REGENERATION OF NEUROGENOUS MUCOSAL ULCERATIONAFTER REPETITIVE PULSED MICROWAVES EXPOSURE.pdf Современные условия жизни все чаще создают длительные психические ифизические напряжения. Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) испытывает насебе действие стресс-факторов в полном объеме. В последние годы в терапииязвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки нередко использу-ются физические факторы, в частности электромагнитное излучение [1]. Су-ществуют исследования, показавшие, что воздействие импульсно-периоди-ческого микроволнового излучения (ИПМИ) с импульсами наносекунднойдлительности может оказывать ранозаживляющий эффект на моделях полно-слойных кожных ран [2]. Для изучения влияния электромагнитных излуче-ний на ЖКТ удобно использовать экспериментальные модели язвообразова-ния, тем более что при многих внутренних болезнях этиологические и пато-генетические факторы, иногда тесно взаимодействующие, трудно разграни-чить. И поскольку заживление язв - это прежде всего репаративный процесс,который в общих чертах сходен с заживлением ран вторичным натяжением,то представляется интересным изучение влияния ИПМИ с импульсами нано-секундной длительности на процессы заживления изъязвлений в условияхмодельного повреждения слизистой оболочки желудка как самостоятельногофактора, так и в комплексе со сбором лекарственных растений.Материалы и методы исследованияВ работе использовалась модель нейрогенной язвы, в механизме возникно-вения которой ведущее значение имеет нейрогуморальный фактор [3]. В тече-ние 6 дней по 5 мин мышей помещали в воду (15-18ºС), что являлось хрониче-ским стрессирующим фактором [4]. За 24 ч до воздействия ульцерогена жи-вотных лишали пищи при свободном доступе к воде, т.к. голодание вследствиеактивации анаэробного гликолиза способствует снижению толерантности сли-зистой оболочки желудка к повреждающим факторам [5]. Для получения ис-следуемого материала мыши вводились в эксперимент методом цервикальнойдислокации, извлекались желудки, вскрывались по малой кривизне и промыва-лись холодным физиологическим раствором. Затем макроскопически с помо-щью лупы при ярком освещении определялись число и площадь деструкций,которые дифференцировались на точечные (менее 1 мм), крупные (более 1 мм)и полосовидные. Состояние слизистой оболочки желудка мышей фиксирова-лось на фотокамеру марки Pentax K200D и подсчитывалось среднее количествоизъязвлений на одно животное в каждой из использованных групп численно-стью 4-6 мышей. Оценка влияния факторов проводилась по среднему количе-ству изъязвлений на одно животное в группе [6, 7]. Состояние слизистой же-лудка прослеживалось в динамике на 3, 5 и 7-й дни эксперимента. Значимостьразличий исследуемых показателей сравниваемых выборок определялась с по-мощью критерия Вилкоксона-Манна-Уитни.Эксперименты выполнены на 70 белых беспородных мышах обоего поламассой 25-30 г. Животные содержались в стандартных условиях вивария припостоянной температуре, давлении и влажности, световом режиме 12:12.Корм и питье были доступны в любое время суток. Все эксперименты прово-дились в соответствии с правилами гуманного обращения с животными [8].Животные с нейрогенной моделью язвообразования были поделены на не-сколько групп. У контрольной группы мышей создавалась модель язвенногострессорного повреждения и наблюдалась динамика естественной репарациив течение недели. Одна группа мышей с моделью язвы получала ежедневнофитосбор в объеме 1 мл на 200 г массы животного для оценки противоязвен-ной активности растительного комплекса в условиях хронической стрессиро-ванности животных. Еще одна группа интактных мышей подвергалась дейст-вию ИПМИ без введения фитосбора. Кроме того, две группы мышей с нейро-генной язвой были отобраны для изучения комплексного действия фитосбораи ИПМИ. В одной из них животные в течение недели ежедневно получалифитосбор в объеме 1 мл на 200 г массы животного и облучение ИПМИ. Вто-рая из них ежедневно получала фитосбор и подвергалась имитирующей про-цедуре облучения при выключенном генераторе (группа ложного облучения).