Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ В.І. ВЕРНАДСЬКОГО

УДК 612.017.2 + 612.112.91:001.891.59

ФУНКЦІОНАЛЬНА АКТИВНІСТЬ НЕЙТРОФІЛІВ КРОВІ ЩУРІВ ПРИ РОЗВИТКУ АДАПТАЦІЙНИХ РЕАКЦІЙ РІЗНОГО ТИПУ

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

ВЕРКО НАТАЛІЯ ПЕТРІВНА

Сімферополь, 2003



Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Таврійському національному університеті ім. В.І. Вернадського Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник доктор біологічних наук, професор Темур'янц Наталія Арменаківна Таврійський національний університет імені В.І. Вернадського, професор кафедри фізіології людини та тварин і біофізики

Офіційні опоненти : доктор біологічних наук, професор Коношенко Світлана Володимирівна Таврійський національний університет імені В.І. Вернадського, завідувач кафедри біохімії

доктор медичних наук, професор Міщенко Віталій Петрович Українська медична стоматологічна академія Міністерства охорони здоров'я України, Завідувач кафедри нормальної фізіології

Провідна установа Донецький національний університет, біологічний факультет, Міністерство освіти і науки України, м. Донецьк.

Захист відбудеться 18.12. 2003 р. о 13-30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 52.051.04 в Таврійському національному університеті ім. В.І. Вернадського за адресою: 95007, Україна, Крим, м. Сімферополь, вул. Ялтинська, 4

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського за адресою: 95007, м. Сімферополь, пр. Вернадського, 4.

Автореферат розіслано 16.11.2003 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради К 52.051.0 В.С. Мартинюк



АНОТАЦІЯ

Верко Н.П. Функціональна активність нейтрофілів крові щурів при розвитку адаптаційних реакцій різного типу. -Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 - фізіологія людини і тварин і біофізики - Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського, Сімферополь, 2003. лейкоцит гіпокінезія гідролітичний глюкоза

Дисертація присвячена вивченню функціональної активності нейтрофілів крові щурів при адаптації до тривалої дії гіпокінезії, ЕМВ НВЧ та їх комбінації. 43-хдобова гіпокінезія призводила до різноспрямованих внутрішньо- і міжсистемних зрушень бактерицидних і гідролітичних систем на тлі дисфункції енергетичного метаболізму.

Вплив ЕМВ НВЧ на інтактні тварини підвищував бактерицидний, гідролітичний та енергетичний потенціал нейтрофільних лейкоцитів.

Комбінована дія гіпокінезії та ЕМВ НВЧ призводила до одночасної активації бактерицидних систем, нормалізації вмісту гідролітичних ферментів, стимуляції аеробного та анаеробного окислення глюкози. З 13-31 доби дослідження виявлена здатність гіпокінезії модифікувати адаптаційні реакції, що розвиваються на дію ЕМВ НВЧ.

Ключові слова: ЕМВ НВЧ, нейтрофіли, гіпокінезія, адаптаційні реакції.



АННОТАЦИЯ

Верко Н.П. Функциональная активность нейтрофилов крови крыс при развитии адаптационных реакций различного типа. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных и биофизики - Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского, Симферополь, 2003.

Диссертация посвящена изучению функциональной активности нейтрофилов крови крыс при адаптации к длительному действию гипокинезии, ЭМИ КВЧ и их комбинации. Результаты исследования показали, что в условиях ограничения двигательной активности, изолированного и комбинированного с гипокинезией действия ЭМИ КВЧ, тип адаптационной реакции характеризует определенный паттерн показателей функциональной активности нейтрофилов. 43-хсуточное ограничение двигательной активности приводило к развитию выраженной стресс-реакции с характерными для нее 3-хфазными изменениями. В I фазу тревоги гипокинетического стресса регистрировалось резкое повышение активности гидролитических систем (особенно ЦПС ПР). Однако уже во II фазу гипокинетического стресса активность КФ оставалась повышенной по отношению к контролю на 5-20 %, а содержание ПР снижалось до 95-75 %. Активность бактерицидных систем, напротив, претерпевало снижение на протяжении всех сроков ограничения подвижности, причем максимальное снижение наблюдалось в I и III стадии стресса. Ограничение двигательной активности подавляло энергетические процессы в клетке. В стадии тревоги и истощения гипокинетического стресса отмечалось снижение относительно контроля ЦПС общих липидов, средней активности СДГ и -ГФДГ. Для стадии резистентности гипокинетического стресса были характерны высокоамплитудные разнонаправленные колебания гидролитической и дегидрогеназной активности, что характеризует неустойчивость системы.

Результаты исследования воздействия ЭМИ КВЧ на интактных животных показали, что уже после 3-х процедур мм-воздействия и до конца эксперимента отношение лимфоцитов к сегментоядерным нейтрофилам находилось в зоне адаптационной реакции активации. Паттерн показателей функциональной активности нейтрофилов при развитии этого вида НАРО изменялся по-иному: имело место синхронное повышение показателей бактерицидной активности (с первых суток воздействия), а с 3-4 суток - гидролитической активности относительно соответствующих значений контроля. При воздействии ЭМИ КВЧ оптимизировались энергетические процессы, свойственные нейтрофилам: увеличивалась средняя активность СДГ и -ГФДГ с преобладанием свойственного этим клеткам анаэробного процесса окисления глюкозы, повышался цитохимический показатель содержания общих липидов.

