Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Физико-химические механизмы действия электромагнитного излучения крайне высоких частот на клеточном и организменном уровнях
ВАК РФ 03.00.02, Биофизика
Автореферат диссертации по теме "Физико-химические механизмы действия электромагнитного излучения крайне высоких частот на клеточном и организменном уровнях"
На правах рукописи
Танеев Андрей Брониславович
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ КРАЙНЕ ВЫСОКИХ ЧАСТОТ НА КЛЕТОЧНОМ И ОРГАНИЗМЕННОМ УРОВНЯХ
03.00.02 - "биофизика"
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук
Пущино - 2006
Работа выполнена в Инстапуге биофизики клетки РАН (г. Пущино).
Научный консультант:
доктор биологических наук,
профессор Чемерис Николай Константинович
Официальные оппоненты:
доктор физико-математических наук, профессор
доктор физико-математических наук, профессор
доктор физико-математических наук, профессор
Бецкий Олег Владимирович Берестовский Генрих Николаевич Смолянинов Владимир Владимирович
Ведущая организация:
Государственный научный центр - Институт биофизики, г. Москва.
Защита состоится С^О^А? 2006 г. в ^ ~
на заседании Диссертационного Совета Д 002.093.01
при Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН
по адресу: 142290, г. Пущино, Московская обл., ул. Институтская, 3, ИТЭБ РАН.
С диссертацией можно ознакомиться в Центральной библиотеке НЦБИ РАН по адресу: 142290, г. Пущино, Московская обл., ул. Институтская, 3, ИТЭБ РАН.
Автореферат разослан 2006 г.
Ученый секретарь
Диссертационного Совета Д 002.093.01 кандидат физико-математических наук
Н.Ф. Ланина
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Многие физические факторы внешней среды, играющие важную роль в процессах жизнедеятельности, имеют электромагнитную природу [Пресман, 1968]. Электромагнитные поля (ЭМП) искусственного происхождения разных частотных диапазонов оказывают выраженное воздействие на живые организмы и находят широкое практическое применение [Бецкий и Лебедева, 2001; Бецкий и др., 2005]. Актуальным направлением современной электромагнитобиологин является решение вопроса о физико-химических механизмах действия электромагнитных излучений (ЭМИ) на биологические системы различного уровня организации. Этим проблемам посвящены крупнейшие международные симпозиумы последних лет (Congresses of ЕВЕА, 1996-2005; Annual Meetings of BEMS, 1999-2006; Звенигород, 1991-2005; Москва, 2002-2006; Санкт-Петербург, 2000-2006; Ереван, 2005,2006).
Работы по изучению биологического действия ЭМИ крайне высоких частот (КВЧ, 30300 ГГц) низких интенсивностей (с плотностью потока мощности (ППМ) <10 мВт/см2) были начаты в Советском Союзе под руководством академика Н.Д. Девяткова и профессора М.Б. Голанта в 65-66 гг. XX века вслед за освоением в радиотехнике этого диапазона частот (направленная радиосвязь, мм-радиолокация и др.) и в настоящее время проводятся во многих научных центрах разных стран (наиболее активно в России, США, Украине, Италии, Японии и Армении). Показано, что ЭМИ КВЧ способно оказывать воздействие практически на все известные типы клеток в системах любого уровня организации биологического объекта. Выраженную биотропную активность ЭМИ КВЧ связывают с тем фактом, что в процессе эволюции биологические системы на Земле за счет наличия атмосферы были экранированы от ЭМИ КВЧ, присутствующего в спектре реликтового излучения. В течение последних лет сформулирован ряд гипотез о возможных механизмах биологического действия ЭМИ КВЧ [Fröhlich, 1968-1988; Девятков и др., 1991; Gründler et al., 1992; Ефимов и Ситько, 1993; Бецкий, 1994; Kaiser et al., 1995; Афромеев и др., 1997; Гапеев и Чемерис, 1999; Субботина и Яшин, 1999; Хадарцев, 1999; Бецкий и Лебедева, 2000; Нефёдов и др., 2005], однако проблема нетсплового действия излучения на клетки и организм в целом остается открытой. Физико-химические механизмы первичной рецепции ЭМИ КВЧ во многом определяются сильным поглощением излучения молекулами воды. ЭМИ КВЧ может влиять на слабые связи -водородные, полярные, гидрофобные, которым принадлежит ведущая роль в поддержании конформации биологических молекул и надмолекулярных структур. Через модификацию слабых взаимодействий облучение объекта может приводить к изменению гидратных оболочек биологических макромолекул, изменению физико-химических свойств мембран, активности каналообразующих белков, каталитических свойств ферментов и др.
На сегодняшний день обширный экспериментальный материал по действию ЭМИ КВЧ на биологические объекты различного уровня организации, к сожалению, носит крайне противоречивый характер. Анализ литературы показывает, что в большинстве исследований учитываются только отдельные физические параметры ЭМИ, а не вся их совокупность. ЭМИ КВЧ как физический фактор характеризуется целым рядом биотропных параметров: интенсивность (ППМ или удельная поглощенная мощность (УПМ)), частота (или соответствующая длина волны), структура ЭМП (ближняя или дальняя зона излучения), наличие или отсутствие модуляции и тип модуляции (амплитудная, частотная, импульсная, фазовая или сложная), поляризация (линейная или круговая), длительность и режим экспозиции (острое или хроническое воздействие, непрерывное или прерывистое), локализация воздействия и др. Некорректное описание экспериментальных условий приводит к слабой воспроизводимости результатов, а также затрудняет их анализ и обобщение, К моменту начала настоящей работы систематические исследования, посвященные изучению механизмов действия ЭМИ КВЧ на одном объекте в широком диапазоне различных физических параметров ЭМИ, были единичны [Belyaev, 2005].
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является исследование физико-химических механизмов действия электромагнитного излучения крайне высоких частот на клеточном и организменном уровнях.
Задачи исследования:
1) провести дозиметрические исследования в ближней и дальней зонах стандартных и специальных излучателей ЭМИ КВЧ для обеспечения электромапштобиологических экспериментов in vitro и in vivo;
2) выяснить особенности реакции клеток иммунной системы - нейтрофилов - на воздействие непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ в зависимости от физических параметров излучения (интенсивности, несущих и модулирующих частот), функционального состояния клеток (с использованием различных экспериментальных моделей активации нейтрофила) и фоновых условий воздействия (индукции постоянного магнитного поля);
3) провести теоретический анализ эффектов модулированного ЭМИ КВЧ с использованием математической модели кальцийзависимых процессов внутриклеточной сигнализации нейтрофилов для понимания закономерностей взаимодействия модулированных сшиалов с нелинейными процессами внутриклеточной регуляции;
4) исследовать влияние низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на основные реакции иммунной системы лабораторных животных для оценки чувствительности различных звеньев иммунной системы к воздействию излучения с эффективными параметрами и определения механизмов реализации эффектов ЭМИ КВЧ на уровне целого организма;
5) исследовать механизмы реализации противовоспалительного действия ЭМИ КВЧ в сравнении с эффектами известных лекарственных препаратов;
6) на основе анализа полученных результатов сформулировать концепцию механизмов биологического действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ, связывающую реакции отдельных клеток и организма в целом на воздействие излучения.
Научная новизна. В работе впервые получены следующие результаты:
1) с использованием различных дозиметрических методов и подходов обосновано проведение облучения биологических объектов в дальней зоне излучателей ЭМИ КВЧ и сформулированы основные рекомендации по дозиметрическому обеспечению экспериментов в диапазоне КВЧ;
2) экспериментально обнаружена различная реакция клеток иммунной системы -нейтрофилов - на воздействие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ в ближней и дальней зонах специального желобкового излучателя;
3) показано, что ответ нейтрофилов на действие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ имеет резонансноподобный характер зависимости от несущей и модулирующей частот излучения;
4) получены экспериментальные данные, указывающие на сильную зависимость эффектов ЭМИ КВЧ от индукции постоянного магнитного поля, сравнимого по величине с геомагнитным полем Земли;
5) на основе теоретического анализа с единых позиций объяснены закономерности биологических эффектов ЭМИ КВЧ на клеточном уровне (зависимость от функционального состояния объекта, наличие амплитудно-частотных "окон" в ответе системы, пороговый характер эффекта и роль шумового воздействия, как управляющего сигнала);
6) в численных экспериментах продемонстрирована сильная зависимость качественных и количественных характеристик ответа системы от формы действующего сигнала;
7) обнаружена взаимосвязь между реакциями отдельных клеток и звеньев иммунной системы и системной реакцией организма на воздействие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ;
8) экспериментально показано, что низкоинтенсивное ЭМИ КВЧ оказывает выраженное противовоспалительное действие, сравнимое по величине с эффектами терапевтических доз известного нестероидного противовоспалительного препарата диклофенака натрия;
9) показано, что клеточные механизмы реализации противовоспалительного действия ЭМИ КВЧ связаны с изменением функциональной активности фагоцитирующих клеток очага воспаления (снижение фагоцитарной активности и продукции активных форм кислорода);
10) на основе полученных экспериментальных данных и теоретического анализа предложена "гистаминовая модель" биологического действия ЭМИ КВЧ на уровне организма, связывающая реакцию отдельных клеток и системную реакцию организма на низкоинтенсивное ЭМИ КВЧ.
Научно-практическое значение. Результаты работы носят фундаментальный характер и направлены на выяснение физико-химических механизмов действия ЭМИ КВЧ на уровне клеток и организма теплокровных животных. С единых позиций объясняются основные закономерности действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на регуляторные системы клетки. Теоретический анализ предсказывает новые особенности в ответе биологической системы на внешние модулированные сигналы, в частности, зависимость эффектов от формы действующего сигнала. Предложена концепция реализации эффектов ЭМИ КВЧ на уровне целого организма животных. Результаты работы дают научное обоснование применению ЭМИ КВЧ в биологии, медицине и смежных областях и могут быть использованы для построения теории взаимодействия ЭМП с биологическими системами, разработки рекомендаций для применения ЭМИ КВЧ в клинической практике, усовершенствования принципов гигиенического нормирования ЭМИ и решения проблем электромагнитной безопасности.
