Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. CLASS Обзор литератур CLASS ы 14
1.1. Действие электромагнитного поля на биологические объекты 14
1.2. Применение электромагнитного излучения в экспериментальной противоопухолевой терапии 29
Глава 2. Материалы и методы исследования 38
2.1. Материалы и методы работы с перевивными опухолями крыс 38
2.2. Материалы и методы работы с культурами клеток 41
2.3. Материалы и методы гормональных методов исследования 43
Глава 3. Результаты модификации экспериментальной противоопухолевой лучевой и химиотерапии воздействием низкоинтенсивного электромагнит ного излучения сантиметрового диапазона 44
3.1. Модификация действия ионизирующего излучения низкоинтенсивным электромагнитным излучением радиодиапазона на модели культур клеток 44
3.2. Модификация действия химиопрепарата низкоинтенсивным электромагнитным излучением радиодиапазона на модели культур клеток 52
3.3. Результаты различных вариантов экспериментальной противоопухолевой терапии у животных с лимфосаркомой Плисса в сочетании с НИЭМИ СД 56
3.3.1. Морфологический и морфометрический анализ опухоли и некоторых внутренних органов крыс-носителей лимфосаркомы Плисса после проведения различных вариантов экспериментальной противоопухолевой терапии в сочетании с воздействием НИЭМИ СД 59
3.4. Противоопухолевая эффективность различных вариантов экспериментальной терапии в сочетании с воздействием НИЭМИ СД у животных с карциносаркомой Уокера-256 72
3.5. Противоопухолевая эффективность различных методов экспериментальной терапии в сочетании с НИЭМИ СД у крыс носителей саркомы-45 75
3.5.1. Противоопухолевая эффективность различных вариантов экспериментальной у-терапии в сочетании с воздействием НИЭМИ СД у крыс-носителей саркомы-45 75
3.5.2. Противоопухолевая эффективность различных вариантов экспериментальной химиотерапии в сочетании с воздействием НИЭМИ СД у крыс -носителей саркомы-45 .78
3.6. Влияние экспериментальных режимов терапии с воздействием НИЭМИ СД на некоторые звенья нейрогуморальной регуляции здоровых крыс и крыс-носителей саркомы-45 и лимфосаркомы Плиса 87
3.6.1. Влияние НИЭМИ СД на некоторые показатели мо-ноаминоэргического обмена в мозге интактных крыс и крыс-носителей саркомы-45 87
3.6.2. Состояние гормонального статуса у крыс-носителей лимфосаркомы Плисса при воздействии НИЭМИ СД и ионизирующего излучения 91
Заключение 96
Выводы 107
Практические рекомендации 109
Библиографический список использованной литературы 110
- Применение электромагнитного излучения в экспериментальной противоопухолевой терапии
- Результаты различных вариантов экспериментальной противоопухолевой терапии у животных с лимфосаркомой Плисса в сочетании с НИЭМИ СД
- Противоопухолевая эффективность различных вариантов экспериментальной химиотерапии в сочетании с воздействием НИЭМИ СД у крыс -носителей саркомы-45
- Состояние гормонального статуса у крыс-носителей лимфосаркомы Плисса при воздействии НИЭМИ СД и ионизирующего излучения
Введение к работе
Несмотря на значительный прогресс, достигнутый за последнее время в области экспериментальной онкологии, во всем мире ведется поиск методов, позволяющих повысить эффективность уже проверенных и хорошо зарекомендовавших себя методик противоопухолевой терапии. В процессе решения данной задачи было разработано и обосновано применение большого числа различных модифицирующих воздействий, направленных на усиление терапевтического эффекта лучевой и химиотерапии, либо на закрепление полученного результата (Чиж Г.И., 2002; Wong R, Malthaner R., 2002; Robert F., Ezekiel M., Spencer S. et al. 2001). Само многообразие предлагаемых способов радио- и химиомодификации свидетельствует о постоянно продолжающемся научном поиске и востребованности эффективного в клиническом плане, достаточно простого в применении и экономически обоснованного метода (Traitcheva N., Angelova P., Radeva M., Berg H., 2003; Otto A.M. et al., 2003; Mestres-Ventura P, 2003; Aschele C, Friso M.L., Pucciarelli S., et al., 2002)
Возможность применения магнитного поля в противоопухолевой терапии, как в виде самостоятельного метода, так и в сочетании с общепринятыми методами изучается примерно с середины прошлого века (Magrou I., Manigault P., 1948). Одними из основоположников этого направления в России стали ученые Ростовского онкологического института М.А. У колова и Г.Г. Химич. Их работа, вышедшая в 1969 г. свидетельствовала о возможности угнетающего действия магнитных полей на развившиеся экспериментальные опухоли. Развитие идеи использования слабых магнитных полей как неспецифических раздражителей была далее развита в ряде экспериментальных работ (Квакина Е.Б., Кузьменко Т.С., 1998; Гаркави Л.Х., Шихлярова А.И., 2000; Шихлярова А.И, 2001; Жукова Г.В. и соавт., 2002).
