Інфрадіанна ритміка фізіологічних процесів у тварин із низькою руховою активністю у відкритому полі при дії слабкого змінного магнітного поля наднизької частоти

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ В.І. ВЕРНАДСЬКОГО

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

ІНФРАДІАННА РИТМІКА ФІЗІОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ЩУРІВ ІЗ НИЗЬКОЮ РУХОВОЮ АКТИВНІСТЮ У ВІДКРИТОМУ ПОЛІ ПРИ ДІЇ СЛАБКОГО ЗМІННОГО МАГНІТНОГО ПОЛЯ НАДНИЗЬКОЇ ЧАСТОТИ

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

МІНКО ВІКТОРІЯ ОЛЕКСАНДРІВНА

Сімферополь - 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у 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 ім. В.І. Вернадського, професор кафедри фізіології людини і тварин і біофізики

Офіційні опоненти:

Доктор біологічних наук, професор,

Лиманський Юрій Петрович

Інститут фізіології ім. А.А. Богомольця НАН України,

завідувач відділу фізіології стовбура мозку

Доктор медичних наук, професор,

Євстаф'єва Олена Володимирівна

Кримський державний медичний університет ім. С.І. Георгієвського,

завідувач кафедри нормальної фізіології

Провідна організація Київський національний університет

ім. Т.Г. Шевченко, кафедра фізіології людини і тварин

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

інфрадіанний нейтрофіл руховий магнітний

Актуальність теми. Однією з актуальних проблем сучасної екологічної фізіології є дослідження індивідуальної чутливості і стійкості людини і тварин до дії різноманітних факторів, пристосованості і життєздатності при зміні умов існування, у екстремальних ситуаціях (Слонім А.Д., 1979; Віру А.А., 1981; Семагін В.Н. і ін., 1988; Агаджанян Н.А., 1992). Найбільш повно вивчена стресостійкість, досліджені механізми реалізації адаптаційних реакцій при дії "надзвичайних" подразників (Сельє Г., 1960; Бондаренко Н.А. і ін., 1985; Меєрсон Ф.З., 1991; Судаков К.В., 1998; Пшеннікова М.Г., 2002). Однак накопичується усе більше даних про те, що фактори різної природи, але малої інтенсивності (мікродози), також мають виражену біологічну дію (Лиманський Ю.П., Колбун Н.Д, 1996), викликаючи найбільш яскраві відповідні реакції в особин з визначеними індивідуальними особливостями (Грабовська О.Ю., 1992), так званих сенситивів. У зв'язку із широким розповсюдженням таких факторів, вивчення індивідуальної чутливості до їхньої дії становить значний інтерес. Концепція біологічної дії мікродоз (Бурлакова Е.Б., 1994) виявилася плідною для вирішення і багатьох інших, як фундаментальних, так і прикладних проблем фізіології і, зокрема, для пояснення механізмів синхронізації біологічної ритміки з ритмікою геліогеофізичних факторів (Блехман І.І., 1981; Владимирський Б.М., 1982; Путілов А.А., 1987).

Відповідно до сучасних уявлень часова організація біологічних систем є настільки ж важливою їх характеристикою, як і просторова, і характеризується спектром періодів від кількох хвилин до декількох років (Владимирський Б.М. і ін., 1982, 2000). Для вирішення проблем індивідуальної чутливості до дії мікродоз і їхнього впливу на біологічну ритміку перспективним є дослідження фізіологічної дії низькоінтенсивних змінних магнітних полів (ЗМП) наднизької частоти (ННЧ), тому що цей фактор, який є істотним елементом середовища існування (Моисеева Н.І., Сысуев В.М., 1981; Владимирський Б.М., Темур'янц Н.А., 2000; Бреус Т.К. і ін., 2002; 2003; Степанюк І.А., 2001), використовується як датчик часу біологічних ритмів у широкому діапазоні періодів (Темур'янц Н.А., Владимирський Б.М., 1992).

Зміни інфрадіанної ритміки фізіологічних показників у щурів із середньою руховою активністю (СРА) у тесті "відкритого поля" (ВП), що переважають у популяції й у яких розвивається типова реакція на дію ЗМП ННЧ, вивчена досить повно (Темур'янц Н.А., 1989; Шехоткин О.В., 1995). Описано реакції щурів із різними індивідуальними особливостями на його дію, виділені тварини (сенситиви), що мають підвищену чутливість до дії ЗМП ННЧ, тобто щури з низькою руховою активністю (НРА) у тесті ВП (Грабовська О.Ю., 1992). Очевидно, сенситиви сприймають сигнали-провісники землетрусів і змін погоди. Однак зміна біологічної ритміки під впливом даного фактора у сенситивів залишається не вивченою. Тому значний інтерес становить вивчення реакції щурів з гіперчутливістю до дії ЗМП порівняно з щурами, що переважають у популяції.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася на кафедрі фізіології людини і тварин і біофізики Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського у рамках теми "Особливості інфрадіанної ритміки фізіологічних процесів у щурів з різними індивідуальними особливостями і її зміна під впливом ЗМП ННЧ". Номер держреєстрації - 0100U001371.

Мета роботи - вивчити інфрадіанну ритміку функціональної активності лімфоцитів і нейтрофілів периферійної крові і показників поведінки у щурів із підвищеною чутливістю до дії ЗМП ННЧ (НРА) щодо значень вивчених показників у щурів з типовою реакцією на його дію (СРА).

Задачі роботи:

1. Вивчити і порівняти динаміку показників поведінки, функціональної активності нейтрофілів і лімфоцитів периферійної крові в інтактних щурів із НРА і СРА.

2. Дослідити і порівняти динаміку показників поводження, функціональної активності нейтрофілів і лімфоцитів периферійної крові у щурів із НРА і СРА при дії ЗМП ННЧ.

3. Дослідити і порівняти інфрадіанну ритміку показників поведінки, функціональної активності нейтрофілів і лімфоцитів периферійної крові в інтактних щурів із НРА і СРА.