Апробация работы. Результаты работы были представлены в виде докладов на семинарах и научных конференциях Института биофизики клетки РАН, на III Международном конгрессе Европейской БиоЭлектромагнитной Ассоциации (ЕВЕА) (Nancy, France, 1996), I и II Международных конгрессах "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине" (Санкт-Петербург, 1997, 2000), Всероссийской научной конференции "Физические проблемы экологии (физическая экология)" (Москва, 1997), I Международном симпозиуме "Фундаментальные науки и альтернативная медицина" (Пущино, 1997), Международном конгрессе "Медицинские технологии на рубеже веков" (Тула, 1997), Международном совещании "Электромагнитные поля. Биологическое действие и гигиеническое нормирование" (Москва, 1998), Ist International Conference "Nonlinear Phenomena in Biology" (Pushchino, Russia, 1998), II и III Международных конференциях "Электромагнитные поля и здоровье человека" (Москва, 1999, 2002), школе-конференции "Горизонты физико-химической биологии" (Пущино, 2000), Международной конференции "Электромагнитные излучения в биологии" (Калуга, 2000), 3rd International Conference on Bioelectromagnetism (Bled, Slovenia, 2000), XVIII Съезде физиологов России (Казапь, 2001), IV Съезде по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность) (Москва, 2001), Международной конференции "Генетические последствия чрезвычайных радиационных ситуаций" (Москва, 2002), конференции "От современной фундаментальной биологии к новым наукоемким технологиям" (Пущино, 2002), II и III Международных научно-технических конференциях "Медэлектроника. Средства медицинской электроники и новые медицинские технологии" (Минск, Беларусь, 2003, 2004), Международной конференции "Высокоинтенсивные физические факторы в биологии, медицине, сельском хозяйстве и экологии" (Саров, 2004), UNESCO/WHO/IUPAB Seminar on "Molecular and Cellular Mechanisms of Biological Effects of EMF" and NATO Advanced Research Workshop on "The Mechanisms of the Biological Effect of Extra High Power Pulses" (Yerevan, Armenia, 2005, 2006), Joint Meeting of the Bioelectromagnetics Society and the European BioElectromagnetics Association (Dublin, Ireland, 2005), а также в материалах II и III Съездов биофизиков России (Москва, 1999; Воронеж, 2004), 4th ЕВЕА Congress (Zagreb, Croatia, 1998), 20-23,h and 25th Annual Meetings of BEMS (St. Pete Beach, Florida, USA, 1998; Long Beach, California, USA, 1999; Munich, Germany, 2000; St.Paul, Minnesota, USA, 2001; Maui, Hawaii, 2003), International Symposium "Electromagnetic Aspects of Selforganization in Biology" (Prague, Czech Republic, 2000), Междисциплинарной конференции с международным участием "Новые биокибернстичсские и телемедицинские технологии 21 века для диагностики и лечения заболеваний человека" ("НБИТТ-21") (Петрозаводск, 2002), III Международного симпозиума "Механизмы действия сверхмалых доз" (Москва, 2002), XIX Съезда Физиологического общества им. И.П.Павлова (Екатеринбург, 2004), VIII Международного конгресса по адаптивной медицине (Москва, 2006) и других конференций.
Работа апробирована на совместном научном семинаре секций Ученого совета ИТЭБ РАН "Молекулярная биофизика" и "Окружающая среда" (17 мая 2006 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 36 статей в рецензируемых российских и зарубежных журналах, 15 статей в сборниках и 65 тезисов докладов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из разделов "Введение", четырех глав "Обзор литературы", "Материалы и методы исследований", "Результаты исследований и обсуждение" и "Заключение", "Выводы", "Список литературы". Работа изложена на 285 страницах, содержит 73 рисунка и 10 таблиц, список цитируемой литературы включает 724 наименования.
Список основных сокращений. АОК - антителообразующая клетка, АФК - активные формы кислорода, ВР - воспалительная реакция, ГЗТ - гиперчувствительность замедленного типа, ДН - диклофенак натрия, ИВ - индекс воспаления, ИФН - интенсивность флуоресценции нуклеоидов, КМ - клсмастин, КСВ - коэффициент стоячей волны, НПВС - нестероидные противовоспалительные средства, ПКС - протеинкиназа С, ПМП - постоянное магнитное поле, Г1ПМ - плотность потока мощности, ТГА - титр гемагглютинирующих антител, УПМ -удельная поглощенная мощность, ФА — фагоцитарная активность, ФМА - форбол 12-миристат 13-ацетат, ЦОГ - циклооксигеназа, ЭБ - эритроциты барана, ЭМВ — электромагнитные волны, ЭМИ КВЧ - электромагнитное излучение крайне высоких частот, ЭМП — электромагнитное поле, ЯСК - ядросодержащие клетки.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение. Во введении формулируется направление работы, ее цели и задачи.
Глава 1. Обзор литературы. Глава посвящена анализу имеющихся в литературе экспериментальных и теоретических результатов по исследованию действия ЭМИ КВЧ на биологические объекты различного уровня организации, от молекулярно-клеточного до уровня целого организма животных и человека. Рассмотрены особенности и основные гипотезы о механизмах биологического действия ЭМИ КВЧ. Особое внимание уделено проблемам дозиметрии в диапазоне КВЧ и основным дозиметрическим методам и подходам. Систематизированы и проанализированы данные по основным биологическим эффектам непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ. В заключении к обзору литературы подводится краткий итог современному состоянию исследований в данной области.
Глава 2. Материалы и методы исследования. В главе подробно изложены используемые в работе методики и дано функциональное описание основных биологических реакций и систем в объеме, необходимом для понимания излагаемого материала по исследованию действия ЭМИ КВЧ на клеточном и оргализмешшм уровнях.
Биологические объекты. Мыши-самцы (возраст 2 месяца, масса 25-30 г) аутбредного стока КМЯ1 получены из коллекции лаб. Биологических испытаний филиала Института биоорганичсской химии им. акад. М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН (ФИБХ РАН). Все проводимые на животных процедуры были одобрены комитетом ФИБХ РАН по содержанию и использованию лабораторных животных в соответствии со стандартами Международной ассоциации по оценке и аккредитации работ с лабораторными животными (АААЬАС).
Исследования действия ЭМИ КВЧ на клеточном уровне выполнены на перитонеальных вызванных нейтрофилах, нейтрофилах цельной периферической крови, изолированных лейкоцитах крови, спленоцитах и тимоцитах мыши. Выделение перитонеальных нейтрофилов проводили аналогично методике [Савйгапоуа е1 а1., 1987] с нашими модификациями [Гапеев и др., 1996; Сафронова и др., 1997]. Общую фракцию лейкоцитов периферической крови получали лизисом эритроцитов в изотоническом хлориде аммония. Суспензии спленоцитов и тимоцитов получали из селезенки и тимуса мышей путем гомогенизации.
Определение УПМ в коже и исследование дегрануляции тучных клеток кожи проводили на наркотизированных (20% хлоралгидрат, 500 мкл внутрибрюшинно) крысах линии \Vistar массой 300-350 г, полученных из вивария ФИБХ РАН.
Генерирующие устройства и антенны. Дозиметрические тесты и облучение биологических объектов проводились на стендовых установках, включающих: 1) высокочастотный генератор Г4-141 ("Исток", Россия); 2) панорамный измеритель Р2-68 в комплекте с индикатором КСВН Я2Р-67 (Россия) для измерения коэффициента стоячей волны (КСВ) и ослаблений; 3) генераторы сигналов специальной формы Г6-26 и Г6-37 (Россия) для импульсной модуляции ЭМИ КВЧ меандром с фиксированными частотами из диапазона 0.0550 Гц; 4) измерители мощности (термисторная головка М5-49 с ваттметром поглощаемой мощности МЗ-22А) и частоты (волномер 42-25); 5) излучатели стандартной и специальной формы (волноводный излучатель - открытый конец волновода сечснием 5.2x2.6 мм без фланца, пирамидальные рупорные антенны с апертурами 32x32 мм и 46x46 мм, диэлектрическая антенна сечением 5.2x2.6 мм длиной 85 мм, желобковый излучатель ЭМИ КВЧ с апертурой 17.5x12.5 мм на основе желобкового волновода, специально разработанный НЛП "ПИРС" (Особое конструкторское бюро информационных технологий, Россия) для лабораторных экспериментов по облучению биологических объектов in vitro). Эксперименты выполнены в контролируемых условиях по параметрам действующего фактора (частота, ППМ, модуляция), а также в условиях контролируемого постоянного магнитного поля, создаваемого системой катушек Гельмгольца и измеряемого с помощью ферромагнитного зонда ("Исток", Россия).
Элементы -дозиметрии ЭМИКВЧ. УПМ в ближней зоне излучателей определяли микротермометрическим методом с помощью микротермопар на основе спая медь-константан с диаметром 0.1 мм в комплекте с усилительной аппаратурой (постоянная времени 0.05 с, чувствительность 1.2 В/°С, относительная погрешность ±0.05°С). Кинетику температуры аппроксимировали двухэкспопепциальной зависимостью вида
А 74/) = с,[1 - е~"г,1 + с2[1 - е~"'г ]. Откуда уровень стационарного перегрева ДГ(<») = с, +сг,
dT(t)
Т\ и Т2 - постоянные времени, начальная скорость роста температуры
а величина УПМ - С -
где С - удельная теплоемкость облучаемого материала.
г-»0
dt
.dT(t) dt
Распределение УПМ и уровней стационарного перегрева на объекте получали и исследовали с помощью термографического метода [Бецкий и др., 1989] совместно с сотрудниками лаб. биологических эффектов неионизирующих излучений ИБК РАН. В экспериментах использовали инфракрасную (ИК) камеру AGA 780/SW (AGA-Infrared Systems, Sweden) со спектральным окном 3-5 мкм и чувствительностью 0.1 °С. ППМ в ближней зоне излучателей рассчитывали с учетом выходной мощности генератора и диаграммы направленности антенны. ППМ в дальней зоне излучателей определяли с помощью панорамного измерителя Р2-68 с учетом коэффициента передачи приемной системы.
Удельную теплоемкость кожи крысы определяли методом микрокалоримстрии [Современные методы биологических исследований / Под ред. А.Б. Рубина, 1988] совместно с сотрудниками лаб. изотопных исследований ИТЭБ РАИ. С помощью дифференциального сканирующего микрокалориметра ДСМ-2м (Россия) измеряли теплоемкость образцов кожи (<50 мг), полученных с различных освобожденных от волосяного покрова поверхностей кожи крысы.
Диэлектрические параметры слоистых сред определяли методом КВЧ-диэлектрометрии [Hangmann & Gandhi, 1982; Alekseev & Ziskin, 2001]. КСВ измеряли для помещаемых на открытый конец волновода образцов воды и кожи крысы различной толщины (0.1-1.0 мм) и
рассчитывали коэффициент отражения + • Д«0166 определяли диэлектрические
параметры среды по известной экспериментальной зависимости коэффициента отражения
плоского слоя от его толщины: R{à) =
r,,+r„e
2m,d /
где <р — /i - изменение / Л.
