМИ КВЧ и фитомеланина, известного в медицине своими антиоксидантными свойствами.

Материалы и методы исследования. Экспериментальное исследование проводилось на беспородных половозрелых крысах. Изучение активности свободно'-радикальных процессов проводилось в условиях гипоплазии красного костного мозга, которая достигалась путем внутривенного введения 0,1 мл фторурацила. Экспериментальные исследования были разделены на 7 групп:

1) В качестве контрольной группы использовались ин-тактные животные, содержавшиеся в стандартных условиях вивария.

2) Второй группе животных внутривенно вводили фтору-рацил 0,1 мл.

3) Третьей группе животных внутривенно вводили фтору-рацил 0,1 мл, после чего вводили стволовые клетки

4) Четвертая группа животных одновременно с введением цитостатика подвергалась воздействию электромагнитных полей миллиметрового диапазона частотой 37 ГГц, мощностью

0,3 мВт/см2. Продолжительность однократного облучения составила 30 минут, суммарное время воздействия составило 180 мин.

5) Животным пятой группы, кроме воздействия на них ци-тостатиков и ЭМИ КВЧ, осуществлялось введение стволовых клеток.

6) Шестой группе животных вводили цитостатик, после чего вводили фитомеланин.

7) Седьмая группа животных подвергалась введению цитостатика и фитомеланина, а также воздействию на организм ЭМИ КВЧ.

Оценка полученных результатов проводилась на основании морфологического исследования красного костного мозга и состояния свободно-радикальных процессов.

Уровень свободно-радикальных процессов оценивался на основании активности оксидантов и антиоксидантной защиты по стандартным методикам. В качестве исследуемых показателей определяли уровень гидроперекисей липидов, концентрацию малонового диальдегида, антиокислительную активность плазмы, активность каталазы и супероксиддисмутазы.

Результаты и их обсуждение. На основании полученных результатов было установлено, что во второй группе экспериментальных животных после введения фторурацила наблюдается достоверное повышение активности гидроперекисей липидов и малонового диальдегида, сопровождающееся снижением антиокислительной активности плазмы и ключевых ферментов, регулирующих активность свободно-радикальных процессов-каталазы и супероксиддисмутазы, что свидельствует об избыточном накоплении первичных свободных радикалов, обусловленном воздействием на организм цитостатика. По сравнению с контрольной группой (рис. 1) в тканях красного костного мозга животных второй группы выявлены признаки гипоплазии, характеризующиеся уменьшением количества переходных форм (І-ІІІ классов) клеток всех ростков красного костного мозга. Гистологическая картина характеризуется мономорфностью клеточного состава, отсутствием четкой метафазной активности низкодифференцированных клеток, практически отсутствуют переходные клетки миелоидного ростка (рис. 2).

В третьей, четвертой, шестой и седьмой группах наблюдается некоторое снижение концентрации гидроперекисей липидов и малонового диальдегида на фоне возрастания активности каталазы, супероксиддисмутазы и, как следствие, антиокис-лительной активности плазмы по сравнению с животными второй группы. У животных четвертой группы - с введенным цитостатиком, но подвергшихся воздействию ЭМИ КВЧ, в красном костном мозге наблюдалась аналогичная второй экспериментальной группе морфологическая картина, - указывающая на блокаду иммуннокомпетентных клеток (рис. 3).

В красном костном мозге животных третей группы наблюдается увеличение плюрипотентных клеток и появление переходных клеток, но обращает на себя внимание наличие единичных миелобластов с гипертрофированными палочковидными ядрами, что указывает на нарушение процессов диффе-ренцировки (рис. 4).

Наибольшие модулирующие эффекты достигнуты в пятой группе животных. Наблюдается прогрессирующее повышение каталазной, супероксиддисмутазной и общей антиокислитель-ной активности плазмы. При этом общая антиокислительная активность плазмы достигает контрольных значений, а активность каталазы превышает показатели нормы. Показатели гидроперекисей липидов и малонового диальдегида снижаются и достигают контрольных значений. В ткани красного костного мозга наблюдается гиперплазия клеточных элементов, увеличение плюрипотентных клеток и пролиферирующих клеток II-III ряда. Аномально крупные бласты с гипертрофированными ядрами отсутствуют (рис. 5).

Рис.1 Морфологическая картина красного костного мозга животных первой группы (контроль). Увеличение: 019х200 230 тк

Рис.2. Морфологическая картина красного костного мозга животных второй группы. Увеличение: 022х200 230 тк

Морфологическая картина красного костного мозга у животных шестой и седьмой групп по сравнению со второй группой также характеризуется увеличением плюрипотентных клеток и пролиферацией колониеобразующих единиц, что вероятно связано с антиоксидантными свойствами фитомеланина, предотвращающего свободно-радикальные процессы в клетках и стабилизирующего тем самым клеточные мембраны (рис. 6-7).