4. Виявити і порівняти зміни інфрадіанної ритміки показників поведінки, функціональної активності нейтрофілів і лімфоцитів периферійної крові у щурів із НРА і СРА під впливом слабкого ЗМП ННЧ.

5. Вивчити зміни міжфункціональних взаємин досліджуваних показників поведінкових реакцій і функціональної активності лімфоцитів і нейтрофілів периферійної крові у щурів із НРА і СРА під впливом ЗМП ННЧ.

Об'єкт дослідження - динаміка і інфрадіанна ритміка паттерна показників поведінки у тесті "відкритого поля" і функціональної активності лімфоцитів і нейтрофілів периферійної крові у щурів із НРА і СРА.

Предмет дослідження - інфрадіанна ритміка фізіологічних процесів у щурів із НРА при впливі ЗМП ННЧ.

Методи дослідження - тест "відкритого поля" (горизонтальна (ГРА) і вертикальна рухові активності (ВерРА)), цитохімічні методи визначення бактерицидних систем (пероксидаза (ПО), неферментні катіонні білки (КБ)) у нейтрофілах, показники енергетичного обміну (сукцинатдегідрогеназа (СДГ), б-гліцерофосфатдегідрогеназа (б-ГФДГ)) у лімфоцитах периферійної крові, косинор, кореляційний і кластерний аналізи.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше описана інфрадіанна ритміка бактерицидних систем нейтрофілів крові, енергетичних систем лімфоцитів крові і показників поведінки у щурів із НРА, що мають підвищену чутливість до дії ЗМП ННЧ. Виділено відмінності параметрів інфрадіанної ритміки вивчених процесів у щурів із НРА у порівнянні з щурами, що мають СРА у тесті ВП. Уперше вивчені зміни інфрадіанної ритміки функціональної активності нейтрофілів і лімфоцитів, показників поведінки у щурів із НРА під впливом ЗМП. Уперше показано, що у щурів із НРА ЗМП викликає більш значні зміни ритмічних процесів, ніж у щурів зі СРА. Показано, що результатом дії ЗМП на щурів є зближення параметрів інфрадіанної ритміки фізіологічних процесів. Уперше виявлено, що ЗМП викликає різни зміни внутрішньо- і міжфункціональних взаємин у щурів із різними індивідуально-типологічними особливостями.

Практичне значення отриманих результатів. Отримані результати мають фундаментальне значення тому, що значно розширюють уявлення про індивідуальні особливості реакції тварин на дію ЗМП ННЧ, уточнюють деякі механізми їхньої фізіологічної дії, свідчать про здатність ЗМП ННЧ виконувати функцію водія ритму. Дані проведеного дослідження мають прикладне значення, тому що пояснюють невідтворюваність ряду результатів досліджень, обґрунтовують застосування ЗМП ННЧ для синхронізації ритмічних процесів у тварин з різними індивідуальними особливостями, і захищені 2 Деклараційними патентами України на винахід. Отримані у роботі результати про динаміку і інфрадіанну ритміку показників поводження, функціонального стану лімфоцитів і нейтрофілів крові щурів із різними індивідуальними особливостями при впливі ЗМП ННЧ включені до лекційного курсу з "Екологічної фізіології", "Радіобіології", "Біофізики", що викладаються на кафедрі фізіології людини і тварин і біофізики ТНУ ім. В.І. Вернадського.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем самостійно виконана експериментальна частина досліджень, проведена статистична обробка експериментальних даних і аналіз літературного матеріалу. Аналіз результатів дослідження та їхнє обговорення проведені за участю наукового керівника. У роботах, написаних у співавторстві, дисертанту належать експериментальна частина і деякі теоретичні положення. Дослідження дегідрогеназної активності лімфоцитів, бактерицидної активності нейтрофілів і показників поведінки у тварин зі СРА проводилося разом з аспіранткою кафедри фізіології людини і тварин і біофізики ТНУ ім. В.І. Вернадського Нагаєвої О.І.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації повідомлені на Всеукраїнській конференції молодих учених (Сімферополь, 2003 р.), Міжнародній кримській конференції "Космос і біосфера" (Партеніт, 2003 р.), щорічних наукових конференціях професорсько-викладацького складу Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського (2002 - 2004 р.) і Міжнародній ІІІ Гурвичевскій конференції "Біофотони і когерентні системи у біології, біофізиці і біотехнології" (Партеніт, 2004 р.).

Публікації. За результатами досліджень, що ввійшли до дисертації, опубліковано 13 наукових праць, з них 4 публікації у збірниках, затверджених ВАК, 7 тез і матеріалів конференцій і 2 Деклараційних патенти України на винахід.

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 206 сторінках комп'ютерного тексту, складається зі вступу, огляду літератури, опису матеріалів і методів дослідження, результатів дослідження, обговорення результатів, висновків і списку з 357 використаних джерел літератури, з них 95 - англійською мовою. Дисертація ілюстрована 31 рисунками і містить 20 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У "Вступі" обґрунтовується актуальність теми дослідження, формулюються мета і задачі дослідження, відзначається наукова новизна і практична цінність отриманих результатів. Відзначається особистий внесок здобувача, а також внесок співавторів, разом з якими були опубліковані наукові праці. Відзначається, на яких наукових з'їздах і конференціях апробовані результати досліджень і кількість опублікованих робіт з теми дисертації.

У першому розділі "Огляд літературних даних" проведено аналіз даних літератури про вплив ЗМП природного і штучного походження на біологічні ритми, розглянуті сучасні уявлення про індивідуальну чутливість людини і тварин до дії різних факторів.

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Експериментальне вивчення впливу ЗМП ННЧ на інфрадіанну ритміку фізіологічних процесів у щурів з різними індивідуально-типологічними особливостями виконано на 120 білих безпородних щурах-самцях масою 200-250 м, отриманих з дослідно-експериментального розплідника Інституту гігієни і медичної екології (м. Київ, фірма "Фенікс"). Вибір щурів як об'єкта дослідження обумовлений тим, що ці тварини є найбільш зручним об'єктом для проведення масових тривалих експериментів. Крім того, встановлена чутливість цих тварин до дії слабких ЗМП різних діапазонів (Темурьянц Н.А., 1989; Грабовская Е.Ю., 1992; Чуян Е.Н., 2003; 2004).

