ЭФФЕКТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ ЖИВОТНЫХ В НОРМЕ И ПРИ ИХ АЛЬТЕРАЦИИ

Малиновская Светлана Львовна

д-р биол. наук, доцент НГМА, г. Н. Новгород

Монич Виктор Анатольевич

д-р биол. наук, профессор НГМА, г. Н. Новгород

Крылов Василий Николаевич

д-р биол. наук, профессор ННГУ, г. Н. Новгород

Баврина Анна Петровна

канд. биол. наук, НГМА, г. Н. Новгород

Малиновский Дмитрий Сергеевич

аспирант, ННГУ, г. Н. Новгород

E-mail: 

Серьезной проблемой современной медицины остается массивная кровопотеря, так как является сильнейшим стрессорным фактором, затрагивающим все системы организма (нервную, иммунную, эндокрин­ную, систему кровообращения, дыхания и др.), вызывает в нем качествен­ные изменения, требующие оказания реанимационной помощи [2] Одной из причин данной проблемы является изменение свойств переливаемой крови [3]. Поэтому особенно важным является поиск способов норма­лизации крови, призванных компенсировать эти неблагоприятные явле­ния. Известно, что низкоинтенсивный свет способен модифицировать фи­зиологическое состояние цельной крови в процедурах invitro [4, 5, 7, 8]. Однако особенности воздействия монохроматического света лазера по сравнению с эффектами широкополосного света пока не выявлены.

Целью данной работы является сравнениеэффективности воздейст­вия низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) и широкополос­ного красного света (ШКС) на цельную кровь и восстановление вегетативных функций организма крыс, перенесших клиническую смерть в результате острой массивной кровопотери.

Материалы и методы. Работа выполнена на белых беспородных крысахобоего пола с массой 180—200 г. Клиническую смерть, продол­жительностью 10 минут, вызывали у крыс свободным кровопусканием из общей сонной артерии. Для предупреждения свертывания крови, через катетер, в общую сонную артерию, вводили раствор гепарина в дозе 500 ед/кг. Объем изъятой крови во всех случаях превышал 30 % объема циркулирующей крови. По окончании 10 минут клинической смерти (отсчет времени производился от последнего агонального вздоха) начинали реанимационные мероприятия. Реинфузия крови производилась внутриартериально. Одновременно с этим подключали аппарат искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Физиологические параметры изучались в постреанимационный период, в течение 40 ми­нут. Животные были разделены на 3 группы (две опытных группы, по 15 животных в каждой и одна контрольная, из 30 животных). Аутокровь первой опытной группы подвергали воздействию НИЛИ, а кровь второй опытной группы облучали ШКС. Время экспозиции составляло 10 минут. Кровь находилась в стерильных фторопластовых кюветах с ши­роким дном, толщина слоя крови составляла 1 мм. Облучение произво­дилось путём равномерной засветки площади образца. Животным опытной группы реинфузия аутокрови производилась после ложного облучения. В качестве источника лазерного излучения применялся терапевтический аппарат «Успех». Длина волны излучения составляла 890 нм. Режим облучения — импульсный, частота следования импуль­сов — 150 Гц. Источником ШКС служил оптоволоконный люминес­центный аппарат [9], диапазон излучения 590 нм — 650 нм, спектраль­ный максимум 630 нм. Интенсивность излучения на поверхности образца в обеих опытных группах составляла 5 мВт/см². В процессе эксперимента проводились регистрация ЭКГ, артериального давления (АД) и реограммы конечностей. Фиксировались момент наступления первого самостоятельного вдоха во время реанимации, а также смертность животных, о которой судили по отсутствию самостоятель­ного дыхания на 40-ой минуте после начала реанимации. Во всех экспериментах проводили анализ образцов крови на общее количество эритроцитов, на осмотическую резистентность, а также на количество гемоглобина. Измерения проводили до кровопускания, на 1-ой, 10-й и на 40-ой минутах после начала реанимации.

Статистический анализ полученных результатов проводили с использованием программы «Stadia». Достоверность различий между значениями сравниваемых групп определяли с использованием t—критерия Стьюдента. При множественных сравнениях вводили поправку Бонферрони [1]. Проверку на нормальность распределения проводили по критерию Колмогорова — Смирнова.

Результаты и обсуждение. Клиническая смерть происходила в результате геморрагического шока. При этом, сразу после кровопотери и падения АД, наблюдалось урежение сердечного ритма, уменьшение амплитуды ЭКГ и реограммы. После последнего агонального вздоха регистрировалась ЭКГ, характеризующаяся увеличением интервалов и снижением амплитуды зубцов ЭКГ до изолинии.

В период реанимационных мероприятий во всех группах живот­ных полного восстановления функций кровообращения и дыхания не наблюдалось.

Не выявлены также особенности динамики восстановления ритми­ческой функции сердца в опытных группах между собой, в контрольной — по сравнению с опытными (табл. 1).

