Спосіб визначення біологічної ефективності застосування низькоінтенсивного електромагнітного випромінювання надвисокої частоти

Спосіб визначення біологічної ефективності застосування низькоінтенсивного електромагнітного випромінювання надвисокої частоти (ЕМВ НВЧ) включає дослідження параметрів крові, який відрізняється тим, що визначають безрозмірний показник , що є відображенням функціонального стану синтетичного апарата лімфоцитів за формулою: Корисна модель відноситься до області біофізики, однією з найважливіших проблем якої є вивчення ефективності біологічного впливу слабких електромагнітних випромінювань (ЕМВ) різного діапазону. Низькоштенсивне ЕМВ надвисокої частоти (НВЧ) має виражену біологічну активність і широко використається в терапевтичній практиці (міліметрова (мм) або НВЧ-терапія) [Афромеев В.И., Нагорный М.М., Соколовский И.И., Субботина Т.И., Яшин А.А. Терапия, контроль и коррекция состояния организма человека влиянием высокочастотных электромагнитних полей в замкнутой биотехнической системе // «Миллиметровые волны в биологии и медицине». - 1998 №2 (12)]. Для визначення ефективності НВЧ-терапп існує ряд методів, сутність яких полягає, наприклад, в ОЦІНЦІ реакції рівня вільного гепарину на одноразове НВЧ-випромінювання, змін деяких показників системи гемостазу (фибринолітичного і ппокоагуляційного) у ході НВЧ-випромінювання, метод хемілюмінесценції. У цей час обґрунтовується новий методичний ПІДХІД з використанням апаратнопрограмного комплексу цитофотометрп [Будник М.И., Шмаров Д А , Медовый B.C., Козинец Г.И. Обоснование нового методического подхода к _ k1HK1 _ К(АРНК) 'БЗО кгНКг ДНК де І64о, І530 ' інтенсивність флуоресценції, вимірювана на довжинах хвиль 530 нм і 640 нм ВІДПОВІДНО, ДНК - дезоксирибонуклеїнова кислота, АРНК - активний компонент рибонуклеїнової кислоти (РНК) одиночної клітини, к і , к 2 , К - коефіцієнти зв'язування AT з нуклеїновими кислотами (НК), і при підвищенні значень показника щодо вихідних значень констатують позитивний ефект від застосування низькоінтенсивного ЕМВ НВЧ. индивидуальному подбору биотропных параметров электромагнитного терапевтического стимула миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов с использованием цитоморфометрии // Сб. докладов 13 Российского симпозиума с международным участием «Миллиметровые волны в биологии и медицине». - М.: МТА КВЧ. - 2003. - С. 127129]. Найближчим аналогом корисної моделі є метод визначення індивідуальної чутливості хворих до міліметрового випромінювання й підвищення ефективності НВЧ-терапи М. В. Пославського й О. Ф. Здановича [Пославский М.В., Зданович О Ф. Индивидуальная чувствительность больных к миллиметровому излучению. Повышение чувствительности к КВЧ-терапии // Сб. докладов 11 Российского симпозиума с межд. Участием «Миллиметровые волны в биологии и медицине». - М.: МТА КВЧ. - 1997. -С. 45-48]. Авторами була запропонована модель визначення чутливості клітин крові людини до впливу мм випромінювання в умовах in vitro. Досліджували параметри крові, найбільш чутливі до мм випромінювання й граючи важливу роль у ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ КЛІТИН (фагоцитоз, в'язкість крові, здатність до деформування і агрегацію еритроцитів, продукти перекісного окислю СО 00 оГ 7864 вання ліпідів, мембраноз'єднані ферменти й ін.). Була виявлена певна закономірність змін досліджуваних параметрів залежно від довжини хвилі мм випромінювання. Розроблено метод індивідуального підбору довжини хвилі для подальшого лікування хворих. Однак, оскільки цей і перераховані вище методи засновані на реєстрації змін різних показників периферичної крові in vitro, вони не дозволяють судити про зміни, що відбуваються під впливом ЕМВ НВЧ на системному та організменому рівнях, тоді як експериментально доведено, що відповіді на НВЧ-вплив ізольованих клітин часто не збігаються з такими, що виявлені після загального випромінювання тварин. Це пов'язано з тим, що сприйняття інформаційних ЕМВ виникає на рівні складноорганізованих біологічних систем і повністю проявляється тільки в цілісному організмі. Таким чином, незважаючи на значну кількість досліджень, виконаних відомими інструментальними методами й застосування різних методичних підходів, виявити з їхньою допомогою об'єктивний критерій визначення ефективності застосування ЄМВ НВЧ не вдалося. В основу корисної моделі поставлено завдання розробки експрес-методу оцінки ефективності застосування ЕМВ НВЧ in vivo. У численних дослідженнях показано, що найбільше гостро реагуючими на дію ЕМВ НВЧ є клітини імунної системи й периферичної крові, зокрема, лімфоцити. Лімфоцити мають ряд специфічних властивостей, які можуть служити індикаторами стану цілісного організму, відбиваючи його адаптивні й патологічні зміни. У зв'язку із цим лімфоцити, що володіють високою чутливістю до зовнішніх впливів, служать зручним об'єктом при вивченні ефективності дії факторів різної природи й інтенсивності. Дослідження синтетичної (функціональної) активності лімфоцитів крові флуоресцентним мікроспектральним методом є способом