Досліджено тварини з різними індивідуально-типологічними особливостями рухової активності, що визначалися за допомогою тесту ВП. Відповідно до задач дослідження було обстежено дві групи тварин з низькою і середньої руховими активностями і низкою емоційністю. Згідно з літературними даними переважають у популяції щури із СРА і низькою емоційністю (Кулагін Д.А., Болондинський В.Е., 1986; Сантана-Вега Л., 1991; Верко Н.П., 2003; Московчук О.Б., 2003; Чуян О.М., 1992). Тому можна вважати, що типова реакція на вплив ЗМП ННЧ розвивається у тварин цієї групи. Щури кожної виділеної групи поділялися на три підгрупи по 20 особин у кожній підгрупі, одна з яких піддавалася дії ЗМП ННЧ, інша - уявному впливу ЗМП (плацебо), а третя служила контролем.

Для оцінки можливого впливу фонових електромагнітних полів у місцях розташування досліджуваних і контрольних груп тварин проводили дослідження середньої активності СДГ у щурів із НРА і СРА в експерименті з несправжнім впливом. У даному випадку досліджувані зразки поміщали у кільця Гельмгольца, але не піддавали впливу ЗМП.

Дослідження функціональної активності лімфоцитів і нейтрофілів проводили щодня протягом 32-х діб після чергового тригодинного впливу ЗМП частотою 8 Гц, індукцією 5 мкТл. Кров для досліджень брали з хвостової вени у той самий час. Умови взяття матеріалу для досліджень у всіх експериментах були стандартизовані.

Функціональний стан лімфоцитів оцінювали на підставі дослідження окиснювально-відновних ферментів - СДГ і б-ГФДГ. Для виявлення зазначених дегідрогеназ і визначення їхньої середньої активності використовували метод, запропонований Р.П. Нарцисовим (1969). Для визначення домінування аеробних процесів у клітині обчислювали відношення середніх активностей СДГ/ б-ГФДГ у лімфоцитах периферійної крові щурів протягом 32-х діб експерименту (Робинсон М.В., Топоркова Л.Б., 1986).

Функціональну активність нейтрофілів оцінювали на підставі дослідження бактерицидних систем нейтрофілів (пероксидази (Gracham J., 1969) і катіонних білків (Шубич М.Г., 1974)). Для об'єктивної оцінки отриманих результатів підраховували цитохімічний показник вмісту (ЦПВ) у розрахунку на 100 нейтрофілів (Kaplow L.S., 1965), що виражали в умовних одиницях.

Для вивчення змін поведінкових реакцій під впливом експериментальних впливів щодня з 8.00 до 12.00 годин, відразу після впливу ЗМП ННЧ, у затемненому і звукоізольованому приміщенні проводили тестування у ВП (Hаll C.S., 1934) протягом 2-х хвилин, реєструючи горизонтальний (число пересічених квадратів) і вертикальний (число підйомів на задні лапи) компоненти рухової активності, кількість реакцій дефекації (число фекальних болюсів).

Статистична обробка матеріалу проводилась обчисленням середнього значення досліджуваних величин (M), середнього квадратичного відхилення (д), похибки середнього арифметичного (m). Оцінку вірогідності змін, що спостерігаються, проводили за допомогою t-критерія Ст'юдента. За достовірну приймалася різниця середніх при р0,05. Для вивчення внутрішньо- і міжсистемних взаємин вивчених показників використовували кореляційний і кластерний аналізи. Силу і спрямованість зв'язку між досліджуваними показниками оцінювали за допомогою кореляційного аналізу, обчислюючи коефіцієнт рангової кореляції Спірмена (r). Для вивчення інтегральних характеристик показників використано кластерний аналіз, що є багатомірним статистичним методом, який служить адекватним інструментом оцінки багатокомпонентних реакцій організму і дозволяє знаходити приховані зв'язки як усередині функціональних систем, так і між ними (Бреус Т.К. і ін., 2002).

Тривалість періодів і амлітудно-фазові характеристики досліджуваних фізіологічних процесів розраховані за допомогою косинор-аналізу, що дає повне уявлення про структуру фізіологічних ритмів (Ємельянов І.П., 1986).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ І ЇХНЄ ОБГОВОРЕННЯ

Як показали результати проведених досліджень, динаміка показників поведінки у інтактних щурів із різним рівнем рухової активності розрізнялася. У тварин із СРА згасання вертикальних і горизонтальних компонентів рухової активності у ВП відбувалося на четверту добу дослідження, а у щурів із НРА - на другу. У наступну добу спостережень відзначалися періодичні зростання досліджуваних показників поводження, тобто при багаторазовому тестуванні щурів у ВП адаптація до умов експерименту не зводилася до повного згасання дослідницької активності тварин, як вважалося раніше (Маркель А.Л., 1981; Ліванова Л.М. і ін., 1993). Експонентна модель даних дозволила виявити у тварин із СРА протягом спостереження тенденцію до зростання горизонтальної і до зниження вертикальної рухових активностей. У тварин із НРА експонентною моделлю даних не виявлено змін моторної активності протягом усього часу експерименту. Експонентний аналіз виявив різнонаправлені зміни дегідрогеназ у лімфоцитах і бактерицидних системах у нейтрофілах периферійної крові обох груп тварин: середня активність СДГ і ЦПВ КБ підвищувалися щодо вихідного рівня, а б-ГФДГ і ЦПВ ПО, навпаки, знижувалися. Однак слід зазначити більш виражені зміни у динаміці як ЦПВ ПО, так і ЦПВ КБ протягом експерименту у інтактних щурів із НРА.