И.114 П. Жаркова, Н.В. Мамонова, И.Р. Князева и др.Воздействие исследуемыми факторами проводилось в течение 7 дней одно-кратно в одно и то же время суток (в утренние часы).Облучение животных ИПМИ осуществлялось с помощью лабораторногогенератора на основе магнетрона МИ 505 (Россия, несущая частота 10 ГГц,выходная пиковая мощность генератора 180 кВт, длительность импульсов наполовинном уровне мощности 100 нс, напряженность электрического поля1,5 кВ/см). Мыши помещались в пластиковые контейнеры диаметром 3 см иподвергались однократному воздействию 4 000 импульсов ИПМИ (экспози-ция 500 с) с частотой повторения 8 имп./с с пиковой плотностью потокамощности (пППМ) 1500 Вт/см2 в соответствии с [2]. Воздействие ИПМИосуществлялось локально через конец волновода сечением 23×10 мм прификсированном положении последнего в области проекции желудка.Интенсивность воздействия оценивалась по величине пППМ. Для измере-ния характеристик микроволновых импульсов, в том числе пППМ, в качествеприемных устройств применялись антенны в виде отрезка волновода с от-крытым концом сечением 23×10 мм. Для выделения огибающей импульсовизлучения использовался волноводный детектор на основе электровакуумно-го СВЧ-диода 6Д16Д [9]. Детектор изготавливался на основе стандартноговолновода сечением 23×10 мм, в котором был помещен диод перпендикуляр-но широкой стенке. Детектор имел согласующий аттенюатор на входе волно-вода и поглощающую нагрузку в конце, что позволяло корректно регистри-ровать уровни пиковой плотности потока мощности используемого в работеизлучения. Уровень пППМ мог регулироваться с помощью двух аттенюато-ров, расположенных на волноводе последовательно. Погрешность измеренияинтенсивности ИПМИ в интервале от 100 до 1500 Вт/см2 составляла около15%. Визуальный контроль характеристик микроволновых импульсов (формаи длительность импульса, пиковая мощность) осуществлялся с помощью по-веренного осциллографа Tektronix TDS 644A.Используемый в работе фитосбор имел в своем составе следующие травы:зверобой продырявленный - 4 части (6,0 г), кипрей узколистный - 5 частей(7,5 г), мята перечная - 5 частей (7,5 г), пустырник пятилопастной - 3 части(4,5 г), чага - 3 части (4,5 г). Настои готовили в аптеке Томского НИИ курор-тологии и физиотерапии.Результаты исследования и обсуждениеРегенерация нейрогенных изъязвлений в естественных условиях и послевоздействия ИПМИ или фитосбора. Проведенные эксперименты показали,что при нейрогенном язвообразовании динамика естественной репарацииизъязвлений носит нелинейный характер: на 3-й день наблюдений послестресса у мышей среднее число изъязвлений составляет 6,0, на 5-й день оноуменьшается до 1,0, а на 7-й день - 2,7 (рис. 1).Картина динамики язвозаживления при курсовом облучении мышейИПМИ и курсовом внутрижелудочном введении фитосбора несколько разли-чалась. После облучения ИПМИ мышей с нейрогенной язвой изменениесреднего числа изъязвлений в течение недели носит нелинейный характер,Регенерация нейрогенных изъязвлений 115тогда как при интрагастральном введении таким же мышам фитосбора дина-мика заживления повреждений выглядит как линейный процесс.012345678910нейрогенная язва(естественная репарация)нейрогенная язва +1500Вт/см2нейрогенная язва +фитосборСреднее число изъязвлений на одну мышь3-й день5-й день7-й день***Рис. 1. Динамика изменения среднего числа изъязвлений на слизистой оболочке желудкамышей после моделирования нейрогенной язвы в условиях естественной репарации,курсового облучения ИПМИ и применения фитосбора. * Различия по отношениюк показателям