СПОСОБ СНИЖЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КОРТИКОТРОПИНА В КРОВИ В УСЛОВИЯХ СТРЕССА
METHOD OF DECREASING BLOOD CORTICOTROPHIN CONCENTRATION UNDER STRESS

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для снижения концентрации кортикотропина в крови при стрессах.
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 стресс-реализующих, 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 // Росс. 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 онтнгенеза / 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.l6. - №5. - P.312-315].
Как известно, в основе изменения функционирования организма при стрессе лежит активация стресс-реализующих 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.Пщенникова, 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.].
Лиммитирование стрессорной реакции с целью предотвращения развития болезней адаптации вызывает значительный научный и практический интерес. Еще более перспективным представляется ограничение стрессорной реакции на уровне центральных звеньев стресс-реализующих систем. Фармакокоррекция деятельности стресс-реализующих систем недостаточно разработана в настоящее время. Поэтому перспективным представляется ограничение чрезмерной деятельности стресс-реализующих систем при помощи немедикаментозных методов коррекции. Известно, что мощнейшей стресс-лимитирующей 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 центрального компонента стресс-реализующих систем при помощи электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения (МСИП) оксида азота.
В связи с этим целью настоящего исследования являлось изучение влияния электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота на концентрацию кортикотропина в сыворотке крови крыс, подвергнутых кратковременной и длительной иммобилизации.
В настоящее время не известны способы прямой коррекции избыточной концентрации кортикотропина. Ингибирование выработки кортикотропина возможно только по механизму отрицательной обратной связи путем введения глюкокортикоидов или их синтетических аналогов (например, преднизолона). Однако введение глюкокортикостероидов сопряжено с ярко выраженными побочными эффектами [Лекарственные препараты в России: Справочник. - М.: АстраФарм Сервис, 2006. - 1632 с.]. Это диктует необходимость изыскания неинвазивных физических регуляторов концентрации кортикотропина в крови на основе естественного физиологического регулирования.
2
Нами впервые предложен способ снижения концентрации кортикотропина в сыворотке крови в условиях стресса, включающий облучение животных электромагнитными волнам мощностью 0,7 мВт (плотность мощности потока 0,2 мВт/см) на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц в течение 30 мин.
Проводилось изучение образцов сыворотки крови 40 белых нелинейных крыс-самцов массой 180-220 г.
В качестве модели острого стресса нами использовалась жесткая фиксация на спине в течение 3-х 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]. Известно, что концентрация кортикотропина достигает своего максимума уже через 2-3 минуты от начала действия стрессора, при этом кортикотропин способен быстро разрушаться тканями. Поэтому нами была использована также модель кратковременного стресса в течение 30 минут.
2
2
2
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 см 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 см, составляла 0,2 мВт/см. Доза облучения определялась плотностью мощности, падающей на кожу, и временем облучения. Однократное облучение животных перед иммобилизацией проводилось в течение 30 минут.
Забор крови осуществляли пункцией правых отделов сердца. Концентрацию кортикотропина в крови исследовали методом твердофазного иммуноферментного анализа и реактивов фирмы Biomedica, на иммуноферментном анализаторе Stat Fax 2100.
Исследование проведено на 4-х группах животных:: 1-я - 10 крыс-самцов, подвергнутых 30-минутной иммобилизации; 2-я - 10 крыс-самцов, подвергнутых 30-минутному ТГЧ-облучению на фоне иммобилизации, 3-я группа, содержала 10 крыс-самцов, подвергнутых иммобилизации в течение 3-х часов 30 минут, 4-я группа включала 10 крыс-самцов подвергнутых 30 минутному ТГЧ-облучению на частотах МСИП NO перед 3-х часовой иммобилизацией.
Все животные находились в одинаковых условиях. В группах сравнения проводились такие же манипуляции, сопутствующие облучению, как и у животных опытной групп. 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, что концентрация кортикотропина на 30-й минуте стресса в 2 раза больше концентрации у животных, подвергнутых иммобилизации в течение 3 часов 30 минут. Это связано с угнетением по принципу отрицательной обратной связи выделения кортикотропина глюкокортикостероидами [Киричук В.Ф., Иванов А.Н. Регуляция функций организма. Гуморальная регуляция // Саратов: Изд-во СарГМУ, 2008, - 99 с.].
Установлено, что 30-минутное ТГЧ-облучение перед иммобилизацией в течение 3-х часов вызывает статистически достоверное уменьшение концентрации кортикотропина в сыворотке крови, по сравнению с животными не подвергнутыми ТГЧ-облучению (группа сравнения). Как следует из данных в таблице 1, концентрация кортикотропина у животных, подвергнутых ТГЧ-облучению перед иммобилизацией, в 2,4 раза меньше, чем у животных, не подвергавшихся ТГЧ-воздействию.
Наибольший эффект ТГЧ-волн реализуется именно в первые 30 минут стрессорной реакции, о чем свидетельствуют данные, приведенные в таблице. Так, у животных, подвергнутых 30-минутному облучению на фоне иммобилизации, концентрация кортикотропина в 3,4 раза ниже, чем у животных, подвернгутых 30-минутной иммобилизации без ТГЧ-воздействия, то есть ТГЧ-воздействие препятствует выбросу кортикотропина аденогипофизом.
Таким образом, электромагнитное излучение терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150, 176-150, 664 ГГц оказывает модулирующее действие на протекание стрессорной реакции, препятствуя черезмерной активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы.
В качестве примера приводятся данные 4-х крыс-самцов массой 200, 180, 190 и 210 г соответственно. Первый из них подвергался 30-минутной иммобилизации - концентрация кортикотропина в сыворотке составляла 100 нг/мл; второй подвергался 30-минутному ТГЧ-облучению на фоне иммобилизации - концентрация кортикотропина в сыворотке составляла 28 нг/мл; 3-й подвергался иммобилизации в течение 3-х часов 30 минут концентрация кортикотропина в сыворотке составляла 40 нг/мл; 4-й был подвергнут 30-минутному ТГЧ-облучению перед 3-х часовой иммобилизацией - концентрация кортикотропина в сыворотке составляла 18 нг/мл.
Таким образом, впервые установлено, что электромагнитное излучение терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150, 176-150, 664 ГГц способно препятствовать повышению концентрации кортикотропина в крови в условиях стресса.
Таблица
Изменение содержания кортикотропина в сыворотке крови у крыс-самцов при экспериментальной стресс-реакции и облучении волнами терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 150, 176-150, 664 ГГЦ
Группа
Иммобилизация 30 минут (n=10)
ТГЧ облучение в течение 30 минут на фоне иммобилизации (n=10)
Иммобилизация в течение 3-х часов 30 минут (n=10)
30-минутное ТГЧ-облучение + Иммобилизация в течение 3-х часов (n=10)
Концентрация кортикотропина нг/мл
92,5 (85; 150)
27 (8; 40) Z<sub>1</sub>=3.74; p<sub>1</sub>=0.000183
40 (40; 85) Z<sub>1</sub>=2.72; p<sub>1</sub>=0.006502
17(3; 46) Z<sub>2</sub>=3.33; p<sub>2</sub>=0.000775
Примечания: в каждом случае приведены средняя величина (медиана - Me), нижний и верхний квартили(25%; 75%).
Z<sub>1</sub>, p<sub>1</sub> - по сравнению с группой животных, подвергнутых иммобилизации в течение 30 минут;
Z<sub>2</sub>, p<sub>2</sub> - по сравнению с группой животных, подвергнутых иммобилизации в течение 3 часов 30 минут