1+гпгае-
комплексной амплитуды электромагнитной волны (ЭМВ) при однократном прохождении
поглощающего слоя, гл = ~—- коэффициент отражения для амплитуды ЭМВ [Борн и Вольф, 1970]. Комплексный показатель преломления среды рассчитывали по формуле п = ^ + ^^^ , где и« - эффективный показатель преломления в волноводе, Ха - длина волны в воздухе, = 10.4 мм. Для аппроксимации экспериментальных точек функционал общего
n
вида 5 = £(/(*,)-.у,)2, где (хку$ - экспериментальные точки, N - их количество, /(х)-
n
некоторая функция, сводился к функции нескольких переменных £(п,к) = £(у(п,х,)-у/У,
где Я - вектор параметров, / - заданная функция. Функция минимизировалась методом наискорейшего градиентного спуска [Бахвалов, 1975]. Параметрами являлись пак, коэффициенты преломления и поглощения соответственно, а данные представлялись в виде N пар (с/„ В.,). Начальным приближением являлось решение системы уравнений
Первое уравнение системы получается в предположении, что ¿/у достаточно велико, чтобы слой можно было считать полубесконечным; второе - что достаточно мало, чтобы в разложении функции /(У) в ряд Маклорена можно было ограничиться первым ненулевым членом.
Облучение клеточных суспензий проводили в специальных пластиковых плоскодонных кюветах цилиндрической формы (0 = 10 мм, толщина стенок и дна 0.2-0.3 мм) в ближней или дальней зонах желобкового излучателя. При помещении суспензии в кювету клетки оседали на дно и представляли собой слой толщиной менее 50 мкм, общая высота столба раствора в кювете составляла 2 мм. Одновременно облучали 3-6 кювет в специальном пенопластовом держателе при комнатной температуре 20-22°С. Ширина диаграммы направленности желобкового излучателя составляет 29^ ~ 28°, что соответствует ширине основного лепестка около 35 и 200 мм на расстояниях 65 и 400 мм от излучающего торца антенны соответственно [Гапеев и др., 1996; Гапеев и Чемерис, 1999ь]. Площадь держателя для кювет соответствовала площади зоны облучения, создаваемой основным лепестком антенны. В качестве контрольных использовали 3-6 кювет, находящихся в аналогичных условиях за исключением облучения.
Облучение животных ЭМИКВЧпроводили без фиксации в пластиковых контейнерах размером 100x100x130 мм, которые помещали в дальней зоне пирамидальной рупорной антенны с апертурой 32x32 мм. Ширина диаграммы направленности используемой рупорной антенны составляет 20ОЯ, » 24.7°, что соответствует ширине основного лепестка около 130 мм на расстоянии 300 мм от излучающего торца антенны [Танеев и др., 1996; Гапеев и Чемерис, 1999ь]. Площадь дна контейнера для животных соответствовала площади зоны облучения, создаваемой основным лепестком антенны. Излучение было направлено сверху вниз. Для исключения интерференции в плоскости объекта между контейнером с животными и полом располагали эффективный многослойный поглотитель ЭМИ КВЧ. При НПМ 100 мкВт/см2 (выходная мощность генератора около 8 мВт) расчетное значение УПМ на поверхности кожи мыши составляет около 1.5 Вт/кг [Гапеев и др., 2002ь]. Для контрольных животных проводили процедуры имитации воздействия, для чего мышей помещали в зону облучения при включенном высокочастотном генераторе, но отсутствии мощности на выходе излучателя. Фоновая индукция геомагнитного поля составляла 45±5 мкТл.
Измерение хемилюминесценции нейтрофилов. Продукцию АФК нейтрофилами при активации респираторного взрыва опсонизированным зимозаном или форболовым эфиром (ФМА) оценивали методом хемилюминесцентного анализа на хемилюминометре ХЛ111-М. Интактные нейтрофилы облучали ЭМИ КВЧ в течение 40 мин, а затем активировали опсонизированным зимозаном (5 мг/мл). В еинергической реакции кальциевого ионофора А23187 и ФМА нейтрофилы в течение 20 мин облучали ЭМИ КВЧ в присутствии кальциевого ионофора А23187 в различных концентрациях, а затем активировали ФМА (1 мкМ). Уровень (Ы*!, в нейтрофилах измеряли с помощью спектрофлуориметра по флуоресценции зонда Рига-2АМ совместно с сотрудниками лаб. внутриклеточной сигнализации ИБК РАН.
Математическое моделирование. Учитывая функциональные особенности нейтрофилов и основываясь на существующих моделях кальциевых колебаний в различных типах клеток, в частности, на "минимальной модели" кальциевых колебаний [ОоМЬ^ег а а1., 1990], мы разработали математическую модель кальцийзависимых мембраносвязанных систем для теоретического анализа эффектов периодических сигналов различной формы и аддитивного шума. Модель описывается следующей системой дифференциальных уравнений:
[X = Уа + /Ч + V! - у2 + У3 + кТУ - кХ
где VI - скорость входа Са2+ через Са2+-зависимые катионные каналы плазматической мембраны, \'г - скорость закачки Са2+ из цитозоля во внутриклеточные запасы Са2+-АТФазой и уз - скорость высвобождения Са2+ из внутриклеточных кальциевых депо по механизму Са2+-индуцируемого Са2+ высвобождения описываются уравнениями Хилла (подробное описание модели см. в главе "Результаты исследований и обсуждение"), у0 - скорость утечки, руа -скорость транспорта Са2+ кальциевым ионофором, зависящая от интенсивности химического стимула р. В качестве мишени действия внешнего сигнала мы выбрали Са2+-зависимые каналы плазматической мембраны, т.е. скорость транспорта Са2+ через эти каналы V] заменили выражением у,[1 + /(<)]. где Д/) - модулирующий сигнал. Систему дифференциальных уравнений численно интегрировали методом Рунге-Кутта пятого порядка точности (ошибка обрыва о(й5)). Параметры действующего гармонического сигнала изменяли в следующих пределах: относительная амплитуда от 0 до 1, частота от 0 до 5 Гц, фаза от 0 до 2л.
Методы оценки статуса иммунной системы животных. Для оценки иммунотропного действия ЭМИ КВЧ мы применяли методы, рекомендованные Министерством здравоохранения РФ, Департаментом контроля качества, эффективности и безопасности лекарственных средств, Научным центром экспертизы и государственного контроля лекарственных средств и Фармакологическим государственным комитетом [Клиническая иммунология, 1998; Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ, 2000]. Для оптимизации исследований мы модифицировали ряд стандартных морфологических методов и методов анализа иммунитета.
Интенсивность гуморального иммунного ответа оценивали на 5-е сутки после иммунизации мышей эритроцитами барана (ЭБ) по числу антителообразующих клеток (АОК) в селезенке методом локального гемолиза в геле агарозы по Ерне и титрам гемагглютини-рующих антител (ТГА) [Иммунологические методы / Под ред. Г. Фримеля, 1987]. Определяли число ядросодержащих клеток (ЯСК) в селезенке, тимусе и красном костном мозге [Лимфоциты: Методы / Под ред. Дж. Клауса, 1990]. Показатели опытной группы животных сравнивали с соответствующими показателями контрольной группы и выражали в процентах.
Интенсивность клеточного иммунного ответа оценивали в реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). Рассчитывали индекс воспаления (ИВ) -относительное увеличение толщины воспаленной конечности по сравнению с контралатералыюй, выраженное в процентах [Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ, 2000].
Для оценки фагоцитарной активности (ФА) нейтрофилов периферической крови и перитонеального экссудата в качестве объекта фагоцитоза использовали Е,соИ (штамм Е15),
любезно предоставленные к.б.н. Михалевой Н.И. (из коллекции лаб. секреции белков у бактерий Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К.Скрябина РАН). При помощи световой микроскопии определяли процентное содержание фагоцитировавших клеток из числа потенциальных фагоцитов (процент фагоцитоза) [Маянский и Пикуза, 1993].
Модель острого воспаления была разработана нами на основе литературных данных по зимозан-индуцированному воспалению у мышей [Tsuji et al., 1995; Ibrahim et al., 2002]. Воспалительную реакцию (BP) вызывали инъекцией суспензии зимозана под апоневроз левой задней конечности. Интенсивность воспаления оценивати на 3-8 ч после индукции BP по величине экссудативного отека и гипертермии воспаленной конечности. Величину экссудативного отека рассчитывали как относительное увеличение толщины левой стопы по сравнению с правой, выраженное в процентах. Температуру области воспаления измеряли инфракрасным датчиком температуры (Россия) с точностью ±0.1°С. Уровень гипертермии рассчитывали как разность температур воспаленной и контралатеральной конечности.
Фармакологический анализ противовоспалительного действия ЭМИ КВЧ. Облучение животных ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 100 мкВт/см2) или имитацию воздействия проводили в течение 20 мин через 1 ч после индукции BP в модели острого воспаления. Диклофенак натрия (ДН) в дозах 2, 3, 5,10 и 20 мг/кг или клемастин (КМ) в дозах 0.02, 0.1,0.2, 0.4 и 0.6 мг/кг вводили животным интраперитонеально через 30 мин после индукции BP. Дозы препаратов были выбраны в соответствии с рекомендованной дозировкой для человека [Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ, 2000]: максимальная суточная доза ДН для мыши соответствует 25 мг/кг, средняя доза КМ в пересчете на мышь соответствует 0.34 мг/кг. При исследовании совместного действия лекарственных препаратов и ЭМИ КВЧ препараты вводили через 30 мин, а облучение ЭМИ КВЧ проводили через 1 ч после индукции BP. В каждом эксперименте использовали несколько групп животных по 3-5 животных в каждой группе, включая группу контрольных животных, которые получали инъекции физиологического раствора й процедуры имитации облучения ЭМИ КВЧ. Данные для животных, получавших различные воздействия, сравнивали с показателями контрольных животных и выражали в процентах от контроля.
Модель полнослойпых кожных ран. Раневой процесс воспроизводили в межлопаточной области мышей методом иссечения полнослойного кожного лоскута площадью около 70 мм2 с повреждением подлежащей фасции и мышечного слоя под эфирным наркозом. Животных опытной группы тотально облучали ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 100 мкВт/см2,20 мин/сут) в течение 10 сут после операции. Контрольных животных подвергали процедурам имитации воздействия. Эксперимент проводился по условиям "двойного слепого контроля". Динамику процесса заживления определяли по изменению площади раневого дефекта, который ежедневно фотографировали с помощью цифровой фотокамеры Nikon Coolpix 990 (Япония).