Электромагнитное излучение сантиметрового диапазона до настоящего времени использовалось в режимах высокой напряженности электромагнитного поля с целью эксплуатации теплового эффекта такого излучения - гипертермии. Термолучевая терапия применяется для лечения опухолей орофарингеальной зоны, молочной железы, кожи (Торгушина М.Р. и соавт., 1996; Лопатин В.Ф., 1989). СВЧ-излучение в терморадиотерапии применяется локально в течение 30-60 мин. за сеанс, усиливая лучевое повреждение опухоли, однако в этом заключается и недостаток метода. Неконформность формируемой зоны гипертермии приводит к неоднородному нагреванию опухоли. Это обусловливает необходимость конкурентного применения лучевой терапии и обладает в полной мере всеми недостатками любого метода местного воздействия. Применение химиопре-паратов в качестве радиомодифицирующих соединений, которыми они, по сути, не являются, поскольку обладают собственной токсичностью, хотя и позволило добиться определенного успеха в лечении некоторых локализаций, тем не менее, сопряжено с усилением общей терапевтической токсичности. Использование столь жестких методов лечения, априори, требует отбора групп пациентов, у которых они могут применяться без чрезмерного риска развития токсических реакций высокой степени. Помимо этого, как уже было отмечено выше, данные методы не являются универсальными и ограничены достаточно узким кругом локализаций. Также суммарный противоопухолевый эффект сочетания химио- и лучевой терапии, даже по оптимистичным отзывам, незначительно превосходит эффект каждого из данных методов, при несомненном увеличении числа и выраженности побочных эффектов.
Степень востребованности методов радио- и химиопротекторных воздействий трудно переоценить. Вынужденные перерывы в лучевой или химиотерапии, обусловленные выраженными местными или общими реакциями на применяемое лечение, неблагоприятно сказываются на ре- зультатах лечения, увеличивают продолжительность пребывания пациента в стационаре, требуют дополнительных затрат. Применение современных агрессивных схем противоопухолевой терапии, зачастую требующих пересадки костного мозга и применения дорогостоящей сопроводительной терапии также обусловливает актуальность поиска воздействий, снижающих токсичность терапии без влияния на ее эффективность. Новым и потенциально перспективным направлением в данной области является воздействие ЭМИ. A.M. Сташков и И.Е. Горохов (1998), показали, что у мышей, облученных летальной дозой у-излучения, ЭМИ способно увеличивать выживаемость на треть и продолжительность жизни почти вдвое. То, что М.К. Logani и соавт. (2002) не получили протекторного действия ЭМИ миллиметрового диапазона, генерируемого прибором «Явь-1», на клетки крови и их предшественники на модели цилофосфановой токсичности свидетельствует о том, что несмотря на определенные достижения в области экспериментального применения ЭМИ сантиметрового диапазона в качестве протектора, есть вопросы, на которые могут ответить только дальнейшие исследования в данной области.
В последнее время в научной литературе широко обсуждаются вопросы общности механизмов реализации повреждающего действия на опухолевые клетки ионизирующего излучения и цитостатических агентов. Более того, выявлены общие механизмы лекарственной и лучевой резистентности опухолевых клеток. Несмотря на то, что специалистам в клинике хорошо известен тот факт, что рецидивные опухоли значительно менее чувствительны к влиянию любых терапевтических воздействий, вопрос о механизмах, лежащих в основе данного феномена до последнего времени оставался открытым. Лишь в конце прошлого века появились данные, проливающие свет на эту проблему, были обнаружены гены, отвечающие за множественную лекарственную устойчивость и устойчивость к действию ионизирующего излучения (Fojo А.Т. et al, 1989). В данном контексте очевидно актуальной представляется проблема поиска методов преодоления устойчивости опухолевых клеток к химио- и лучевой терапии (Ferry D.R., Kerr D.J., 1994; Sonneveld P. et al., 1992). Более того, в данном направлении уже давно делаются конкретные шаги, однако поученные результаты заставляют продолжать работу в данном направлении (Wishart G.C., Harnett С, Kerr D.J., Paul J. et al., 1993).
Буквально в самое последнее время появились единичные публикации о применении с целью преодоления лекарственной устойчивости опухолей электромагнитных излучений. M.J. Ruiz-Gomez et al. (2002) удалось найти режимы воздействия, которые усиливают цитоток-сическое действие различных химиопрепаратов на штамм аденокарцино-мы толстой кишки человека с множественной лекарственной устойчивостью НСА-2/1 (cch).
Все вышеизложенное свидетельствует об актуальности поиска универсальных методов сенсибилизации опухолей к действию ионизирующего излучения и цитостатических агентов. Также весьма актуальной является проблема преодоления устойчивости опухолевых клеток к воздействию вышеперечисленных терапевтических факторов.
Настоящая работа посвящена изучению возможности применения низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметрового диапазона в качестве модификатора лучевой и химиотерапии в эксперименте на животных опухоленосителях и культурах опухолевых и ^трансформированных клеток. Также рассмотрены некоторые механизмы радио- и хи-миомодифицирующего действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметрового диапазона на модели культур клеток, здоровых животных и животных-опухоленосителей.
