ЭФФЕКТ ВОЗДЕЙСТВИЯ НАНОСЕКУНДНОГО ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКОГО МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЭПИДИДИМАЛЬНУЮ ЖИРОВУЮ ТКАНЬ
|
ВВЕДЕНИЕ 2
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 4
1.1 Модулированные электромагнитные излучения как фактор, действующий
на биологические системы. Общая характеристика 4
1.2 Биологическое действие наносекундного импульсно-периодического
микроволнового излучения 7
1.3 Энергетическая, нейроэндокринная и сигнальная функции жировой ткани 8
1.4 Стресс как одна из реакций организма на электромагнитное воздействие 10
1.4.1 Кортикостерон как индикатор стресса 11
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 14
2.1 Общее описание объектов исследования 14
2.2 Источник наносекундного импульсно-периодического микроволнового
излучения и процедура облучения 14
2.3 Исследование поведения мышей по методу «открытое поле» 17
2.4 Методика определения уровня гормонов в сыворотке крови 18
2.4.1 Определение уровня кортикостерона 18
2.5 Статистическая обработка результатов 19
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 20
3.1 Поведение мышей в «открытом поле» после воздействия ИПМИ 20
3.1.1 Локальное воздействие на жировую ткань в течение 3 дней 20
3.1.2 Локальное воздействие на жировую ткань в течение 5 дней 22
3.1.3 Локальное воздействие на жировую ткань в течение 7 дней 24
3.1.4 Локальное воздействие на жировую ткань в течение 10 дней 26
3.2 Содержание кортикостерона в сыворотке крови после воздействия наносекундным ИПМИ на головной мозг и жировую ткань 28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30
ВЫВОДЫ 32
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 33
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 34
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 4
1.1 Модулированные электромагнитные излучения как фактор, действующий
на биологические системы. Общая характеристика 4
1.2 Биологическое действие наносекундного импульсно-периодического
микроволнового излучения 7
1.3 Энергетическая, нейроэндокринная и сигнальная функции жировой ткани 8
1.4 Стресс как одна из реакций организма на электромагнитное воздействие 10
1.4.1 Кортикостерон как индикатор стресса 11
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 14
2.1 Общее описание объектов исследования 14
2.2 Источник наносекундного импульсно-периодического микроволнового
излучения и процедура облучения 14
2.3 Исследование поведения мышей по методу «открытое поле» 17
2.4 Методика определения уровня гормонов в сыворотке крови 18
2.4.1 Определение уровня кортикостерона 18
2.5 Статистическая обработка результатов 19
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 20
3.1 Поведение мышей в «открытом поле» после воздействия ИПМИ 20
3.1.1 Локальное воздействие на жировую ткань в течение 3 дней 20
3.1.2 Локальное воздействие на жировую ткань в течение 5 дней 22
3.1.3 Локальное воздействие на жировую ткань в течение 7 дней 24
3.1.4 Локальное воздействие на жировую ткань в течение 10 дней 26
3.2 Содержание кортикостерона в сыворотке крови после воздействия наносекундным ИПМИ на головной мозг и жировую ткань 28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30
ВЫВОДЫ 32
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 33
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 34
К настоящему времени в России разработаны и эксплуатируются в научных и практических целях источники наносекундных микроволновых излучений (ИПМИ) (Месяц Г.А., 2004) с малой длительностью импульсов (единицы-десятки наносекунд) и высокой пиковой плотностью потока мощности (пППМ) единицы-десятки кВт/см2. Источники наносекундных ИПМИ используются при тестировании радиоэлектронной аппаратуры на электромагнитную устойчивость, в дефектоскопии материалов и конструкций; предполагается их использование в системах связи и радиолокации. Соответственно, возникает вопрос, касающийся безопасности воздействия данных излучений для обслуживающего персонала и, соответственно, гигиенического нормирования. Сфера применения наносекундных ИПМИ в дальнейшем будет расширяться, в том числе для целей медицины, ветеринарии и биотехнологии. Все вышеперечисленное определяет актуальность исследования физиологических эффектов и закономерностей действия наносекундных микроволновых излучений с использованием лабораторных животных.