Щелочной вариант "комета-теста" (электрофорез индивидуальных клеток в геле агарозы) предназначен для оценки повреждений ДНК (разрывы в цепи ДНК, щелочелабильные сайты) и изменений структуры хроматина клеток [Ostling & Johanson, 1984; Olive et al., 1990; Tice et al., 2000; Hartmann et al., 2003]. Мы разработали и создали лабораторный аппаратно-программный комплекс для "комета-теста", позволяющий существенно .оптимизировать метод, повысить чувствительность и скорость и снизить себестоимость анализа [Сирота и др, 1991; Sirota et al., 1996; Chemeris et al., 2004, 200ба,ь]. Анализировали изменение интенсивности флуоресценции нуклеоидов (ИФН) индивидуальных клеток, увеличение или уменьшение ИФН относительно контроля соответствовало конденсации или деконденсации хроматина клеток.
Световая и электронная микроскопия кожи крысы. Исследования выполнены совместно с сотрудниками лаб. механизмов рецепции ИБК РАН. После локального облучения ЭМИ КВЧ подушечки лапы крысы или имитации воздействия из образцов кожи готовили серийные полутонкие или ультратонкие (70-90 нм) срезы на ультрамикротоме "Reichert" (Austria). Срезы окрашивались и анализировались на световом микроскопе или в электронном микроскопе JEOL 100В (Япония). Эксперимент проводился по условиям "двойного слепого контроля". Для количественного анализа подсчитывали число гранул на профиль тучной клетки для 2-3 проекций клеток, выбранных случайным образом на каждом из срезов. После
идентификации образцов строили суммарные гистограммы распределений тучных клеток по количеству гранул на профиль клетки для контрольных и облученных образцов.
Статистический анализ. Все результаты представлены в виде среднее значение ± стандартная ошибка, рассчитанные по и независимым экспериментам. При сравнительном анализе различных групп данных сначала проверялась гипотеза о нормальном распределении с использованием теста Колмогорова-Смирнова. Если данные удовлетворяли нормальному распределению, то статистический анализ проводился с использованием параметрического í-критерия Стьюдента. В противном случае использовали непараметрические методы статистики: «-критерий Манна-Уитни для парного сравнения двух групп данных или критерий Крускала-Уоллиса для попарного сравнения нескольких групп данных. Различия считали достоверными по уровню значимости р<0.05.
Глава 3. Результаты исследований и обсуждение.
3.1. Дозиметрическое обеспечение экспериментов по исследованию биологического действия ЭМИ КВЧ.
Проведено тестирование различных излучателей ЭМИ КВЧ и выбор оптимальной системы для облучения биологических объектов. Исследовано поглощение энергии ЭМИ КВЧ в коже лабораторных .животных с. использованием различных дозиметрических методов и подходов. Полученные результаты позволяют сформулировать основные рекомендации по дозиметрическому обеспечению экспериментов in vitro и in vivo в диапазоне КВЧ.
З.Х.1. Тестирование и выбор излучающей системы.
Основные задачи дозиметрии состоят в следующем: 1) выбор системы генерации ЭМИ и типа излучателя, оптимального для конкретных экспериментальных условий; 2) обеспечение хорошего согласования выбранной антенны с питающим трактом и облучаемым биологическим объектом; 3) определение ППМ и УПМ излучения в плоскости объекта.
В диапазоне КВЧ облучение биологических объектов обычно проводится в ближней зоне стандартных рупорных или диэлектрических антенн на расстояниях R < ID1!}» (D -максимальный размер апертуры антенны, X - длина волны). Показано, что пространственная неоднородность ЭМП в ближней зоне рупорных антенн, возникающая из-за интерференции падающей и отраженной от объекта волн, оказывается неприемлемо большой [Бецкий и др., 1989; Khizhnyak & Ziskin, 1994]. Возникающие стоячие волны являются причиной сложного пространственного распределения ЭМП в ближней зоне диэлектрических антенн [Гапеев и Чемерис, 1999ь]. При изменении расстояния между объектом и антенной или при сканировании частоты многомодовая интерференционная картина в плоскости объекта качественно и количественно меняется, что приводит к появлению резопапепо-подобной зависимости коэффициента поглощения энергии ЭМИ от частоты.
Современный уровень знаний в области радиотехнических устройств КВЧ позволяет разработать и сконструировать антенные системы, обеспечивающие согласование с облучаемым объектом заданной геометрии и в заданной области частот. Совместно с НПП "Пирс" мы разработали излучатель специальной формы - "желобковый излучатель" (рис.1 А). Особенности конструкции желобкового излучателя позволяют устранить недостатки, присущие волноводным и рупорным излучателям. При сохранении плоского фронта волны, а, следовательно, синфазности ЭМП на выходе антенны, улучшается направленность излучателя за счет перехода к сечению большей площади. Из-за увеличения размера поперечного сечения волновое сопротивление излучателя приближается к 377 Ом, что улучшает согласование излучателя со свободным пространством. Токи на наружных поверхностях стенок излучателя оказываются меньшими, поскольку широкие стенки желобкового волновода незамкнуты, в результате минимизируется искажение ЭМП в ближней зоне. Отражение волны от открытого конца волновода минимизируется за счет того, что излучающий конец антенны плавно скошен под углом 25°. Коэффициент направленного действия желобкового излучателя составляет около 190, что оказывается немногим хуже, чем у рупорной антенны (260).
Для решения задачи выбора оптимальной системы облучения мы провели тестирование трех типов антенн (желобковый излучатель, пирамидальная рупорная и диэлектрическая антенны) по их согласованию с различными видами нагрузок [Гапеев и Чемерис, 1999ь]. Для большинства установок можно считать удовлетворительным КСВ < 1.5, при котором потери на
отражение составляют около 4% мощности: Рт
(ксв -1)2
Однако качество
"(агв+1)1 •
согласования характеризуется не только величиной КСВ, но и крутизной его зависимости от частоты [Корбанский, 1973].
А Б
Желобковый излучатель
2.5
за 40 42 44 46 43 50 52 38 40 42 44 46 48 50 52 Рупорная антенна
38 40 42 44 46 48 50 52
Диэлектрическая антенна
38 40 42 44 46 43 50 52 33 40 42 44 46 48 50 52
Частота, ГГц
Рис. 2. Изменение КСВ в зависимости от частоты излучения для желобкового излучателя, рупорной и диэлектрической антенн. А - режим короткого замыкания, Б - режим холостого хода.
Рис. 1. А - желобковый излучатель, Б - рупорная антенна, В - диэлектрическая антенна.
В режиме короткого замыкания КСВ для рупорной и диэлектрической антенн оказывается неприемлемо большим - до 10 и 3.8 соответственно (рис.2А). КСВ для желобкового излучателя не превышает в этом случае 2.5 и характер его изменения от частоты существенно более плавный, чем для двух других антенн. При холостом ходе антенн КСВ для желобкового излучателя и рупорной антенны менялся в пределах от 1.01 до 1.18 достаточно плавно (рис.2Б). КСВ диэлектрической антенны для этого случая был большим и достигал 1.68. Расположению объекта в ближней зоне излучателя будет более соответствовать случай, представленный на рис.2А. Неприемлемо большой КСВ в ближней зоне рупорной и диэлектрической антенн, сильно зависящий от частоты излучения, свидетельствует о неоднородности распределения УПМ в плоскости объекта. Отсюда следует, что рупорные и диэлектрические антенны малопригодны для облучения биологических объектов в ближней зоне излучения, когда задачей исследования ставится поиск "резонансного" взаимодействия ЭМИ КВЧ с объектом. Наличие частотнозависимых локальных перегревов на облучаемом объекте и/или возникающие температурные градиенты могут оказывать дополнительное влияние, приводя к неконтролируемым артефактам [КЫгЬпуак & 1994].
Минимизировать КСВ в ближней зоне антенн можно путем поворота плоскости объекта на некоторый угол относительно плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. Принимая во внимание размер необходимой зоны равномерного облучения исследуемых объектов в ближней зоне желобкового излучателя, мы подобрали геометрические параметры взаимного расположения объекта и излучателя - расстояние от торца излучателя до облучаемого объекта было установлено равным 65 мм, угол наклона плоскости объекта был подобран равным 15°. В этом случае величина КСВ менялась в пределах от 1.01 до 1.18 в полосе частот 37.5-53.5 ГТц для трех типов используемых нагрузок: сплошного экрана, реального объекта и свободного пространства. Методом ИК-термографии мы показали, что однородное распределение УПМ в диапазоне частот 37.5-53.5 ГТц обеспечивается во всей ближней зоне желобкового излучателя. В отличие от рупорной антенны многомодовая картина распределения УПМ в плоскости фантома для желобкового излучателя отсутствует. Пятно разогрева имеет форму эллипса, площадь которого увеличивается прямо пропорционально
квадрату расстояния от излучающего торца антенны: S = S, • (1 + , где а = 98 мм, S0- 3 см2
в непосредственной близости от торца желобкового излучателя [Гапеев и др., 1996].
Таким образом, желобковый излучатель обладает хорошей направленностью и обеспечивает однородное распределение УПМ в плоскости объекта,-что, как мы полагаем, позволяет проводить облучение объектов как в ближней, так и в дальней зонах желобкового
излучателя. ППМ в дальней зоне излучателя убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от виртуальной точки излучения, находящейся внутри желобкового излучателя на расстоянии 98 мм от его внешнего торца (рис.ЗБ):
Р =
а+Уау
, где а = 98 мм, Ра - ППМ вблизи
0.01 -
0 200 400 600 Б00 1000 Расстояние от торца излучателя, мм
торца излучателя.
Рис. 3. Зависимость ППМ от расстояния для рупорной антенны (А), желобкового излучателя (Б) и диэлектрической антенны (В). Пунктиром отмечены области, где зависимость ППМ не подчиняется обратноквадратичному закону. Для желобкового излучателя величины ППМ получены методом микротермометрии (-О-) и на основе антенных измерений (-•-).
Результаты тестирования излучающих систем показывают, что стандартно применяемые для облучения биологических объектов рупорные и диэлектрические антенны имеют большое количество недостатков, которые могут привести к различным артефактам при облучении объектов в ближней зоне таких антенн. Поскольку детальные экспериментальные и теоретические исследования структуры ЭМП в ближней зоне, излучателей трудно осуществимы, оптимально проводить облучение биологических объектов в дальней зоне антенн. В этом случае условия облучения определены более четко: 1) в дальней зоне излучения фронт волны сформирован, и волпа является поперечной плоской; 2) векторы Е и Н ортогональны между собой и ортогональны направлению распространения волны. В отличие от ближней зоны в дальней зоне имеется только бегущая волна; 3) компоненты векторов Е и Н в дальней зоне убывают обратно пропорционально первой степени расстояния от антенны и их соотношение постоянно, в то время как в ближней зоне преобладает энергия электрического поля (доля реактивной энергии ЭМП резко возрастает по мере приближения к антенне); 4) в дальней зоне согласование излучения с нагрузкой в основном определяется параметрами самой нагрузки, в отличие от ближней зоны, где сильно сказывается влияние антенны.