группы с нейрогенной язвой в условиях естественной репарации статисти-чески значимы, р≤0,05Сравнение полученных результатов с динамикой заживления в контроль-ной группе животных показало, что на 3-й и 7-й день наблюдений ИПМИвыступает как фактор, ускоряющий заживление изъязвлений, число изъязв-лений уменьшилось в 2,5 и 4 раза соответственно, на 5-й день отмечали за-метно возросшее (почти в 5 раз) число повреждений на слизистой оболочкежелудка животных. При этом недельное введение мышам фитособора не ока-зывает значимого влияния на процесс заживления язвенных повреждений. Нив один из периодов наблюдений противоязвенная активность не превышаларубежа в 2 отн. ед., что говорит об отсутствии эффекта ускорения заживленияизъязвлений. Кроме того, на 5-й день применения фитосбора у мышей с ней-рогенной язвой среднее число изъязвлений также больше, чем в контроле(почти в 2 раза) (см. рис. 1). Следует отметить, что ранозаживляющее дейст-вие ИПМИ на поврежденные участки слизистой желудка мышей оказалосьнамного эффективнее фитосбора (для фитосбора противоязвенная активностьбыла менее 2 отн. ед., а для ИПМИ на 3-й и 7-й день применения активностьданного фактора была больше 2, что позволяет говорить о его противоязвен-ной активности).Поскольку ИПМИ влияет на слизистую желудка с изъязвлениями, не ис-ключено, что такое воздействие может оказывать определенное влияние и наинтактную слизистую желудка мышей. Для выяснения этого были проведеныуточняющие эксперименты, в которых использовались две группы интактныхживотных со здоровой слизистой оболочкой желудка в условиях: а) пустогоИ.116 П. Жаркова, Н.В. Мамонова, И.Р. Князева и др.желудка и б) заполненного некоторым объемом воды. Оказалось, что в обоихслучаях воздействие ИПМИ само по себе не вызывает появления изъязвле-ний на слизистой оболочке желудка. Это означает, что ИПМИ не оказываетпрямого влияния на пустой интактный желудок и интактный желудок, на-полненный водой. Последнее можно трактовать таким образом, что исполь-зованное ИПМИ не способствует продукции активных форм кислорода(АФК) в водной среде желудка, могущих повреждать слизистую.Динамика регенерации нейрогенных изъязвленийпосле сочетанного действия ИПМИ и фитосбораИсходя из того, что ИПМИ стимулировало заживление нейрогенных язв,появилась необходимость изучить действие этого фактора на поврежденнуюслизистую в условиях комплексного использования с фитосбором. Для болеечеткого понимания вклада ИПМИ в процесс заживления изъязвлений у мы-шей с нейрогенной моделью язвы при его сочетанном использовании с фи-тосбором была проведена дополнительная контрольная серия экспериментовс ложнооблученными животными, которые непосредственно облучению неподвергались, но находились в аналогичных условиях эксперимента. Резуль-таты показали, что совместное назначение мышам с нейрогенной модельюязвы и фитосбора и облучения ИПМИ на 3-й день наблюдений снизило числоизъязвлений на 50%, но этот эффект не превысил 2 отн. ед., необходимых дляпротивоязвенного средства (рис. 2). В дальнейшем, на 5-й и 7-й день отмеча-лось увеличение ульцерогенных повреждений слизистой, на 170 и 22% соот-ветственно.012345678910нейрогенная язва(естественная репарация)нейрогенная язва + ЛО +фитосборнейрогенная язва + ИПМИ+ фитосборСреднее число изъязвлений на одну мышь3-й день5-й день7-й день*Рис. 2. Динамика изменения среднего числа изъязвлений на слизистой оболочке желудкамышей с нейрогенной язвой в условиях сочетанного облучения ИПМИи применения фитосбора и ложного облучения.* Различия по отношению к показателям ложнооблученной группы (ЛО)с нейрогенной язвой, получавшей фитосбор, статистически значимы, р≤0,05Регенерация нейрогенных изъязвлений 117При сочетанном применении ИПМИ и фитосбора отмечается совсем другаянаправленность эффекта, нежели при отдельном применении каждого фактора.