Вышеизложенные факты свидетельствуют о способности ЭМИ КВЧ повышать функциональные возможности нейтрофилов. Эта активация достигалась не только повышением ЦПС исследуемых показателей, но и оптимизацией физиологических процессов в клетке, что проявлялось в свойственной для нейтрофилов последовательной активации бактерицидных, затем гидролитических систем, стимуляции анаэробных процессов.

У животных, подвергавшихся комбинированному действию ЭМИ КВЧ и гипокинезии, стресс-реакция на ограничение подвижности не развивалась: соотношение лимфоциты/сегментоядерные нейтрофилы соответствовало границам антистрессорных адаптационных реакций - активации и тренировки. Уровень активности бактерицидных систем был выше во все сроки эксперимента, чем у ограниченных в подвижности крыс, дополнительно не испытывавших КВЧ-воздействия. ЭМИ КВЧ при комбинированном с гипокинезией действии ингибировало гидролитическую активность нейтрофилов, что характеризовалось нормализацией ЦПС КФ и ПР. Обнаруженное в работе протеаз-ингибирующее действие ЭМИ КВЧ, по-видимому, является одним из механизмов его высокой терапевтической активности и объясняет многие физиологические эффекты излучения миллиметрового диапазона.

Коррекция гипокинетических расстройств на стадии тревоги проявлялась стимуляцией гликолиза, а на стадии резистентности и истощения - анаэробного и аэробного процессов окисления глюкозы.

Результаты исследования позволили выявить возможность гипокинезии модифицировать адаптационные реакции, развивающиеся при действии ЭМИ КВЧ. Модификация действия поля обнаруживалась только в период с 13-31 сутки, что соответствует стадии резистентности гипокинетического стресса, и проявлялась в нестабильности показателей бактерицидной, гидролитической и особенно дегидрогеназной активности.

Ключевые слова: ЭМИ КВЧ, гипокинезия, нейтрофилы, адаптационные реакции.



SUMMARY

Verko N.P. Functional activity of rat blood neutrophils in developing the adaptive reactions of different types. -Manuscript.

Thesis for candidate's degree by speciality 03. 00. 13 - physiology of man and animals and biophysics - Tavrida National V.I. Vernadsky University, Simferopol, 2003.

The work was devoted to stading the functional activity of rat blood neutrophils in adaptation to long lasting action of hypokinesia, eletromagnetic field of extremely high frequency (EMF EHF) and their combination. 43-day hypokinesia gave different intra- and between - systemic changes of bactericidae and hydrolytic systems on the background of energetic metabolic dysfunctions.

The action of EMR EHF increased the bactericidae, hydrolytic and energetic potential of neutrophil leucocytes in intact animals.

Combined action of hypokinesia and EMF EHF lead to simultaneous activation of bactericidae systems, normalization of hydrolytic enzymes content, stimulation of aerobic and anaerobic glucose oxydation. Since 13th to 31st days of study the ability of hypokinesia to modify the adaptive reactions developing as a result of EMF EHF action was discovered.

Key words: EMF EHF, hypokinesia, neutrophils, adaptive reactions.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Однією з найважливіших проблем екологічної фізіології є дослідження закономірностей адаптації організму до дії різноманітних чинників середовища (Слоним О.Д., 1979; Агаджанян М.О., Катков О.Ю., 1990; Меєрсон Ф.З., 1991). Саме адаптацію Клод Бернар відзначив як підсумкову проблему фізіології. В останні роки ця фундаментальна проблема набула і суттєве практичне значення (Пшенникова М.Г., 2001). Це пов'язано з тим, що виявляється біологічна активність все більшого числа факторів, які викликають комплекс специфічних і неспецифічних адаптаційних реакцій організму (НАРО), вираженість яких залежить не тільки від особливостей біологічного об'єкту, але і від параметрів впливаючого фактору. Так, показано, що залежно від інтенсивності діючого фактору розвиваються НАРО різного типу (Гаркаві Л.Х. та співавт., 1998). Розвиток НАРО при багатоденному впливові факторів не вивчено. Крім того, в реальних умовах ці фактори діють не ізольовано, а в комбінації один із одним. Сумарний ефект такої дії в значній мірі визначається взаємодією компонентів, що складають цей комплекс. Так, ефективність слабких, фізіологічно мало значимих агентів при комбінованій дії може помітно підсилюватися чи послаблюватися (Слоним О.Д., 1979). Між тим, НАРО при комбінованій дії стрес-факторів і факторів низької інтенсивності зовсім не вивчені. Одним із широко поширених стрес-факторів є гіпокінезія (ГК), яка викликає розвиток гіпокінетичного стресу (Коваленко Е.О., Гуровський М.М., 1980; Федоров Б.М., 1990). До факторів низької іинтенсивності, що викликають розвиток адаптаційної реакції активації чи тренування, належить низькоінтенсивне електромагнітне випромінення (ЕМВ) надвисокої частоти (НВЧ), інтерес до вивчення якого різко зріс в останні роки в зв'язку з проблемами дозиметрії, гігієнічного нормування, а також його широкого використання в терапевтичних цілях (Ситько С.П., 2001; Бєцький О.В., Лєбєдєва Н.М., 2001). Функціональна активність нейтрофілів при тривалій гіпокінезії вивчена лише в окремі дні розвитку загального адаптаційного синдрому (ЗАС), а ізольована дія ЕМВ НВЧ, рівно як і адаптаційні процеси, що розвиваються на його комбінований із гіпокінезією вплив, досліджені лише на 1-9 добу, що відповідає стадії тривоги гіпокінетичного стресу.