3.1.2. Исследование поглощения энергии ЭМИ КВЧ в коже лабораторных животных с использованием различных дозиметрических методов и подходов.
УПМ в коже определяли методом микротермометрии по начальной скорости роста температуры ((ЗТУс^мо) с учетом удельной теплоемкости кожи, а распределение поглощенной энергии на облучаемой поверхности получали по распределению уровней стационарного перегрева объекта (АТХ) методом ИК-термографии. При подаваемой на излучатель мощности 20 мВт начальная скорость роста температуры в коже составила 0.074±0.005 "С/с, средний уровень стационарного перегрева в коже составил 0.61+0.02°С [Гапеев и др., 2002ь]. Линейная зависимость этих величин от мощности излучения в исследованном диапазоне (0-45 мВт) позволяет пересчитать их для любого другого уровня мощности, используя полученные нами
с1Т(0
коэффициенты регрессии к^тлц = 4 °С/(с Вт) и кдц») = 30 °С/Вт:
M
= [4 xP(Bm )]°С / с ;
г-» о
ДГ(оо) = [30 х Р(Вт)\°С. Учитывая среднюю теплоемкость кожи крысы 3100±100 Дж/(кг °С), при выходной мощности генератора 20 мВт в максимуме поглощения излучения на коже УПМ = 230±20 Вт/кг. Погрешность метода микротермометрии зависит от качества согласования излучателя с объектом, геометрии объекта, точности определения изменений температуры и т.п. и для конкретных условий эксперимента может достигать 30%.
Если известны диэлектрические параметры поглощающей среды и ППМ излучения (Р0), то УПМ может быть определена теоретически [Кузнецов, 1994]:
УПМ = ——^, где ст = ее" со - проводимость среды, еа = 8.85 10"'2 Ф/м - диэлектри-пр
ческая постоянная вакуума, е" - мнимая часть комплексной диэлектрической проницаемости, ео - круговая частота излучения, К - коэффициент отражения, = 377 Ом. л - показатель преломления, р - плотность срсды. Методом ИК-термографии было установлено, что при облучении кожи с помощью волноводного излучателя пятно перегрева кожи имеет форму эллипса, площадь которого составляет около 1.2 см2, что соответствует ППМ около 170 Вт/м2 при мощности на выходе излучателя 20 мВт. Методом КВЧ-диэлектрометрии были получены значения комплексных показателя преломления и диэлектрической проницаемости для воды и кожи крысы (табл.1).
Таблица, 1. Значения комплексных показателя преломления и диэлектрической проницаемости для воды и кожи крысы при частоте 42.25 ГГц.
Вода Кожа
Я 4.8 -2.2i 4.2-2.1!
£ 18-21; 14- 18/
Полученные значения комплексных показателя преломления и диэлектрической проницаемости для воды находятся в хорошем соответствии с теоретическими (рассчитанными по формулам Дебая) [Кузнецов, 1994] и полученными ранее экспериментально [Alekseev & Ziskin, 2001]. Таким образом, при облучении кожи крысы с помощью волноводного излучателя при ППМ = 170 Вт/м2, коэффициенте отражения R = 0.47, и = 4.2 и плотности кожи р- 1150 кг/м5 величина УПМ = 290 Вт/кг, где <х= 41.3 (Ом м)"1 при частоте 42.25 ГГц.
Модель плоских слоев [Ряковская и др., 1983; Orcutt & Gandhi, 1988; Alekseev & Ziskin, 2001] при всей своей простоте позволяет достаточно точно определить поглощение, отражение и распределение поглощенной энергии ЭМВ при взаимодействии с биологическими объектами слоистой структуры. Мы разработали метод расчета, основанный на поэтапном вычислении амплитуд отраженной, прошедшей и поглощенной волн по ходу распространения ЭМВ в многослойной поглощающей системе. Среднюю УПМ рассчитывали с учетом ППМ (Р0), коэффициента поглощения (Ai), толщины (d) и плотности вещества (р) ;-го слоя по формуле УПМ = A,Po/elp. При моделировании поглощения ЭМВ в среде с экспериментально полученной диэлектрической проницаемостью кожи крысы было установлено, что в
поверхностном слое кожи толщиной до 0.2 мм отношение A/d сохраняется близким к 1900 м'1. Это дает для УПМ значение около 280 Вт/кг при ППМ 170 Вт/м2. Погрешность при определении УПМ с использованием теоретических расчетов и численного эксперимента связана, в основном, с погрешностью в определении комплексной диэлектрической проницаемости кожи и может достигать 20%, что обусловлено точностью определения коэффициента отражения ЭМВ. Таким образом, с учетом реальных погрешностей величины УПМ, полученные в результате экспериментальных измерений, теоретических расчетов и численного анализа находятся в хорошем взаимном соответствии. Полученные результаты могут быть использованы для дозиметрического обеспечения медико-биологических экспериментов по исследованию механизмов биологического действия ЭМИ КВЧ [Чемерис и Гапеев, 2003].
3.2. Биологические эффекты непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ in vitro.
Представлен экспериментальный анализ механизмов биологического действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на клеточном уровне. Показано, что ответы биологической системы на воздействие ЭМИ КВЧ в ближней и дальней зонах излучателя могут существенно различаться. Обнаружено, что изменение активности нейтрофилов при действии ЭМИ КВЧ резонансноподобным образом. зависит от несущей и - модулирующей частот излучения. Впервые получены данные, указывающие на зависимость эффектов ЭМИ КВЧ от индукции постоянного магнитного поля, сравнимого по величине с геомагнитным полем Земли.
3.2.1. Модификация активности перитонеальных нейтрофилов, облученных в ближней и дальней зонах желобкового излучателя.
Теоретические представления и результаты модельных расчетов показывают, что структура ЭМП в ближней и дальней зонах излучателей различны [Iskander et al., 1980; Lachtakia et al., 1981]: в ближней зоне антенны фронт волны не сформирован, векторы £ и Я могут иметь как поперечные, так и продольные составляющие, кроме бегущей возникает стоячая волна, доля реактивной энергии поля резко возрастает по мере приближения к антенне. Мы показали, что в отличие от рупорной и диэлектрической антенн желобковый излучатель обеспечивает однородное распределение УПМ в плоскости объекта в ближней и дальней зонах и обладает хорошей направленностью. В связи с очевидными различиями структуры ЭМП в ближней и дальней зонах важно было проверить, отличаются ли эффекты ЭМИ КВЧ при облучении клеток в ближней и дальней зонах желобкового излучателя при аналогичных энергетических и частотных параметрах излучения.
Для исследования частотной зависимости эффекта ЭМИ КВЧ мы выбрали диапазон частот излучения 41.5-42.7 ГГц (с шагом 100 МГц) [Grundler & Keilman, 1983, 1989; Belyaev et al., 1993; Катаев и др., 1993]. Мы обнаружили, что облучение ЭМИ КВЧ (2.5 мВт/см2, 40 мин) в ближней зоне желобкового излучателя (на расстоянии 65 мм от излучающего торца) приводит к частотнозависимому ингибированию продукции АФК нейтрофилов на 8-26% по сравнению с контролем. Экспериментальные точки хорошо аппроксимируются гладкой кривой, представляющей собой сумму четырех нормальных распределений Гаусса-Лапласа с центральными частотами 41.7, 41.95, 42.25 и 42.5 ГГц. Мы предположили, что в более узком диапазоне частот ЭМИ КВЧ при уменьшении ППМ квазирезонансный характер эффекта может проявиться более явно [Grundler & Kaiser, 1992; Belyaev et al., 2000]. Действительно, при действии ЭМИ КВЧ (41.75^12.1 ГГц с шагом 50 МГц, ППМ 240 мкВт/см2) в ближней зопе излучателя наблюдалось резоцансноподобное ингибирование продукции АФК пейтрофилами (рис.4А). Центральная частота и полуширина линии составляют 41.95 ГГц и 160 МГц соответственно (эквивалентный Q-фактор 260). Максимальный эффект составляет около 25% от контроля и на краях диапазона не достигает нулевого уровня из-за возможности существования соседних достаточно близких максимумов [Гапеев и др., 1996; Аловская и др., 1997; Gapeyev et al., 1997]. При фиксированных частоте 41.95 ГГц и ППМ излучения 240
мкВт/см было показано, что интибирование активности нейтрофилов от длительности экспозиции имеет колоколообразную форму, наиболее эффективное время облучения составляет 20-40 мин. При действии ЭМИ КВЧ (41.77-42.12 ГГц с шагом 25 МГц, ППМ 150 мкВт/см2, 40 мин) в дальней зоне желобкового излучателя (на расстоянии 400 мм от излучающего торца) ингибирование продукции АФК нейтрофилов не зависело от частоты и в среднем составляло около 12% (рис.4А). Оценка роли энергетических параметров излучения показала, что ингибирование продукции АФК нейтрофилов, облученных в ближней и в дальней зонах желобкового излучателя, имеет S-образную зависимость от ППМ (рис.4Б). Начиная с ППМ около 10 мкВт/см2, эффект слабо менялся с увеличением ППМ излучения на несколько порядков, а половина величины эффекта в ближней и дальней зонах излучателя достигалась при ППМ около 1 мкВт/см2 [Гапеев и др., 1996; Gapeyev et al., 1997].
42.1
0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 Плотность потока мощности, мВт/см®
Рис. 4. Ингибирование продукции АФК перитонеальных нейтрофилов, активированных опсонизированкым зимозаном, при облучении ЭМИ КВЧ в ближней (-о-) и в дальней (-•-) зонах желобкового излучателя в течение 40 мин: А - в зависимости от частоты при ППМ 240 и 150 мкВт/см2 соответственно, Б - в зависимости от ППМ при частоте 41.95 ГГц. Указано число независимых экспериментов; * - р<0.05 по критерию Стьюдента или Манна-Уитни.
Нетепловая природа полученного эффекта доказывается совокупностью следующих экспериментальных фактов: 1) узкая полоса эффективных частот ЭМИ КВЧ при условии пространственной однородности УПМ в плоскости объекта и равномерности КСВ в используемом диапазоне частот (рис.4А); 2) слабая зависимость эффекта от ППМ излучения, начиная с ППМ около 10 мкВт/см2 (рис.4Б); 3) наличие эффекта при малых ППМ (около 1 мкВт/смг), когда нагрев раствора в кювете пренебрежимо мал. При ППМ < 300 мкВт/см2 изменение температуры раствора не обнаруживается на фоне "шумовых" колебаний температуры, которые составляют менее 0.05°С, как и в контрольных условиях.