інтегральної оцінки стану не тільки імунної системи, але й процесів, що відбуваються в цілому організмі. Поставлене завдання вирішується тим, що спосіб визначення біологічної ефективності застосування низькоінтенсивного ЕМВ НВЧ включає дослідження параметрів крові. Спосіб відрізняється тим, що вимірюють безрозмірний показник а ' , що є відбиттям функціонального стану синтетичного апарата лімфоцитів по формулі: а' _ ' б 4 0 _ kjHK 2 _K(APHK) | 'б40 _ К2 ДНК 'бзо а де І640, І5зо - інтенсивність флуоресценції, вимірювана на довжинах хвиль 530нм і 640нм відповідно; ДНК - дезоксирибонуклеїнова кислота; АРНК - активний компонент рибонуклеїнової кислоти (РНК) одиночної клітини; кі, к2, К - коефіцієнти зв'язування AT з нуклеиновыми кислотами (НК). Підвищення значень показника а' щодо вихідних значень свідчить про позитивний ефект при застосуванні низькоінтенсивного ЕМВ НВЧ. Приклад конкретної реалізації способу по за корисною моделлю. Дослідження виконані на 64 безпородних білих пацюках-самцях масою 120-150г., отриманих з дослідно-експериментального розплідника Інституту гігієни й медичної екології, фірма «Фенікс» (м. Київ). Для експерименту відбирали тварин однакового віку, що характеризуються середнім рівнем рухової активності й низькою емоційністю в тесті "відкритого поля", які згідно нашим і літературним даним переважають у популяції, тому можна стверджувати, що саме в цих тварин розвивається найбільш типова реакція на будь-який вплив. Подібний відбір дозволив сформувати однорідні групи тварин, що однотипно реагують на дію різних факторів. Попередньо відібрані тварини були розділені на чотири групи по 16 особин у кожній. До першої групи були віднесені тварини, що втримувалися у звичайних умовах віварію (біологічний контроль, К). Тварини другої групи піддавалися ізольованому впливу ЕМВ НВЧ . Третю групу склали щури, піддані дії стресу. Стрес було індуковано шляхом обмеження рухливості (гіпокинезія - ГК). ГК створювалася переміщенням щурів у спеціальні піни з оргскла, у яких вони перебували протягом 9 днів експерименту по 22 години на добу. У четверту групу ввійшли тварини, що перебували в умовах ГК і одночасно піддавалися впливу ЕМВ НВЧ (НВЧ+ГК). Вплив ЕМВ НВЧ здійснювалося протягом 9 діб за допомогою генератора "Луч. КВЧ-071" на потилице-комірну область по ЗО хв щодня (А=7,1мм, щільність потоку потужності 0,1мвт/см ). Для визначення ефективності дії ЕМВ НВЧ із хвостового віденя брали кров перед експериментальними впливами, на п'яту й дев'яту добу експерименту. Обробка мазків крові проводилася відповідно до методики В. Н. Карнаухова [Карнаухов В. Н.. Люминесцентный спектральный анализ клетки. М., 1978, 209с]. Сухі мазки крові фіксували в рідині Карнуа (этанол: хлороформ: крижана оцтова кислота - 6:3:1) протягом 10 хв, потім проводили через ряд спадних спиртів. Мазки, відмиті після фіксації, витримували 4 хв у цитрат-фосфатному буфері (р 4,2) і офарблювали розчином акридинового жовтогарячого (AT) (10"4 М) на тім же буфері протягом 10 хв. Після відмивання у двох порціях цитрат-фосфатного буфера протягом 10 хв мазки накривали покривним склом. Пофарбовані мазки досліджували методом мікроспектрального флуоресцентного аналізу з використанням люмінесцентного мікроскопа МЛ-4 з фотометричною насадкою ФМЭЛ-1К. У даній роботі досліджені лімфоцити без бачимих ушкоджень у структурі. Спектри люмінесценції реєструвалися за допомогою мікрофлуориметра на довжинах хвиль 530 і 640нм. Флуоресценція збуджувалася випромінюванням ртутної дугової лампи ДРШ 250-2 на довжині хвилі 436нм, виділюваної за допомогою світлофільтрів. Розмір ділянки, яку фотометрирують, відповідав розмірам клітини (7Юмкм). Функціональний стан синтетичного апарата клітини описується безрозмірним параметром а, що представляє собою відношення флуоресценції 7864 в червоній (І64о) і зеленій (І5зо) областях спектра лімфоцитів, пофарбованих AT. Флуоресценція в червоній області спектра обумовлена димерами AT, пов'язаними з односпіральними нуклеїновими кислотами (переважно функціонально активної рибосомальної РНК у зрілих диференційованих клітинах), у той час як у зеленої - мономерами AT, интеркалированими у двуспиральні нуклеїнові кислоти (переважно ДНК): їмо k ^ K j , ^K(APHK) l530 k 2 HK 2 ДНК ' де АРНК - активний компонент РНК одиночної клітини; к і , к2, К - коефіцієнти зв'язування AT з нуклеїновими кислотами (НК). Зміна параметра а при різних функціональних станах клітини головним чином пов'язана з фарбуванням односпіральних областей РНК. Для визначення вірогідності між вибірками використався t-критерій Стьюдента. Результати дослідження представлені в таблиці 1. Дані свідчать про те, що функціональний стан синтетичного апарата лімфоцитів тварин змінювалося різнонаправлено при різних впливах. Середні значення параметра а для контрольних тварин лежали в діапазоні від 0,6 до 0,8. Ізольована дія ЕМВ НВЧ на інтактних тварин виявилася в тенденції до збільшення показника синтетичної активності лімфоцитів на четверту добу експерименту і його достовірному збільшенні на дев'яту добу на 36,5% (р