Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Королев Ю.Н.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр реабилитации и курортологии» Минздрава России

Брагина Е.Е.

Научно-исследовательский институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»;
ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н.П. Бочкова»

Никулина Л.А.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр реабилитации и курортологии» Минздрава России

Михайлик Л.В.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр реабилитации и курортологии» Минздрава России

Особенности действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения на раннем этапе развития экспериментального метаболического синдрома, индуцированного диетой с высоким содержанием углеводов и жиров

Авторы:

Королев Ю.Н., Брагина Е.Е., Никулина Л.А., Михайлик Л.В.

Подробнее об авторах

Просмотров: 1067

Загрузок: 13


Как цитировать:

Королев Ю.Н., Брагина Е.Е., Никулина Л.А., Михайлик Л.В. Особенности действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения на раннем этапе развития экспериментального метаболического синдрома, индуцированного диетой с высоким содержанием углеводов и жиров. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2021;98(1):47‑52.
Korolev YuN, Bragina EE, Nikulina LA, Mikhailik LV. Action features of the of low-intensity electromagnetic radiation at an early stage of the experimental metabolic syndrome development induced by a diet high in carbohydrates and fats. Problems of Balneology, Physiotherapy and Exercise Therapy. 2021;98(1):47‑52. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/kurort20219801147

Рекомендуем статьи по данной теме:
Вли­яние ней­ро­биоуп­рав­ле­ния по бе­та-рит­му го­лов­но­го моз­га на фун­кци­ональ­ное сос­то­яние сер­деч­но-со­су­дис­той сис­те­мы спортсме­нов с раз­ным ха­рак­те­ром дви­га­тель­ной де­ятель­нос­ти. Воп­ро­сы ку­рор­то­ло­гии, фи­зи­оте­ра­пии и ле­чеб­ной фи­зи­чес­кой куль­ту­ры. 2023;(2):45-51
Фрук­то­за и ее вли­яние на об­мен ве­ществ и риск раз­ви­тия не­ал­ко­голь­ной жи­ро­вой бо­лез­ни пе­че­ни. До­ка­за­тель­ная гас­тро­эн­те­ро­ло­гия. 2023;(1):85-92
Из­ме­не­ние уров­ня пол­но­ге­ном­но­го ме­ти­ли­ро­ва­ния ДНК в раз­лич­ных об­лас­тях го­лов­но­го моз­га крыс при не­пол­ной це­реб­раль­ной ише­мии. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. Спец­вы­пус­ки. 2023;(3-2):26-32
Ис­поль­зо­ва­ние но­во­го на­ци­ональ­но­го ин­дек­са жес­ткос­ти со­су­дис­той стен­ки Start в ди­аг­нос­ти­ке син­дро­ма ран­не­го со­су­дис­то­го ста­ре­ния у па­ци­ен­тов с ме­та­бо­ли­чес­ким син­дро­мом. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2023;(3):115-122
Осо­бен­нос­ти на­ру­ше­ний сер­деч­ной ди­ас­то­ли­чес­кой фун­кции при ме­та­бо­ли­чес­ком син­дро­ме у жи­те­лей Ар­хан­гельска. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2023;(4):86-94
Вли­яние ско­рос­ти клу­боч­ко­вой фильтра­ции на сы­во­ро­точ­ную кон­цен­тра­цию про­каль­ци­то­ни­на. Ла­бо­ра­тор­ная служ­ба. 2023;(1):27-32
Су­деб­но-хи­ми­чес­кое и хи­ми­ко-ток­си­ко­ло­ги­чес­кое ис­сле­до­ва­ние ме­то­дом ВЭЖХ-МС/МС при от­рав­ле­нии ри­ци­ном. Су­деб­но-ме­ди­цин­ская эк­спер­ти­за. 2023;(3):34-39
Ха­рак­те­рис­ти­ка гис­то­хи­ми­чес­ких, мо­ле­ку­ляр­но-ге­не­ти­чес­ких и лу­че­вых из­ме­не­ний пе­че­ни в за­ви­си­мос­ти от дав­нос­ти смер­ти. Су­деб­но-ме­ди­цин­ская эк­спер­ти­за. 2023;(3):59-63
Со­дер­жа­ние по­ло­вых гор­мо­нов при раз­лич­ных уров­нях до­фа­ми­на в кро­ви ко­че­вых и по­сел­ко­вых муж­чин, про­жи­ва­ющих в Ар­кти­чес­кой зо­не Рос­сий­ской Фе­де­ра­ции. Проб­ле­мы реп­ро­дук­ции. 2023;(2):116-123
Вли­яние та­бач­ной ин­ток­си­ка­ции на сер­деч­но-со­су­дис­тую сис­те­му в эк­спе­ри­мен­те. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2023;(5):49-51

