Введение к работе
Актуальность работы
Интерес к профилактике и лечению сердечно-сосудистых заболеваний определен широким распространением ишемической болезни сердца (ИБС), её ведущей ролью в причинах нетрудоспособности и смертности населения, что придает проблеме не только медицинское, но и социальное значение [Тожиев М.С., Шестов Д.Б., Воробьев В.И., 2000]. Наиболее драматичным заболеванием в кардиологии обычно считается инфаркт миокарда [Чазов Е.И., 1992]. Однако примерно у 75 % больных развитию инфаркта миокарда предшествуют появление или нарастание частоты и интенсивности приступов стенокардии, а также резкое снижение ”положительного ответа” на проводимую терапию базовыми препаратами [Чазов Е.И., 1992; Руксин В.В., 2003]. Данное состояние классифицируется как "нестабильная стенокардия" - транзиторный синдром, отражающий нарастание коронарной недостаточности и являющийся формой ИБС промежуточной между стабильной стенокардией и инфарктом миокарда [Чазов Е.И., 1992; Поздняков Ю.М., 1997; Руксин В.В., 2003].Среди больных с диагностированной нестабильной стенокардией в течение года умирают 9-12% и у 12-14% больных развивается нефатальный инфаркт миокарда [Сыркин А.Л., 1993; Власов В.В., 2001].
Одним из основных патогенетических механизмов дестабилизации течения стенокардии напряжения является дезорганизация четко консолидированных систем гемореологии, гемостаза, иммунитета, а также состояния атеросклеротической бляшки и эндотелия сосудистой стенки [Затейщикова А.А., 1998; Бокарев И.Н., 2000; Бувальцев В.И. , 2001].
В связи с этим крайне важными являются методы лечения больных нестабильной стенокардией, направленные, в том числе, на нормализацию функционального состояния системы гемостаза [Баркаган З.С., Момот А.П., 2001].
Существующие в настоящее время медикаментозные методы коррекции функций системы гемостаза у больных ИБС (антиагрегантные, антикоагулянтные и тромболитические препараты) нередко оказываются недостаточно эффективными, требуют тщательного лабораторного и клинического контроля во время применения, имеют широкий спектр противопоказаний и побочных эффектов [Баркаган З.С., Момот А.П., 2001].
Таким образом, очевидна необходимость совершенствования методов лечения пациентов с нестабильной стенокардией и поиска новых альтернативных терапевтических подходов.
Кардиологическая практика последних 12-15 лет показала перспективность использования в этом направлении КВЧ и ТГЧ – терапии [Паршина С.С., Киричук В.Ф., 1991; Паршина С.С., Киричук В.Ф., Головачева Т.В., 1995; Киричук В.Ф., Головачева Т.В., Чиж А.Г., 1999; Паршина С.С., Головачева Т.В., Старостина Н.В. и соавт., 2000].
Терагерцовый диапазон частот интересен, прежде всего, тем, что именно в нем находятся молекулярные спектры излучения и поглощения (МСИП) различных клеточных метаболитов (NO, CO, активные формы кислорода и др.) [Башаринов А.Е. и соавт., 1968; Мериакри В.В., 2002; Бецкий О.В., Креницкий А.П., Майбородин А.В. и соавт., 2003; L.S. Rothman, A. Barbe, D. Chris Benner et. al., 2003]. Изучение биологических эффектов ТГЧ-излучения представляет значительный интерес как для теоретической, так и для практической медицины. Наибольший интерес вызывает электромагнитное излучение на частотах МСИП оксида азота, который является универсальным регулятором физиологических и метаболических процессов в отдельной клетке и в организме в целом, функционируя как сигнальная молекула практически во всех органах и тканях человека и животных [Снайдер С.Х., Бредт Д.С., 1992; Марков Х.М., 1996; Moncada S., Palmer R.U., Higgs E.A., 1995; Moncada S., 1999; Ignarro L.G., Cirino G., Casini A., 1999; Murad F., 2003].
Это диктует необходимость изыскания неинвазивных физических регуляторов образования и секреции эндогенного оксида азота на основе естественных физиологических процессов. Перспективным с этой точки зрения является использование низкоинтенсивного терагерцового излучения на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота [Киричук В.Ф., Антипова О.Н., Креницкий А.П., 2004; Киричук В.Ф., Иванов А.Н., Антипова О.Н. и соавт., 2004].
В доступной литературе не обнаружено сведений, характеризующих влияние ТГЧ-излучения на частотах МСИП оксида азота (NO) 240 и 400 ГГц на внутрисосудистый компонент системы микроциркуляции [Киричук В.Ф., Андронов Е.В., Креницкий А.П. и соавт., 2005; 2006].