Інтегральним показником ефективності адаптаційних реакцій, що розвиваються, є неспецифічна резистентність, яку забезпечують численні компоненти крові і, насамперед, нейтрофіли. Саме ці клітини виконують роль центральної ланки резистентності, оскільки їм властива імунна реактивність, здатність до фагоцитозу, синтезу і секреції медіаторів запалення (фактору некрозу пухлин, інтерлейкінів, макрофагальних запальних білків і т.д.), компонентів системи фібринолізу, а також біологічно активних речовин, що стимулюють ріст клітин і регенерацію (Бережна М.М., 1988; Маянський О.Г., Маянський Д.М., 1989; Терещенко І.П., Кашуліна А.П., 1993; Антоняк Г.Л., 1999).

Функціональна активність нейтрофілів у розвитку неспецифічних адаптаційних реакцій, що розвиваються при комбінованій дії факторів великої та низької інтенсивності, не досліджена.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась на кафедрі фізіології людини та тварин і біофізики Таврійського національного університету (ТНУ) імені В.І. Вернадського в рамках теми “Вивчення механізмів підвищення стійкості до дії несприятливих факторів за допомогою електромагнітних випромінювань (ЕМВ) надвисокої частоти (НВЧ)”. Номер держреєстрації 0103U001224.

Мета роботи. Визначення патерна показників гідролітичних, бактерицидних та енергозабезпечуючих систем нейтрофілів при розвитку неспецифічних адаптаційних реакцій різного типу, викликаних дією гіпокінезії, ЕМВ НВЧ та їх комбінації.

Задачі роботи:

1. Вивчити зміни патерна показників функціональної активності нейтрофілів крові в динаміці стрес-реакції, викликаної обмеженням рухливості.

2. Охарактеризувати стан функціональної активності нейтрофілів крові при розвитку адаптаційних реакцій на дію низькоінтенсивного ЕМВ НВЧ.

3. Описати комплекс змін показників функціональної активності нейтрофілів, що характеризують адаптацію до комбінованої дії ГК та ЕМВ НВЧ.

4. Виділити найбільш інформативні показники функціональної активності нейтрофілів, що характеризують адаптаційний процес.

5. Порівняти перебудови показників функціональної активності нейтрофілів при адаптації до різних впливів.

Об'єкт дослідження - функціональна активність нейтрофілів крові.

Предмет дослідження - адаптаційні реакції, що розвиваються на тривалу дію гіпокінезії, ЕМВ НВЧ при їх ізольованій і комбінованій дії.

Методи дослідження - цитохімічні методи визначення бактерицидних систем (пероксидаза, неферментні катіонні білки), гідролітичних ферментів (кисла фосфатаза, протеаза), показників енергетичного обміну (загальні ліпіди, сукцинатдегідрогеназа, -гліцерофосфатдегідрогеназа) в нейтрофілах периферичної крові, кореляційний і кластерний аналізи.

Наукова новизна одержаних результатів. У ході виконання роботи вперше описано взаємовідносини показників функціональної активності нейтрофілів у різні стадії стрес-реакції. Вперше виявлено, що адаптаційна реакція активації, викликана дією низькоінтенсивного ЕМВ НВЧ при тривалому впливові (43 доби), характеризується гармонізацією, оптимізацією функціонального статусу нейтрофілів, вираженість якої залежить від терміну впливу. При комбінованій з ГК дії ЕМВ НВЧ стрес-реакція на обмеження рухливості не розвивається, адаптаційна реакція відрізняється від такої, яка викликається ізольованою дією ЕМВ НВЧ, більш вираженою активацією показників енергетичного обміну на 15-22 добу експерименту. Вперше описано модифікацію адаптаційних реакцій, що розвиваються на дію ЕМВ НВЧ, обмеженням рухливості. Вперше показано, що ЕМВ НВЧ інгібує протеазну активність нейтрофілів при гіпокінетичному стресі, що є одним із найважливіших механізмів його антистресорної дії.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані результати мають фундаментальне значення, оскільки суттєво розширюють уявлення про закономірності формування адаптаційних реакцій на ізольовану і комбіновану дію ГК і низькоінтенсивного ЕМВ НВЧ, уточнюють деякі механізми фізіологічної дії слабких подразників.

Дані проведеного дослідження мають прикладне значення, оскільки розкривають деякі механізми коригуючої дії ЕМВ НВЧ, істотно доповнюють критерії оцінки типу НАРО, пояснюють високу терапевтичну активність цього фактора і захищені Деклараційними патентами України на винахід.