Проведенными ранее исследованиями установлено, что импульсные микроволны с большой пиковой мощностью не генотоксичны, но обладают противовоспалительным действием (Гапеев А.Б., 2007). Кроме того,
наносекундное ИПМИ влияет на развитие дрозофилы, синтез нуклеиновых кислот и пролиферацию опухолевых клеток (Литвяков Н.В., 2005). Импульсные микроволны изменяют показатели периферической крови, структуру и функцию печени крыс, влияет на регенерацию кожных ран и изъязвлений слизистой желудка, изменяют уровень АФК в митохондриях гепатоцитов и активность ферментов антиоксидантной защиты митохондрий. Все выявленные эффекты зависят от частоты повторения импульсов и интенсивности воздействия. На уровне целого организма установлено изменение поведения, двигательной активности лабораторных мышей, изменение нейрональной активности в некоторых структурах мозга после прямого воздействия на мозг мышей (Керея А.В., 2016). При этом изменяется масса жировой ткани и уровень некоторых гормонов в сыворотке крови. Ранее, работами Х.П. Швана было показано, что эта ткань эффективно поглощает энергию ЭМИ, тем не менее, исследований по биологическому действию микроволн не проводилось. По современным представлениям жировая ткань представляет не только депо энергии, но и выполняет важную нейроэндокринную функцию, поэтому следовало учесть ее роль в реагировании целого организма на воздействия наносекундным ИПМИ. При этом, жировая ткань как нейроэндокринный орган способна оказывать влияние на функциональное состояние организма, в том числе на уровне ЦНС, является весьма актуальным исследование эффектов жировой ткани после локального облучения ИПМИ. Ранее было установлено, что воздействие на жировую ткань в течении 10 дней изменяет поведение животных (Керея А.В., 2016). Однако при разном количестве дней облучения исследования не проводились.
Поэтому целью исследования было оценить эффект воздействия наносекундного импульсно-периодического микроволнового излучения на эпидидимальную жировую ткань на уровне целого организма и динамику поведенческих реакций мышей в «открытом поле».
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Исследовать десятидневную динамику изменения поведения мышей в
«открытом поле» после 3-х, 5-ти, 7-ми и 10-ти дневного облучения
эпидидимальной жировой ткани наносекундным импульсно-периодическим микроволновым излучением (ИПМИ).
2. Оценить уровень гормона кортикостерона в сыворотке крови после воздействия наносекундным ИПМИ на эпидидимальную жировую ткань.
Проведенными ранее исследованиями установлено, что импульсные микроволны с большой пиковой мощностью не генотоксичны, но обладают противовоспалительным действием (Гапеев А.Б., 2007). Кроме того,
наносекундное ИПМИ влияет на развитие дрозофилы, синтез нуклеиновых кислот и пролиферацию опухолевых клеток (Литвяков Н.В., 2005). Импульсные микроволны изменяют показатели периферической крови, структуру и функцию печени крыс, влияет на регенерацию кожных ран и изъязвлений слизистой желудка, изменяют уровень АФК в митохондриях гепатоцитов и активность ферментов антиоксидантной защиты митохондрий. Все выявленные эффекты зависят от частоты повторения импульсов и интенсивности воздействия. На уровне целого организма установлено изменение поведения, двигательной активности лабораторных мышей, изменение нейрональной активности в некоторых структурах мозга после прямого воздействия на мозг мышей (Керея А.В., 2016). При этом изменяется масса жировой ткани и уровень некоторых гормонов в сыворотке крови. Ранее, работами Х.П. Швана было показано, что эта ткань эффективно поглощает энергию ЭМИ, тем не менее, исследований по биологическому действию микроволн не проводилось. По современным представлениям жировая ткань представляет не только депо энергии, но и выполняет важную нейроэндокринную функцию, поэтому следовало учесть ее роль в реагировании целого организма на воздействия наносекундным ИПМИ. При этом, жировая ткань как нейроэндокринный орган способна оказывать влияние на функциональное состояние организма, в том числе на уровне ЦНС, является весьма актуальным исследование эффектов жировой ткани после локального облучения ИПМИ. Ранее было установлено, что воздействие на жировую ткань в течении 10 дней изменяет поведение животных (Керея А.В., 2016). Однако при разном количестве дней облучения исследования не проводились.
Поэтому целью исследования было оценить эффект воздействия наносекундного импульсно-периодического микроволнового излучения на эпидидимальную жировую ткань на уровне целого организма и динамику поведенческих реакций мышей в «открытом поле».
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Исследовать десятидневную динамику изменения поведения мышей в
«открытом поле» после 3-х, 5-ти, 7-ми и 10-ти дневного облучения
эпидидимальной жировой ткани наносекундным импульсно-периодическим микроволновым излучением (ИПМИ).
2. Оценить уровень гормона кортикостерона в сыворотке крови после воздействия наносекундным ИПМИ на эпидидимальную жировую ткань.