У динаміці досліджених показників щурів із різними індивідуально-типологічними особливостями була присутня чітко виражена ритмічна складова. За допомогою косинор-аналізу у показниках поведінки, середньої активності дегідрогеназ лімфоцитів і ЦПВ ПО, ЦПВ КБ нейтрофілів виявлено набір інфрадіанних ритмів, що містить наступні періоди: ?2^d,3; ?2^d,7; ?3^d,3; ?4^d,1; ?5^d,0; ?6^d,2; ?7^d,5; ?9^d,0; ?11^d,2; ?12^d,8; ?15^d,0; ?17^d,0; ?19^d,6 и ?22^d,1 (рис. 1; 3; 4).

Виявлені у даному дослідженні ритми добре відомі в діяльності різних біологічних систем (Шабатура Н.Н., 1989; Владимирський Б.М. і ін., 1995). Однак параметри інфрадіанної ритміки досліджених показників у інтактних щурів із різними індивідуально-типологічними особливостями розрізнялися.

При порівнянні інфрадіанної ритміки показників поведінки тварин із НРА і СРА виявлено, що у щурів із НРА як у спектрі ГРА, так і у спектрі ВерРА виявлена менша кількість періодів (на 4 і 3 періоди менше), звуження ділянки виявлення періодів (для спектра ГРА - на 7,5 доби, а для спектра ВерРА - на 8,4 доби), наявність домінуючих періодів (рис. 1) і менша кількість періодичних складових у спектрі ВерРА. Експонентний аналіз показав, що амплітуди виділених періодів у тварин із НРА в спектрі ГРА знижувалися (рис. 1), а в спектрі ВерРА підвищувалися зі збільшенням довжини періоду. До того ж, фазові відносини ГРА і ВерРА у щурів із НРА характеризувалися більшою різницею при зіставленні з такими у щурів із СРА.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Експонентна модель амплітуд спектра потужності горизонтальної рухової активності у інтактних щурів (Контроль) і щурів, що піддавалися впливу ЗМП ННЧ із середньою (СРА) і низькою (НРА) руховими активностями у тесті "відкритого поля".

Порівняльний аналіз інфрадіанної ритміки показників енергетичних систем лімфоцитів периферійної крові у тварин із НРА і СРА показав, що найбільш виражені розходження виявлялися у спектрі б-ГФДГ. У даному спектрі у тварин із НРА область виявлення періодів була більш широкою за рахунок наявності довгого ?22^d,1 періоду. Амплітуди ритмів обох дегідрогеназ зростали зі збільшенням періодів (рис. 3), але ця закономірність була виражена менше, ніж у щурів із СРА. Фази виділених ритмів у щурів із СРА і НРА також розрізнялися. Так, різниця фаз у ритмах, які збігались між досліджуваними показниками, була виражена набагато яскравіше у тварин із НРА, ніж у щурів із СРА (рис. 2).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Косинорограми 9^d,0 періоду (радіани) середньої активності СДГ (1) і б-ГФДГ (3) у інтактних щурів і тварин, що піддавались впливу ЗМП ННЧ (СДГ - 2 і б -ГФДГ - 4) з низькою (НРА) і середньою (СРА) руховою активністю у тесті "відкритого поля".

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3. Експонентна модель амплітуд спектра потужності середньої активності б-ГФДГ у лімфоцитах крові в інтактних щурів (Контроль) і щурів, що піддавалися впливу ЗМП ННЧ із середньою (СРА) і низькою (НРА) руховими активностями у тесті "відкритого поля".

Зіставлення інфрадіанної ритміки бактерицидних систем нейтрофілів у інтактних щурів з різними індивідуально-типологічними особливостями дозволило знайти меншу кількість періодів у спектрах ЦПВ ПО і ЦПВ ПО/КБ (на 5 і 2 періоди відповідно) (рис. 4), періодичних складових у спектрі ЦПВ ПО (на 1,3 ум. од.), більш вузьку ділянку виявлення періодів у всіх досліджуваних спектрах (менше на 2,5-5,1 доби), більш довгі домінуючі періоди, найменшу різницю фаз між показниками бактерицидних систем нейтрофілів у тварин із НРА. В особин даної групи амплітудні значення були вище у спектрах ЦПВ ПО і ЦПВ ПО/КБ і нижче в спектрі ЦПВ КБ при порівнянні з такими у тварин із СРА.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4. Експоненціальна модель амплітуд спектра потужності цитохімічного показника вмісту пероксидази у нейтрофілах крові інтактних щурів із середньої (СРА) і низькою (НРА) руховою активністю у тесті "відкритого поля" і щурів, що піддавались впливу ЗМП ННЧ.

ЗМП ННЧ змінювало динаміку досліджених показників у щурів з різними типологічними особливостями. Так, під впливом ЗМП частотою 8 Гц згасання рухової активності у щурів із СРА відзначалося в більш ранній термін експерименту, а саме на третю добу тестування, а у щурів із НРА - у більш пізній термін спостережень у порівнянні з контролем, а саме, ГРА знижувалася на сьому добу, а ВерРА - на шосту добу. У щурів із СРА ЗМП ННЧ трансформувало спрямованість змін ГРА і ВерРА протягом експерименту. Якщо в інтактних щурів мала місце тенденція до зростання ГРА при майже постійному рівні ВерРА протягом 32-х діб експерименту, то у щурів, що піддавались дії ЗМП, знижувалися як ГРА, так і ВерРА. У щурів із НРА також виявлена тенденція до зниження обох компонентів рухової активності у ВП, тоді як у інтактних тварин із НРА змін ГРА і ВерРА протягом експерименту не відзначалося. Отримані дані свідчать про посилення процесів гальмування у ЦНС під впливом ЗМП частотою 8 Гц, більш виражених у щурів із СРА. Ці результати узгоджуються з літературними даними, що свідчать про те, що при впливі слабких ЗМП відбувається посилення процесів гальмування у ЦНС у тварин зі СРА (Норекян Т.П. і ін., 1987; Холодов Ю.А., 1975).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5. Динаміка показників енергетичних систем (середні активності СДГ і б-ГФДГ) лімфоцитів і бактерицидних систем нейтрофілів (ЦПВ ПО і ЦПВ КБ) у щурів із НРА і СРА при впливі ЗМП ННЧ (у % щодо контролю).