Одержані в роботі відомості про динаміку адаптаційних процесів, що розвиваються при дії ГК, ЕМВ НВЧ та їх комбінації включені в лекційний курс з “Екологічної фізіології”, який читається на кафедрі фізіології людини та тварин і біофізики ТНУ ім. В.І. Вернадського.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем самостійно виконана експериментальна частина досліджень, здійснена статистична обробка даних функціональної активності нейтрофілів на протязі 43-х діб експерименту, зроблено аналіз літературного матеріалу. Аналіз результатів дослідження та їх обговорення проведені за участю наукового керівника. Дослідження змін дегідрогеназної активності проводилось спільно з аспіранткою кафедри фізіології людини та тварин і біофізики ТНУ ім. В.І. Вернадського Шишко О.Ю. Вивчення змін функціональної активності нейтрофілів під впливом ЕМВ НВЧ проведені за участю докторанта кафедри фізіології людини та тварин і біофізики ТНУ ім. В.І. Вернадського Чуян О.М. У працях, написаних у співавторстві, дисертанту належать експериментальна частина та деякі теоретичні положення.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації повідомлені на: XVI з'їзді Українського фізіологічного товариства (Вінниця, 2002); Всеукраїнській конференції молодих учених (Сімферополь, 2003); Міжнародній Кримській конференції “Космос і біосфера” (Партенит, 2003) та щорічних наукових конференціях професорско-викладацького складу Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського та Кримського державного медичного університету ім. С.І. Георгієвського (2002 - 2003 р.).

Публікації. За результатами досліджень, що ввійшли в дисертацію, опубліковано 9 наукових праць, із них 1 монографія, 3 публікації в збірниках, затверджених ВАК, 3 тезів і матеріалів конференцій та 2 Деклараційних патенти України на винахід.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 170 сторінках машинописного тексту, складається зі вступу, огляду літератури, опису матеріалів і методів дослідження, результатів дослідження, обговорення результатів, висновків і списку із 237 використаних джерел літератури. Дисертація ілюстрована 12 рисунками і включає 10 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовується актуальність теми дослідження, викладається зв'язок напрямку досліджень із науковою темою, формулюються мета і задачі роботи, відзначаються новизна і практичне значення одержаних результатів. Зазначається особистий внесок здобувача, а також внесок співавторів, разом із якими були опубліковані наукові праці. Вказується, на яких наукових з'їздах і конференціях оприлюднено результати досліджень та кількість публікацій за темою дисертації.

У цьому розділі викладається характеристика гіпокінетичних розладів, наводятся дані щодо біологічної ефективності ЕМВ НВЧ та про ефекти комбінованої дії ГК та ЕМВ малої інтенсивності.

У другому розділі обгрунтована загальна методика проведення дослідження, надані методи аналізу та узагальнення результатів дослідження.

Дослідження функціональної активності нейтрофілів крові в розвитку неспецифічних адаптаційних реакцій, що розвиваються на дію ГК, ЕМВ НВЧ та їх комбінації, виконано на 80 білих безпородних щурах-самцях, отриманих із розплідника Інституту гігієни і медичної екології (м. Київ, фірма “Фенікс”).

У роботі використані тварини однакового віку і ваги із середньою руховою активністю і низькою емоційністю, які визначені в тесті “відкритого поля”. Такий відбір дозволив сформувати однорідні групи тварин, які однотипно реагували на застосований вплив. Експериментальних тварин розподілили на 4 рівноцінні групи по 20 особів у кожній. Тварини першої групи знаходились у звичайних умовах віварію (контроль, К). Другу групу (ГК) склали щурі, рухова активність яких обмежувалась на протязі 43-х діб шляхом поміщення їх в спеціальні пенали. До третьої групи (НВЧ) відносились тварини, яких утримували у звичайних умовах віварію і щоденно піддавали впливу ЕМВ НВЧ. Щурів четвертої групи (НВЧ+ГК) утримували в умовах гіпокінезії і піддавали впливу ЕМВ НВЧ одночасно із щурами третьої групи (комбінований вплив). Вплив ЕМВ НВЧ здійснювали щоденно по 30 хвилин протягом 43-х діб експерименту на потиличну область тварин за допомогою одноканального генератора “Луч. КВЧ-01”, з довжиною хвилі 7,1 мм і щільністю потоку потужності 0,1 мВт/см². Периферичну кров отримували щоденно у ранкові години протягом 43-х діб шляхом пункції хвостової вени.

Для дослідження процесів адаптації, що розвиваються в умовах ізольованого та комбінованого впливу гіпокінезії та ЕМВ НВЧ, використано комплекс методик. Функціональна активність нейтрофілів оцінювалась за вмістом в них бактерицидних систем (неферментні катіонні білки (КБ), пероксидаза (ПО)), гідролітичних ферментів (кислої фосфатази (КФ) і протеази (ПР)) та енергетичних систем (сукцинат- і -гліцерофосфатдегідрогенази (СДГ і -ГФДГ), ліпідів). Вказані компоненти визначались цитохімічними методами. Вміст ПО визначали за допомогою реакції J. Graham (1969), КБ за способом М.Г. Шубича (1974), ПР - методом самопереварювання, запропонованому Р. Ліллі і J. Bartner в модифікації О.В. Михайлова (1985), КФ - методом J. Goldberga, H. Barka (1962), ліпідів за допомогою судана чорного Б (Sheehan H., Sforey G., 1947). Кількісну оцінку вивчаємих показників виконували у відповідності з принципом L. Kaplow (1965) шляхом підрахунку цитохімічного показника вмісту (ЦПВ). Середній вміст СДГ і -ГФДГ визначали за методом Р.П. Нарцисова (1969). Для визначення домінування анаеробних процесів у нейтрофілах обчислювали відношення середньої активності -ГФДГ до середньої активності СДГ (-ГФДГ/СДГ). В мазках крові, забарвлених по Романовському - Гімза, визначали лейкоцитарну формулу.