Таким образом, мы показали, что при использовании тщательно проверенной излучающей системы, обеспечивающей хорошее согласование с облучаемым объектом и однородное, не зависящее от частоты распределение УПМ в объекте, частотные характеристики обнаруженного биологического эффекта при аналогичных параметрах ЭМИ КВЧ в ближней и дальней зонах излучения принципиально различны [Гапеев и др., 1996; Gapeyev et al., 1997]. Мы полагаем, что специфическая структура ЭМП и стоячие волны ближней зоны могут оказывать на объект дополнительное возмущающее действие, выводящее систему из состояния равновесия. В таких условиях квазирезонансный отклик высокочувствительных к определенным частотам биохимических систем клеток может проявляться более ярко.
3.2.2. Влияние ЭМИ КВЧ на активность перитонеальных нейтрофилов в спнергической реакции кальциевого ионофора и форболового эфира.
Существующие в настоящее время гипотезы о природе сенсора крайне высоких частот в живых системах [Fröhlich, 1968-1988; Давьщов, 1979; Девятков и др., 1991; Gründler et al., 1992; Kaiser, 1994; Бецкий, 1994; Афромеев и др., 1997; Гапеев и Чемерис, 1999°; Бецкий и Лебедева, 2000] не дают однозначного ответа на этот вопрос. Однако, независимо от природы сенсора, действие ЭМИ КВЧ можно рассматривать на уровне систем внутриклеточной регуляции. Мы поставили задачу исследовать, возможно ли подобрать комбинации несущей и модулирующей частот ЭМИ КВЧ, способных модифицировать функционирование внутриклеточных Са2+-зависимых сигнальных систем в нейтрофилах ?
Анализ механизмов действия ЭМИ КВЧ на многокомпонентную реакцию активации нейтрофилов опсонизированным зимозаном, включающую в себя взаимодействие лиганда с рецептором, активацию внутриклеточных сигнальных систем и NADPH-оксидазы, довольно сложен. Известно, что при одновременном действии на клетки кальциевого ионофора, повышающего [Ca2+]i [Campbell & Hallet, 1983], и форболового эфира, активирующего ПКС, минуя рецепторный путь [Nishizuka, 1992], активация нейтрофила синергически усиливается. Модель синергической реакции кальциевого ионофора А23187 и ФМА в нейтрофилах использовалась нами для дальнейшего исследования эффектов ЭМЙ КВЧ. Коэффициент синергизма определяли как отношение продукции АФК клетками, активированными ФМА на фоне А23187, к продукции АФК нейтрофилами, активированными только ФМА. Зависимость коэффициента синергизма от концентрации А23187 (0.1-20 мкМ) имела колоколообразную форму, коэффициент синергизма достигал 2.8-3.0 при концентрации ионофора 2 мкМ.
0.1 1 10 [А23187], мкМ
1 10 [А23187], мкМ
Рис. 5. А - зависимость отношения коэффициентов синергизма для облученных (Б,) и контрольных (Эс) нейтрофилов от концентрации А23187: 1 - в среде, содержащей 1 мМ Са2*; 2 - в бескальциевой среде (л >10; * - р<0.05 по критерию Стьюдента). Б - зависимость квазистационарного уровня [Са2*], от концентрации А23187 (л = 5).
Облучение ЭМИ КВЧ (41.95 ГГц, 100 мкВт/см2, 20 мин) интактных нейтрофилов не приводило к изменению ответов на последующую активацию А23187 или ФМА (рис.6А-1). Облучение клеток на фоне А23187 в концентрациях более 3 мкМ вызывало ингибирование продукции АФК нейтрофилов [Сафронова и др., 1997]. Достоверное снижение отношения коэффициентов синергизма облученных и необлученных клеток наблюдается при высоких концентрациях А23187 (рис.5А-2). В бескальциевой среде эффект ЭМИ КВЧ не был обнаружен при всех концентрациях А23187 (рис.5А-1). Измерения [Са ], в нейтрофилах показали, что, начиная с концентрации А23187 5 мкМ, квазистационарный уровень [Са2+]| резко возрастает (рис.5Б) [Аловская и др., 1998]. Таким образом, мы обнаружили, что эффект ЭМИ КВЧ синергическую реакцию в нейтрофилах проявляется только при наличии Са2+ во внеклеточной среде и повышении [Са2+], более 500 нМ, которое поддерживается в процессе облучения.
3.2.3. Влияние модулированного ЭМИ КВЧ на активность перитонеальных нейтрофилов.
Мы обнаружили, что в диапазоне концентраций А23187 от 5 до 7 мкМ ингибирование синергической реакции имеет выраженную частотную зависимость (рис.6А-2). Максимальное ингибирование продукции АФК нейтрофилами составляет около 25% при несущей частоте излучения 41.95 ГГц (полуширина линии около 100 МГц, эквивалентный Q-фактор около 400) [Галеев и др., 1997, 1998; Gapeyev et al., 1998"]. Эффект ЭМИ КВЧ на синергическую реакцию при фиксированной несущей частоте 41.95 ГГц имел S-образную зависимость от ППМ в дальней зоне желобкового излучателя. Как и в случае действия излучения на интактные нейтрофилы с последующей активацией опсонизированным зимозаном, половина эффекта достигается при ППМ около 1 мкВт/см2. Эффект слабо зависит от ППМ в диапазоне 4-100 мкВт/см2 и в среднем составляет около 22% [Гапеев и др., 1997, 1998; Gapeyev et al., 1998'].
Полученные результаты позволяют предположить, что в регуляцию респираторного взрыва нейтрофилов включена система внутриклеточной сигнализации, высоко селективная к несущей частоте 41.95 ГТц (рис.4А и 6А-2). Поскольку характеристические частоты квазипериодических процессов внутриклеточной регуляции лежат в диапазоне 0-100 Гц [Jackson, 1985], значительный интерес представляет исследование влияния модулированного ЭМИ КВЧ, которое может действовать на специфические физиологические и биохимические параметры биологической системы, принципиально восприимчивые к определенной комбинации несущей и модулирующей частот излучения [Гапеев и Чемерис, 2000ь].
Несущая частота, ГГц Частота модуляции, Гц
Рис. 6. Изменение продукции АФК нейтрофилами при действии непрерывного (А) и модулированного (Б) ЭМИ КВЧ (50 мкВт/см , 20 мин) в синергической реакции кальциевого ионофора А23187 и ФМА. А: 1 -облучение интакгных клеток, 2 - облучение нейтрофилов на фоне А23187. НГ - эффект непрерывного излучения с частотой 41.95 ГГц. п = 7-44; * - р<0.05 по критерию Стьюдента или Манна-Уитни.
Для проверки этого предположения мы исследовали влияние модулированного ЭМИ КВЧ (50 мкВт/см2, 20 мин) на активность перитонеальных нейтрофилов в синергической реакции А23187 (5-7 мкМ) и ФМА (1 мкМ). Излучение с несущей частотой 41.95 ГГц и частотами модуляции 0.5, 2, 4 и 8 Гц не оказывало значимого эффекта на синергическую реакцию (рис.бБ). Однако мы обнаружили усиление синергической реакции при частоте модуляции 1 Гц и ингибирование при частотах модуляции 0.1, 16 и 50 Гц. При фиксированной несущей частоте 41.95 ГГц частота модуляции 1 Гц является критической, наблюдается смена знака эффекта от ингибирования синергической реакции в среднем на 25% до активация на 10% [Гапеев и др., 1997; Оареуеу е1 а!., 1998'].
При фиксированной частоте модуляции 1 Гц была обнаружена нелинейная зависимость эффекта от несущей частоты излучения (рис.7А). Установлено, что при частотах ЭМИ КВЧ 41.95-42.0 ГГц наблюдалась активация синергической реакции, а при частотах 41.8-41.9 ГГц -ингибирование. При фиксированной несущей частоте 41.85 ГГц эффект нелинейно зависел от частоты модуляции (рис.7Б), как и для несущей частоты 41.95 ГГц (рис.бБ). Однако зависимости, представленные на рис.бБ и 7Б, принципиально различны. При действии ЭМИ КВЧ с частотой 41.95 ГГц с увеличением частоты модуляции, начиная с 1 Гц, наблюдается постепенная смена знака эффекта ЭМИ от активации около 10% до ингибирования около 21%, а при несущей частоте 41.85 ГГц существует обратная тенденция: начиная с частоты модуляции 1 Гц, эффект меняет знак от ингибирования около 16% до активации 10%.
41.8 41.9 42.0 42.1 42.2 0 0.1 1 10
Несущая частота, ГГц Частота модуляции, Гц
Рис. 7. Изменение продукции АФК нейтрофилами при действии модулированного ЭМИ КВЧ (50 мкВт/смг, 20 мин) с фиксированными частотой модуляции 1 Гц (А) и несущей частотой 41.85 ГГц (Б) в синергической реакции А23187 и ФМА л = 7-44; * - р<0.05 по критерию Стьюдента или Манна-Уитни.
Анализ результатов, представленных на рис.6 и 7, позволяет предположить, что пути трансдукции внутриклеточных сигналов при активации респираторного взрыва нейтрофилов в синергической реакции А23187 и ФМА селективны не только к несущей частоте ЭМИ КВЧ, но и к частоте импульсной модуляции излучения. В зависимости от определенной комбинации несущей и модулирующей частот можно оказывать влияние на разные звенья трапсдукции внутриклеточного сигнала в нейтрофилах. Доказательством служит различное направление и величина эффекта при определенных несущих и модулирующих частотах.
3.2.4. Модифицирующее действие постоянного магнитного поля на частотнозависнмые эффекты пизкоинтенсивного ЭМИ КВЧ.
Выше мы показали, что эффективность действия ЭМИ КВЧ на продукцию АФК перитонеальными нейтрофилами мыши зависит как от функционального состояния клеток, в частности, от уровня [Са2+]| [Сафронова и др., 1997; Аловская и др., 1998], так и от физических параметров излучения - интенсивности, несущей и модулирующей частот [Гапеев и др., 19961998; Аловская и др., 1997; Сареуеу е1: а1., 1997, 1998°]. На основании литературных данных о зависимости эффектов переменного магнитного поля от величины постоянного магнитного поля (ПМП) [Ус^ & иЬшчЗу, 1992; Леднев, 1996], мы предположили, что эффективность действия ЭМИ КВЧ также может зависеть от величины приложенного к объекту ПМП.