Слід зазначити, що у щурів із НРА під впливом ЗМП ННЧ середня активність СДГ на 3-5-у добу виростала в 2 рази більше, ніж у щурів із СРА щодо контрольних даних (рис. 5).

Виявилося, що зміни бактерицидних систем нейтрофілів у щурів із НРА у результаті впливу ЗМП значно більш виражені, чим у щурів із СРА (рис. 5). Однак у щурів обох груп виявлені зміни ЦПВ ПО при дії ЗМП ННЧ були менш виражені, ніж у ЦПВ КБ. Ці дані узгоджуються з результатами І.Б. Каминіної (1996), в яких показано, що ЦПВ ПО при впливі ЗМП частотою 8 Гц достовірно не змінювався. Разом з тим, у щурів із НРА перші впливи ЗМП ННЧ викликали значне підвищення ЦПВ КБ, максимальне ж збільшення даного показника відзначалося на сьому добу (ЦПВ КБ вище контрольного рівня на 117 %, р<0,001), з наступним поверненням до даних контролю, що варто розцінювати як указівку на підвищення рівня функціональної активності клітин і неспецифічної резистентності загалом.

Порівняльний аналіз ритмічних процесів показників поведінки у щурів із НРА і СРА показав, що систематичний вплив ЗМП приводив до зменшення розходжень між параметрами ритміки. Так, структура спектра ВерРА у тварин із НРА стала більш насиченою періодами, ділянки виявлення періодів у спектрах ГРА і ВерРА стали ідентичні, кількість періодичних складових у спектрах ГРА і ВерРА зрівнялись (8,0-8,5 ум. од.), домінуючий період у спектрі ГРА зник у щурів обох груп (рис. 1). Під впливом щоденного впливу ЗМП виявлено зрівняння амплітуд щодо контрольних даних у спектрах показників поведінки у щурів із НРА і СРА.

Зіставлення параметрів інфрадіанної ритміки показників енергетичних систем у лімфоцитах у тварин із НРА і СРА під впливом ЗМП ННЧ виявило, що спектр середньої активності СДГ у лімфоцитах тварин із НРА ставав схожий на такий у щурів із СРА, за рахунок появи короткого 2^d,3 періоду і зникнення 6^d,2 періоду, а спектр середньої активності б-ГФДГ - за кількістю і набором періодів, що виявляються, ідентичний такому у тварин із СРА. У даному спектрі у щурів двох груп залишався 15^d,0 домінуючий період (рис. 3), а у спектрі середньої активності СДГ даний ритм під впливом ЗМП зникав. Амплітуди ритмів у спектрах дегідрогеназної активності тварин двох груп підвищувалися зі збільшенням довжини періодів. У даному дослідженні встановлено, що зміна інфрадіанної ритміки дегідрогеназ у лімфоцитах щурів із НРА на дію ЗМП ННЧ більш виражена, ніж у тварин із СРА.

При порівнянні параметрів інфрадіанної ритміки бактерицидних систем нейтрофілів у щурів із СРА і НРА, що піддавались впливу ЗМП, показано зменшення розходжень у спектрах ЦПВ ПО (рис. 4), у яких набори періодів, їх амплітуди в більшості виявлених періодів збігалися, а домінуючі періоди не виявлялися у тварин з різними типологічними особливостями.

Зміни міжфункціональних зв'язків у тварин із різним рівнем рухової активності під впливом ЗМП між досліджуваними системами нейтрофілів (ПО і КБ) і лімфоцитів (СДГ і б-ГФДГ) дозволив виявити кластерний аналіз (рис. 6). У тварин із СРА під впливом ЗМП змін у дендрограмі не виявлено, тоді як у дендрограмі тварин із НРА відбувалося перегрупування показників усередині кластерів. Про це свідчив перехід ЦПВ КБ з одного кластера до іншого. Вплив ЗМП ННЧ на тварин обох груп приводив до зближення показників усередині кластерів і самих кластерів, що виявлялося в значному зменшенні дистанції між ними.

Таким чином, результати проведеного дослідження свідчать про те, що найбільш значні зміни як динаміки, так і параметрів інфрадіанної ритміки вивчених показників під впливом ЗМП ННЧ зареєстровані у щурів із НРА. Отримані дані погоджуються з результатами О.Ю. Грабовської (1992), в яких показано, що щури з НРА виявляються більш чуттєвими до дії ЗМП ННЧ. Отримані дані знаходяться в повній згоді з законом початкових значень (Плеханов Г.Ф., 1989), відповідно до якого ефективність впливу різних факторів істотно залежить від вихідного стану організму.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6. Дендрограми структури зв'язків показників поведінки (ГДА і ВерРА), функціональної активності лімфоцитів (СДГ і б-ГФДГ) і нейтрофілів (ПО і КБ) крові інтактних тварин (Контроль) із СРА і НРА, і при впливі ЗМП ННЧ.

Аналіз результатів дослідження і зіставлення їх з даними літератури дозволяє стверджувати, що у відповідь на дію ЗМП частотою 8 Гц розвивається адаптаційна реакція активації (Гаркаві Л.Х. і ін., 1977; 1998; Михайлов А.В., 1985; Евстаф'єва О.В., 1986; Темур'янц Н.А., 1989). Результати проведеного дослідження істотно доповнюють характеристику неспецифічної адаптаційної реакції активації, що розвивається на дію ЗМП частотою 8 Гц індукцією 5 мкТл, даними про зміну ритмічних процесів, а саме: відбувається оптимізація синхронізації між дослідженими показниками як у щурів із НРА, так і у тварин із СРА, тобто реакція активації характеризується оптимальною синхронізацією підсистем організму.