Цель исследования. Изучение радио- и химиомодифицирующего действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметро- вого диапазона на модели культур клеток, здоровых животных и живот-ных-опухоленосителей
Задачи исследования
Изучить противоопухолевое действие НИЭМИ и его сочетания с гаммаизлучением на саркому-45, лимфосаркому Плисса, карциносаркому Уокера-256 в эксперименте.
Изучить противоопухолевое действие НИЭМИ и его сочетания с различными методами экспериментальной химиотерапии на саркому-45.
Изучить в эксперименте влияние НИЭМИ и его сочетания с гамма-излучением на состояние моноаминергических систем в мозге крыс.
Изучить в эксперименте влияние НИЭМИ и его сочетания с гамма-излучением на функцию щитовидной железы и надпочечников крыс.
Изучить характер морфологических изменений в опухоли при комплексном воздействии низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметрового диапазона и гамма-излучения.
Изучить в эксперименте на культуре опухолевых клеток влияние НИЭМИ в самостоятельном варианте и в сочетании с гамма-излучением и действием цитостатиков на процессы их гибели.
Изучить в эксперименте на культуре соматических клеток влияние НИЭМИ в самостоятельном варианте и в сочетании с гамма-излучением и действием цитостатиков на процессы их гибели.
Научная новизна работы:
В работе впервые экспериментальным путем найдены частотно-временные режимы воздействия низкоинтенсивным электромагнитным излучением сантиметрового диапазона, позволяющие усилить лучевое повреждение опухолевых клеток (Raji, Jurkat, Hut, Нер-2), одновременно ослабляя лучевое повреждение нетрансформированных клеток (смешанная культура спленоцитов мыши) in vitro.
Впервые найдены режимы воздействия низкоинтенсивным электромагнитным излучением сантиметрового диапазона, позволяющие усилить индуцированное циклофосфаном повреждение опухолевых клеток (Raji, Hut, Нер-2), одновременно ослабляя повреждение нетрансформиро-ванных клеток (смешанная культура спленоцитов мыши) in vitro.
Впервые на модели штамма Jurkat показано, что воздействие низкоинтенсивным электромагнитным излучением радиодапазона на 100% увеличивает число клеток, несущих рецепторы к CD95, свидетельствуя об их готовности к апоптозу.
Впервые методом РБТЛ с тимидином, меченным Н3, определена пролифертативная активность различных штаммов клеток под действием различных режимов низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметрового диапазона в самостоятельном варианте и в сочетании с у-излучением.
Впервые экспериментальным путем найдены частотно-временные режимы воздействия низкоинтенсивным электромагнитным излучением сантиметрового диапазона, позволяющие увеличить переживаемость культур ^трансформированных клеток (спленоцитов мыши) в культуре без добавления в среду культивации дополнительных ростовых факторов.
Впервые экспериментальным путем найдены частотно-временные режимы воздействия низкоинтенсивным электромагнитным излучением сантиметрового диапазона, позволяющие модифицировать действие экспериментальной лучевой терапии на модели крыс-носителей саркомы-45, лимфосаркомы Плисса, карциносаркомы Уокера-256, увеличивая продолжительность жизни животных на 50-100% с одновременным торможением опухолевого роста.
Впервые найдены эффективные режимы модификации различных методов экспериментальной химиотерапии крыс-носителей саркомы-45 воздействием низкоинтенсивного электромагнитного излучения санти- метрового диапазона, позволяющие повысить эффективность химиотерапии, в частности продолжительность жизни крыс-опухоленосителей на 50-100%, добиваясь в единичных случаях полной резорбции перевитой опухоли.
Впервые изучены особенности функции моноаминэргической системы в мозге здоровых крыс и крыс-опухоленосителей под действием экспериментальной терапии низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметрового диапазона в самостоятельном варианте и в сочетании с у-терапией. Показано, что в ответ на слабое электромагнитное излучение сантиметрового диапазона у здоровых крыс и крыс-носителей сар-комы-45 развиваются реакции, носящие защитно-приспособительный характер, причем у здоровых крыс и у крыс-опухоленосителей отмечаются разные по направленности и силе сдвиги.
Впервые показано, что самостоятельное воздействие на крыс-носителей лимфосаркомы Плисса низкоинтенспвным электромагнитным излучением сантиметрового диапазона приводит к нормализации глюко-кортикоидной функции коры надпочечников и нормализации значения коэффициента отношения Т3 к Т4, что свидетельствует о восстановлении ферментативного метаболизма основного гормона щитовидной железы.