Все вышеперечисленное послужило основанием для разработки оптимальных режимов воздействия излучением терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 240 и 400 ГГц, при которых возможно восстановление нарушенного внутрисосудистого компонента микроциркуляции.
Цель исследования
Изучить закономерности и механизмы воздействия волн терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 240 и 400 ГГц на состояние внутрисосудистого компонента микроциркуляции и разработать наиболее эффективные режимы облучения на указанных частотах, обеспечивающие нормализацию агрегационной функции тромбоцитов, реологии крови, коагуляционного гемостаза и фибринолиза у больных нестабильной стенокардией и экспериментальных животных в условиях оксидативного стресса.
Задачи исследования
-
Установить характер изменений агрегационной функции тромбоцитов, реологических свойств крови, коагуляционного гемостаза и фибринолиза у больных нестабильной стенокардией для последующего изучения закономерностей влияния терагерцовых волн на частотах МСИП оксида азота на внутрисосудистый компонент микроциркуляции.
-
Изучить особенности влияния электромагнитного излучения терагерцового диапазона частотой МСИП оксида азота 240 ГГц в условиях in vitro на измененные показатели агрегационной активности тромбоцитов, вязкостных свойств крови и функциональных параметров эритроцитов, коагуляционного потенциала и фибринолитической активности крови, находящихся в естественном электромагнитном поле, больных нестабильной стенокардией и установить его корригирующее воздействие в зависимости от продолжительности облучения.
-
Провести сравнительную оценку эффективности воздействия электромагнитного излучения терагерцового диапазона частоты МСИП оксида азота 400 ГГц по сравнению с частотой 240 ГГц на измененные показатели агрегационной активности тромбоцитов, находящихся в естественном электромагнитном поле, больных нестабильной стенокардией.
-
Изучить особенности влияния электромагнитного излучения терагерцового диапазона частотой МСИП оксида азота 240 ГГц в условиях in vitro на измененные показатели агрегационной активности тромбоцитов, вязкостных свойств крови и функциональных параметров эритроцитов, коагуляционного потенциала и фибринолитической активности крови, находящихся в скрещенных магнитном и электрическом полях, больных нестабильной стенокардией и установить его корригирующее воздействие в зависимости от продолжительности облучения.
-
Провести сравнительную оценку эффективности воздействия облучения терагерцовыми волнами на частоте МСИП оксида азота 240 ГГц на внутрисосудистый компонент микроциркуляции в зависимости от нахождения образцов крови в естественном электромагнитном поле или в скрещенных магнитном и электрическом полях.
-
Выявить характер изменений агрегационной активности тромбоцитов, реологических свойств крови, коагуляционного потенциала и фибринолитической активности крови на внутрисосудистый компонент микроциркуляции у белых крыс-самцов в состоянии острого оксидативного стресса.
-
Изучить особенности влияния электромагнитного излучения терагерцового диапазона частотой МСИП оксида азота 240 ГГц на измененные показатели агрегационной активности тромбоцитов, вязкостных свойств крови и функциональных параметров эритроцитов, коагуляционного потенциала и фибринолитической активности крови белых крыс-самцов в состоянии острого оксидативного стресса.
-
Установить роль и значение эндогенного оксида азота в механизмах корригирующего влияния электромагнитного излучения терагерцового диапазона частотой МСИП оксида азота 240 ГГц на измененные показатели агрегационной активности тромбоцитов, вязкостных свойств крови и функциональных параметров эритроцитов, коагуляционного потенциала и фибринолитической активности крови крыс в состоянии оксидативного стресса на фоне введения блокатора эндотелиальной NO-синтазы L-Name.
Научная новизна
Впервые изучено влияние электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частоте молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 240 ГГц на агрегационную активность тромбоцитов, реологические свойства крови, коагуляционный потенциал и фибринолитическую активность крови больных нестабильной стенокардией в условиях in vitro.
Показано, что облучение терагерцовыми волнами на частоте МСИП оксида азота 240 ГГц в условиях in vitro приводит к нормализации показателей, характеризующих агрегационную активность тромбоцитов, реологические свойства крови, коагуляционный потенциал и фибринолитическую активность крови больных нестабильной стенокардией.
Выявлена зависимость эффективности влияния электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частоте молекулярного спектра оксида азота 240 ГГц в условиях in vitro на измененные показатели функциональной активности тромбоцитов, реологических свойств крови, коагуляционного потенциала и фибринолитической активности крови, находящейся в естественном электромагнитном поле, больных нестабильной стенокардией. Наиболее эффективным в восстановлении измененных показателей является 15 - минутный режим облучения.