Рис.3. Морфологическая картина красного костного мозга животных четвертой группы. Увеличение: 023x400 230 тк

Рис.4. Морфологическая картина красного костного мозга животных третьей группы. Увеличение: 014х200 230 тк

Рис.5. Морфологическая картина красного костного мозга животных пятой группы. Увеличение: 034х200 230 тк

Рис.6. Морфологическая картина красного костного мозга животных шестой группы. Увеличение: 5х20

Рис. 7. Морфологическая картина красного костного мозга животных седьмой группы. Увеличение: 6х20

Выводы. Как видно из результатов исследования, при сочетанном воздействии ЭМИ КВЧ и стволовых клеток наблюдается значительное усиление модулирующих эффектов относительно изолированного применения данных факторов. Данный эффект связан с тем, что ЭМИ КВЧ стимулирует механизмы пролиферации и дифференцировки стволовых клеток и это способствует формированию дифференцированных классов клеток с адаптированными физико-химическими параметрами свободно-радикальных процессов и антиокислительных механизмов [6,8]. Применение сочетанного воздействия ЭМИ КВЧ и антиоксиданта фитомеланина характеризуется превышением модулирующих эффектов по сравнению с изолированным применением ЭМИ КВЧ или введением фитомеланина. Следует предположить, что данные результаты обусловлены первичным преобладающим действием фитомеланина как фактора, обладающего наиболее выраженными антиоксидантными свойствами. Таким образом сочетанное воздействие ЭМИ КВЧ и фитомеланина может являться механизмом, направленным на формирование более стабильных, равновесных, стимулирующих биохимических реакций.

Литература

1. Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи «Клеточные исследования и технологии в

современной биомедицине»: Сборник материалов / Под ред. Хадарцева А.А. и Иванова Д.В.-Тула: Тульский полиграфист, 2009. 68 с.

2. Биорезонансные эффекты при воздействии электромагнитных полей: физические модели и эксперимент: Монография / О.Ю. Грызлова, Т.И. Субботина, А.А. Хадарцев, А.А. Яшин, С.А.Яшин / Под.ред. А.А.Яшина: ГУП НИИ НМТ, ООО НИЦ «Матрикс». Москва-Тверь-Тула: ООО«Издательство«Триада», 2007. 160 с.

3. Электромагнитобиология и клинический эксперимент в физиотерапии: Монография / И.Г. Герасимов, Б.И. Лаптев, Е.Ф. Левицкий, А.С. Новиков, Т.И. Субботина, А.А. Хадарцев,

A.А. Яшин, М.А. Яшин. Под ред. А.А. Хадарцева и А.А. Яшина: ГУП НИИ НМТ, ООО НИЦ «Матрикс». Москва-Тверь-Тула: ООО «Издательство «Триада», 2008. 184 с.

4. Чуян Е.Н., Джелдубаева Э.Р. Механизмы антиноцицеп-тивного действия низкоинтенсивного миллиметрового излучения: монография. Симферополь: «ДИАЙПИ». 2006. 458 с.

5. Чуян Е.Н., Бирюкова Е.А., Раваева М.Ю. Изменение показателей функционального состояния человека под воздействием низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ / Физика живого // Издательство Научно-исследовательского центра квантовой медицины «Отзывы». 2008. Т. 16. №1. С. 91-98.

6. Савин Е.И., А.А. Хадарцев, Д.В. Иванов, Т.И. Субботина, Е.И. Савин, В.Н. Морозов. Регуляция свободнорадикальных процессов модулирующим воздействием электромагнитного излучения в сочетании с введением стволовых клеток // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2010. №5. С. 77-79.

7.Саратиков А.С., Ратъкин А.В., Фролов В.Н., Чучалин

B. С. Коррекция токсичности циклофосфана гепатопротектора-ми полифенольной природы // Бюллетень Сибирской медицины: Научно-практический журнал. Издательство Сибирского государственного медицинского университета. 2004. Том 3. №1. С. 52-56.

8. Т.И. Субботина, Е.И. Савин, В.Б. Иванов, П.А. Хренов, Я.А. Чепелева, Е.Н.Бобкова, КМ. Савушкина. Особенности пролиферации и дифференцировки стволовых клеток in vivo в условиях воздействия на организм ЭМИ КВЧ // Образование и здоровье. Экономические, медицинские и социальные проблемы: Сборник статей IV международной научно-практической конференции.-Пенза: Приволжский дом знаний. 2009. С. 89-91.

COMPARATIVE ANALYSIS OF MODULATING EFFECTS OF EHF EMR IMPACT UPON THE ORGANISM COMBINED WITH STEM CELL AND PHYTOMELANIN INTRODUCTION

D.A. ALIEVA, D.V. IVANOV, V.N. MOROZOV, YE.I. SAVIN,

T.I. SUBBOTINA, A.A. KHADARTSEV, A.A. YASHIN

Tula State University, Medical Institute

The article highlights the results of experimental studying modulating effects of stem cells, EHF EMR and phytomelanin upon the organism, as well as the combined effect of these factors in conditions of red bone marrow hypoplasia.

Key words: electromagnetic radiation of extremely high frequency (EHF EMR), stem cells, phytomelanin.

