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

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

Применение питьевой минеральной воды и низкоинтенсивного электромагнитного излучения на раннем этапе развития метаболического синдрома (экспериментальное исследование)

Авторы:

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

Подробнее об авторах

Просмотров: 1011

Загрузок: 23


Как цитировать:

Королев Ю.Н., Никулина Л.А., Михайлик Л.В. Применение питьевой минеральной воды и низкоинтенсивного электромагнитного излучения на раннем этапе развития метаболического синдрома (экспериментальное исследование). Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2022;99(5):54‑59.
Korolev YuN, Nikulina LA, Mikhaĭlik LV. The use of drinking mineral water and low-intensity electromagnetic radiation at an early stage of metabolic syndrome development (experimental study). Problems of Balneology, Physiotherapy and Exercise Therapy. 2022;99(5):54‑59. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/kurort20229905154

Рекомендуем статьи по данной теме:
Мо­де­ли­ро­ва­ние и про­фи­лак­ти­ка пос­ле­опе­ра­ци­он­ных спа­ек в ги­не­ко­ло­ги­чес­кой и та­зо­вой хи­рур­гии в эк­спе­ри­мен­те: мор­фо­ло­ги­чес­кие и ультрас­трук­тур­ные осо­бен­нос­ти. Проб­ле­мы реп­ро­дук­ции. 2024;(2):42-50
Це­реб­раль­ные ге­мо­ди­на­ми­чес­кие на­ру­ше­ния у боль­ных ши­зоф­ре­ни­ей с ме­та­бо­ли­чес­ким син­дро­мом. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2024;(4):80-85
Ста­тис­ти­чес­кий ана­лиз пре­дик­то­ров эф­фек­тив­нос­ти при­ме­не­ния ком­плексно­го фи­зи­оте­ра­пев­ти­чес­ко­го воз­действия у па­ци­ен­ток с ин­во­лю­тив­ны­ми из­ме­не­ни­ями ко­жи. Вос­ста­но­ви­тель­ные би­отех­но­ло­гии, про­фи­лак­ти­чес­кая, циф­ро­вая и пре­дик­тив­ная ме­ди­ци­на. 2024;(1):13-20
Мо­че­вая кис­ло­та сы­во­рот­ки кро­ви — ме­та­бо­ли­чес­кий мар­кер не­ал­ко­голь­ной жи­ро­вой бо­лез­ни пе­че­ни. До­ка­за­тель­ная гас­тро­эн­те­ро­ло­гия. 2024;(2):36-42
Оцен­ка сос­то­яния ор­га­нов и тка­ней рта у лиц с де­фек­та­ми зуб­ных ря­дов на фо­не ме­та­бо­ли­чес­ко­го син­дро­ма. Сто­ма­то­ло­гия. 2024;(3):31-38
Пер­со­ни­фи­ци­ро­ван­ное при­ме­не­ние ле­чеб­ных фи­зи­чес­ких фак­то­ров у боль­ных с ме­та­бо­ли­чес­ким син­дро­мом. Вос­ста­но­ви­тель­ные би­отех­но­ло­гии, про­фи­лак­ти­чес­кая, циф­ро­вая и пре­дик­тив­ная ме­ди­ци­на. 2024;(2):5-11
Кож­ные из­ме­не­ния как воз­мож­ные кли­ни­чес­кие мар­ке­ры са­хар­но­го ди­абе­та и ме­та­бо­ли­чес­ко­го син­дро­ма. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(7):101-107
Ког­ни­тив­ные на­ру­ше­ния и эмо­ци­ональ­ные расстройства и их кор­рек­ция у жен­щин в пе­ри­ме­но­па­узаль­ном пе­ри­оде. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2024;(6):48-53
Осо­бен­нос­ти ве­ге­та­тив­ной ре­гу­ля­ции ва­ри­абель­нос­ти рит­ма сер­дца у мо­ло­дых лиц при про­фи­лак­ти­ке сер­деч­но-со­су­дис­той па­то­ло­гии. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(8):76-81
Су­деб­но-ме­ди­цин­ская ха­рак­те­рис­ти­ка слу­ча­ев вне­зап­ной смер­ти лиц с ме­та­бо­ли­чес­ким син­дро­мом. Су­деб­но-ме­ди­цин­ская эк­спер­ти­за. 2024;(4):54-57