Введение

Метаболический синдром представляет собой комплекс взаимосвязанных метаболических нарушений, приводящих к развитию абдоминального ожирения, гипергликемии, инсулинорезистентности, дислипидемии [1]. Для выявления и уточнения некоторых патогенетических механизмов метаболического синдрома, а также для разработки новых методов профилактики и лечения представляется важным провести моделирование метаболического синдрома с применением высококалорийной диеты. Наиболее адекватной для этих целей является комбинированная модель с высоким содержанием углеводов и жиров, которая способна более точно воспроизвести основные признаки и механизмы развития этого заболевания [2—4]. При этом представляет интерес развитие более ранних изменений в формировании метаболического синдрома, которые еще мало изучены, особенно с позиций развития защитно-адаптационных реакций. В качестве лечебно-профилактического средства перспективно использовать низкоинтенсивное электромагнитное излучение (ЭМИ) сверхвысокой частоты (СВЧ), способное оказывать стимулирующее влияние на защитно-адаптационные механизмы организма за счет развития антиоксидантного и мембраностабилизирующего эффектов [5, 6]. С учетом того, что развитие метаболического синдрома сопровождается изменениями активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, участвующей, в частности, в регуляции углеводного и жирового обменов [7], воздействие низкоинтенсивного ЭМИ СВЧ целесообразно осуществлять на поясничную область в зоне проекции надпочечников. Предполагается, что этот фактор сможет оказать адаптогенное влияние на печень — центральный орган метаболизма с многочисленными и жизненно важными функциями.

Цель исследования — выявить особенности действия низкоинтенсивного ЭМИ СВЧ на развитие адаптационных метаболических и ультраструктурных сдвигов в печени и крови крыс на раннем этапе развития метаболического синдрома.

Материал и методы

Работа выполнена на 40 нелинейных крысах-самцах массой 180—220 г. Все крысы были разделены в случайном порядке на 3 группы: в 1-й группе (опытная) крысы в течение 2 мес содержались на высококалорийной диете, которая состояла из насыщенных жиров и углеводов [8] (добавление 20% маргарина к стандартному корму и 20% раствора фруктозы в качестве питья), действие ЭМИ СВЧ начинали проводить на фоне развития метаболического синдрома на 47-е сутки от начала воспроизведения модели и заканчивали на 60-е сутки — в день ее окончания; во 2-й группе (контрольная) крысы также содержались на высококалорийной диете, но вместо действия ЭМИ СВЧ получали ложные процедуры без включения аппарата; в 3-й группе (интактная) животные получали стандартный корм и никаким воздействиям не подвергались.

Исследования проводили в соответствии с правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных (приложение к приказу Минздрава СССР от 12.08.97 №755 и требованиям Европейской конвенции по защите экспериментальных животных (Страсбург, 1986). Все животные содержались в стандартных условиях вивария при свободном доступе к воде и пище. Воздействие ЭМИ СВЧ (курс из 10 процедур) проводили ежедневно на поясничную область в зоне проекции надпочечников с помощью аппарата Акватон-2 (плотность потока мощности менее 1 мкВт/см2, частота около 1000 МГц) на фоне применяемой высококалорийной диеты. Облучение проводили с расстояния 2—3 см от поверхности кожи. Животных декапитировали путем дислокации шейного отдела позвоночника на следующий день после окончания курса процедур.