Теоретическое и практическое значение работы
Теоретическое значение работы состоит в том, что она дополняет и конкретизирует существующее представление о чувствительности различных биологических объектов к воздействию электромагнитного излучения сантиметрового диапазона с плотностью потока энергии <5 мкВт/см , о механизмах влияния данного излучения на трансформированные и ^трансформированные клетки in vitro и организм интактных животных и жиот-ных-опухоленосителей. Комплексное исследование радиомодифицирую-щего и модифицирующего экспериментальную химиотерапию действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметрового диапа- зона на моделях культур клеток с определением их жизнеспособности, синтетической активности и экспрессии ряда мембранных антигенов, и животных-опухоленосителей, с определением размеров опухоли, продолжительности их жизни, морфологических изменений в некоторых органах иммуногенеза и опухоли, исследование моноаминэргической и эндокринной систем позволило получить новые данные о механизме его модифицирующего химио- и у-терапию действия, о зависимости получаемых эффектов от параметров экспозиции.
Анализ роли параметров экспозиции при применении низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметрового диапазона в качестве радиомодификатора показал, что порядок и продолжительность воздействия играют ключевую роль в получении радиомодифицирующего эффекта.
Практическое значение работы заключается в том, что изучение in vitro и in vivo механизмов радиомодифицирующего и модифицирующего химиотерапию действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметрового диапазона дает возможность разработать способы модификации лучевой и химиотерапии в клинике.
Стимулирующее пролиферативную и синтетическую активность in vitro действие низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметрового диапазона позволяет применять его в биотехнологических процессах, связанных с культивацией культур клеток-продуцентов.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Низкоинтенсивное электромагнитное излучение сантиметрового диапазона усиливает повреждение опухолевых клеток в опытах in vivo и in vitro, вызванное действием ионизирующей радиации и циклофосфана, одновременно ослабляя повреждение ^трансформированных клеток в зависимости от порядка и продолжительности применения указанных воздействий.
Радиомодифицирующий эффект низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметрового диапазона заключается в сочетании защитного действия на органы тимико-лимфатической и эндокринной системы животных-опухоленосителеи и индукции апоптоза в клетках опухоли.
Экстракорпоральное воздействие низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметрового диапазона на комплекс кровь-химиопрепарат позволяет добиться выраженного противоопухолевого эффекта при применении сниженных доз цитостатика в 3 раза по сравнению со стандартными.
Апробация диссертации. Апробация диссертации состоялась 30 января 2003 года на Ученом Совете Ростовского научно-исследовательского онкологического института.
Публикации. Результаты исследований, рассмотренных в диссертации изложены в 5 печатных работах. По теме диссертации подана заявка на изобретение.
Объем и структура диссертации.Работа изложена на 131 странице машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, главы с описанием материалов и методов исследования, главы, посвященной результатам исследования и включающей 11 разделов, обсуждения результатов, выводов и указателя литературы, включающего 180 источников, в том числе, 76 работ зарубежных авторов. Полученные результаты представлены с помощью 17 таблиц и 24 рисунков.
Применение электромагнитного излучения в экспериментальной противоопухолевой терапии
Применение магнитного поля в противоопухолевой терапии направление далеко не новое. В 1948 г. о противоопухолевом эффекте магнитного поля, в эксперименте сообщили Магру и Маниго (Magrou I., Mani-gault P., 1948). Одними из основоположников этого направления в России стали ученые из Ростовского онкологического института М.А. Уколова и Г.Г. Химич. Их работа, вышедшая в 1969 г. свидетельствовала о возможности угнетающего действия магнитных полей на развившиеся экспериментальные опухоли (Уколова М.А. и соавт., 1969). Развитие идеи использования слабых магнитных полей как неспецифических раздражителей была развита далее в ряде экспериментальных работ (Гаркави Л.Х., 1969; Гаркави Л.Х., Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Шихлярова А.И., 1995; Квакина Е.Б., Кузьменко Т.С., 1998; Гаркави Л.Х., Шихлярова А.И., 2000). Исследования, проведенные различными авторами in vitro на культурах опухолевых и соматических клеток с использованием магнитных полей, дали неоднозначные результаты. Так, в исследовании, проведенном Т. Еременко (Eremenko Т. etal., 1997), выявлено стимулирующее опухолевую культуру действие слабого магнитного поля. Прямо противоположные результаты, заключавшиеся в подавлении роста опухоли, получены in vivo другими отечественными авторами (Новиков В.В., Новикова Н.И., Качан А.К., 1996). М.М. Шанидзе и соавт. исследовано воздействие магнитного поля на предопухолевые процессы с положительным, в плане поражения патологических клеток, результатом (Шанидзе М.М. и соавт., 1997). Усиление пролиферации клеток остеогенной саркомы человека MG 63 под действием импульсных электромагнитных полей показано V. So-lazzo et al. (1997) и Kenji Kobayashi (Kobayashi Kenji et al., 1998).
