Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из проявлений пластичности периферической нервной системы явцяется ее способность к регенерации в ответ на повреждение. Однако, репаративньїе возможности нервной системы весьма ограничены, так как в процессе дифференциации нервные клетки утрачивают способность к делению и регенерация может осуществляться только путем восстановления повреждэнных или утраченных отростков и окончаний. В настоящее время процессы регенерации в нервной системе подробно исследованы как на клеточном, так и на молекулярном уровне (Дойников, 1955; Fonnan et al., 1979; Ob-linger, LaseTc, 1988; Чумасов и др. , 1988; Акоев и др., 1989; Сотников и др.'^ ' 1989; Fawcett, Keynes, 1990; Richardson, 1991; Pod-hajsky, Myers, 1993; Danielsen et al., 1994).
Исследования иорфофункционального восстановления поврежденной нервной системы, являющейся основной интегративной системой организма, несомненно представляет не только теоретическое, но и прак-тическое 'значение. Несмотря на достижения восстановительной хирургии и терапии, традиционные методы лечения травмированных периферических нервов не всегда достаточно эффективны (Григорович, 1981; Белоусов, 1988; Lundborg, 1990). В зтой связи актуальным направлением исследований является поиск новых методов стимуляции регенерации нервной ткани и восстановления функций денервированных тканей и органов. Следует отметить, что оценка эффективности этих не-тодов возможна только в условиях эксперимента, так как использование стандартной экспериментальной модели позволяет исключить влияние различных побочных факторов, имерщих место в клинике (характер, степень и уровень травмы, сопутствующие повреждения и т.д.).
В современной литературе широко представлены данные о позитивном влиянии на регенераций периферических нервов электромагнитных полей, индуцированных катушками Гельнгольца, а также полей переменного и постоянного тока (SisKen et al., 1989; McCaig, Rajni-cek, 1991; Rusovan et al., 1992; Kanje et al., 1993). В последнее время заметно возрос интерес.к исследованию влияния на биологические объекты электромагнитного излучения миллиметрового диапазона, называемого также излучением крайне высоких частот - ЭМИ КВЧ (30 - 300 ГГц), с 1980 года ЭМИ КВЧ терапия применяется в клинике (Черкасов, Недзвецкий, 1980), причем область ее применения постоянно расширяется. В настоящее время получен ряд данных (Земсков,
1S89; Корочкии, 1989; Каменев и др.,1991; Обухова и др., 1991; Соколовский и др., 1991) о положительном влиянии миллиметровых излучений низкой интенсивности на репаративные процессы в различных тканях и органах. Однако, их воздействие на регенеративные процессы я периферической нервной системе практически не изучено.
Таким образом, настоящая работа, посвященная исследованию влияния ниэкоинтенсивного ЭМИ миллиметрового диапазона на функциональное восстановление поврежденных периферических нервов и процессы реиннервации, представляется перспективной и актуальной, а также имеет практическую значимость.
Цель и задачи исследования. Основной целью работы явилось исследование возможности стимуляции процессов реларативной регенерации поврежденных периферических нервов низкоинтенсивным электромагнитный излучением храйне высокой частоты.
Для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи: провести исследование функциональных характеристик интакт-иого седалицного нерва крысы методом регистрации суммарных потенциалов действия; исследовать процессы функционального восстановления перерезанного и соединенного микрохирургическим швом седалицного нерва крысы при воздействии ЭМИ КВЧ низкой интенсивности на различные области кожной поверхности; провести исследование эффекта ниэкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на регенеративные процессы в седалищном нерве крысы в разные сроки после повреждения) провести исследование влияния ЭМИ КВЧ на процессы реиннервации чувствительными нервными волокнами кожи стопы, денервированной в результате повреждения седалищного нерва; провести сравнительную оценку регене-. ративных процессов в нерве при стимуляции аналогом опиоидкого пептида лей-энкефалина - даларгинон и ЭМИ КВЧ.
Положения выносимые на зашиту. Воздействие ЭМИ миллиметрового диапазона низкой интенсивности на кожную поверхность бедра в области повреждения нерва оказывает значительное стимулирующее влияние на ход регенеративних процессов в перерезанном и соединенном микрохирургическим швон седалищном нерве крысы, причем эффект облучения, проведенного в первые две недели после повреждения нерва сохраняется и на поздних этапах регенерации.
Облучение кожи бедра в области повреждения ускоряет процессы реиннервации кожи стопы сенсорными нервными волокнами.
Эффект облучения кожи бедра в области повреждения на регене-
рацио седалищного нерва сопоставим с эффектом внутримышечного введения аналога опиоидного пептида лей-энкефалина - даларгина.
Облучение кожи бедра на контралатеральной по отношение к повреждение лапе, точки акупунктуры общебиологического действия Жень-Чжун, а также кожи стопы на стороне операции не привело к эа-нетным изменениям в процессах регенерации седалищного нерва крысы.