Статистичну обробку матеріалу проводили за допомогою параметричних і непараметричних методів. Обчислювали середнє значення досліджуваних величин, середнє квадратичне відхилення, помилку середньої. В якості критерію оцінки достовірності спостерігаємих змін використовували t-критерій Ст'юдента. За достовірну приймали різницю середніх при р0,05. Для вивчення внутрішньо - і міжсистемних відношень, які проводились у даному дослідженні, використовували кореляційний і кластерний аналізи. Кластерний аналіз, який є одним із багатомірних методів статистики, дозволяє знаходити приховані зв'язки як усередині функціональних систем, так і між ними. В даному дослідженні використано один із методів кластерного аналізу - метод Уорда, результати якого представлені у вигляді дендрограми.

Результати дослідження функціональної активності нейтрофілів в умовах обмеження рухової активності, ізольованої і комбінованої з ГК дії ЕМВ НВЧ свідчать про те, що кожний тип адаптаційної реакції характеризує певний патерн показників функціональної активності нейтрофілів.

43-х добове обмеження рухової активності призводило до розвитку вираженої стрес-реакції з характерними для неї 3-фазними змінами функціональної активності нейтрофілів. Першу стадію (тривоги, або мобілізації) ЗАС реєстрували на протязі перших двох тижнів, що узгоджується з даними Е.О. Коваленко, М.М. Гуровського (1980), О.В. Міхайлова (1986).

В ці строки спостереження відмічали виражене зниження ЦПС ПО на 10-20 % (р<0,01), ЦПС КБ на 15-45 % (р<0,001) відносно даних, зареєстрованих у контрольних тварин. Обмеження рухової активності протягом перших 2-х тижнів експерименту призводило до зростання ЦПС КФ на 2-12 % (р<0,001), а ЦПС ПР збільшувався в різні дні експерименту на 10-45 % (р<0,001) відносно даних контрольної групи тварин (рис.1-А, 2-А).

Дослідження динаміки середньої активності дегідрогеназ у нейтрофілах виявило 2-х компонентний перебіг стадії тривоги ЗАС. На 1-2 добу обмеження рухливості середній вміст СДГ зростав на 5-13 % (р<0,01) (рис. 3.), а -ГФДГ - на 2-7 % (р<0,01) відносно контрольних даних. В наступний період гіпокінетичного впливу зареєстровано зменшення середньої активності вказаних ферментів, в порівнянні зі значеннями у інтактних тварин: на 9-у добу експерименту середня активність -ГФДГ склала 60 % (р<0,001), а середня активність СДГ - 54 % (р<0,02). На цьому етапі дослідження значения відношення -ГФДГ/СДГ в більшості випадків було нижче 1, що свідчило про домінування невластивого для нейтрофілів аеробного окислення глюкози на тлі пригнічення гліколізу. Обмеження рухливості на протязі перших 2-х тижнів вело до зниження ЦПС загальних ліпідів на 15-25 % відносно значень у контролі (р<0,001).

Двотижнева гіпокінезія призводила до зміни лейкоцитарної формули, що проявлялося в зниженні коефіцієнта лімфоцити/сегментоядерні нейтрофіли до рівня 0,51 на 10-у добу, що, згідно критеріїв оцінки адаптаційної реакції (Гаркаві Л.Х. та співавт, 1998), свідчить про розвиток реакції стресу.

Другу стадію гіпокінетичного стресу спостерігали на протязі наступних 12-31 діб обмеження рухливості. Результати даного експерименту свідчать про активацію в ці строки спостереження бактерицидних систем нейтрофілів, в порівнянні з попередніми строками експерименту. Однак, ні ЦПС КБ, ні ЦПС ПО на 3-5 тижні не тільки не перевищували рівня цих показників у інтактних тварин, але були достовірно нижче їх. У динаміці гідролітичних систем нейтрофілів також виявлені певні особливості. Якщо протеазна активність нейтрофілів з 13-ї доби спостереження була нижче рівня контролю на 4-25 % (р<0,01), то ЦПС КФ коливався з досить значною амплітудою: різко знижувався з 10 по 15 доби спостереження, а потім відмічалось його зростання на 10 % (р<0,02) відносно даних контрольної групи.

На цьому етапі спостереження середня активність -ГФДГ в нейтрофілах була вище, ніж в перші 2 тижні обмеження рухливості, перевищуючи рівень контрольних значень лише на 22-у та 29-у добу спостереження на 15 % і 27 % (р<0,001) відповідно. Середня активність СДГ в нейтрофілах у цей період експерименту також залишалась низькою, а на 18 і 28 добу експерименту знижувалась до 20 % і 10 % відповідно даних контрольної групи (рис. 3.). ЦПС ліпідів на цій стадії експерименту змінювався фазно: з 13 по 18 доби мало місце його зниження на 15-45 % (р<0,001) відносно даних контрольної групи тварин, а з 19-ї по 35-у добу він досягав контрольних значень.

