DEFINITION OF DEPENDENCE BETWEEN THE ABSORBED ENERGY OF ELECTRIC FIELD UHF OF 27,12 MHZ AND RECIPROCAL BIOLOGICAL REACTIONS IN CONDITIONS IN VITRO AND IN VIVO

Full Text

Актуальность. Ультравысокочастотная (УВЧ) терапия как лечебный метод воздействия электрическими полями (ЭП) широко распространена в практической медицине. Биологическое и лечебное действие ЭП УВЧ определяется количеством поглощенной энергии или дозой, способы определения которой или очень сложны, или недостаточно разработаны. В клинической практике корректное определение дозы при УВЧ терапии или дозиметрия позволит не только решит проблему оптимизации использования этого фактора, но и даст возможность количественно прогнозировать лечебный эффект [1]. Наиболее распространенный в настоящее время при УВЧ терапии метод дозиметрии основан на индивидуальных ощущениях пациентом чувства тепла в области воздействия. Однако, если даже и оставить в стороне неизбежный субъективизм этого метода дозиметрии, согласованная общность в критериях оценки поглощенной энергии ЭП УВЧ отсутствует. Так, в отечественной физиотерапии различают три дозы: I - без ощущения тепла, II - с ощущением слабого тепла и III - с ощущением отчетливого тепла [2], тогда как в зарубежной практике используется принцип 4-х доз: I - отсутствие ощущения тепла, II - ощущение слабого тепла, III - ощущение приятного тепла и IV - ощущение сильного, но переносимого тепла [3]. Подобная неоднозначность создает значительные трудности как при сравнении доз для лечебных методик с использованием различных аппаратов для УВЧ терапии, так и в процессе воспроизведения рекомендуемых доз у пациентов [4]. Разработанный нами инструментальный метод измерения удельной поглощенной мощности (УПМ) при УВЧ терапии позволяет непосредственно определить величину дозы как до, так и в процессе проведения терапевтической процедуры [5]. Наличие такого метода позволяет перейти от субъективной оценки по ощущению пациентом тепла, к объективному количественному определению, что существенно повысит эффективность применения УВЧ терапии. Для врача-клинициста величина измеренной дозы при УВЧ терапии является ведущей характеристикой действующего фактора, необходимая для достижения оптимального лечебного эффекта. Наряду с этим, поскольку как биологический, так и лечебный эффект воздействия ЭП УВЧ является функцией от величины УПМ или дозы, то определение зависимости «доза-эффект» позволит проводить более точную оценку и прогнозировать действие этого физического фактора, а следовательно, и ожидаемый лечебный эффект. Однако отсутствие технических средств измерения величины поглощенной энергии ЭП УВЧ в режиме реального времени не позволяет установить четкую корреляцию зависимостей типа «доза-эффект». Исходя из этого, для более направленного применения разработанного метода необходимо определить соотношение между инструментально регистрируемой величиной УПМ и экспериментально наблюдаемыми биологическими эффектами. В экспериментальных исследованиях и клинической практике используется оценка по биологическим эффектам, регистрируемым в процессе воздействия как in vitro, так и in vivo, которая применяется наряду с инструментальными методами определения величины УПМ [6]. Среди различных подходов к исследованию дозозависимых эффектов действия ЭП УВЧ на клеточном уровне наибольшее распространение получили исследования на эритроцитах, в которых оценивалось состояние их мембраны [7, 8]. В условиях целого организма наиболее адекватным можно считать оценку реакции нейроэндокринной системы на воздействие ЭП УВЧ, которая была впервые изучена Е. Schliephake и К. Fabril [9]. Сформулированная концепция стресса при действии этого физического фактора позволяет рассматривать эффект воздействия как неспецифическую реакцию организма, имеющую адаптационную направленность [10]. Материал и методы исследования. В экспериментах использовалась кровь кроликов и беспородные белые крысы-самцы массой 250-300 г. Источником ЭП УВЧ служил генератор Ultratherm 808 i (Siemens, ФРГ) с частотой 27,12 МГц, работающий в непрерывном режиме генерации. Время экспозиция составляло от 5 до 120 минут; облучение животных проводилась в фиксированное время суток. Полученная пункцией краевой вены уха и обработанная гепарином (10-20 ед/мл) кровь, в объеме 1 мл в пластиковой пробирке помещалась между конденсаторными пластинами (Ø 42 мм) генератора. Состояние мембран эритроцитов оценивалось по стойкости к 0,004 N HCl (метод эритрограмм по И.А. Терскову и И.И. Гительзону в нашей модификации) с учетом следующих параметров гемолитического процесса: общее время, латентный период и собственное время гемолиза. Облучение животных осуществлялось в индивидуальных пластиковых радиопрозрачных клетках, которые помещали между конденсаторными пластинами (Ø 172 мм) ортогонально к вектору ЭП. Температура «ядра» у животных измерялась in rectum с помощью медь-константанового термоэлектрического преобразователя в отсутствии ЭП. Забор периферической крови у животных осуществлялся через 1-2 мин после окончания экспозиции. Определение кортизола в плазме крови проводилось на электрохемилюминесцентном анализаторе Elecsys 1010 (F.Hoffmann-La Roche, Швейцария). Измерение величины УПМ проводилось при помощи разработанного нами метода [5]. Полученные результаты и их обсуждение. Результаты экспериментов с кровью кроликов представленные на рис. 1, показали, что в процессе экспозиции в ЭП УВЧ с увеличением величины УПМ от 10 до 30 Вт/кг резистентность мембраны эритроцитов снижалась, причем изменение затронуло все зарегистрированные параметры - уменьшилось общее время, латентный период и собственное время гемолиза. В первом приближении эти изменения характеризуются линейной зависимостью от величины поглощенной дозы, что является свидетельством воздействия на мембрану эритроцитов ЭП УВЧ при УПМ в приделах от 10 до 30 Вт/кг. Сравнение полученных результатов с данным других исследований показали однонаправленный характер развития повреждения мембран эритроцитов в процессе экспозиции [8]. Описание: Ris1 Рис. 1. Изменение стойкости мембраны эритроцитов (время гемолиза, мин) в зависимости от величины УПМ (Вт/кг) при экспозиции в ЭП УВЧ При экспозиции животных на протяжении от 5 до 120 минут (рис.2) было установлено, что в зависимости от времени пребывания крыс в ЭП УВЧ и величины УПМ температура «ядра» изменялась от 38 °С (УПМ » 6 Вт/кг) до 42 °С (УПМ » 15 Вт/кг), причем содержание кортизола в плазме крови линейно зависело от величины УПМ. Аналогичная направленность между уровнем кортикостерона и температурой in rectum у крыс при облучении животных микроволнами частотой 2,45 ГГц отмечалась в исследованиях S.-T. Lu с соавт. [11]. Описание: Ris2 Рис. 2. Зависимость между уровнем кортизола в плазме крови крыс (нмоль/л), температурой «ядра» (°С) и величиной УПМ (Вт/кг) ЭП УВЧ частотой 27,12 МГц Выводы. Исследование зависимостей величины поглощенной энергии ЭП УВЧ частотой 27,12 МГц для изученных биологических эффектов в условиях in vitro и in vivo, характеризуется линейной зависимостью для данных условий облучения и величин УПМ, что позволяет рассматривать предложенный нами метод как обладающий достаточной чувствительностью и объективностью.

About the authors

Yi B Kudrashov

Laboratory radiating biophysics of Biological faculty Lomonosov Moscow state university

S Yi Perov

Laboratory radiating biophysics of Biological faculty Lomonosov Moscow state university

References