Научная новизна. В настоящей работе с помощьр электрофиэиоло-гических методов удалось получить оригинальные данные о стимулиру-ощеи влиянии ЭНИ КВЧ низкой интенсивности на процессы регенерации периферических нервных волокон. Обнаружено, что это влияние проявляется только при облучении кожной поверхности в области операции.
Научно-практическая значимость. Результаты данного исследования выявили возможность использования электромагнитного излучения миллиметрового диапазона низкой интенсивности для стимуляции регенеративных процессов в поврежденных периферических нервах в условиях клиники.
Апробация диссертации состоялась на межлабораторном заседании Института физиологии им. И.П.Павлова РАН 29 мая 1995 г.
Экспериментальный материал, представленный в диссертации, доложен на Международном симпозиуме "миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине", Москва, 3-6 октября 1991 и на конференции молодых ученых и специалистов "Механизмы регуляции физиологических функций", Институт физиологии им. И.П.Павлова и ВМА им.С.М.Кирова, С.-Петербург, 1992 г.
Структура и объен диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (I глава), изложения результатов(II - VIJ, обсуждения результатов, выводов и списка цитированной литературы. Работа содержит/^/страниц машинописного текста, из них 26 рисунков и 6 таблиц. Список литературы включает 233 работы.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Методика микрохирургического шва. Исследования выполнены на 150 самцах крыс линии Wistar. Оперативное вмешательство проводилось под нембуталовым наркозом (5 иг/100 г, внутриброшинно) в стерильных условиях. Правый седалищный нерв (n.iechiadicus) перерезали выше области разделения его на три основные ветви: болыпеберцо-вую, малоберцовую и икроножную (п.tibialis, n.peronaeus, n.sura-lis). Концы перерезанного нерва соединялись 3-4 эпипернневральннни
швани атравматической иглой с супранидной нитью 10/0 под операционных микроскопом, что позволяло добиться точного сопоставления отдельных ветвей нервного ствола.
Методы стимуляции регенерации поврежденного нерва. А. Воздействие ЭМИ КВЧ на крыс с поврежденными седалищными нервами проводилась с использованием КВЧ-генератора Г4-141, настроенного на частоту 53.5 ГГц (длина волны - 5.6 мм) с плотностью потока мощности 4 мВт/см в режиме непрерывной генерации. Режим облучения был выбран на основе клинических данных (Головачева, 1991; Каменев и др., 1991; Никольский, 1991). С помощью специального никротермистора осуществлялся контроль за температурой кожи животного в облучаемой зоне (точность измерения 0.01 С), Л Т не превышала 0.1 С.
В опытных группах животных было проведено облучение кожи бедра в области повреждения нерва, кожи бедра на контралатеральной по отношение к повреждение лапе, точки акупунктуры общебиологичесхого действия Жень-Чжун (Serlzawa, 1976) и кожи стопы на поврежденной лапе. 10-минутные сеансы облучения проводили каждые три дня в течение первых двух недель после операции. При облучении точки акупунктуры Жень-Чжун использовался диэлектрический точечный волновод, остальные зоны облучались через волновод, оканчивавшийся ме-таллическим рупором с площадь» раскрыва 1.7 х 2.1 см'. Животные контрольных групп подвергались ложному облучение.
Б. Для сопоставления было проведено исследование регенерации седалищного нерва под влиянием опиоидного пептида даларгина. С этой целье, ежедневно в течение 7 дней после операции отдельной группе животных внутримышечно вводили даларгин (10 мкг/1 кг).
Электрофизиологические методы. А. Исследование восстановления функций поврежденных седалищных нервов проводилось методом регистрации суммарных потенциалов действия (СПД). для стандартизации условий отведения тестирование осуществлялось in vitro на специальной эбонитовой площадке с вмонтированными серебряными электродани по методу Леграна (Legrain, 1977» Bondoux-Jahan, Sebille, 1986). Нерв иссекали и помещали на площадку таким образом, чтобы шов располагался строго на уровне индифферентного электрода. Раздражение нерва производилось проксимадьнее иеста повреждения, отведение СПД - дистальне шва с помощью девяти пар регистрирующих электродов, что позволяло определять расстояние, на которой восстанавливалось проведение ПД по нерву. Также анализировались амплитуда, длитель-
ность и латентный период СПД с последующим расчетом скорости проведения по нерву.
Б. Реиннервация кожи стопы чувствительными нервными волокнами исследовалась по методу вазелинового мостика in vivo. Регистрация производилась на эбонитовой площадке с вмонтированными регистрирующими серебряными электродами. Периферический конец перерезанного проксимальнее шва нерва помещался в первую ячейку площадки. Под операционным микроскопом от общего ствола нерва отделялись тонкие микропучки, которые по отдельности перебрасывались во вторую ячейку площадки. С иикропучков нерва производилась регистрация импульсной активности при механическом раздражении кожи стопы.
Статистическая обработка полученных данных проводилась на компьютере IBM PC/AT с помощью программного пакета Quattro Pro с использованием параметрического t-критерия Стьюдента.