У стадію резистентності відношення числа лімфоцитів до числа сегментоядерних нейтрофілів (11 із 19 діб) відповідало адаптаційним реакціям тренування та активації.

Таким чином, II-а стадія (резистентності) гіпокінетичного стресу характеризувалась позитивною динамікою вивчених показників, нормалізацією морфофункціонального стану нейтрофілів. Однак, рівень бактерицидних, гідролітичних та енергозабезпечуючих систем в цю стадію спостереження залишався нижче, ніж у контрольних тварин; ЦПС КФ, відношення -ГФДГ/СДГ змінювались з досить значною частотою та амплітудою, що свідчить про нестабільність гідролітичних і бактерицидних систем та дефіциту енергетичного забезпечення клітини.

Третю стадію (виснаження) гіпокінетичного стресу спостерігали на протязі 31-45 доби експерименту. Результати, одержані в цю стадію, свідчать про поглиблення дестабілізаційних зрушень у функціональній активності нейтрофілів, що розвиваються в I і II фази гіпокінезії. Кореляційним аналізом виявлені різноспрямовані внутрішньо (ПР и КФ, r= -0,60, р<0,05) і міжсистемні (ПО і КФ, r= -0,78, р<0,05) зрушення. Зменшення ЦПС ПО, КБ, ПР на 10-30 % (р<0,001) супроводжувалось збільшенням ЦПС КФ в 1,2 рази (р<0,001) по відношенню до контрольних значень.

Зниження ЦПС загальних ліпідів на 10-30 % (р<0,01) супроводжувалось пригніченням середньої активності -ГФДГ на 10-17 % (р<0,05) і СДГ - на 60-80 % (р<0,001) при порівнянні з даними контролю.

Співвідношення лімфоцитів до сегментоядерних нейтрофілів у ці термини гіпокінезії відповідало адаптаційній реакції стресу.

Таким чином, різноспрямовані внутрішньо -і міжсистемні зрушення бактерицидних і гідролітичних систем, що спостерігалися в період гіпокінетичного впливу на тлі дисфункції енергетичного метаболізму, свідчать про стан тяжкого виснаження та пригнічення захисного потенціалу нейтрофільних лейкоцитів, що є несприятливою прогностичною ознакою.

Кластерний аналіз дозволив підтвердити зроблені висновки. Дендрограми структури зв'язків досліджуваних показників функціональної активності нейтрофілів у всі стадії гіпокінетичного стресу відрізнялись від таких у контрольних щурів і характеризувались об'єднанням у випадковому порядку компонентів різних функціональних систем нейтрофілів. Найбільш гостра напруга і дезорганізація в функціонуванні нейтрофілів відмічались в стадію виснаження.

Результати впливу ЕМВ НВЧ на інтактних тварин показали, що вже після 3-х процедур НВЧ-впливу і до кінця експерименту коефіцієнт лімфоцити/сегментоядерні нейтрофіли знаходився в зоні адаптаційної реакції активації. Патерн показників функціональної активності нейтрофілів при розвитку НАРО цього типу змінювався по-іншому: з першої доби впливу мало місце синхронне підвищення обох показників бактерицидної активності на 5-13 %, а з 3-4 доби - гідролітичної активності на 2-10 % (р<0,01) відносно відповідних значень контролю і збереженні цього рівня до кінця експерименту.

При впливові ЕМВ НВЧ оптимізувались енергетичні процеси, властиві нейтрофілам: відносно контрольних даних збільшувалась середня активність СДГ і -ГФДГ на 5-60 % з переважанням властивого цим клітинам анаеробного процесу окислення глюкози, підвищувався цитохімічний показник вмісту загальних ліпідів на 6-30 %.

Вищевикладені факти свідчать про здатність ЕМВ НВЧ підвищувати функціональні можливості нейтрофілів. Ця активація досягається не тільки підвищенням ЦПС досліджуємих компонентів, але і гармонізацією фізіологічних процесів у клітині, що проявлялось у властивій нейтрофілам послідовній активації бактерицидних, потім гідролітичних систем, стимуляції анаеробних процесів. Результати кластерного аналізу свідчать про те, що гармонізація фізіологічних процесів у клітині була найбільш виражена на 13-31 добу експерименту. Дендрограма структури зв'язків досліджуваних показників складалась із 3-х кластерів. У перший кластер об'єднувались показники бактерицидної активності (КБ, ПО), у другий - гідролітичні ферменти (КФ, ПР), а третій кластер включав показники енергетичного обміну (СДГ, -ГФДГ, ліпіди) .

При тривалій комбінованій дії ЕМВ НВЧ і гіпокінезії стан функціональної активності нейтрофілів суттєво відрізнявся від такого у тварин, які були піддані тільки обмеженню рухливості. Так, рівень бактерицидних систем при поєднаній дії ЕМВ НВЧ і гіпокінезії був вище, ніж у гіпокінезованих тварин у всі доби експерименту, причому, відбувалась одночасна активація як неферментних катіонних білків, так і пероксидази.