Установлена зависимость эффективности влияния электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частоте молекулярного спектра оксида азота 240 ГГц в условиях in vitro на измененные показатели функциональной активности тромбоцитов, реологических свойств крови, коагуляционного потенциала и фибринолитической активности крови, находящейся в скрещенных магнитном и электрическом полях, больных нестабильной стенокардией. Наиболее эффективными в восстановлении измененных показателей являются 15 и 30 - минутные режимы облучения.
Впервые для коррекции нарушенной функциональной активности тромбоцитов больных нестабильной стенокардией в условиях in vitro использован режим облучения терагерцовыми волнами на частоте 400 ГГц. Полученный положительный результат указывает на необходимость дальнейшего изучения использования данного режима облучения для коррекции измененных показателей системы микроциркуляции у больных кардиологического профиля.
Показано, что у крыс в состоянии оксидативного стресса, имитирующего аналогичные изменения при эндотелиальной дисфункции у больных нестабильной стенокардией, наблюдаются усиление агрегационной активности тромбоцитов, изменение реологических свойств крови - повышение вязкости крови, агрегационной способности эритроцитов, а также их деформируемости, выраженные гиперкоагуляционные изменения в системе гемостаза и угнетение фибринолитической активности крови.
Впервые установлено, что эффект нормализующего эффекта терагерцового излучения на частоте МСИП оксида азота 240 ГГц на измененные показатели агрегационной активности тромбоцитов, реологических свойств крови, коагуляционного потенциала и фибринолитической активности крови основан на активации эндотелиальной NO-синтазы, ответственной за физиологический синтез оксида азота.
Экспериментально обоснована перспектива использования терагерцового излучения на частоте МСИП оксида азота 240 ГГц в клинической практике для нормализации измененных показателей агрегационной активности тромбоцитов, реологических свойств крови, коагуляционного потенциала и фибринолитической активности крови у больных кардиологического профиля.
Имеется перспектива дальнейшего исследования терагерцового излучения на частоте МСИП оксида азота 400 ГГц для обоснования его применения в клинической практике.
Практическая значимость
Впервые представлена новая концепция о механизме влияния электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частоте оксида азота на состояние внутрисосудистого компонента микроциркуляции за счет изменения активности ферментативных систем организма и естественных клеточных медиаторов, в частности, эндотелиальной NO-синтазы и эндогенного оксида азота.
В работе изучены особенности и механизмы воздействия электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах МСИП оксида азота 240 ГГц на агрегационную активность тромбоцитов, реологические свойства крови, коагуляционный потенциал и фибринолитическую активность крови как в условиях in vitro, так и in vivo.
Разработаны оптимальные временные режимы облучения электромагнитными волнами терагерцового диапазона частот, обеспечивающие наиболее оптимальную коррекцию изменений агрегационной активности тромбоцитов, реологических свойств крови, коагуляционного потенциала и фибринолитической активности крови в условиях in vitro у больных нестабильной стенокардией и у экспериментальных животных при остром оксидативном стрессе.
Полученные результаты положительного корригирующего влияния электромагнитного излучения на частоте МСИП оксида азота на внутрисосудистый компонент микроциркуляции являются экспериментальным обоснованием возможности применения электромагнитных волн терагерцового диапазона на частотах оксида азота 240 и 400 ГГц в клинической практике для нормализации гемореологических и коагуляционных сдвигов у больных кардиологического профиля.
Работа является фрагментом отраслевой научно-исследовательской программы №9 «Этиопатогенез, диагностика и лечение заболеваний крови» на тему: «Исследование влияния на сложные биологические системы электромагнитных колебаний на частотах молекулярных спектров излучения и поглощения веществ, участвующих в метаболических процессах», согласно договору №005/037/002 от 25 сентября 2001 г. с МЗ и СР РФ.
Основные положения, выносимые на защиту
-
У больных нестабильной стенокардией изменен внутрисосудистый компонент микроциркуляции, проявляющийся повышением функциональной активности тромбоцитов, увеличением вязкости крови при всех скоростях сдвига, возрастанием агрегационной способности эритроцитов и снижением их деформируемости, выраженными гиперкоагуляционными изменениями в системе гемостаза за счет усиления формирования кровяной и тканевой протромбиназы, активации 3-ей фазы процесса свертывания крови и угнетением фибринолитической активности крови.
-
Влияние электромагнитного излучения ТГЧ - диапазона на частоте МСИП оксида азота 240 ГГц в условиях in vitro на измененные показатели агрегационной активности тромбоцитов, вязкостных свойств крови и функциональных параметров эритроцитов, коагуляционного потенциала и фибринолитической активности крови, находящейся в естественном электромагнитном поле, у больных нестабильной стенокардией зависит от времени облучения: наиболее эффективным является 15 - минутный режим воздействия, при котором наблюдается частичное восстановление исследуемых показателей внутрисосудистого компонента микроциркуляции.