Статистически значимые различия между контрольной и опыт­ными группами были выявлены при регистрации АД. На 10 —ой минуте после начала реанимации АД в контрольной группе было достоверно ниже исходных значений (66 % от исходного уровня), тогда как в опытных группах, где кровь подвергалась облучению НИЛИ и ШКС, оно достигло уровня 88 % и 80 %, соответственно. К концу реанима­ционных мероприятий АД в контрольной группе оставалось достоверно ниже исходных значений и составляло 74 % от исходного уровня, а в опытных группах этот уровень достиг 95 % и 89 %, соответственно.

Таблица 1

Влияние ЭМИ на ЧСС крыс в период реанимации

^*— p < 0,05 по отношению к исходному уровню

Содержание эритроцитов в образцах крови контрольной группы к началу реанимационных мероприятий уменьшилось, до 86 % от исходного уровня и продолжало снижаться в течение всего периода наблюдения. К 40-й минуте после кровопотери оно составило 68 % от исходного уровня. Подобная закономерность наблюдалась в группе, где кровь экспонировалась НИЛИ. В то же время, в группе, облученной ШКС, наблюдался достоверный рост количества эритроцитов и на 40-й минуте постреанимационного периода он превосходил исходную величину на 3 % и составил 103 %.

Содержание гемоглобина в крови, облученной ШКС, к 40 минуте, после начала реанимации, составляло 101 %, а в крови, облученной НИЛИ — 74 %. В образцах крови, взятой у животных контрольной группы этот параметр составил 92 %.

Осмотическая резистентность эритроцитов, при облучении крови НИЛИ достоверно увеличивалась по отношению к данным контроль­ной группы к 40-й минуте реанимационных мероприятий, тогда как в образцах, облученных ШКС и в контрольной группе статистически значимых изменений не наблюдалось.

Фотомодификация крови, произведенная в опытных группах, сопровождалась также уменьшением латентного периода до появления первого самостоятельного вдоха у животных. У животных, кровь кото­рых подвергалась облучению НИЛИ и ШКС, первый самостоятельный вдох регистрировался, в среднем, через 12 и 12,5 минут после начала реанимации, соответственно. В то же время, животные контрольной группы начинали самостоятельно дышать через 18,5 минут.

Заключение. Облучение реинфузируемой крови как НИЛИ, так и ШКС, способствует более эффективной реанимации при острой мас­сивной кровопотере у крыс, перенесших 10 — минутную клиническую смерть. При этом НИЛИ оказывает большее влияние на процессы восстановления АД и резистентности эритроцитов, а ШКС — на количество эритроцитов и содержание гемоглобина в крови животных.

Полученные результаты можно объяснить разнонаправленностью процессов формирования пулов периферической крови в постреани­мационном периоде. Так, можно предположить, что в группе, живот­ных, кровь которых была облучена НИЛИ в кровоток поступило боль­ше молодых форм эритроцитов, имеющих относительно прочные мембраны, тогда как эффект красного света на прочность мембран проявился только в период сеанса облучения.

Известно, что низкоинтенсивный красный свет снижает уровень перекисного окисления в мембранах эритроцитов [6]. При этом обеспечивается увеличение эластичность мембран клеток, снижается уровень гемолиза и, в результате, повышается содержание гемогло­бина в образцах цельной крови. Эти данные согласуются с результа­тами нашей работы, что позволяет отметить перспективность экспони­рования переливаемой крови низкоинтенсивным широкополосным красным светом.

Список литературы:

1. Гланц С. Медико-биологическая статистика.— М: Практика, 1999. — 459 с.
2. Кожура В. Л., Новодержкина И. С., Кирсанов А. К. Острая массивная кровопотеря: механизмы компенсации и повреждения // Анестезиология и реаниматология. — 2002. — № 6. С. 12—15.
3. Кожура В. Л., Кирсанова А. К., Новодержкина И. С. Патофизиологические механизмы лазерной коррекции при критических состояниях // Общая реаниматология.— 2006. № 2. С. 5—6.
4. Малиновская С. Л. Монич В. А., Артифексова А. А. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения и широкополосного красного света на миокард при экспериментальной ишемии // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины.— 2008. Т. 145 (№ 5). С. 509—511.
5. Малиновская С. Л., Монич В. А., Яковлева Е. И., Соловьева Т. И., Рахчеева М. В. Эффективность воздействия низкоинтенсивного электромагнитного излучения на миокард при экспериментальной ишемии // Нижегородский медицинский журнал — 2008. — № 2. — С. 42—47.
6. Малиновская С. Л., Монич В. А., Яковлева Е. И. и др. Широкополосный красный свет и лазерное излучение в экспериментах по компенсации последствий ишемии миокарда // Вестник Нижегородского университета. Серия биология. Н. Новгород, ННГУ.— 2010. — № 3(15). — С. 153—157.
7. Монич В. А., Монич Е. А., Малиновская С. Л. Монохроматизированный видимый свет как фактор воздействия на биологические объекты// Нижегородский медицинский журнал — 1991. — № 4. — С. 103—104.
8. Монич В. А., Малиновская С. Л., Кривошеина И. В. Применение оптоволо—конных источников монохроматизированного света для стимуляции антиокси— дантных систем клеток крови // Медицинская техника. М. — № 1992.— № 6. — С. 36.
9. Монич В. А., Монич Е. А., Голиков В. М. Устройство для светового облучения биологических объектов. А.с. 2007201 РФ. 1994.