При исследовании противоопухолевого действия излучения микро-волонового диапазона in vivo было показано, что величина противопухо-левого эффекта зависит от продолжительности воздействия. Наиболее эффективным в эксперименте оказалось, что наибольшим эффектом обладает длительное воздействие. Учитывая противоречивость получаемых эффектов ЭМИ СВЧ, в данном опыте использовались генераторы, способные менять частоту генерируемого поля в определенных пределах (от 2 до 18 ГГц), таким образом, резонансные частоты могли «выбираться» самим организмом подопытных животных (Акоев И.Г. и соавт., 1995). Авторам удалось добиться полного регресса подкожно привитой аденокарци-номы Эрлиха в 50% случаев против 0% в контроле. Также и Н.Д. Девятко-вым и соавт. (1998) был получено противоопухолевое действие ЭМИ КВЧ- и СВЧ-излучения наносекундной длительности (10 не) с высокой пиковой мощностью (104-105 В/см), заключавшееся в увеличении срока жизни крыс-носителей карциносаркомы Уокера, уменьшения скорости роста и стабилизации рота перевитых опухолей.
Противоречивость данных о влиянии НИЭМИ на опухолевый рост in vivo во многом обусловлена вариабельностью параметров экспериментального воздействия, которое требует жесткой стандартизации для адекватной оценки эффекта, а также состоянием системы организм-опухоль. В связи с отсутствием общепринятых критериев, позволяющих адекватно оценить текущее состояние данной системы, а также уровень ее реактивности, на практике исследователь часто сталкивается с тем, что одно и то же воздействие на разных фазах опухолевого роста может привести к противоположным результатам, особенно, если эффект от него реализуется не напрямую, а опосредованно, через собственные регуляторные системы организма, что имеет место в большинстве случаев. Косвенным подтверждением данного вывода являются результаты, полученные Н.Г. Бах-мутским и соавт. (1991). РІсследователи использовали вихревое магнитное поле с индукцией от 1 до 20 мТ для лечения перевивной опухоли карци-носаркомы Уокера у крыс. Эффект зависел от времени начала лечения, причем был максимальным когда лечение начиналось не непосредственно после перевивки опухоли, а через 6 дней после перевивки. Пик проявления эффекта также был отсрочен во времени и приходился на 30 день роста опухоли.
Хорошо известно, что действие непосредственно повреждающих опухоль агентов наиболее эффективно на ранних стадиях ее развития, тогда, когда число опухолевых клеток невелико, а кровоснабжение опухоли и ее оксигенация достаточны для активной пролиферации. При наличии этих условий цитотоксические стимулы наиболее губительны для трансформированных клеток и их применение позволяет добиться очень быстрого и выраженного эффекта. Оценивая динамику опухолевого роста при применении электромагнитного излучения радиодиапазона in vivo можно с достаточно большой долей уверенности утверждать, что быстрого выраженного прямого противоопухолевого эффекта не наблюдается (Акоев И.Г. и соавт., 1995; Лебедева Н.Н., Котровская Т.Н., 1999; Жукова и соавт., 2002). Очевидно, что воздействие магнитного поля имеет опосредованныи характер, и именно это является причиной, усложняющей выбор наиболее эффективных параметры воздействия.
Более тонкие механизмы противоопухолевого действия магнитных полей могут реализовываться посредством регуляции процессов программированной клеточной гибели в опухолевых клетках. При этом для получения противоопухолевого эффекта нет необходимости добиваться увеличения в опухолевой клетке уровня проапоптотических факторов, таких, например, как р53. Достаточно добиться функциональной активации существующего белка, чтобы вызвать в опухолевой клетке арест клеточного цикла. Эта гипотеза подтверждена данными исследования на мышах-опухоленосителях, в опухолях которых на фоне снижения иммуногисто-химически регистрируемого р53 отмечалось нарастание апоптоза (Tofa-ni S. et al., 2002). О.В. Глушковой и соавт. (2001) в опытах на мышах-опухоленосителях выявлено, что ЭМИ микроволнового диапазона интенсивностью 1 мкВт/см" вызывает интенсивную продукцию фактора некроза опухолей, причем более выражен данный эффект у животных с быстрорастущими опухолями. Специалистами из той же лаборатории (Сино-това О.А. и соавт., 2002) исследовалось влияние продолжительного воздействия идентичным излучением на продукцию факторов некроза опухоли (ФНО) и интерлейкина-3 перитонеальными макрофагами и Т-лим-фоцитами иммунизированных мышей. Помимо стимуляции продукции указанных лимфокинов отмечалась увеличение титра антител. Учитывая способность интерлейкина-3 стимулировать активность NK-клеток, которые, как известно, играют ключевую роль в противоопухолевой защите организма, можно предположить, что индукция данного цитокина может играть важную роль в усилении противоопухолевой резистентности. Известно, что ФНО способен стимулировать пролиферативный потенциал предшественников гемопоэтических клеток. Комплексное действие фактора некроза опухоли и интерлейкина-3 выражается в синергическом усилении биологических эффектов данных цитокинов. Таким образом, в последних работах раскрыты некоторые механизмы непрямого противоопухолевого действия низкоинтенсивных электромагнитных излучений радиодиапазона.