Для проверки выдвинутого предположения исследовали действие ЭМИ КВЧ (41.85-42.1 ГГц с шагом 50 МГц, ППМ 50 мкВт/см2, 20 мин) на синергическую реакцию А23187 и ФМА в нейтрофилах в условиях ПМП с магнитной индукцией 50 и 95 мкТл, создаваемого системой катушек Гельмгольца. Контроль хемилюминесценции в модельной бесклеточной системе (в
присутствии АФК и люминола), а также при активации клеток только ФМА (без А23187) показал отсутствие эффекта при действии ЭМИ КВЧ, ПМП и их комбинированном воздействии [Гапеев и др., 1997]. При индукции ПМП 50 мкТл мы наблюдали частотнозависимое ингибирование синергической реакции с максимальным уменьшением продукции АФК на 24% от контроля при действии ЭМИ КВЧ с частотой 41.95 ГГц (рис.8А). При индукции ПМП 95 мкТл мы получили частотнозависимую активацию синергической реакции с максимальным увеличением продукции АФК на 24% от контроля при действии ЭМИ КВЧ с частотой 42.0 ГГц (рис.8А). При повышенном ПМП (95 мкТл) изменяется направление эффекта, а также смещается эффективная частота приблизительно на 50 МГц (ЧЗареуеу е1 а!., 1998"; Гапеев и др., 1999а>).
Исследование действия ЭМИ КВЧ на синергическую реакцию при фиксированных частотах излучения 41.95 и 42.0 ГГц показало, что эффект обнаруживается только при величинах ПМП около 50 и 100 мкТл (рис.8Б). Ни при одной из других использованных комбипаций магнитной индукции ±1, 28.3, 75.5 или 117.3 мкТл и частоты ЭМИ КВЧ 41.95 или 42.0 ГГц достоверный эффект не наблюдался (рис.8Б). Т.е. при определенных величинах ПМП или его компенсации ЭМИ КВЧ становится неэффективным.
41.8 41.9 42.0 42.1 0 20 40 60 80 100 120
Частота, ГГц Индукция магнитного поля, мкТл
Рис. 8. А - Изменение продукции АФК нейтрофилами при действии ЭМИ КВЧ (50 мкВт/см2, 20 мин) в условиях ПМП с магнитной индукцией 50 мкТл (-▼-) и 95 мкТл (-А-). Б - Зависимость эффекта ЭМИ КВЧ с фиксированными частотами 41.95 ГГц (-•-) и 42.0 ГГц (-О-) от индукции ПМП. п = 11-44; * - р<0.05, ** - р<0.001 по критерию Стьюдента.
При активации нейтрофила в синергической реакции А23187 и ФМА ответ клетки зависит от уровня [Ca2+]¡ (повышение сродства ПКС к диацилглицеролу и интенсивности гидролиза фосфолипидов) и активности ПКС (отрицательные и положительные обратные связи от ПКС к фосфолипазам) [Nishizuka, 1992]. При некотором уровне активации нейтрофила достигается определенное равновесие во вкладе сигнальных систем в активность ПКС. Эффект ЭМИ КВЧ может быть связан с изменением [Са2+], или сродства ключевых ферментов к Са2+ [Гапеев и др., 1997; Сафронова и др., 1997]. Магнитное поле, изменяя сродство Са2+ к Са2+-зависимым ферментам [Леднев, 1996; Markov & Pilla, 1997], может смещать динамическое равновесие внутриклеточных сигнальных систем, модифицируя активность ПКС, что отражается в изменении продукции АФК нейтрофилами при респираторном взрыве. Так, двукратное увеличение индукции ПМП по сравнению с фоновой изменяет направление эффекта ЭМИ КВЧ и сдвигает "резонансную" частоту эффекта. В случае "нулевого" ПМП суммарный эффект может быть сложным, поскольку неизвестен относительный вклад каждого из катионов (Са2+, Mg2+, К+, Н+) [Леднев, 1996; Леднев и др., 1996]. Мы полагаем, что
"нулевое" ПМП за счет влияния на все катионы стабилизирует равновесие внутриклеточных сигнальных систем таким образом, что эффект ЭМИ КВЧ на этом фоне не проявляется.
Полученные нами результаты впервые указывают на сильную зависимость эффектов ЭМИ КВЧ от индукции ПМП. Мы продемонстрировали, что только определенная комбинация индукции ПМП и частоты ЭМИ КВЧ может быть эффективной [Гапеев и др., 1999ъ]. Различные комбинации индукции ПМП и частоты ЭМИ КВЧ могут приводить к разнонаправленным эффектам, а также к отсутствию эффекта излучения. Все это необходимо учитывать при постановке экспериментов по исследованию механизмов биологического действия ЭМИ КВЧ и при применении ЭМИ КВЧ в медицинской практике.
Исследование механизмов действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на одном объекте, клетках иммунной системы - нейтрофилах мыши, позволило уточнить существующие и обнаружить новые закономерности эффектов излучения in vitro. Мы показали, что квазирезонапскый отклик клеток на облучение ЭМИ КВЧ зависит от их функционального состояния на момент воздействия. Это функциональное состояние определяется, в частности, активностью ключевых кальцийзависимых ферментных систем, чувствительных к определенным несущим и модулирующим частотам излучения. Структура ЭМП и фоновые условия, например, индукция ПМП, могут существенно изменять баланс систем внутриклеточной сигнализации, приводя к модификации эффектов ЭМИ КВЧ от изменения направления эффекта к его отмене на выделенных "резонансных" частотах. Мы показали возможность, подбирая комбинации несущей и модулирующей частот, модифицировать продукцию АФК нейтрофилов. Этот результат является принципиальным с точки зрения возможности управления активностью клеток путем воздействия модулированным ЭМИ КВЧ со специальным образом подобранными параметрами. При исследовании эффектов ЭМИ КВЧ на различные пути активации нейтрофилов (рецепторзависимый и рецепторнезависимый) мы обнаружили, что "пороговая" интенсивность излучения для нейтрофилов составляет менее 1 мкВт/см2 и максимум эффекта достигается через 15-20 мин с начала воздействия. Эти данные подтверждают существующие представления о характеристиках реакции клеток на воздействие ЭМИ КВЧ. В целом, полученные нами результаты открывают принципиально новые возможности для построения теории взаимодействия модулированного ЭМИ КВЧ с биологическими системами на клеточном уровне.
3.2.5. Модельный анализ действия модулированного электромагнитного излучения на клеточном уровне при различных параметрах модулирующих сигналов.
На основе теоретического анализа механизмов биологического действия модулированного ЭМИ КВЧ с использованием нелинейной модели кальцийзависимых процессов внутриклеточной сигнализации объясняются зависимость биологического эффекта от функционального состояния объекта, наличие амплитудно-частотных "окон" в ответе системы на воздействие, пороговый характер эффекта и роль шумового воздействия, как управляющего сигнала. Обнаружена зависимость эффекта от фазы модулирующего сигнала и показана важность формы сигнала для качественных и количественных характеристик эффекта.
Считается, что Са2*-зависимые процессы внутриклеточной сигнализации играют важную роль в реализации биологического действия ЭМП [Walleczek, 1992; Adey, 1993; KarabakMsian et al., 1994]. Слабые ЭМП могут влиять на процессы транспорта Са2+ через плазматическую мембрану [Yost & Liburdy, 1992; Barbier et al., 1996], модифицировать активность Са2+-зависимых каналообразующих белков [Катаев и др., 1993; Geletyuk et al., 1995], изменять [Са2+]; [Carson et al., 1990; Liburdy et al., 1993; Lindstrom et al., 1995] и сродство белков к Са2+ [Chiabrera et al., 2000]. Мы провели теоретический анализ частотнозависимых изменений [Ca2+]j при действии модулированного ЭМИ КВЧ на основе математической модели колебаний [Ca2+]i. Предпосылками для модельного анализа послужили следующие
экспериментальные факты: 1) эффект ЭМИ КВЧ на продукцию ЛФК нейтрофилами в синергической реакции наблюдается при наличии Са2+ во внеклеточной среде и при высоких концентрациях А23187 (5-20 мкМ), обеспечивающих повышенную [Ca2*]j (более 500 нМ) в процессе действия излучения [Сафронова и др., 1997; Аловская и др., 1998]; 2) низкоинтенсивное ЭМИ КВЧ модулированное частотой 1 Гц вызывает резонансноподобные ингибирование либо активацию синергической реакции А23187 и ФМА в нейтрофилах [Гапеев и др., 1997,1998; Gapeyev et al., 1998"].
При разработке математической модели мы взяли за основу "минимальную модель Са2+-осцилляций" [Goldbeter et al., 1990]. Поскольку изменения [Ин-1,4,5-Фз] в наших экспериментах не регистрировались, мы не учитывали пути внутриклеточной сигнализации, связанные с активацией фосфолипазы С, гидролизом фосфолипидов и их дальнейшим метаболизмом. В модель включены следующие ключевые процессы (рис.9): 1) увеличение [Са2+]; по хорошо известному ионофорному механизму, зависящее от интенсивности стимула р (концентрации А23187) [Campbell & Hallet, 1983]; 2) активирующее влияние [Са2+], на свой вход через нсселективные катионные каналы плазматической мембраны нейтрофилов, пропускающие Са2+ и не активируемые напрямую Ин-1,4,5-Фз [von Tschamer et al., 1986]; 3) вызванного Са2+-выевобождения из внутриклеточных запасов в цитозоль
[Goldbeter et al., 1990].
Рис. 9. Схематическое представление кальциевых транспортных процессов, лежащих в основе модели. X = [Саг*1 - концентрация свободного кальция в цитозоле, Y = [Саг*], - концентрация кальция во внутриклеточных запасах. Внешний сигнал f(t) модулирует скорость входа Са2* через каналы плазматической мембраны. Значения параметров: v0 = 1 мкМ/с, V, = 5.5 мкМ/с, VM= 30 мкМ/с, Vu = 65
мкМ/с, VMj = 500 мкМ/с, К< = 2 мкМ, К2 = 1 мкМ, Кя = 2 мкМ, Кл = 0.9 мкМ, h = 3, п = 2, т = 2, р = 4, к = 10 с"', к,= 1 с"1.
** out
in
Для описания модели предлагается следующая система дифференциальных уравнений: \х = у0+^У. + У1-У2 + У,+А/У-АХ (1)
г = У,
(2)
Скорости транспортных процессов V], У2 и Уз описываются уравнениями Хилла с соответствующими постоянными полунасыщения по Са2+ К,, К2, Кк и Кл и коэффициентами Хилла й, л, т и р, предполагающими положительную кооперативность процессов.