Из полученных результатов следует, что воздействие наносекундным ИПМИ на эпидидимальную жировую ткань мышей после 3 и 5 дней облучения инициирует немонотонное изменение поведенческой активности, которое характеризует формирование у животных тревожности и подавленного состояния. Обнаруженные эффекты подтверждают включение
нейроэндокринной функции жировой ткани в формирование ответных реакций организма на воздействие, в том числе опосредованное деятельностью головного мозга. В ходе облучения после 7 и 10 суток в организме мышей возникают адаптивные реакции, сопровождаемые повышением двигательной активности с сохранением некоторого уровня тревожности. По-видимому, конфликт между этими показателями сопряжен с изменением содержания кортикостерона в организме мышей, что некоторые авторы рассматривают как адаптивную реакцию организма, позволяющую осуществить необходимую мобилизацию ресурсов для формирования резистентности (Кузина О.В., 2014; Байбурина Г.А., 2017; Керея А.В., 2018). Из полученных результатов следует, что воздействие с разными частотами повторения импульсов инициирует изменение поведенческих реакций с разной динамикой. По-видимому, воздействие с разными частотами повторения импульсов, обеспечивает выработку жировой тканью сигнальных веществ и метаболических факторов (например, лептин, грелин и др.), которые соответствующим образом влияют на головной мозг, прежде всего, на гипоталамус, что способствует выбросу глюкокортикоидов. Очевидно, что увеличение выброса глюкокортикоидов в кровь будет связано с усилением образования экстрагипоталамического кортиколиберина, являющегося основным медиатором тревожности, и сопровождаться повышением тревожности (De Kloet E.R., 2004), что позволяет рассматривать воздействие наносекундного ИПМИ рассматривать как стресс-фактор.
Априори нельзя исключить, что формирование ответной реакции организма на облучение жировой ткани ИПМИ может реализовываться по аналогичной схеме при воздействии и другими физическими факторами. Поэтому это представляется актуальным для процедур, используемых современной косметической медициной при воздействиях различными факторами на жировую ткань человека (RF-липолиз, электролиполиз, ультразвуковой липолиз, лазерная терапия, миостимуляция). Такие процедуры помимо желаемого эффекта уменьшения массы избыточной жировой ткани могут сопровождаться и непрогнозируемыми нежелательными реакциями со стороны центральной нервной системы, в том числе, развитием стресса. Возникновение подобного неблагоприятного результата в настоящее время никак не учитывается и поэтому исследование состояния организма после различных физических воздействий на жировую ткань приобретает особую актуальность. Возможность потенциально неблагоприятного влияния наносекундного ИПМИ требует дальнейшего исследования в плане понимания физиологических механизмов действия, а также гигиенической оценки для установления корректных нормативов безопасного действия на обслуживающий персонал при эксплуатации источников наносекундных импульснопериодических микроволновых
нейроэндокринной функции жировой ткани в формирование ответных реакций организма на воздействие, в том числе опосредованное деятельностью головного мозга. В ходе облучения после 7 и 10 суток в организме мышей возникают адаптивные реакции, сопровождаемые повышением двигательной активности с сохранением некоторого уровня тревожности. По-видимому, конфликт между этими показателями сопряжен с изменением содержания кортикостерона в организме мышей, что некоторые авторы рассматривают как адаптивную реакцию организма, позволяющую осуществить необходимую мобилизацию ресурсов для формирования резистентности (Кузина О.В., 2014; Байбурина Г.А., 2017; Керея А.В., 2018). Из полученных результатов следует, что воздействие с разными частотами повторения импульсов инициирует изменение поведенческих реакций с разной динамикой. По-видимому, воздействие с разными частотами повторения импульсов, обеспечивает выработку жировой тканью сигнальных веществ и метаболических факторов (например, лептин, грелин и др.), которые соответствующим образом влияют на головной мозг, прежде всего, на гипоталамус, что способствует выбросу глюкокортикоидов. Очевидно, что увеличение выброса глюкокортикоидов в кровь будет связано с усилением образования экстрагипоталамического кортиколиберина, являющегося основным медиатором тревожности, и сопровождаться повышением тревожности (De Kloet E.R., 2004), что позволяет рассматривать воздействие наносекундного ИПМИ рассматривать как стресс-фактор.
Априори нельзя исключить, что формирование ответной реакции организма на облучение жировой ткани ИПМИ может реализовываться по аналогичной схеме при воздействии и другими физическими факторами. Поэтому это представляется актуальным для процедур, используемых современной косметической медициной при воздействиях различными факторами на жировую ткань человека (RF-липолиз, электролиполиз, ультразвуковой липолиз, лазерная терапия, миостимуляция). Такие процедуры помимо желаемого эффекта уменьшения массы избыточной жировой ткани могут сопровождаться и непрогнозируемыми нежелательными реакциями со стороны центральной нервной системы, в том числе, развитием стресса. Возникновение подобного неблагоприятного результата в настоящее время никак не учитывается и поэтому исследование состояния организма после различных физических воздействий на жировую ткань приобретает особую актуальность. Возможность потенциально неблагоприятного влияния наносекундного ИПМИ требует дальнейшего исследования в плане понимания физиологических механизмов действия, а также гигиенической оценки для установления корректных нормативов безопасного действия на обслуживающий персонал при эксплуатации источников наносекундных импульснопериодических микроволновых
Подобные работы
- Реакции разных типов ран на воздействие наносекундных микроволновых импульсов
Дипломные работы, ВКР, биология. Язык работы: Русский. Цена: 4380 р. Год сдачи: 2025