Введение

Для разработок методов лечения и профилактики метаболического синдрома успешно могут применяться естественные (природные) и искусственно созданные лечебные физические факторы, в частности питьевые минеральные воды (МВ) и низкоинтенсивное электромагнитное излучение (ЭМИ) сверхвысокой частоты (СВЧ), которые способны оказывать стимулирующее влияние на развитие адаптационно-защитных и компенсаторных реакций [1, 2]. Использование только одного из этих факторов — ЭМИ СВЧ — на модели метаболического синдрома выявило усиление активности белоксинтезирующих реакций и снижение уровня структурно-метаболических нарушений в печени и семенниках [3, 4]. Вместе с тем, с учетом многофакторности этиопатогенеза метаболического синдрома [5], представляется целесообразным оценить комплексное действие МВ и ЭМИ СВЧ, которое способно вызвать более широкий диапазон разнообразных ответных адаптационно-защитных реакций и, тем самым, повысить уровень противодействия патогенному фактору [6].

Цель исследования — выявить особенности развития адаптационных метаболических, светооптических и ультраструктурных реакций при комплексном действии питьевой МВ и низкоинтенсивного ЭМИ СВЧ на раннем этапе развития экспериментального метаболического синдрома.

Материал и методы

Эксперименты проведены на 28 нелинейных крысах-самцах массой 180—200 г. Исследования осуществляли в соответствии с правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных (приложение к приказу Минздрава СССР от 12.08.1997 №755) и требований Европейской конвенции по защите экспериментальных животных (Страсбург, 1986).

Моделирование метаболического синдрома выполняли с применением высококалорийной диеты, которая воспроизводит основные признаки этого заболевания [7—9]. Исследования проводили на раннем этапе развития модели: в начале эксперимента использовали питьевую МВ для повышения устойчивости механизмов адаптации и снижения уровня дезадаптационных расстройств, во второй половине эксперимента применяли ЭМИ СВЧ на поясничную область в зоне проекции надпочечников для включения (усиления) нейро-гормональных механизмов адаптации, связанных в основном с гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системой.

Модель метаболического синдрома воспроизводили в течение 60 сут с помощью высококалорийной диеты с избыточным потреблением насыщенных жиров и углеводов (добавление 20% маргарина к стандартному корму и 20% раствора фруктозы в качестве питья) [9]. Крысы были разделены на три группы: в 1-й группе (опытная) крысы получали питьевую сульфатную МВ и ЭМИ СВЧ на фоне применения высококалорийной диеты; во 2-й группе (контроль) — только высококалорийную диету; в 3-й группе (интактная) — стандартный корм.