Результати проведеного дослідження значно доповнюють літературні дані відомостями про різну зміну ритмічних процесів у щурів із НРА і СРА на дію ЗМП ННЧ. У результаті даного впливу зменшуються розходження в параметрах інфрадіанної ритміки досліджених показників у щурів із НРА і СРА. Імовірно, таке явище стає можливим тому, що тварини, що характеризуються різним рівнем рухової активності у тесті ВП, піддавалися однаковому ритмічному впливу ЗМП ННЧ (по 3 години протягом 32-х діб). Саме ці ритмічні сигнали, очевидно, призвели до зближення параметрів ритміки фізіологічних показників.

Виявлені нами ритми присутні у варіаціях геофізичних індексів (Чичельницький А.М., 1986; Бобова В.П., 1989). Такий збіг указує на справедливість висновку про те, що під час відсутності великомасштабних збурювань ЗМП ННЧ можуть бути датчиками часу, у тому числі і для інфрадіанного діапазону (Владимирський Б.М., 1971).

Отримані нами дані можуть бути пов'язані зі зміною функціональної активності епіфіза під впливом ЗМП (Semm P. et al., 1980), і, отже, зі зміною концентрації його основного гормону - мелатоніну. Літературні дані свідчать про те, що в основі дії ЗМП на епіфіз лежить здатність поля зрушувати акрофазу циркадіанного ритму секреції мелатоніну (Arendіt J., 1992; Lewy A.J. et al, 1992; Темур'янц Н.А. і ін., 1998). Отримано переконливі докази участі епіфіза в організації циркадіанної і багатоденної ритміки, а зокрема, інфрадіанної (Арушанян Е.Б. і ін., 1991; Темур'янц Н.А., Шехоткін О.В., 1999).

Отже, епіфіз є одним із основних датчиків для ритмів різних діапазонів. Зміна акрофази його секреції, обумовлене дією ЗМП, веде до зміни часової організації фізіологічних систем, у тому числі і інфрадіанної ритміки. Виявлені нами розходження інфрадіанної ритміки показників поведінки, бактерицидних систем нейтрофілв і енергетичних систем лімфоцитів у тварин із різною руховою активністю у ВП можуть пояснюватись залежністю секреції мелатоніну від індивідуальних особливостей тварин, що узгоджується з даними літератури (Reіter R.J., 1997).

Таким чином, виявлена нами синхронізуюча роль ЗМП ННЧ на інфрадіанну ритміку тварин із різними індивідуальними особливостями, ймовірно, пояснюється здатністю даного фактора змінювати функціональну активність епіфіза, що є одним з основних пейсмекерів у досліджуваному діапазоні періодів. Подальші дослідження дозволять розширити і конкретизувати ці уявлення.

ВИСНОВКИ

1. Параметри інфрадіанної ритміки показників поведінки, функціональної активності нейтрофілів і лімфоцитів периферійної крові у інтактних тварин із низькою і середньою руховою активністю у тесті ВП розрізняються. Під впливом ЗМП ННЧ (частота 8 Гц, індукція 5 мкТл) розходження інфрадіанної ритміки перерахованих показників у тварин із НРА і СРА стають менш вираженими.

2. Динаміка середньої активності дегідрогеназ у лімфоцитах і бактерицидних системах у нейтрофілах периферійної крові в інтактних щурів із НРА і СРА протягом 32-добового експерименту збігається: середня активність СДГ і ЦПВ КБ підвищуються щодо вихідного рівня, а середня активність б-ГФДГ ЦПВ ПО знижуються. Зміни поведінкових реакцій у тесті ВП у інтактних щурів із НРА і СРА розрізняються: у щурів із НРА відзначене раннє згасання рухової активності (на 2-у добу), після чого обидва компоненти моторної активності (ГРА і ВерРА) не змінюються, а у щурів із СРА згасання рухової активності настає в більш пізній термін (на 4-у добу), після чого спостерігається зростання ГРА і зниження ВерРА.

3. При впливі ЗМП ННЧ згасання моторної активності у тварин із НРА розвивається в більш пізній, а у тварин із СРА в більш ранній термін експерименту у порівнянні з контролем. У щурів із НРА відбувається менш виражене зниження ВерРА і ГРА при порівнянні з тваринами, що характеризуються СРА. У тварин із НРА під впливом ЗМП ННЧ середні активності СДГ, б-ГФДГ і ЦПВ КБ при порівнянні з контролем зростають більше чим у щурів із СРА.

4. Інфрадіанна ритміка показників поведінки, середньої активності дегідрогеназ лімфоцитів і бактерицидних систем нейтрофілів у периферичній крові в інтактних щурів із НРА і СРА розрізняється. У щурів із НРА у порівнянні з тваринами із СРА у параметрах інфрадіанної ритміки показників поведінки відзначена менша кількість періодів, більш вузька ділянка їхнього виявлення. Параметри інфрадіанної ритміки середніх активностей дегідрогеназ у лімфоцитах крові щурів із НДА характеризуються більш широкою сферою виявлення періодів у спектрі середньої активності б-ГФДГ. Інфрадіанна ритміка бактерицидних систем у нейтрофілах крові щурів із НРА відрізняється меншою кількістю періодів у спектрах ЦПВ ПО і ЦПВ ПО/КБ, періодичних складових у спектрі ЦПВ ПО, більш вузькою ділянкою виявлення періодів і більш довгими домінуючими періодами у всіх досліджуваних спектрах.

5. Перебудови інфрадіанної ритміки у щурів із НРА і СРА під впливом ЗМП полягають у змінах кількості періодів спектрів, ділянки їхнього виявлення, домінуючих ритмів, кількості періодичних складових, а також амплітудно-фазових характеристик спектрів. Більш виражені перебудови параметрів інфрадіанної ритміки при дії ЗМП відзначаються у тварин із НРА.

6. Дія ЗМП ННЧ приводить до зміни міжфункціональних взаємодій показників поведінкових реакцій, функціональної активності лімфоцитів і нейтрофілів периферійної крові у щурів із НРА, що стають ідентичні до такого у тварин із СРА, про що свідчать результати кластерного аналізу.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ

Темурьянц Н. А., Чуян Е.Н., Мартынюк В.С., Насилевич В.А., Московчук О.Б., Нагаева Е.И., Шишко Е.Ю., Минко В.А. Синхронизирующее действие низкоинтенсивных ЭМИ КВЧ- и СНЧ-диапазонов на функциональную активность лейкоцитов крови при десинхронозах различного генеза // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. - 2002. - № 12. - С. 41 - 47 (особистий внесок здобувача полягає в участі в експериментах).