Результаты различных вариантов экспериментальной противоопухолевой терапии у животных с лимфосаркомой Плисса в сочетании с НИЭМИ СД
Всего в эксперименте было использовано 112 крыс с лимфосаркомой Плисса и 10 здоровых животных. В первой серии опытов 72 крысы с лимфосаркомой Плисса прослеживались до момента гибели либо полного стойкого излечения. Во второй серии группе из 40 крыс, которым была перевита лимфосаркома Плисса, и 10 интактных животных были забиты путем декапитации на 14 день от начала экспериментальной терапии, после чего были выделены и взвешены на торсионных весах тимус, селезенка, надпочечники и опухоль. Все животные были разделены на 4 группы. В группе «А» проводилось однократное локальное облучение фиксированных на доске животных на установке «АГАТ-С» в суммарной очаговой дозе (СОД) 4 Гр; в группе «В» проводилось у-облучение в СОД 4 Гр, после которого в течение 5 дней по 2 часа ежедневно производилось облучение животных электромагнитным полем диапазона 0,1-1,8 ГГц, излучаемым мультичастотным СВЧ генератором, с плотностью потока энергии 5 мкВт/см"; в группе «С» были животные-опухоленосители, которым не проводилось никакого лечения (контрольная группа). Группу «D» составили здоровые животные.
Результаты исследований. Динамика объема опухоли имела однонаправленный характер в контрольной группе и заключалась в его неуклонном увеличении. В опытной группе В отмечалось увеличение данного показателя в среднем до 8 суток, после чего наступала его стабилизация. С 15 дня отмечалось снижение среднего объема опухоли в опытной группе. Статистически достоверными являются различия показателей с 3 по 8 на 15 сутки после начала лечения (табл. 4).
Показатель процента торможения роста опухоли (ПТРО) на этапах экспериментального противоопухолевого лечения животных с лимфосар-комой Плисса претерпевал значительные изменения (табл. 5). Если в первые 8 дней он принимал отрицательные значения, то по мере развития опухолевого процесса в контрольной группе и реализации противоопухолевого эффекта в опытной, имел место обратный процесс, заключавшийся в торможении роста опухоли. ПТРО в опытной группе принимал отрицательные значения на 3-8 сут., однако к 11 сут. он уже был равен 13,3%, а на 15 сут. составил 55,7%. у-облучение в использованном режиме обладало отчетливым противоопухолевым эффектом, о чем свидетельствует показатель ПТРО, при сравнении группы А и группы С -50,2%. Характерно, что вектор данного процесса характеризовался однонаправленностью, тенденция к уменьшению размеров опухоли по сравнению с контролем начала прослеживаться с 3 по 5 день лечения. С 11 дня после начала воздействия коэффициент принял положительное значение, и к 15 дню увеличился втрое, по сравнению с предыдущим показателем составляя 55,7%.
8. Общая кумулятивная выживаемость крыс носителей лнмфосаркомы Плисса (п=41). В - опыт, А - контроль у-терапия, С - контроль (рост опухоли без воздействия). Показатели общей кумулятивной выживаемости практически не различались в контрольных группах, причем все животные погибли от нарастания опухолевого процесса на 20, 22 сутки. В опытной группе кривая выживаемости характеризовалась более пологой формой, следует отметить также и то, что 2 животных были излечены, что подтверждено продолжительным (более 2 мес.) наблюдением. Максимальный падеж животных в контрольных группах наблюдался к 15 суткам, в то время как в опытной - к 22-23 (рис. 8).
Противоопухолевая эффективность различных вариантов экспериментальной химиотерапии в сочетании с воздействием НИЭМИ СД у крыс -носителей саркомы-45
Учитывая полученные на модели культур клеток собственные данные, а также данные доступной литературы, свидетельствующие о том, что ЭМИ способно модифицировать действие на живые объекты не только физических, но также биологических и химических факторов, нами был проведен ряд опытов, направленных на выявление модифицирующего действия ЭМИ при различных методах химиотерапии. Всего с данной целью было исследовано 7 групп животных опухоленосителей.
Все взятые в эксперимент животные были разделены на следующие группы: А - внутрибрюшинная химиотерапия циклофосфаном животным с опухолями объемом менее 0,2 см3 в разовой дозе 40 мг/кг, курсовой дозе - 120 мг/кг с интервалом между введениями 5 дней. За 30 мин. перед каждой инъекцией химиопрепарата проводилось воздействие ЭМИ; В - внутрибрюшинная химиотерапия циклофосфаном животным с опухолями объемом более 2 см3 в разовой дозе 40 мг/кг, курсовой дозе - 120 мг/кг с интервалом между введениями 5 дней. За 30 мин. перед каждой инъекцией химиопрепарата животным проводилось воздействие ЭМИ; С - внутрибрюшинная химиотерапия циклофосфаном в разовой дозе 40 мг/кг, курсовой дозе - 120 мг/кг с интервалом между введениями 5 дней; D - без лечения; Е - внутрибрюшинная химиотерапия циклофосфаном в разовой дозе 40 мг/кг, курсовой дозе - 120 мг/кг с интервалом между введениями 5 дней. Воздействие ЭМИ производилось непосредственно после введения химиопрепарата; F - внутрибрюшинная химиотерапия циклофосфаном в разовой дозе 40 мг/кг, курсовой дозе - 120 мг/кг с интервалом между введениями 5 дней облученным ЭМИ в течение 45 мин. непосредственно перед введением раствором циклофосфана; G - аутогемохимиоте-рапия циклофосфаном с однократным введением 40 мг препарата с воздействием ЭМИ на комплекс кровь-химиопрепарат в течение 45 мин. с последующим 30 мин. перерывом перед реинфузией. Параметры применявшегося ЭМИ: плотность потока энергии 5 мкВт/см2, аккорд частот 125, 157, 168, 467, 512, 615, 923, 1300, 1715 МГц.