Объектами исследования являлись печень и кровь. Для исследования антиоксидантной активности использовали модельную систему в виде суспензии липопротеидов желтка куриного яйца [9]. Содержание белка определяли биуретовым методом [10], РНК и ДНК — двухволновым спектрофотометрическим методом в модификации [11]. В сыворотке крови определяли уровень инсулина и глюкозы с помощью биохимического анализатора KONELAB PRIME 30 i («Термофишер», Япония) и наборов Вектор-Бест (Россия). Для светооптических исследований кусочки печени фиксировали в нейтральном формалине, заливали в парафин, срезы окрашивали гематоксилином Эрлиха с докраской эозином. В печени подсчитывали число двуядерных гепатоцитов (100 клеток у каждого животного). Для электронно-микроскопических исследований образцы печени фиксировали в 2,5% растворе глютаральдегида, постфиксировали в 1% растворе OsO4. После обезвоживания образцы заключали в смесь эпона и аралдита. Исследование образцов проводили с помощью электронного микроскопа Libra 120 (Германия) с программой Carl Zeiss STM Nano Technology system Division, которая включает как режим трансмиссионных исследований, так и математическую обработку внутриклеточных структур. Осуществляли морфометрический анализ митохондрий (число, средняя и суммарная площади на стандартную площадь клетки). Продолжительность эксперимента составляла 60 сут.

Для статистической обработки данных использовали параметрический t-критерий Стьюдента.

Результаты и обсуждение

При забое животных масса тела крыс в контрольной группе возрастала по сравнению с исходным уровнем на 85,8%. Применение низкоинтенсивного ЭМИ СВЧ не оказало влияния на снижение массы тела по сравнению с контролем (увеличение на 86,0%). В брюшной полости у ряда животных контрольной и опытной групп наблюдалось накопление жировой ткани.

В контрольной группе животных при светооптическом исследовании печени обнаруживались отчетливая тенденция к снижению содержания ДНК, белка и усиление антиоксидантной активности по сравнению с интактной группой. Микроскопически часто обнаруживались зоны с выраженными дистрофическими изменениями гепатоцитов в виде просветлений их цитоплазмы. На ультраструктурном уровне во многих клетках, особенно в перипортальных отделах долек, выявлялось высокое содержание гликогена в форме розеток или в виде отдельных частиц округлой или удлиненной формы. Характерным также являлось наличие выраженных признаков жировой дистрофии, что проявлялось в увеличении содержания липидных включений от единичных до 10—20 и более в одной клетке (рис. 1, а). Гранулярная эндоплазматическая сеть чаще располагалась вблизи митохондрий в виде небольших комплексов, местами выявлялось укорочение, дегрануляция и неравномерное расширение ее цистерн. В части митохондрий наблюдались изменение формы, увеличение размеров, деструкция крист и просветление матрикса (см. рис. 1, б). При этом численность митохондрий снижалась (на 30%; p<0,01), а их средняя площадь, наоборот, возрастала (на 46,9%; p<0,01), в связи с чем суммарная площадь митохондрий практически не изменялась. В отдельных гепатоцитах обнаруживалось повышенное содержание лизосом и фагосом. Все эти данные свидетельствовали о существенных нарушениях метаболических и регенеративных процессов в печени при моделировании метаболического синдрома.

Рис. 1. Ультраструктурные изменения гепатоцитов при действии низкоинтенсивного ЭМИ СВЧ в условиях развития метаболического синдрома.

а — контрольная группа. Жировая дистрофия гепатоцитов; б — контрольная группа. Деструкция крист и просветление матрикса митохондрий (стрелки), неравномерное расширение цистерн гранулярной эндоплазматической сети. Гликоген в виде розеток и гранул; в — опытная группа. Фрагменты двух клеток. Локальные скопления удлиненных цистерн гранулярной эндоплазматической сети. Граница между клетками (стрелка); г — опытная группа. Гиперплазия рибосом и полисом. Формирование гранулярной эндоплазматической сети (стрелка); д — опытная группа. Митохондрии с конденсированным матриксом и расширенными кристами; е — опытная группа. Лизосомы и фаголизосомы (стрелка).

В опытной группе животных применение ЭМИ СВЧ на фоне высококалорийной диеты вызывало усиление ряда адаптационных сдвигов по сравнению с контролем. В крови это проявлялось в достоверном повышении уровня инсулина на 11,2% (p<0,01), что может свидетельствовать о повышении секреции этого гормона и усилении инсулиновой регуляции метаболических процессов. Уровень глюкозы в крови при этом снижался на 9,15% (рис. 2). В печени регистрировалось достоверное увеличение содержания общего белка (на 22,4%; p<0,05) и ДНК (на 26,8%; p<0,02), антиоксидантная активность повышалась в виде тенденции. В разных зонах печени встречались единичные гипертрофированные гепатоциты с крупными ядрами, число двуядерных клеток повышалось на 11,0%. Жировая дистрофия сохранялась, однако она была менее выраженной, при этом местами отмечались полиморфизм и истощение липидных капель.