Минко В.А. Влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения сверхнизкой частоты на инфрадианную ритмику дегидрогеназной активности лимфоцитов крови крыс с низкой двигательной активностью // Ученые записки ТНУ. Серия “Биология”. - 2003. - Т. 16 (55), № 2. - С. 139-145.

Минко В.А., Нагаева Е.И. Особенности инфрадианной ритмики поведения крыс с различным типом двигательной активности в тесте открытого поля // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия “Биология, химия”. - 2004. - Т. 17 (56), № 1. -С. 55-61 (особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень, узагальненні результатів та висновків).

Темурьянц Н.А., Минко В.А. Инфрадианная ритмика показателей поведения в тесте “открытого поля” у крыс с низким уровнем двигательной активности при воздействии ПеМП СНЧ // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия “Биология, химия”. - 2005. - Т. 18 (57), № 1. - С. 58-64 (особистий внесок здобувача полягає в участі в експериментах, обробці матеріалів).

Деклараційний патент України № 53129 А, МПК 7 А 61 N2/00/ на винахід “Спосіб корекції десинхронозів”; Опубл. 15.01.2003. Бюл. № 1, Темур`янц Н.А., Чуян О.М., Московчук О.Б., Мінко В.О. (особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень, обробці матеріалів).

Деклараційний патент України № 66085 А, МПК 7 А 61 N2/00/ на винахід “Спосіб корекції інфрадіанної ритміки фізіологічних і метаболічних процесів”; Опубл. 15.04.2004. Бюл. № 4, Чуян О.М., Темур`янц Н.А., Малигіна В.І., Мартинюк В.С., Мінко В.О., Шишко Е.Ю. (особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень, обробці матеріалів).

Минко В.А., Темурьянц Н.А., Чуян Е.Н., Мартынюк В.С. Влияние ПеМП СНЧ на инфрадианную ритмику дегидрогеназной активности у крыс с низкой двигательной активностью // Труды Международной Крымской конференции “Космос и биосфера”. - Крым, Партенит. - 2003. - С. 173-174 (особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень, обробці матеріалів).

Минко В.А., Темурьянц Н.А., Чуян Е.Н., Нагаева Е.И. Инфрадианная ритмика физиологических процессов у крыс с низкой двигательной активностью и ее изменение при действии ПеМП СНЧ // Тезисы Всеукраинской конференции молодых учених “Актуальные вопросы современного естествознания”. - Сімферополь. - 2003. - С. 60-61 (особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень, обробці матеріалів).

Темур'янц Н.А., Мартинюк В.С., Мінко В.О. Інфрадіанна рітмика фізіологічних процессів у щурів з різними індивідуальними особливостями та її зміна при дії змінного магнітного поля наднизької частоти // Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції “Довкилля і здоров`я”. - Тернопіль. - 2003. - С. 133-135 (особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень, обробці матеріалів).

Темурьянц Н.А., Мартынюк В.С., Московчук О.Б., Чуян Е.Н., Минко В.А., Нагаева Е.И., Брусил И.А. Изменения инфрадианной ритмики физиологических процессов у крыс под влиянием низкоинтенсивных электромагнитных излучений крайних частотных диапазонов // Материалы III Международного Конгресса “Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине”. - Санкт-Петербург. - 2003. - С. 89 (особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень, обробці матеріалів).

Темурьянц Н.А., Мартынюк В.С., Минко В.А., Чуян Е.Н., Шишко Е.Ю., Нагаева Е.И. Особенности инфрадианной ритмики физиологических показателей у крыс с различными индивидуальными особенностями // Материалы второго международного симпозиума “Проблемы биоритмов в естествознании”. - Москва, 2004. - С. 429 (особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень, обробці матеріалів).

Temuryants N.A., Martynyuk V.S., Moskovchuk O.B., Chuyan E.N., Minko V.A., Nagaeva E.I., Brusil I.A. Changes in infradian activity of physiological processes in rats exposed to low intensity, ultra-high or ultra-low frequency electromagnetic radiation // Tventy-Sixts Annual Meeting Bioelectromagnetics Society. - Washington. - 2004. - P. 275 (особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень, обробці матеріалів).

Temuryants N.A., Minko V.A. Changes of infradian rhythmicity of blood neutrophils bactericidal systems in rats with various level of locomotor activity under low intercity extremely low frequency magnetic field influence // Abstract book, 3^rd Alecxander Gurwitsch Conference: Biophotons and coherent systems in biology, biophysics and biotechnology. - Crimea. - 2004. - P. 63-64 (особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень, обробці матеріалів).

АНОТАЦІЯ

Мінко В.О. Інфрадіанна ритміка фізіологічних процесів у тварин із низькою руховою активністю у відкритому полі при дії слабкого змінного магнітного поля наднизької частоти. - Рукопис.

Дисертація на здобуття ученого ступеня кандидата біологічних наук зі спеціальності 03.00.13 - фізіологія людини і тварин - Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського, Сімферополь, 2005.

Дисертація присвячена вивченню впливу ЗМП ННЧ на динаміку і інфрадіанну ритміку поведінкових реакцій, показників функціонального стану лімфоцитів і нейтрофілів крові щурів із НРА у порівнянні з тваринами, що характеризуються СРА й у тесті ВП. ЗМП частотою 8 Гц індукцією 5 мкТл викликає зміни параметрів инфрадіанної ритміки фізіологічних процесів у щурів з різними індивідуально-типологічними особливостями, але вони є більш виражені у щурів із НРА. Варто зазначити, що істотні зміни параметрів ритміки відзначаються навіть у тому випадку, коли абсолютні їхні значення не змінюються. У результаті змін параметрів інфрадіанної ритміки щодо контрольних даних зменшуються розходження у динаміці і інфрадіанній ритміці досліджених показників.

