Известно, что электромагнитное излучение (ЭМИ) крайне высокой частоты (КВЧ) обладает выраженной биологической эффективностью [1] и широко применяются в медицинской практике с целью коррекции расстройств различного генеза, в том числе и тех, которые сопровождаются изменением функционального состояния микрососудистого русла. Однако сведения, касающиеся действия ЭМИ на процессы микроциркуляции крови крайне противоречивы, в связи с чем, изучение изменения кожной микрогемодинамики при действии ЭМИ КВЧ и установление основных механизмов, лежащих в их основе, представляется перспективным и является целью настоящего исследования.
Материалы и методы исследования
Экспериментальная часть работы выполнена на 40 белых беспородных крысах-самцах массой 180-250 г., которые были разделены на 2 группы по 10 крыс в каждой. Животные первой группы являлись биологическим контролем (контроль) и находились в обычных условиях вивария, крысы второй экспериментальной группы ежедневно в течение 10-ти суток подвергались воздействию ЭМИ КВЧ.
Исследование параметров микроциркуляции крови проводилось методом лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) при помощи лазерного анализатора кровотока «ЛАКК-02» во втором исполнении (производство НПП «Лазма», Россия) в течение 6 минут на 1, 3, 5, 7, 10 сутки эксперимента.
Исследование параметров микроциркуляции крови проводилось методом лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) при помощи лазерного анализатора кровотока «ЛАКК-02» во втором исполнении (производство НПП «Лазма», Россия) в течение 6 минут на 1, 3, 5, 7, 10 сутки эксперимента. В качестве параметров, анализируемых методом лазерной допплеровской флоуметрии, рассматривали неосцилляторные показатели базального кровотока: показатель перфузии (ПМ, перф. ед.), среднее квадратичное отклонение (СКО, флакс, перф. ед.), коэффициент вариации (Кв, %), которые дают общую оценку состояния микроциркуляции крови [4, 5]. Вейвлет-преобразование ЛДФ-сигнала позволило провести анализ нормированных характеристик ритмов колебаний кровотока: эндотелиального (Аэ), нейрогенного (Ан), миогенного (Ам), дыхательного (Ад) и пульсового (Ап) компонентов микрогемодинамики.
КВЧ-воздействие осуществлялось с помощью одноканального генератора «КВЧ. РАМЕД. ЭКСПЕРТ-01» (рабочая длина волны 7,1 мм, плотность потока мощности облучения 0,1 мВт/см2) ежедневно в течение 30 минут на затылочно-воротниковую область.
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты настоящего исследования показали (табл. 1, 2), при однократном КВЧ-воздействии среди осцилляторных показателей первыми и наиболее существенно увеличивались амплитуды колебаний эндотелиального (Аэ, на 17 %, p≤0,05) и нейрогенного (Ан, на 13 % p≤0,05)) генеза, что свидетельствовало об увеличении секреции оксида азота (NO) эндотелием и снижении периферического сопротивления в области артериол и артериолярных участков артерио-венулярных анастомозов за счет снижения симпатического адренергического вазомоторного контроля. Данные изменения микрогемодинамики нашли свое отражение в увеличении неосцилляторных показателей базального кровотока: показатель микроциркуляции (ПМ) – на 34 % (p≤0,05) и флакса (СКО) – на 18 % (p≤0,05), что указывает на увеличение перфузии и модуляции кровотока во всех частотных диапазонах.
Таблица 1
Динамика амплитуд неосцилляторных ритмов микроциркуляции у животных в условиях действия ГК, ЭМИ КВЧ и их комбинации (M±m)
|
Сутки эксперимента |
Группы |
ПМ |
СКО |
КВ |
|
1 сутки |
Контроль |
3,52±0,1 |
1,44±0,13 |
40,67±1,24 |
|
КВЧ |
4,89±0,55 р ≤ 0,05 |
1,79±0,41 р ≤ 0,05 |
45,14±3,42 |
|
|
3 сутки |
Контроль |
3,48±0,13 |
1,51±0,14 |
41,26±1,25 |
|
КВЧ |
4,94±0,52 р1 ≤ 0,05 |
1,95±0,53 р1 ≤ 0,05 |
46,22±4,6 р ≤ 0,05 |
|
|
5 сутки |
Контроль |
3,51±0,11 |
1,46±0,13 |
40,88±1,42 |
|
КВЧ |
5,25±0,3 р ≤ 0,05 |
2,13±0,42 р ≤ 0,05 |
49,22±3,76 р ≤ 0,05 |
|
|
7 сутки |
Контроль |
3,48±0,13 |
1,44±0,12 |
40,37±1,49 |
|
КВЧ |
5,37±0,35 р≤ 0,05 |
2,24±0,41 р ≤ 0,05 |
52,31±3,35 р ≤ 0,05 |
|
|
10 сутки |
Контроль |
3,49±0,12 |
1,48±0,11 |
40,86±1,26 |
|
КВЧ |
5,44±0,29 р ≤ 0,05 |
2,34±0,39 р ≤ 0,05 |
53,55±3,75 р ≤ 0,05 |
Примечание. р – достоверность различий показателей при сравнении с данными группы контроля.