В этих условиях на 3-й день наблюдений отмечается меньшее, чем в любой дру-гой группе животных, число язвенных повреждений (по сравнению с контролемменьше ровно в 2 раза), но при этом на протяжении остального времени экспе-римента динамика заживления изъязвлений практически отсутствует (рис. 2).По-видимому, в данном случае наблюдается пример того, как при сочетанномиспользовании двух разных факторов (ИПМИ и фитосбора) они в той или иноймере утрачивают эффекты своего отдельного влияния.Как видно на рис. 2, сразу же после 3 дней облучения отчетливо проявля-ется разница между изменением скорости заживления у облученных и лож-нооблученных животных. Если у облученных животных среднее число яз-венных поражений уменьшается на 50%, то у ложнооблученных всего на 5%относительно контрольной группы мышей при прочих равных условиях экс-перимента. И на 5-й, и на 7-й день эксперимента число поражений слизистойу ложнооблученных мышей, получавших фитосбор, практически то же, что иу группы мышей, получавших фитосбор, но не подвергавшихся ни ложному,ни настоящему облучению (рис. 2).Сам по себе механизм нейрогенной язвы, инициированной пребыванием вхолодной воде, может быть обусловлен несколькими причинами. Стресс вы-зывает гиперактивацию симпатической нервной системы, что ведет за собойвременное уменьшение как агрессивных, так и защитных факторов гомеоста-за слизистой оболочки желудка, последующее резкое увеличение секрециикислоты и пепсина на фоне еще не восстановленного уровня исходного кро-вотока и слизе-бикарбонатного барьера сопровождается аутоперевариваниеми усиленной обратной диффузией протонов (Н+) [10, 11]. Небольшие, но мно-гочисленные ишемизированные участки слизистой желудка называют стрес-сорными язвами, которые являются «зачатками» настоящих. Кроме того, ад-ренергические медиаторы (норадреналин, нейропептид Y) могут уменьшатькровоток непосредственно через сокращение артериол [12], а также, опосре-дованно, через усиление моторики ЖКТ, которое также может приводить кнарушению кровотока.Известно также, что секреторная активность тучных клеток тесно связанас психоэмоциональным статусом и усиливается при активации симпато-адреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем [13, 14].Усиленная активация тучных клеток сопровождается увеличением выходапровоспалительных и вазоконстрикторных агентов, а также веществ, усили-вающих секрецию кислоты и пепсина [15, 16]. По последним сведениям, пристрессе одновременно с уменьшением кровотока в желудке усиливается кол-лагеназная активность, которая ингибируется циметидином, мизопростолом,НПВП [17-19]. Вне зависимости от того, является ли коллагеназная актив-ность первичным или вторичным процессом по отношению к кровотоку, ееувеличение однозначно ведет к разрушению соединительной ткани желудкаи нарушению его целостности. Стресс может активировать процесс биохи-мических превращений АТФ в АДФ и ГФ в цАМФ, что сопровождается по-нижением рН. Gabor A. Balint [20] предполагает, что цАМФ и цГМФ, воз-И.118 П. Жаркова, Н.В. Мамонова, И.Р. Князева и др.можно, играют роль в регуляции кислой секреции в желудке. В нормальныхусловиях соотношение цАМФ-цГМФ в слизистой желудка мыши - 8:10. Из-менение этого соотношения в сторону уменьшения концентрации цГМФ при-водит к антиульцерогенным, цитопротекторным процессам в желудке. Тоесть увеличение соотношения цАМФ-цГМФ может являться показателем илидаже молекулярной базой репаративного процесса ткани желудка крыс и,соответственно, антиульцерогенного эффекта [20].