Питьевую сульфатную МВ (концентрация сульфат-ионов 1,6 г/л, минерализация 3,6 г/л) начинали вводить на 8-е сутки от начала диеты, внутрижелудочно, 1 раз в сутки по 3 мл через иглу с оливой на конце в течение 24 сут. Через 7 сут после окончания курса поения МВ начинали проводить курс (12 процедур) низкоинтенсивного ЭМИ СВЧ от аппарата «Акватон-2» (плотность потока мощности менее 1 мкВт/см2, частота около 1000 МГц), ежедневно, по 2 мин на поясничную область (зона проекции надпочечников). Животных декапитировали на следующие сутки после окончания процедур. Объектами исследования являлись печень, тимус, кровь. В сыворотке крови определяли уровень глюкозы, инсулина и липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) с помощью биохимического анализатора KONELAB PRIME 30i («Термофишер», Япония) и наборов «Вектор-Бест» (Россия). В печени перекисное окисление липидов (ПОЛ) определяли по реакции малонового диальдегида (МДА) [10]; для исследования антиоксидантной активности (АОА) использовали модельную систему в виде суспензии липопротеидов желтка куриного яйца [11]; содержание нуклеиновых кислот (РНК и ДНК) определяли двуволновым спектрофотометрическим методом в модификации [12]; содержание белка — биуретовым методом [13]. Для светооптических исследований кусочки печени фиксировали в нейтральном формалине, заливали в парафин, срезы окрашивали гематоксилином Эрлиха с докраской эозином. Подсчитывали число нормальных, дистрофических и некробиотически измененных гепатоцитов, число двуядерных гепатоцитов, количество ядрышек в ядрах гепатоцитов (100 клеток у каждого животного). Для электронно-микроскопических исследований кусочки печени фиксировали в 2,5% растворе глютаральдегида, постфиксировали в 1% растворе OsO4 и после обезвоживания заключали в смесь «эпон-аралдит». Исследование образцов проводили с помощью электронного микроскопа Libra 120 (Германия) с программой Carl Zeiss STM Nano Technology System Division. Осуществляли морфометрический анализ митохондрий (число, средняя и суммарная площади на стандартную площадь клетки). Функциональную активность тимуса оценивали по его массе, отношению массы тимуса к массе крысы, числу ядер тимоцитов на единицу массы тимуса и активности генома тимоцитов. Количество ядер подсчитывали на фотоэлектрическом счетчике частиц Picoscale. Структурно-функциональное состояние хроматина исследовали с помощью красителя акридинового оранжевого (АО) фотометрически при 492 нм [14]. Достоверность различий рассчитывали с помощью t-критерия Стьюдента.

Результаты и обсуждение

У животных контрольной группы наблюдалось увеличение массы тела на 54,2% по сравнению с исходным уровнем. В опытной группе масса животных по сравнению с контролем практически не изменялась (снижение на 3,8%), при этом масса тимуса повысилась на 7,9%, масса селезенки — на 21,2%, а масса надпочечников — на 7,8%. В крови крыс контрольной группы, получавших высококалорийную диету, отмечались тенденция к повышению содержания глюкозы и снижение уровня инсулина, резко возрастало содержание ЛПВП (на 60,0%; p<0,01). В печени были выявлены ослабление АОА и повышение уровня ПОЛ, снижение содержания нуклеиновых кислот (РНК и ДНК) и общего белка, развитие дистрофических и некробиотических процессов. В гепатоцитах определялись деструктивные изменения субклеточных органелл — дегрануляция и фрагментация мембран гранулярной эндоплазматической сети, уменьшение содержания рибосом и полисом, снижение численности митохондрий и деструкция их крист. Характерным являлось значительное увеличение содержания гликогена, который диффузно распределялся по всей цитоплазме, при этом происходило смещение органелл к ядру или на периферию клетки. Возрастало содержание липидных включений, что приводило к развитию процессов жировой дистрофии гепатоцитов. В тимусе наблюдались снижение численности ядер тимоцитов, ослабление активности их генома и функции органа в целом. Таким образом, развитие экспериментального метаболического синдрома сопровождалось нарушениями структурно-метаболических реакций и снижением резервных возможностей организма, что ограничивало развитие естественных полноценных адаптационно-защитных реакций в условиях постоянно действующего патогенного фактора — высококалорийной диеты.