Таблица 2
Динамика амплитуд осцилляторных ритмов микроциркуляции у животных в условиях действия ГК, ЭМИ КВЧ и их комбинации (M±m)
|
Сутки эксперимента |
Группы |
Аэ |
Ан |
Ам |
Ад |
Ап |
|
1 сутки |
Контроль |
9,68±0,13 |
12,64±0,14 |
15,43±0,13 |
14,36±0,16 |
9,15±0,13 |
|
КВЧ) |
11,27±0,46 р≤0,05 |
14,29±0,49 р≤0,05 |
17,45±0,51 р≤0,05 |
14,29±0,45 |
9,86±0,65 |
|
|
3 сутки |
Контроль |
9,63±0,13 |
12,70±0,13 |
15,47±0,13 |
14,40±0,12 |
9,19±0,11 |
|
КВЧ |
11,32±0,44 р≤0,05 |
14,56±0,5 р≤0,05 |
17,75±0,56 р≤0,05 |
13,8±0,5 р≤0,05 |
10,14±0,39 р≤0,05 |
|
|
5 сутки |
Контроль |
9,6±0,12 |
12,70±0,14 |
15,42±0,14 |
14,34±0,14 |
9,19±0,12 |
|
КВЧ |
11,64±0,36 р≤0,05 |
14,78±0,37 р≤0,05 |
18,38±0,38 р≤0,05 |
13,55±0,37 р ≤ 0,05 |
10,56±0,36 р≤ 0,05 |
|
|
7 сутки |
Контроль |
9,67±0,10 |
12,65±0,13 |
15,47±0,13 |
14,37±0,14 |
9,17±0,11 |
|
КВЧ |
12,39±0,43 р≤0,05 |
15,44±0,31 р≤0,05 |
19,25±0,47 р≤0,05 |
13,19±0,42 р≤0,05 |
10,63±0,30 р≤0,05 |
|
|
10 сутки |
Контроль |
9,69±0,11 |
12,69±0,13 |
15,43±0,13 |
14,42±0,15 |
9,20±0,13 |
|
КВЧ |
12,65±0,31 р≤0,05 |
15,93±0,45 р≤0,05 |
19,56±0,34 р≤0,05 |
12,82±0,48 р≤0,05 |
11,22±0,47 р≤0,05 |
Примечание. р – достоверность различий показателей при сравнении с данными группы контроля.
После третьего сеанса КВЧ-воздействия, наряду с Аэ и Ан, увеличивались амплитуды миогенных ритмов (Ам, на 9 % (p≤0,05)), что отражало снижение тонуса прекапиллярных сфинктеров и прекапиллярных метартериол [2]. Поскольку известно, что ритмы данного диапазона обусловлены колебаниями концентрации Са2+ через мембраны мышечных клеток [3], следовательно, повышение Ам свидетельствует о снижении тонуса прекапиляров вследствие развития Са2+-зависимой мышечной релаксации.
Необходимо отметить, что на фоне стимуляции сосудистых компонентов регуляции микроциркуляции происходило уменьшение активности внесосудистого фактора, а именно амплитуд дыхательных ритмов (Ад), свидетельствующих об увеличении тонуса сосудов венулярного звена, что на фоне снижения тонуса резистивных микрососудов и соответствующего ему увеличению притока крови в микрорусло, является маркером улучшения венулярного оттока вследствие увеличения градиента артерио-венозного давления [4, 5].
Пятикратное КВЧ-воздействие приводило к включению всех регуляторных механизмов в реакцию кожной микроциркуляции на данный физический фактор. Так, наряду с описанными выше показателями, происходило увеличение на 9 % (p≤0,05) амплитуд пульсовых колебаний (Ап), которые отражают перфузионное давление в микрососудах, обусловленное как сердечным выбросом, перепадами систолического и диастолического давления, так и влиянием посткапиллярного сопротивления [2].
Увеличение количества сеансов КВЧ-воздействия приводило к прогрессивному увеличению выраженности вазотропных реакций, максимальные изменения показателей регистрировались после 10-го сеанса. Так, увеличивались осцилляторные показатели микроциркуляции: Аэ – на 34 %, (p≤0,05), Ан – на 25 % (p≤0,05), Ам – на 10 % (p≤0,05), Ап – на 13 %, а также снижались Ад на 12 % (p≤0,05). Увеличились и неосцилляторные показатели: ПМ – на 62 % (p≤0,05), СКО – на 69 % (p≤0,05), коэффициента вариации – на 33 % (p≤0,05).
Заключение
Таким образом, после 10 сеансов КВЧ-воздействия у животных наблюдалось достоверное изменение активности всех компонентов регуляции микрососудистого тонуса, что выражалось в увеличении выработки NO эндотелием, снижении периферического сопротивления, увеличении притока крови в нутритивное микрососудистое русло, улучшении венулярного оттока, что в целом, отражало увеличение перфузии.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, в рамках научного проекта р_юг_а № 14-44-01569 «Механизмы действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высокой частоты на тканевую микрогемодинамику».