По данным Kitagava H. с соавт., «водный» стресс у крыс вызывает появле-ние эрозий в слизистой оболочке желудка в связи с ишемией слизистой иусилением секреции соляной кислоты [21]. Поскольку хроническое стресси-рование у животных было связано не только с пребыванием в чуждой для нихсреде, но и мышечным напряжением, то можно согласиться с авторами, кото-рые говорят о влиянии мышечного напряжения на функциональную актив-ность желудочных желез как за счет анемизации внутренних органов в ре-зультате усиленного кровоснабжения работающих мышц, так и за счет изме-нения внутренней среды организма в результате накопления продуктов мета-болизма в процессе усиленной работы мышц [22].Исследования Н.И. Гуска говорят в пользу того, что ведущее место в реа-лизации стрессовых повреждений желудка у животных принадлежит нерв-ным механизмам [23]. Как известно, в основе репаративной регенерации ле-жат трофические (энергетические и пластические) процессы в тканях [24], ккоторым относят синтез макроэргических соединений - АТФ, креатинфосфа-та (КФ), нуклеиновых кислот и белков. Эти же процессы составляют основурезистентности тканей к повреждающим воздействиям. Трофические процес-сы подвержены нервной регуляции, что входит в понятие «нервная трофика»[25]. Под нервной трофикой следует понимать способность нервной системы,и в первую очередь ее симпатического отдела, к поддержанию постоянстваструктуры, функции, энергетических и пластических процессов в клетке,ткани, органе и организме в целом, их резистентности к повреждающим воз-действиям, а также к восстановлению структуры и функции тканей после по-вреждения [26]. Существует гипотеза о роли угнетенной симпатической ак-тивности в патогенезе язвенной болезни [27]. По мнению E. Hamish, гипо-симпатикотония способствует гиперсекреции соляной кислоты и снижениюрезистентности слизистой оболочки желудка вследствие уменьшения образо-вания простагландинов, обладающих цитопротекторным действием [27]. По-видимому, именно к 5-му дню после окончания хронического стрессированияживотных достигается наибольшая нестабильность в нейрогуморальных ме-ханизмах регуляции трофики и функциональной активности слизистой обо-лочки желудка, что и проявляется в усилении процессов язвообразования наслизистой, а затем вновь усиливаются процессы восстановления и регенера-ции, позволяя слизистой репарировать возникшие изъязвления.Имеются данные о том, что долговременная адаптация к стрессу увеличи-вает продукцию окиси азота в органах [28], а также, что динамика продукцииокиси азота при адаптации к стрессу характеризуется транзиторным увеличе-нием к 3-му дню адаптации и последующим восстановлением продукцииокиси азота к 6-му дню до исходных значений [29]. Эти же авторы предпола-Регенерация нейрогенных изъязвлений 119гают, что гиперпродукция окиси азота может быть фактором, обусловли-вающим снижение устойчивости организма к стресс-индуцированным язвам,в нашем случае это можно отнести к 7-му дню наблюдений после хрониче-ского стресса в контрольной группе и к 5-му дню эксперимента в остальныхопытных группах животных. Согласно литературным данным, установленфакт генерации нитритов и нитратов в организме животных и человека изэндогенных источников и резкое усиление этого процесса при воспалении[30]. Имеется предположение, что нитриты и нитраты образуются в результа-те окисления восстановленных форм азота, в ходе которого в качестве про-межуточного продукта может возникать окись азота.Известно, что репаративный процесс заживления язв включает в себя ста-дию воспаления. При системном воспалении локально продуцируемая окисьазота может защищать орган от повреждения, т.