Применение питьевой МВ и ЭМИ СВЧ на фоне действия высококалорийной диеты оказывало активирующее влияние на развитие ряда адаптационно-защитных реакций по сравнению с контролем. При этом в крови животных было зарегистрировано снижение уровня глюкозы (на 17,5%) и ЛПВП (на 9,2%). В печени отмечалось выраженное усиление АОА (на 69,1%; p<0,01) и в меньшей степени ПОЛ (на 15,5%; p=0,05), что приводило к снижению окислительного потенциала (ОП) ткани этого органа (табл. 1, рис. 1). Кроме того, при действии МВ и ЭМИ СВЧ проявлялась активация белоксинтезирующих процессов: содержание РНК и ДНК возрастало соответственно на 7,2% (p<0,01) и 11,2% (p<0,01) и общего белка на 24,5% (p=0,05). Выявленные адаптационные изменения со стороны антиоксидантной системы и белкового синтеза сопровождались усилением процессов клеточной и внутриклеточной регенерации. Об этом свидетельствовали увеличение численности нормальных (неизмененных) гепатоцитов и снижение содержания дистрофических и особенно некробиотических (апоптотических) клеток (p<0,05). Эти изменения коррелировали с увеличением размеров и повышенным числом двуядрышковых ядер (на 35,9%), что указывало на активацию синтеза РНК в этих клетках. Вместе с тем уменьшалась численность полиплоидных двуядерных гепатоцитов, которые путем деления пополняли состав нормальных одноядерных клеток. По данным ультраструктурного исследования гепатоцитов, выявлены улучшение состояния внутриклеточных ультраструктур и ослабление деструктивных процессов. Морфометрический анализ показал, что численность митохондрий достоверно возрастала по сравнению с контролем (на 48,7%; p<0,01). Однако при этом митохондрии становились более мелкими по своим размерам в связи с появлением молодых форм (средняя их площадь уменьшалась на 34,0%; p<0,01), а их суммарная площадь проявляла тенденцию к снижению (на 9,0%). В этих условиях многие митохондрии характеризовались конденсированным (электронно-плотным) матриксом с нередко расширенными кристами. Такие изменения во внутренней структуре митохондрий являются признаком усиления их функциональной активности, что можно рассматривать как адаптационную реакцию для усиления биоэнергетики клетки. В этой связи представляет интерес повышение содержания пероксисом, которые выполняют разные метаболические функции, участвуя, в частности, в углеводном и жировом обмене и, что важно отметить, в выработке энергии [15]. Их появление отражает, видимо, подключение дополнительного механизма адаптации для поддержки (усиления) биоэнергетики в ткани печени. Изменения претерпевали также белоксинтезирующие органеллы: в отдельных зонах клеток иногда наблюдалось повышенное содержание рибосом и полисом. Часто отмечались тесные контакты гранулярной эндоплазматической сети с митохондриями, местами выявлялось отчетливое расширение просветов ее цистерн, что связано с повышением функциональной активности этих органелл. Содержание гликогена в целом было неравномерно снижено, причем в отдельных гепатоцитах гликоген практически отсутствовал, в других его содержание оставалось умеренно высоким. Явления жировой дистрофии также носили гетерогенный характер, однако в целом они проявлялись слабее, чем в контроле. Во многих гепатоцитах обнаруживались жировые капли разных размеров, часть из них подвергалась процессам истощения. Активизировалась лизосомальная система: в разных гепатоцитах выявлялось повышенное число лизосом, фаголизосом, а также аутофагосом. Эти сдвиги были направлены на самоочищение клеток печени и были связаны с развитием внутриклеточной регенерации.

Таблица 1. Сочетанное воздействие МВ и ЭМИ СВЧ на метаболические процессы в печени крыс при метаболическом синдроме на фоне применения высококалорийной диеты

Группа животных

МДА, мкмоль/л

АОА,%

ОП=ПОЛ/АОА

РНК, мкг/мл

ДНК, мкг/мл

Общий белок, г/л

Интактная

8,67±0,39

24,86±2,43

0,35±0,03

7,98±0,22

7,87±0,34

4,27±0,40

Контроль

11,6±0,63*

21,27±2,25

0,57±0,06*

6,87±0,165*

5,8±0,14*

2,69±0,20*

МВ+ЭМИ СВЧ

13,4±0,47

35,98±0,75**

0,37±0,015**

7,36±0,16**

6,56±0,11**

3,35±0,24

Примечание. Здесь и в табл. 2: * — p<0,01 по сравнению с интактной группой; ** — p<0,01 по сравнению с контрольной группой.