УДК 616.831:591.4:611-018.74

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭНДОТЕЛИАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ СОСУДОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС ПРИ ГОРМОНАЛЬНЫХ ПАТОЛОГИЯХ РАЗЛИЧНОГО ГЕНЕЗА

И.Н. ТЮРЕНКОВ*, А.В. ВОРОНКОВ*, Г.Л. СНИГУР*,

С.В. ПОРОЙСКИЙ*, А.А. СЛИЕЦАНС*, А.И.РОБЕРТУС*

В статье приводятся данные о выраженности нарушений микро-циркуляторного русла и эндотелия кровеносных сосудов головного мозга крыс с экспериментально вызванными недостаточностью половых гормонов и стрептозотоцин-индуцированным сахарным диабетом. На основании полученных данных были выделены и предложены наиболее достоверные критерии функциональной и морфологической оценки изменений функции эндотелия сосудов,

* Волгоградский государственный медицинский университет, Кафедра фармакологии и биофармации ФУВ ВолГМУ, кафедра патологической анатомии ВолГМУ, 400131, Россия, г. Волгоград, пл. Павших борцов, 1, тел.: (8442) 97-81-80, е-таП: prohor.77@mail.ru

позволяющих с помощью ультразвуковой допплерографии и световой микроскопии оценить выраженность эндотелиальной дисфункции в сосудах головного мозга при различных повреждающих факторах.

Ключевые слова: эндотелиальная дисфункция, допплерография, световая микроскопия.

По современным научным представлениям эндотелию отводится значительная роль в регулировании местных процессов гемостаза, пролиферации, миграции клеток крови в сосудистую стенку, регуляции сосудистого тонуса [5]. Нарушение функции эндотелия (дисфункция) и, соответственно, нарушение кровообращения вследствие воздействия различных повреждающих факторов приводит к развитию осложнений со стороны сердечно-сосудистой системы [8].

Ранняя диагностика и своевременная фармакологическая коррекция эндотелиальной дисфункции помогут избежать и сократить количество развития хронических инвалидизирую-щих состояний (диабетические микро-и макроангиопатии) и осложнений хронической недостаточности половых гормонов и т.д. [6].

Совершенствование современных методов исследования функционального и морфологического состояния эндотелия способствует углублению понимания роли эндотелиальной дисфункции в патогенетических механизмах развития и клинических проявлениях заболеваний сердечно-сосудистой системы, выявлению интимных механизмов функционирования эндотелиальной выстилки, как в норме, так и при патологии [2].

Для оценки структурного состояния эндотелиоцитов сосудистой стенки на сегодняшний день существуeт различный комплекс методов морфологического исследования: флуоресцентная микроскопия, иммуногистохимическое исследование, электронная микроскопия, и т.д. Большинство этих методов требует переоснащения гистологических лабораторий и специально обученного персонала [7]. Однако до настоящего времени четко не определены достоверные морфологические критерии эндотелиальной дисфункции при рутинной светооптической микроскопии, которые позволят повысить информативность гистологической оценки и верифицировать степень тяжести данного патологического процесса без использования дорогостоящих методик. Кроме того, нарушение функции эндотелия может быть диагностировано с помощью относительно простых и недорогих функциональных тестов, например, ультразвуковой допплерографии [9].

Цель исследования - выявление наиболее достоверных морфологических и функциональных критериев эндотелиальной дисфункции (с помощью комплексного морфофункционального подхода) в сосудах головного мозга на фоне экспериментальной недостаточности половых гормонов и стрептозотоцин-индуцированного сахарного диабета.

Материалы и методы исследования. Протокол экспериментальной части исследования был согласован с Региональным этическим комитетом (протокол № 54-2007 от 28.04.2007 г.). Работа выполнена на самках крыс линии Вистар, массой 220-250 г. В эксперименте было использовано 48 крыс, разделенных на 4 группы, по 12 животных в каждой. Первую группу составили интактные животные, вторую - ложнооперированные (данной группе был проведен весь комплекс хирургических мероприятий, кроме экстерпации матки матки с придатками). В третьей группе животных для развития эндотелиальной дисфункции нами была использована экспериментальная модель развития недостаточности половых гормонов в результате экс-терпации матки с придатками (патент № 2374699 от 27.11.2009 г.). В четвертой группе животных моделировался стрептозото-цин-индуцированный диабет путем однократного внутривенного введения стрептозотоцина в дозе 45 мг/кг (Sigma, США). Через 72 часа после введения стрептозотоцина в четвертой группе животных производили количественное определение глюкозы в крови ферментативным (глюкозооксидазным методом) с измерением величины оптической плотности надосадоч-ной жидкости в кюветах с длиной оптического пути 10 мм при длине волны 500 (490-540) нм на спектрофотометре (ПЭ-5400В, ЭКРОС) с использованием наборов «Глюкоза ФКД» (Россия). В дальнейший эксперимент производили набор животных с уровнем сахара крови 12-15 ммоль/л, то есть крыс с развившимся сахарным диабетом.