е. оказывает цитопротекторноедействие и усиливает кровоток в микрососудах только при слабой его генера-ции, тогда как при избытке окись азота сама способна оказывать цитотоксиче-ское действие [30]. Имеются и данные о том, что окись азота благоприятно воз-действует на ткани при патологических состояниях, вызванных активнымиформами кислорода - анионами супероксида, гидроксильными радикалами иперекисью водорода (например, при язвообразовании). Эти формы вызываютповреждение мембран, ДНК, инициируют перекисное окисление липидов(ПОЛ). Продукты пероксидации обладают способностью непосредственноувеличивать ионную проницаемость липидного бислоя, а именно продуктыперекисного окисления липидов делают липидную фазу мембран проницаемойдля ионов водорода и кальция. Это приводит к потере митохондриями способ-ности осуществлять синтез АТФ, и клетка оказывается в условиях энергетиче-ского голода. Одновременно в цитоплазму выходят ионы кальция, которые по-вреждают клеточные структуры [31]. При этих редокс-условиях окись азота мо-жет реагировать с АФК с образованием токсических продуктов, например пе-роксинитрита, возникающего в реакции окиси азота с супероксиданионом. Этотагент также способен инициировать ПОЛ, нитрование тирозина и повреждатьоснования в ДНК. Распадаясь, он может продуцировать другие мощные окси-данты. В итоге соотношение защитных и цитотоксичных эффектов окиси азота вопределенной мере будет зависеть от внутриклеточного редокс-статуса [32].Можно предположить, что комплексное применение фитосбора с богатымсоставом биологически активных веществ широкого спектра действия, в томчисле и антиоксидантными свойствами, и облучение ИПМИ нарушают внут-риклеточный баланс окислительно-восстановительных процессов, инициируявзаимодействие окиси азота с АФК, смещая его эффекты из разряда благопри-ятных в неблагоприятные.Как было отмечено выше, нет оснований предполагать, что само по себеИПМИ может вызывать появление АФК в условиях здоровой слизистой же-лудка, значит, при моделировании нейрогенной язвы действие ИПМИ как от-дельного фактора, так и в комплексе с фитосбором определяется особенностьюпротекания патологического процесса.Известно, что многие патологические последствия возникают при чрезмер-ном накоплении АФК, пероксидов и их вторичных продуктов - состоянии, на-И.120 П. Жаркова, Н.В. Мамонова, И.Р. Князева и др.зываемом обычно оксидативным стрессом. При этом соотношение проокси-дантов и антиоксидантов будет определять возможность развития и прогресси-рования оксидативного стресса [33].Полученные результаты свидетельствуют о способности импульсно-периодического микроволнового излучения стимулировать заживление ней-рогенных язв слизистой желудка мышей. Причиной стимулирующего дейст-вия ИПМИ может быть комплекс обстоятельств, в том числе и изменениеуровня окиси азота до значений, способствующих процессам регенерации[34]. Использованный в работе фитосбор, успешно применяемый в гастроэн-терологической практике, оказался менее эффективен в плане ранозаживле-ния по сравнению с ИПМИ. Сочетанное использование ИПМИ и фитосборане усиливало противоязвенный эффект, как предполагалось при планирова-нии работы, и это может быть обусловлено двумя причинами. Во-первых, неисключена возможность образования избыточного количества окиси азота,что само по себе оказывает цитотоксическое действие [30]. Во-вторых, окисьазота может реагировать с другими АФК, в частности с супероксиданионом,и образовывать токсичный продукт пероксинитрит, который способен тормо-зить заживление изъязвлений [33]. Каждое из этих обстоятельств может ока-заться серьезным препятствием для использования фитосбора в целях усиле-ния язвозаживляющего действия ИПМИ.Полученные в работе данные дают основание для дальнейшего поискавозможностей оптимального использования ИПМИ для лечения поврежде-ний слизистой желудка различной этиологии. Поэтому представляется необ-ходимым продолжение исследования в плане поиска эффективных вариантовсочетанного использования ИПМИ с другими фитосборами, а также немеди-каментозными средствами, при которых не будут образовываться токсичныесоединения и будет обеспечен максимально возможный эффект регенерациинейрогенных изъязвлений слизистой желудка.

Скачать электронную версию публикации