Рис. 2. Изменение метаболических процессов в плазме крови и печени при действии низкоинтенсивного ЭМИ СВЧ в условиях развития метаболического синдрома.

1 — интактная группа; 2 — контрольная группа (метаболический синдром); 3 — опытная группа (метаболический синдром + ЭМИ СВЧ). * — p<0,01 по сравнению с контрольной группой.

Ультраструктура гепатоцитов имела ряд характерных особенностей. Обращали на себя внимание смещение органелл на периферию клетки или ближе к ядру и заполнение освободившихся пространств гранулами гликогена, что особенно было выражено в перипортальных гепатоцитах. При этом во многих зонах цитоплазмы гликоген подвергался лизису. Другая важная особенность проявлялась в увеличении содержания белоксинтезирующих органелл, что свидетельствовало об усилении их регенерации и гиперплазии. Наибольшего развития достигала гранулярная эндоплазматическая сеть, которая имела тесные контакты с митохондриями, образуя с ними морфофункциональные комплексы. Эти образования в основном состояли из увеличенного числа удлиненных параллельно расположенных цистерн гранулярной эндоплазматической сети с ассоциированными и свободными рибосомами и полисомами (см. рис. 1, в, г). В контрольной группе подобные крупные комплексы не встречались. Характерным сдвигам подвергались митохондрии: их численность снижалась на 17,3% (p<0,01), а суммарная площадь — на 21,4% (p<0,01), при этом, что важно отметить, возрастал их биоэнергетический потенциал за счет конденсации матрикса (см. рис. 1, д). Это означает, что выявленные количественные нарушения в процессе адаптации митохондрий к действию фактора сопровождались усилением качественных сдвигов, что, видимо, в той или иной степени обеспечивало необходимый уровень биоэнергетических реакций. Выявленные изменения, связанные с гиперплазией белоксинтезирующих органелл в комплексе с митохондриями, следует рассматривать как адаптационно-компенсаторную реакцию, направленную на повышение устойчивости гепатоцитов. При этом следует подчеркнуть, что деструктивные изменения со стороны ультраструктур, в том числе митохондрий, не имели выраженного развития, за исключением отдельных клеток в перипортальных отделах долек, которые обнаруживались также и в контрольной группе. В части гепатоцитов отмечалась умеренная активация лизосомальной системы в виде скопления вторичных лизосом и фагосом в основном в зоне билиарного полюса клеток (см. рис. 1, е). Характерно, что плазматические мембраны гепатоцитов в этих зонах образовывали глубокие инвагинации, которые увеличивали поверхность клеток и их контакты между собой. Эти сдвиги, по-видимому, являлись структурными проявлениями адаптации и способствовали активации (улучшению) метаболических реакций в условиях развития метаболического синдрома.

Таким образом, применение низкоинтенсивного ЭМИ СВЧ на фоне постоянно действующего фактора (высококалорийная диета) вызывало сдвиги, которые в большинстве своем имели анаболическую (адаптационную) направленность. Одной из важных особенностей действия ЭМИ СВЧ являлось усиление белоксинтезирующих процессов на тканевом и внутриклеточном уровнях, что ограничивало развитие нарушений, расширяло адаптационные возможности организма и повышало его резистентность. Выявленные адаптационно-защитные сдвиги в основном были обусловлены антиоксидантным и мембраностабилизирующим влиянием ЭМИ СВЧ на общие нейрогормональные и местные механизмы регуляции.

Заключение

На основании полученных данных можно сделать вывод, что низкоинтенсивное ЭМИ СВЧ является перспективным фактором в свете разработок новых методов профилактики и лечения метаболического синдрома. Вместе с тем с целью оптимизации адаптационно-защитных и компенсаторных процессов, а также с учетом ослабления биоэнергетических резервов в гепатоцитах целесообразно использовать ЭМИ СВЧ в более адекватном режиме, в том числе в сочетании с другими немедикаментозными средствами (натуральные питьевые минеральные воды и др.).

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — Ю.Н. Королев; сбор и обработка материала — Л.В. Михайлик, Л.А. Никулина, Е.Е. Брагина; статистическая обработка данных — Л.А. Никулина, Л.В. Михайлик; написание текста — Ю.Н. Королев; редактирование — Ю.Н. Королев.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail



Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.