Виявлено, що ЕМВ НВЧ при комбінованій з гіпокінезією дії інгібує гідролітичну активність нейтрофілів, що характеризувалось нормалізацією ЦПС КФ и ПР. Різниця значень цих показників із відповідними в контролі склала всього 10-15% (р<0,01), в той час як у тварин, що були піддані тільки обмеженню рухливості, відмінності досягали 40% (р<0,001). Цей факт має важливе значення, оскільки демонструє здатність ЕМВ НВЧ інгібювати протеазу активність, що, очевидно, є одним із механізмів його високої терапевтичної активності і пояснює багато його фізіологічних ефектів.

Корекція гіпокінетичних розладів ЕМВ НВЧ на стадії тривоги проявлялась у стимуляції гліколізу, а на стадії резистентності та виснаження - анаеробного та аеробного процесів окислення глюкози. ЦПС ліпідів при комбінованому впливові вивчаємих факторів був знижений по відношенню до контролю на 2-13 % (р<0,05), однак, перевищував значення відповідного показника у тварин з обмеженою рухливістю у всі терміни спостереження.

Таким чином, при тривалій комбінованій дії гіпокінезії та ЕМВ НВЧ стрес-реакція на обмеження рухливості не розвинулась. Цей висновок підтвердили дані лейкоцитарної формули (відношення лімфоцитів до сегментоядерних нейтрофілів відповідало межам адаптаційних реакцій активації і тренування) і результати кластерного аналізу. Дендрограми структури зв'язків захисних систем нейтрофілів при комбінованому впливові ГК і ЕМВ НВЧ виявляли практично повну схожість з дендрограмами як контрольних тварин, так і щурів, які були піддані ізольованій дії ЕМВ НВЧ.

Результати даного дослідження дозволили виявити не тільки здатність ЕМВ НВЧ коригувати адаптогенез при гіпокінезії, але і можливість гіпокінезії модифікувати адаптаційні реакції, що розвинулися при дії ЕМВ НВЧ. Модифікація дії поля виявлялась тільки в стадію резистентності (13-31 доба) гіпокінетичного стресу і проявлялась в нестабільності показників бактерицидної, гідролітичної активності і, особливо, дегідрогеназної активності.



ВИСНОВКИ

1. Патерни показників функціональної активності нейтрофілів крові щурів є високоінформативними характеристиками неспецифічних адаптаційних реакцій організму і можуть бути використані для їх оцінки.

2. Стрес-реакція, викликана обмеженням рухливості, характеризується 3-и фазними змінами патерна показників функціональної активності нейтрофілів. На 1-й ( 1-12 доба) і 3-й (32-43 доба) фазах має місце різька активація гідролітичного потенціалу, зниження активності бактерицидних систем та енергетичних процесів у клітині. В стадію виснаження середня активність дегідрогеназ не досягає контрольного рівня, домінування аеробного процесу на тлі пригнічення гліколізу варіює з більшою частотою та амплітудою. Стадія резистентності характеризується різноспрямованими перебудовами компонентів бактерицидних, гідролітичних та енергозабезпечуючих систем.

3. Неспецифічна адаптаційна реакція активації, викликана впливом ЕМВ НВЧ, характеризується оптимізацією функціональної активності нейтрофільних лейкоцитів, що виражається не тільки підвищенням активності бактерицидних, гідролітичних та енергетичних систем, але і гармонізацією фізіологічних процесів у клітині: послідовною активацією спочатку бактерицидних, потім гідролітичних систем, стимуляцією властивих нейтрофілам анаеробних процесів. Максимальний ефект спостерігається після 10-12 впливів ЕМВ НВЧ і не змінюється протягом наступних 4 тижнів експерименту.

4. При комбінованій дії гіпокінезії та ЕМВ НВЧ стрес-реакція не розвивається, свідченням чого є підвищення цитохімічного вмісту неферментних катіонних білків і пероксидази, нормалізація кислофосфатазної і протеазної активності, стимуляція гліколізу з 1-ї до 12 -ї доби, а з 13-ї до 43- ї доби - активація як аеробного, так і анаеробного процесів окислення глюкози. Найважливішим механізмом антистресорної дії ЕМВ НВЧ є його здатність інгібувати протеазну активність нейтрофілів.

5. Обмеження рухливості модифікує адаптаційну реакцію, яка розвивається на тривалу дію ЕМВ НВЧ, що виражається у високій варіабельності бактерицидних, гідролітичних та енергозабезпечуючих систем на 13-31-у добу експерименту, що відповідає стадії резистентності гіпокінетичного стресу.

6. Найбільш інформативною характеристикою функціональної активності нейтрофілів при розвитку неспецифічних адаптаційних реакцій різного типу є сукупний показник гідролітичних і бактерицидних систем нейтрофілів. У I і 3 стадії гіпокінетичного стресу має місце різьке зростання гідролітиченого потенциала клітин при зниженні активності бактерицидних систем. При розвитку адаптаційної реакції активації, викликаної ізольованим і комбінованим з гіпокінезією впливом ЕМВ НВЧ, спостерігається зростання як гідролітичного, так і бактерицидного потенціалу нейтрофілів різного ступеня вираженості.

7. Функціональна активність нейтрофілів у стадію резистентності гіпокінетичного стресу відрізняється від адаптаційної реакції активації, викликаної впливом ЕМВ НВЧ, високоамплітудними зрушеннями в активності гідролітичних ферментів, зниженням дегідрогеназної активності та цитохімічних показників вмісту бактерицидних систем.



СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Физиологические механизмы биологических эффектов низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ / Чуян Е.Н., Темурьянц Н.А., Московчук О.Б., Чирский Н.В., Верко Н.П., Туманянц Е.Н., Пономарева В.П. - Симферополь: Издательский центр КГМУ, 2003. - 447 с.

В роботі, написаній в співавторстві, дисертанту належить експериментальна частина дослідження та деякі теоретичні положення у підрозділі 6.2. “Функціональна активність нейтрофілів при адаптації до тривалих впливів гіпокінезії, ЕМВ НВЧ та їх комбінації”, а також участь в опису можливих фізіологічних механізмів біологічних ефектів ЕМВ НВЧ.

2. Верко Н.П. Функциональная активность нейтрофилов крови крыс при развитии адаптационных реакций различного типа // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. - Симферополь. - 2003. - Т. 16 (55), № 4. - С. 36-42.

Особистий внесок здобувача є достатнім і полягає у тому, що здобувачем самостійно виконано експериментальну частину досліджень, зроблено аналіз літературного матеріалу і статистичну обробку отриманих результатів.

3. Модификация адаптогенеза к гипокинетическому стрессу посредством ЕМВ НВЧ / Чуян Е.М., Темурьянц Н.А., Верко Н.П., Чирский Н.В.// Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. - Симферополь. - 2002. - Т. 15, №1. - С. 3-11.

Особистий внесок здобувача є достатнім і полягає у тому, що здобувачем самостійно виконана експериментальна частина досліджень комбінованої дії ЕМВ НВЧ і гіпокінезії на функціональну активність нейтрофілів крові щурів в 43-х добовому експерименті, зроблені аналіз літературного матеріалу та статистична обробка одержаних результатів.

4. Зміни реакціі організму щурів на гіпокінезію при дії електромагнітного випромінювання надто високих частот / Темур`янц Н.А., Чуян О.М., Верко Н.П., Московчук О.Б., Туманянц О.М., Шишко Е.Ю., Минко В.А., Куртсеітова Е.Е.// Фізіологічний журнал. - 2003 . - Т. 49, №1. - С. 87-93.

Особистий внесок здобувача є достатнім і полягає у тому, що здобувачем самостійно виконано експериментальну частину досліджень, проведена статистична обробка результатів комбінованої дії ЕМВ НВЧ і гіпокінезії на функціональну активність нейтрофілів крові щурів у 43-добовому експерименті.

5. Пат. 53128 А Україна, МПК 7 А61 N2/00. Спосіб профілактики і корекції стресу: Пат. 53128 А Україна, МПК 7 А61 N2/00/ Темур`янц Н.А., Чуян О.М., Шишко О.Ю., Верко Н.П. (Україна); Опубл. 15.01.2003. Бюл. № 1.

Особистий внесок здобувача є достатнім і полягає у тому, що здобувачем самостійно виконано експериментальну частину досліджень, зроблено аналіз літературного матеріалу і статистичну обробку отриманих результатів.

6. Декларационный патент Украины по заявке № 2003076898 на изобретение “Спосіб обмеження протеолітичної активності нейтрофілів”, пріоритет 22.07.2003. Чуян О.М., Темур`янц Н.А., Верко Н.П.

Особистий внесок здобувача є достатнім і полягає у тому, що здобувачем самостійно виконано експериментальну частину досліджень і статистичну обробку отриманих результатів.

7. Фізіологічна ефективність слабких електромагнітних полів наднизької і надзвичайно високої частоти / Темур`янц Н.А., Мартинюк В.С., Шехоткін А.В., Чуян О.М., Московчук О.Б., Верко Н.П., Нагаєва О.І., Туманянц О.М., Грабовська О.Ю. // Фізіологічний журнал. - 2002. - Т. 48, №2. - С. 168.

Особистий внесок здобувача є достатнім і полягає у тому, що здобувачем самостійно виконана експериментальна частина досліджень тривалого впливу ЕМВ НВЧ, гіпокінезії та їх комбінації на активність бактерицидних і гідролітичних систем нейтрофілів крові щурів.

8. Темурьянц Н.А., Чуян О.М., Верко Н.П. Повышение активности окислительно - восстановительных ферментов лейкоцитов ЕМВ НВЧ как способ метаболической адаптации к стресс - воздействиям // Тезисы Всеукраинской конференции молодых ученых “Актуальные вопросы современного естествознания”.- Симферополь. - 2003. - С. 85.

Особистий внесок здобувача є достатнім і полягає у тому, що здобувачем самостійно виконано експериментальну частину досліджень, зроблено аналіз літературного матеріалу і статистичну обробку отриманих результатів.

9. Верко Н.П., Чуян Е.Н., Темурьянц Н.А. Неспецифические механизмы адаптации к длительному действию гипокинезии и ЭМИ КВЧ // Материалы Международной Крымской конференции “Космос и Биосфера”. -- Партенит. -- 2003. - С. 139-140.

Особистий внесок здобувача є достатнім і полягає у тому, що здобувачем самостійно виконано експериментальну частину досліджень, зроблено статистичний аналіз одержаних результатів.

Размещено на Allbest.ru

...