изменение ритмокардиограммы крыс при низкоинтенсивном квч

УДК 537.868; 612.171.3.2; 591.112.2
ИЗМЕНЕНИЕ РИТМОКАРДИОГРАММЫ КРЫС
ПРИ НИЗКОИНТЕНСИВНОМ КВЧ-ВОЗДЕЙСТВИИ
Н. Б. Капустина, Л. В. Ошевенский, В. Н. Крылов
Нижегородский госуниверситет
В статье представлены результаты анализа действия низкоинтенсивного
КВЧ-излучения на вегетативный статус крыс, оцениваемый по показаниям
сердечного ритма. Данные кардиоинтервалографии позволяют сделать вывод о влиянии миллиметровых волн на регуляцию сердечного ритма за счет
централизации управления и активации симпатического звена нервной системы. Об этом свидетельствует увеличение АМо, ИВР, а также уменьшение
Мо по сравнению с контрольной группой животных.
Одной из важных проблем КВЧ-терапии является исследование физиологических механизмов корригирующего действия низкоинтенсивного излучения на различные по патогенезу заболевания. Можно предположить, что эффекты КВЧтерапии, проявляющиеся при этом, опосредуются общими неспецифическими реакциями организма. Считается, что наиболее значимой реакцией организма на различные возмущения внешней и внутренней среды является адаптация.
Процессы адаптации — одно из фундаментальных свойств живого организма.
Их сущность заключается в самосохранении функционального состояния биосистемы (ее гомеостаза) в неадекватных условиях среды за счет перестройки взаимодействия уровней информации, функции и структуры [1]. При этом наиболее важную роль в обеспечении гомеостаза играет вегетативная нервная система. Данные
об активности симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы позволяют судить о механизмах реакции организма на то или иное
воздействие. Основные вегетативные ядра продолговатого мозга входят в систему
блуждающего нерва. Благодаря активации нейронов этих ядер осуществляется
рефлекторный контроль дыхания, частоты сердечных сокращений, тонуса сосудов.
Нервные клетки этих центров находятся в ретикулярной формации в области IV
желудочка. Высшие центры вегетативной нервной системы расположены в промежуточном мозге. Гипоталамус, входя в состав промежуточного мозга, образован
группой клеточных ядер, которые представляют собой подкорковые центры вегетативной нервной системы. Полагают, что парасимпатический отдел вегетативной
нервной системы (передние ядра гипоталамуса) — это система текущей регуляции
физиологических процессов, обеспечивающих гомеостаз. Симпатический отдел
(задние ядра гипоталамуса) — система "защиты", мобилизации резервов [2]. Таким
образом, следует полагать, что из анализа тонуса симпатической или парасимпатической систем можно судить о функциональном состоянии важнейших нервных
центров регуляции вегетативных функций организма.
Исходя из концепции о сердечно-сосудистой системе как индикаторе адаптационно-приспособительной деятельности целостного организма, мы ставили задачей извлечь информацию о вегетативном гомеостазе крыс, которая в определенной
степени закодирована в последовательности RR-интервалов кардиограммы, в процессе их КВЧ-облучения. Для этого нами была проведена математическая обработка ЭКГ-сигнала животных, у которых облучали затылочную область – зону,
53
наиболее близко расположенную к названным вегетативным центрам, в соответствии с рекомендуемыми методами анализа кардиоинтервалографии [3].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В эксперименте использовали беспородных белых крыс-самцов массой 180200 гр. Контрольную группу составили 7 животных, опытную – 15. Животных
обеих групп наркотизировали внутрибрюшинно введением по 0,3 мл 0,25% раствора дроперидола и 0,5% раствора седуксена, фиксировали на столике. ЭКГ в
II-ом стандартном отведении регистрировали при помощи игольчатых электродов, вводимых подкожно в дистальные отделы конечностей. После наркотизации
животных адаптировали в течение 15 минут. Затем животных опытной группы облучали ЭМИ КВЧ-диапазона с шумовым спектром 53-78 ГГц, СПМШ =
= 4·10-17 Вт/(см2⋅Гц), генерируемым аппаратом "АМФИТ-0,2/10-01". Для этого на
затылочную область на расстоянии 5 мм от поверхности кожи устанавливали раструб аппарата и облучали в течение 20 минут. Животным контрольной группы
имитировали облучение при неработающем аппарате. Электрокардиограмму регистрировали с помощью установки, состоящей из кардиографа, аналого-цифрового
преобразователя (АЦП) и IBM PC. Сигнал ЭКГ обрабатывали программой спектроанализатора "Spectral LAB". При этом рассчитывали кардиоинтервалы. Анализ
RR-интервалов осуществлялся по методике Баевского [3].
Мы остановили внимание на следующих основных числовых показателях кардиоинтервалограммы: Мо, АМо, ИВР. Мо-мода – наиболее часто встречающаяся
величина RR интервалов в исследуемый период времени, АМо – амплитуда моды
– ее процентное значение, ИВР – индекс вегетативного равновесия – частное от
деления АМо на Мо и вариационный размах RR интервалов в данный период. По
современным представлениям ИВР достаточно доказательно отражает соотношение между активностью симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы.
Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась с помощью
программы STADIA при использовании t-критерия Стьюдента.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В экспериментах было установлено, что КВЧ-облучение затылочной области
наркотизированных крыс приводило к значимым изменениям показателей ритмокардиограммы, в отличие от животных контрольной группы. Эти изменения регистрировались нами сразу после окончания облучения – на 35 мин эксперимента
(таблица 1).
Таблица 1
Динамика вариабельности сердечного ритма крыс
при КВЧ-облучении затылочной области
Группы
животных
Мо, мс
Показатели
АМо, %
ИВР, усл. ед.
Контроль
0,406±0,06
33,25±1,3
334,7±29
Опыт
0,208±,006*
35,96±0,5*
458±7,5*
* Достоверность различия показателей (p≤0,05) по отношению к контролю.
54
Как видно из таблицы, после 20-минутного облучения миллиметровыми волнами затылочной области животного происходит увеличение АМо при снижении
Мо. Кроме того, уменьшается вариационный размах кардиоинтервалов – ритм
становится более монотонным. Таким образом, реакция животных на КВЧвоздействие проявляется в учащении ритма сердцебиений и уменьшении размаха
его вариаций. В свою очередь, это приводит к увеличению ИВР. По современным
представлениям, такое изменение указанных показателей соответствует централизации управления ритмом сердца структурами ЦНС и отражает повышение тонуса
симпатического отдела вегетативной нервной системы.
Обсуждение возможных механизмов полученных эффектов можно провести на
двух уровнях – физиологическом и биофизическом. Считается, что при низкоинтенсивном КВЧ-воздействии на организм первичной мишенью являются молекулы
воды, связанные с белковыми структурами кожного коллагена [4]. Дальнейшая
цепь рассуждений может быть следующей. Изменение электретного состояния
коллагена и его пьезоэлектрических свойств (механическая деформация в результате обратного пьезоэффекта – переориентация диполей четверки атомов пептидной цепи аминокислотными остатками глицина и пролина) обусловливает возбуждение чувствительных нервных волокон в кожных рецепторах. Возникшее возбуждение по афферентным нервам передается в вегетативные центры ЦНС, где и
происходит его обработка. В результате в синаптические щели и сосудистое русло
выделяются многочисленные химические посредники физиологических реакций –
ацетилхолин, адреналин, норадреналин, дофамин и т.д. Соответственно, изменение констелляции медиаторов и модуляторов в ЦНС приводит к изменению функционирования вегетативных центров, эфферентной импульсации по экстракардиальным волокнам вегетативной нервной системы и показателей ритмокардиограммы. Кроме того, сдвигу показателей ритма сердца могут способствовать и
гуморальные посредники, активированные вегетативными центрами, — выделившиеся в сосудистое русло гормоны и др.
Вместе с предполагаемым механизмом ответа ЦНС на КВЧ-облучение следует
учитывать и факт близкого расположения вегетативных центров к излучателю.
Исходя из полученных нами результатов – ускорение процессов кроветворения,
регенерации послеоперационных ран и т.д. при облучении затылочной области,
можно предположить вероятность прямого действия ЭМИ КВЧ-диапазона на орган-мишень. Т.е. в наших опытах миллиметровые волны могли активировать непосредственно нейроны вегетативных центров ЦНС – наряду или без участия
кожных рецепторов. В пользу данного предположения свидетельствуют гипотеза о
существовании в организме человека собственной информационной системы, работающей в КВЧ-диапазоне [5], и развитие данной гипотезы для мозговых структур ЦНС, приводимое в настоящем сборнике (В. Н. Крылов): низкоинтенсивное
КВЧ-воздействие непосредственно взаимодействует с КВЧ-излучениями стуктур
ЦНС, результатом чего может быть модификация функции вегетативного статуса
организма.
Таким образом, на основании проведенных экспериментов следует заключить,
что низкоинтенсивное КВЧ-воздействие на затылочную область наркотизированных крыс приводит к определенному изменению сердечного ритма, связанному с
повышением вегетативного тонуса регуляции функций.
55
ЛИТЕРАТУРА
1. Крылов В. Н., Ошевенский Л. В., Дворников А. В. Методическое руководство для студентов по специализации курса "Физиология и биохимия человека и
животных". Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского,
1999.
2. Физиология человека / Под ред. Г. И. Косицкого. М.: Медицина, 1985.
3. Баевский Р. М. и др. Математический анализ сердечного ритма при стрессе.
М.: Наука, 1984.
4. Родштат И. В. Физиологическая концепция взаимодействия миллиметровых радиоволн с организмом человека //Сб. докл. Межд. симп. "Миллиметровые
волны нетепловой интенсивности в медицине". М.: ИРЭ АН СССР, 1991. Ч. 3. С.
548-553.
5. Севастьянова Л. А., Бородкина А. Г. и др. Резонансный характер взаимодействий радиоволн миллиметрового диапазона на биологические системы // Эффекты нетеплового воздействия миллиметрового излучения на биологические объекты / Под ред. Н.Д. Девяткова. М.: ИРЭ АН СССР, 1983. С. 34-37.
56