Первые две группы животных отличались только размером опухоли на момент начала лечения, в группе А он составил 0,07 см3, в группе В -2,09 см3. Контрольной группой послужила группа С, а также группа D. Объем опухоли в первый день лечения в группе D составил 0,13 см3 и достоверно не отличался от аналогичного показателя группы А. Такой подход к выбору опытных групп связан с общеизвестной низкой чувствительностью крупных опухолей к химиотерапии. Нам представлялось интересным проверить, не сможет ли модификация ЭМИ помочь преодолеть барьер чувствительности крупных опухолей к химиотерапии.
Использованная нами схема модификации химиотерапии предварительным облучением ЭМИ обладала высокой противоопухолевой эффективностью (табл. 11). Прямым тому доказательством является различие средних размеров опухолей в исследованных группах, начиная с 15 дня наблюдения, причем различия сравниваемых показателей остаются достоверными. Очевидно, что нам не удалось преодолеть барьер чувствительности крупных опухолей к химиопрепаратам, о чем убедительно свидетельствуют данные табл. 11. К 15 дню наблюдения средний размер опухоли в группе В превосходил таковой в группе С почти в 10 раз, 6,26 против 0,66 см3 (Р 0,05), однако к 25 дню наблюдения разница в размерах была уже не так значительна - 13,17 против 3,35 см3 (Р 0,05).
Показатель торможения роста опухоли (табл. 12) позволяет более наглядно проследить за динамикой опухолевого роста в исследованных группах. То, что данный показатель в группе А после первого дня лечения превышает 70%), и только к 25 дню становится равным 63%, говорит о безусловно выраженном противоопухолевом действии циклофосфана при введении его предварительно облученным животным. Отрицательные значения показателя ПТРО при сравнении групп В и С закономерно отражают неэффективность химиотерапии крупных опухолей, хотя также отчетливо прослеживается тенденция к уменьшению разницы между сравниваемыми группами не только к 25 дню, но и на 20 день проводимого лечения, по сравнению с показателями, наблюдавшимися на 15 день.
Состояние гормонального статуса у крыс-носителей лимфосаркомы Плисса при воздействии НИЭМИ СД и ионизирующего излучения
Гормональные факторы, являющиеся основными регуляторами всех функций организма, оказывают выраженное влияние, как на опухолевый процесс, так и на лежащие в его основе патогенетические механизмы. В свою очередь, злокачественная опухоль вызывает нарушение регулятор-ных функций всех звеньев эндокринной системы, создавая, таким образом, дополнительные патогенетические факторы прогрессии опухолей (ШапотВ.С, 1980).
Доказано, что при развитии злокачественного процесса в дисгормональную перестройку вовлечены все звенья эндокринной системы, вместе с тем среди нарушений гормонального гомеостаза особо выделяют нарушения функций щитовидной железы и коры надпочечников (Самунд-жан Е.М., 1973; Martin Р., 1983).
Известно также, что наиболее чувствительными к действию магнитного поля являются эндокринная и нервная системы (Шихлярова А.И., 2001; Козлова М.Б. и соавт., 2002; Кучерова Т.И., 2002), но механизмы биологического влияния магнитного поля на указанные системы все еще остаются малоизученными.
В качестве показателей, отражающих функциональную активность щитовидной и надпочечниковых желез, мы исследовали в сыворотке крови крыс с перевитой лимфосаркомой Плисса трийодтиронин (Т3), тироксин (Т4) и кортизол.
Несмотря на то, что кортизол у крыс не является основным глюко-кортикоидом (к таковому относится кортикостерон), тем не менее, считается, что его уровень в крови отражает функциональное состояние пучковой зоны коры надпочечников при различных воздействиях, в том числе гормональных (Кучерова Т.И. и соавт., 1992).
Материалом для эксперимента послужили интактные самки белых беспородных крыс и самцы крыс, которым была подкожно перевита лим-фосаркома Плисса. Подопытные животные были распределены на группы следующим образом: А - интактные крысы, В - опухоленосители без воздействия, С - воздействие ионизирующим излучением, D - воздействие электромагнитным излучением (ЭМИ), Е - последовательное воздействие ионизирующим и электромагнитным излучениями.
Полученные результаты исследования представлены в табл. 17, из которой видно, что у животных II группы вдвое снижен уровень в крови кортизола, что, согласно концепции Г. Селье (1936) об общем адаптационном синдроме, характеризует стадию истощения резервных возможностей организма.