Рис. 1. Сочетанное воздействие МВ и ЭМИ СВЧ на метаболические процессы в печени крыс при метаболическом синдроме на фоне применения высококалорийной диеты.

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

В тимусе на фоне тенденции к повышению его относительной массы и численности ядер тимоцитов (на 21,5%) отчетливо увеличивалась интенсивность их связывания АО, что свидетельствовало об усилении клеточной и внутриклеточной регенерации. Эти сдвиги привели к повышению удельной активности генома тимоцитов на 60,0% (p<0,01) по сравнению с контролем и на 21,8% (p<0,01) по сравнению с интактными животными (табл. 2, рис. 2), что указывает на усиление функции этих клеток.

Таблица 2. Сочетанное воздействие МВ и ЭМИ СВЧ на функциональную активность тимуса крыс при метаболическом синдроме на фоне применения высококалорийной диеты

Группа животных

Относительная масса тимуса (х∙10–5)

Число ядер тимоцитов на единицу массы тимуса, млн/мл

Связывание АО в ядре тимоцита, отн. ед.

Удельная активность генома тимоцитов, отн. ед.

Интакт

77,24±10,80

39,66±3,80

0,52±0,06

20,62±0,14

Контроль

77,0±10,60

33,33±2,29

0,47±0,04

15,66±0,11*

МВ+ЭМИ СВЧ

83,1±10,90

40,50±2,75

0,62±0,03**

25,11±0,05**

Рис. 2. Изменение функциональной активности тимуса при сочетанном воздействии МВ и ЭМИ СВЧ при метаболическом синдроме на фоне применения высококалорийной диеты.

A — относительная масса тимуса; B — число ядер тимоцитов на единицу массы тимуса; C — связывание АО в ядре тимоцитов; D — удельная активность генома тимоцитов.

Таким образом, сочетанное применение питьевой МВ и низкоинтенсивного ЭМИ СВЧ на раннем этапе развития метаболического синдрома способствовало усилению адаптационных метаболических и регенеративных процессов. Среди выявленных сдвигов в первую очередь следует отметить выраженное усиление активности антиоксидантной системы (при действии монофактора ЭМИ СВЧ она проявлялась значительно слабее), что повышало устойчивость мембран гепатоцитов и ослабляло возможность развития дистрофических и деструктивных процессов. Этот цитопротективный эффект сопровождался усилением белоксинтезирующих реакций, клеточной и внутриклеточной форм регенерации и, что важно отметить, повышением структурных резервов и функциональной активности клеток тимуса. Можно полагать, что выявленные адаптационные эффекты были обусловлены комплексом механизмов — антиоксидантным, мембраностабилизирующим, детоксицирующим, а также иммуномодулирующим действиями МВ и ЭМИ СВЧ. Из полученных данных следует, что нейроэндокринные и иммунные взаимодействия являются важным звеном в механизмах комплексного действия исследованных лечебных факторов. Применение МВ и ЭМИ СВЧ способно повысить устойчивость механизмов адаптации и предупредить (ослабить) развитие дезадаптационных нарушений и возникновение патологических процессов на раннем этапе экспериментального метаболического синдрома.

Заключение

На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что комплексное применение питьевой МВ и низкоинтенсивного ЭМИ СВЧ может быть перспективным методом в свете разработок новых подходов к способам лечения и профилактики метаболического синдрома на ранних стадиях его развития. Для оптимизации адаптационно-защитных и компенсаторных процессов следует использовать более адекватные режимы комплексного воздействия МВ и ЭМИ СВЧ.

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

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare that there is no conflict of interest.

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.