-
Облучение обогащенной тромбоцитами плазмы крови больных нестабильной стенокардией терагерцовым излучением на частоте МСИП оксида азота 400 ГГц приводит к восстановлению нарушенной агрегационной активности тромбоцитов больных нестабильной стенокардией и является более эффективным по сравнению с режимом облучения на частоте 240 ГГц.
-
Влияние электромагнитного излучения ТГЧ - диапазона на частоте МСИП оксида азота 240 ГГц в условиях in vitro на измененные показатели агрегационной активности тромбоцитов, вязкостных свойств цельной крови и функциональных параметров эритроцитов, коагуляционного потенциала и фибринолитической активности крови, находящейся в скрещенных магнитном и электрическом полях, у больных нестабильной стенокардией зависит от времени облучения: наиболее эффективными являются 15 и 30 - минутные режимы воздействия, при которых наблюдается частичное восстановление исследуемых показателей.
-
Острый оксидативный стресс у белых крыс-самцов сопровождается усилением агрегационной активности тромбоцитов, изменением реологических свойств крови – повышением вязкости крови, агрегационной способности эритроцитов, а также их деформируемости; наблюдаются выраженные гиперкоагуляционные изменения в системе гемостаза и угнетение фибринолитической активности крови.
-
Электромагнитное излучение терагерцового диапазона на частоте МСИП оксида азота 240 ГГц способно частично восстанавливать изменения функциональной активности тромбоцитов, вязкостных свойств цельной крови и функциональных параметров эритроцитов, коагуляционного потенциала и фибринолитической активности крови у белых крыс-самцов в состоянии острого оксидативного стресса.
-
Введение блокатора эндотелиальной NO-синтазы L-Name животным, находящимся в состоянии острого оксидативного стресса и облученным в течение 15 минут терагерцовыми волнами на частоте МСИП оксида азота 240 ГГц, предотвращает нормализующий эффект терагерцового излучения на частоте МСИП оксида азота 240 ГГц на измененные показатели агрегационной способности тромбоцитов, реологических свойств крови, коагуляционного потенциала и фибринолитической активности крови.
Полученные результаты используются в процессе преподавания на кафедре нормальной физиологии ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ Росздрава» и на кафедре физиологии человека и животных ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского».
Основные положения работы доложены на 2-й Международной конференции «Патофизиология и современная медицина» (Москва, 2004); на 1 Общероссийском съезде и V ежегодной конференции «Сердечная недостаточность 2004» (Москва, 2004); на 2-й Всероссийской научной конференции «Клиническая гемостазиология и гемореология в сердечно-сосудистой хирургии» (Москва, 2005); на Всероссийской конференции «Гемореология в микро- и макроциркуляции» (Ярославль, 2005); на Всероссийской конференции молодых исследователей «Физиология и медицина» (С.-Петербург, 2005); на Всероссийской конференции «Тромбозы, геморрагии, ДВС-синдром. Современные достижения» (Ярославль, 2005); на Российском национальном конгрессе кардиологов «Перспективы Российской кардиологии» (Москва, 2005); на II Всероссийской научной конференции с международным участием «Микроциркуляция в клинической практике» (Москва, 2006); на Российском национальном конгрессе кардиологов «От диспансеризации к высоким технологиям» (Москва, 2006); на III Всероссийской научной конференции с международным участием «Клиническая гемостазиология и гемореология в сердечно-сосудистой хирургии» (Москва, 2007); на VI международной конференции «Гемореология и микроциркуляция (от молекулярных мишеней к органным и системным изменениям)» (Ярославль, 2007); на 14-м Российском симпозиуме с международным участием «Миллиметровые волны в биологии и медицине» (Москва, 2007).
По материалам диссертации опубликовано 63 работы, в том числе 9 в реферируемых журналах, включенных в перечень ВАК.
Получены патенты на изобретения Роспатента: № 2289452 от 20 декабря 2006 г. «Способ снижения повышенной функциональной активности тромбоцитов в условиях in vitro»; №2290959 от 10 января 2007г. «Способ нормализации повышенных реологических свойств крови в условиях in vitro»; № 2318552 от 10 марта 2008 г. «Способ снижения повышенной функциональной активности тромбоцитов в условиях in vitro».
Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, 7 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 210 отечественных и 129 зарубежных источников. Текст диссертации изложен на 323 страницах, содержит 57 таблиц и 33 рисунка.