В развитии общего адаптационного синдрома Г. Селье различает три стадии:
Первая стадия - «реакция тревоги». Возникшее напряжение ведет к усилению секреции кортикотропина, который стимулирует секрецию глю-кокортикоидов.
Вторая стадия- «стадия резистентности». При продолжающемся действии фактора, вызвавшего состояние напряжения, происходит гиперплазия коры надпочечников. Несмотря на повышенную секрецию глюко-кортикоидов, процессы обмена веществ в организме нормализуются. Выравниваются те сдвиги, которые наступили в начале неблагоприятного воздействия. Происходит инволюция тимуса и уменьшение размеров лимфатических узлов.
Третья стадия - «стадия истощения». Если напряжение столь велико, то организм не может к нему приспособиться и кора надпочечников, несмотря на гиперплазию, не в состоянии выработать необходимое количество глюкокортикоидов. Нарушение адаптации может привести к смерти.
Установлено, что растущая опухоль вызывает сильный стресс, приводя к истощению естественной резистентности организма в целом и функциональной активности коры надпочечников в частности (Самунд-жан Е.М., 1973). Подобная картина отмечалась и в наших исследованиях на модели быстрорастущей лимфосаркомы Плисса.
Тиреоидная функция у животных группы В находилась в полном соответствии со стадией истощения. Так, уровень в крови Т4 снизился в 4,7 раза, Т3 - почти в 2 раза по сравнению с интактным контролем. Коэффициент Т3/Т4 увеличился при этом на 64%. Тироксин является основным тиреоидным гормоном, но биологические эффекты в организме реализуются в периферических органах и тканях посредством Т3 преимущественно при конверсии Т4 в Т3 с участием дейодиназ (Barfalena L. et al., 1994). Известно, что дейодирование Т4 может быть заторможено при ряде патологических состояний, а также избытке глюкокортикоидов. Выраженный дефицит кортизола у крыс с перевивной лимфосаркомой, возможно, способствовал растормаживанию каталитической активности дейодиназ, создавая, таким образом, дефицит Т4.
У крыс группы С ионизирующее излучение не изменило содержания в крови кортизола по сравнению с животными группы В. Уровень глюкокортикоида оставался сниженным в 1,6 раза по сравнению с интакт-ным контролем. Вместе с тем количество циркулирующего в крови Т4, хотя и было снижено по сравнению со здоровыми животными, но повысилось на 81% по сравнению с крысами-опухоленосителями без воздействия. Уровень Тз при этом не изменился. Коэффициент Т3/Т4, несмотря на низкое абсолютное количество в крови йодтиронинов, достиг значения интактного контроля, т.е. уменьшился на 39% по сравнению с животны-ми-опухоленосителями.
Электромагнитное воздействие в самостоятельном варианте способствовало нормализации глюкокортикоидной функции коры надпочечников. Уровень кортизола у животных группы D достиг значения интактного контроля и увеличился на 83% по сравнению с крысами II группы. Изменение динамики тиреоидных гормонов у крыс рассматриваемой группы было такое же, как при гамма-излучении, т.е. повышение содержания в крови тироксина и нормализация значения коэффициента отношения Тз к Т4, что свидетельствует о восстановлении ферментативного метаболизма основного гормона щитовидной железы.
После осуществления последовательных воздействий гамма- и электромагнитных излучений на организм крыс-опухоленосителей мы не отметили существенных изменений в динамике надпочечникового и тиреоидных гормонов по сравнению с животными групп С и D. Содержание в крови кортизола было снижено в 1,5, Т3 - в 1,8, Т4 - в 2,7 раза по сравнению с интактными животными. Коэффициент Т3/Т4, как и в предыдущих опытных группах, не отличался от контроля.
Подводя итог проведенным исследованиям, мы считаем, что ЭМИ оказывает такое же благотворное влияние на функцию щитовидной железы, что и лечебное воздействие гамма излучения. Кроме того, ЭМИ восстанавливает глюкокортикоидную функцию коры надпочечников, повышая, таким образом, резервные возможности организма, пораженного злокачественной опухолью. Целесообразность сочетания двух физических факторов гамма-излучения и ЭМИ в указанной последовательности и в заданных режимах требует дополнительных исследований.
![оптимизация эффективности комбинированной терапии стабильной стенокардии с использованием низкоинтенсивного широкополосного электромагнитного излучения миллиметрового диапазона [Электронный ресурс]](/i/i/4500/175458.png "оптимизация эффективности комбинированной терапии стабильной стенокардии с использованием низкоинтенсивного широкополосного электромагнитного излучения миллиметрового диапазона [Электронный ресурс] Семенова Анна Константиновна")
![Электромагнитное излучение миллиметрового диапазона в реабилитации ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС с артериальной гипертонией на санаторном этапе [Электронный ресурс]](/i/i/4423/212258.png "Электромагнитное излучение миллиметрового диапазона в реабилитации ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС с артериальной гипертонией на санаторном этапе [Электронный ресурс] Коростелев Юрий Иванович")