Ключові слова: інфрадіанна ритміка, лімфоцити, нейтрофіли, НРА, ЗМП ННЧ поведінкові реакції.

АННОТАЦИЯ

Минко В.А. Инфрадианная ритмика физиологических процессов у животных с низкой двигательной активностью в открытом поле при действии слабого переменного магнитного поля сверхнизкой частоты. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных - Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского, Симферополь, 2005.

Диссертация посвящена изучению влияния ПеМП СНЧ на динамику и инфрадианную ритмику поведенческих реакций, показателей функционального состояния лимфоцитов и нейтрофилов крови крыс со СДА и НДА в тесте ОП. Как показали результаты проведенных исследований, динамика показателей поведения у интактных крыс с различным уровнем двигательной активности различалась. Так, у крыс со СДА отмечалась тенденция к повышению ГДА и снижению ВерДА, а у животных с НДА таких тенденций в динамике моторной активности не выявлено. Выявлена разнонаправленная динамика дегидрогеназ в лимфоцитах и бактерицидных систем в нейтрофилах периферической крови обеих групп животных: средняя активность СДГ и ЦПC КБ повышались относительно исходного уровня, а б-ГФДГ и ЦПC ПО, наоборот, снижались. Однако следует отметить более выраженные тенденции в динамике как ЦПC ПО, так и ЦПC КБ в течение эксперимента у интактных крыс с НДА.

Под влиянием ПеМП СНЧ происходила перестройка динамики показателей поведения в ОП, дегидрогеназной активности лимфоцитов и бактерицидной активности нейтрофилов как у крыс со СДА, так и у животных с НДА. У животных с НДА угашение моторной активности в ОП при воздействии ПеМП СНЧ развивалось в более поздние сроки эксперимента, а у крыс со СДА - в более ранние при сравнении с показателями в контрольных группах крыс. У крыс со СДА происходило более выраженное снижение ВерДА и ГДА при сравнении с животными, характеризующимися НДА.

У крыс с НДА на 3-5-е сутки воздействия ПеМП средняя активность СДГ в нейтрофилах и на 7-е сутки ЦПC КБ возрастала при неизменных значениях средней активности б-ГФДГ и ЦПC ПО относительно данных в контроле. В дальнейшие сроки значения исследованных показателей стабилизировались на уровне, несколько превышающем контроль.

Косинор-анализ позволил выявить в показателях поведения, средней активности дегидрогеназ лимфоцитов и ЦПС ПО, ЦПС КБ нейтрофилов набор инфрадианных ритмов, включающий в себя следующие периоды: ?2^d,3; ?2^d,7; ?3^d,3; ?4^d,1; ?5^d,0; ?6^d,2; ?7^d,5; ?9^d,0; ?11^d,2; ?12^d,8; ?15^d,0; ?17^d,0; ?19^d,6 и ?22^d,0. Обнаружены особенности инфрадианной ритмики в исследованных показателей у животных со СДА и НДА, проявляющиеся в неодинаковом наборе периодов, различной области их выявления, доминирующих периодах, амплитудно-фазовых характеристиках спектров.

Воздействие ПеМП частотой 8 Гц приводило к изменениям инфрадианной ритмики у крыс со СДА и НДА, заключающихся в изменениях вышеперечисленных параметров ритмики. Более выраженные перестройки инфрадианной ритмики при действии ПеМП отмечались у животных с НДА. Под влиянием данного фактора устанавливались новые взаимоотношения между параметрами функционального состояния исследованных систем.

Вместе с тем, сравнение ритмических процессов исследованных показателей у крыс с НДА и СДА показало, что систематическое воздействие ПеМП приводило к уменьшению различий между параметрами ритмики.

Структура межфункциональных связей, выявленная кластерным анализом, между бактерицидными системами нейтрофилов, энергетическими лимфоцитов и показателями поведения показала, что под влиянием ПеМП СНЧ у животных со СДА изменений в дендрограмме не выявлено, тогда как в дендрограмме животных с НДА происходила перегруппировка показателей внутри кластеров, в результате которой кластеры крыс с НДА становились идентичны таковым у животных со СДА.

Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что слабое ПеМП СНЧ вызывает существенные изменения параметров инфрадианной ритмики физиологических процессов у крыс с различными индивидуально-типологическими особенностями, но более выражены они у крыс с НДА. Следует отметить, что существенные изменения параметров ритмики отмечаются даже в том случае, когда абсолютные их значения не меняются. В результате изменений параметров инфрадианной ритмики относительно контрольных данных уменьшаются различия в динамике и инфрадианной ритмике исследованных показателей.

Ключевые слова: инфрадианная ритмика, лимфоциты, нейтрофилы, НДА, ПеМП СНЧ поведенческие реакции.

Summary

Minko V.A. Infradian rhythmicity of physiological processes in rats with low mobile activity in open field under action of week variable magnetic field of extremely low frequency. - Manuscript.

Thesis for candidate's degree by specialty 03.00.13 - physiology of man and animals - Tavrida National V.I. Vernadsky University, Simferopol, 2005.

The thesis was devoted to studying influence of variable magnetic field (VMF) of extremely low frequency (ELF) on dynamics and infradian rhythmicity of behavior reactions, parameters of functional state lymphocytes and neutrophils of rats with low mobile activity in comparison with animal's characterized middle mobile activity in the open field test. VMF frequency 8 Hz induction 5 mсTl stimulate changes of infradian rhythmic parameters of physiological processes in rats with various individual- typological features but it's processes more expressed in rats with LMA. It should be noted that essential changes of rhythmic parameters are registries at that case when their absolute values do not change. As a result, changes of rhythmic parameters concerning control data decrease differences in dynamic and infradian rhythmicity of investigated parameters.

Key words: infradian rhythmicity, lymphocytes, neutrophils, LMA, VMF of ELF, behavior reactions.

Размещено на Allbest.ru

...