У X' ----- „ г+ ------- - 2.------------- ------------- --------
г м,
1 К*+Х*
плазматической мембраны, который активируется начальным повышением [Са^], [топ ТБсЬапзег й а1., 1986; Каймачников и Лисничук, 1995]. - максимальная скорость транспорта, ограничивающая V] при высоких [Са2*],. При низких [Саг+], для приближения входа Са2+ через плазматическую мембрану к ненулевой величине в уравнение (1) введен параметр у0 - скорость утечки, характеризующая постоянный вход Са2+ в цитозоль. Xя
'»1
к; + х"
- скорость закачки Са из цитозоля во внутриклеточные запасы Са -
АТФазой. VM - максимальная скорость закачивания, ограничивающая \2 при высоких [Ca2+]j.
у т
уз —т-—" скорость высвобождения Са2+ из внутриклеточных запасов по
1 К я + ^ д^ + Л
механизму Са2+-индуцируемого Са2+ высвобождения [ОоИЬйег е1 а1., 1990]. -
максимальная скорость транспорта.
Величина кХ характеризуют скорость активного вьпсачивания Са2+ из цитозоля, к/У -скорость пассивного транспорта Са2+ из внутриклеточных запасов, стабилизирующего амплитуду Са2+ переходов при различных уровнях стимуляции [ОоШЬс1ег й а1., 1990]. Значения параметров, использованные для численного моделирования, мы подбирали таким образом, чтобы они были согласованы со значениями параметров в моделях [воШЬегег е1 а1., 1990; Каймачников и Лисничук, 1995] и не противоречили функциональным особенностям нейтрофилов. Отмечается, что качественно аналогичная кинетика изменения [Са2'], и [Саг+]5 может наблюдаться при соответствующей вариации параметров в пределах 25-400% от указанных значений [ЯоШез & Яой^еп, 1994]. При стимуляции клетки кальциевым ионофором скорость входа Са2+ описывается выражением Р\'а, где 0 < р < 1 характеризует интенсивность стимула (концентрацию Л23187), V, - максимальная скорость входа Са2\ которая подбиралась таким образом, чтобы получить однозначное соответствие между экспериментально обнаруженными величипами средней [Са2+]( (рис.5Б) и таковыми при численном моделировании при различных значениях параметра стимуляции р.
В диапазоне значений параметра Р от 0 до 0.35 модель имеет устойчивое стационарное состояние, колебания [Са2+]1 отсутствуют и [Са2+], не превышает 0.3 мкМ, которая в экспериментах достигалась при [А23187] = 0.1 -=-0.5 мкМ. При уровне стимуляции р от 0.36 до 0.8 стационарное состояние становится неустойчивым, и вокруг него появляется предельный цикл, т.е. существуют незатухающие колебания [Са2+]|. При р > 0.85 стационарное состояние становится вновь устойчивым, колебания [Са21], отсутствуют и [Са2*], достигает 0.75 мкМ, что в эксперименте соответствует [А23187] > 5 мкМ. Поскольку достоверный эффект ЭМИ КВЧ на синсргическую реакцию А23187 и ФМА в нейтрофилах был обнаружен нами лишь при высоких концентрациях А23187 [Гапеев и др., 1997; Сафронова и др., 1997], для модельного анализа мы использовали Р > 0.85, что соответствует концентрациям А23187 от 5 до 20 мкМ.
Модельный анализ влияния гармонического сигнала и аддитивного шума. Учитывая, что эффект ЭМИ КВЧ на клеточные системы может быть обусловлен влиянием на мембраносвязанные процессы [ОгйшНег е1 а]., 1992; '\УаНесгек, 1992; Ас1еу, 1993], в качестве мишени действия гармонического сигнала и аддитивного шума в модели мы выбрали катионные каналы плазматической мембраны, которые пропускают Са2+ и активируются при увеличении [Са2"], [уоп ТзсЬагпег а1., 1986]. Активность Са2+-активируемых каналов плазматической мембраны под действием ЭМИ КВЧ может меняться в несколько раз [Катаев и др., 1993; Ое1е1уик е1 а1., 1995], что дает основание предполагать, что модуляция скорости транспорта Са2+ через Са2+-активируемые катионные каналы при действии гармонического сигнала действительно может иметь место [Оарсусу & СЬетепэ, 1999; КосЬегкоУ « а1., 1999]. Скорость транспорта Са2* (у0 через эти каналы плазматической мембраны заменим выражением: V, [1 + К, 2ят< + р) + £(/)], где Е\ - относительная амплитуда модулирующего сигнала (^ < 1), V - его частота и <р - фаза относительно момента включения или момента подачи химического стимула, ф) - экспоненциально коррелированный Гауссов шум с нулевым средним и дисперсией = с2. В данном случае мы рассматриваем влияние только модулирующего сигнала, поскольку механизмы биологического действия двух частот модулированного ЭМИ КВЧ, несущей и модулирующей, отличающихся более чем в Ю10 раз, могут быть различными [варсусу & СЬетепэ, 2000; Гапеев и Чемерис, 2000е].
Мы проанализировали две последовательности стимуляции клетки: 1) воздействие внешнего сигнала начинается после химической стимуляции; 2) химическая стимуляция происходит на фоне действующего сигнала. Изменение среднего уровня [Са2+]| при действии
модулирующего сигнала в двух рассматриваемых случаях различно (рис.10). Сразу отметим, что во всех численных экспериментах модулирующий сигнал с определенными параметрами индуцировал вынужденные колебания [Са2+], и увеличение средней [Са2+],. Эффектом воздействия считали увеличение средней [Са2+]1 более 1.2 мкМ, что превышало среднюю [Са2+], без воздействия, составляющую около 0.75 мкМ при р = 0.9, более, чем на 50%.
4Я=
■4=
Рис. 10. Зависимость среднего уровня [Са 1 от амплитуды и частоты модулирующего сигнала (<р= 1.3 рад). А и Б - сигнал включали в момент, когда [СаП| находилась на стационарном уровне после химической стимуляции (Р = 0.9); В и Г - подача химического стимула происходила на фоне включенного сигнала. Б и Г - области амплитуд и частот, для которых [Са2*]| превышает 1.2 мкМ.
Если включение модулирующего сигнала происходило после химической стимуляции, то эффект имел пороговую зависимость от амплитуды сигнала и обнаруживался при ^ > 0.25 и частотах сигнала менее 1.5 Гц (рис.10А,Б). При достижении амплитудой действующего сигнала некоторого порогового значения (около 20% от исходного значения V]), наблюдалось скачкообразное увеличение средней [Са2+]( до некоторого уровня, который затем слабо менялся с ростом амплитуды сигнала в 10 раз. Если химическая стимуляция происходила на фоне действующего модулирующего сигнала, то на амплитудно-частотной зависимости эффекта наблюдались узкие частотные полосы увеличения [Са2+]( с фактором добротности ~ 10 (рис. 10В,Г). При такой последовательности подачи воздействий эффект зависел от фазы модулирующего сигнала в момент подачи химического стимула (рис.11). Таким образом, при подаче химического стимула на фоне действующего внешнего сигнала при определенных значениях амплитуды сигнала наблюдалось узкополосное увеличение среднего уровня [Са2т];, имеющее фазово-частотную зависимость [Оареуеу & СЬетепэ, 1999, 2000; Гапеев и Чемерис, 2000е]. Эффективными можно считать частоты модулирующего сигнала от 0 до 0.15 Гц для всей области фаз, частоты от 0.7 до 1.3 Гц для фаз 0.3-2.5 рад и полосу частот со средней частотой около 2.5 Гц для фаз 0-4.5 рад (рис.ЮГ и 11Б).
Рис. 11. Зависимость среднего уровня [Саг*]| от частоты и фазы модулирующего сигнала = 0.3). Химическая стимуляция (р = 0.9) происходила на фоне включенного поля. Б - области частот и фаз, для которых [Са2*1 превышает 1.2 мкМ.
В нелинейных системах присутствие шума может улучшить детектирование слабых сигналов [Анищенко и др., 1999]. При этом максимальное отношение "сигнал/шум" на выходе системы достигается при вполне определенном ненулевом о шуме на входе: без шума подоороговый сигнал не усиливается. Это явление, свойственное, в том числе, и ионным каналам плазматической мембраны, получило название стохастического резонанса [Wiesenfeld & Moss, 1995; Kaiser & Wagner, 1996; Bezrukov & Vodyanoy, 1997]. Интенсивность шума, внутреннего, присущего . реальной системе . или . имеющего тепловую природу, или действующего на систему извне, можно рассматривать как управляющий параметр, способный изменить состояние системы либо характер динамического поведения системы при внешнем гармоническом воздействии [Бецкий и др., 2002; Бецкий и Лебедева, 2002]. Мы обнаружили, что частотные характеристики эффекта при действии гармонического сигнала сильно меняются с увеличением интенсивности шума. Если при а < 0.3 средняя частота полосы увеличения [Ca2+]j практически не сдвигается (хотя наблюдается сужение полосы), то при 0.4 < с < 0.55 происходит резкое увеличение средней частоты в 2.5 раза, а с дальнейшим увеличением <т в области частот 0.2-2.5 Гц наблюдается множество полос увеличения среднего уровпя [Ca2+]i с фактором добротности, достигающим 200 (рис.12). Неожиданное появление хорошо выраженной полосы увеличения [Ca2+]i вблизи частоты 2.6 Гц при определенных интенсивностях шума может рассматриваться как проявление стохастического резонанса.
Рис, ,12. Зависимость среднего уровня [Ca2*], от частоты гармонического сигнала (.с, = 0.3, р = 1.3 рад) и интенсивности шума (о). Химическая стимуляция (ß = 0.9) происходила на фоне включенного поля. Б -области частот и интенсивностей шума, для которых [Са2*1 превышает 1.2 мкМ.
Для определения формы характеристики стохастического резонанса мы рассчитывали отношение сигаал/шум согласно формуле, предложенной в [Kaiser & Wagner, 1996]:
Р -Р
SNR - *р0 ", где спектральные мощности отклика системы Р, - на частоте сигнала, Р„ -
вблизи частоты сигнала и Л0 - при действии только гармонического сигнала. Оказалось, что колоколообразное увеличение отношения сигнал/шум наблюдается как при изменении интенсивности шума, так и при изменении частоты гармонического сигнала (рис.13). Что касается фазовых характеристик эффекта, то с увеличением интенсивности шума происходит незначительное расширение области эффективных фаз, а при о > 0.5 фазовая зависимость
Рис. 13. Зависимость отношения сигнал/шум (SNR) от интенсивности шум? (А) при фиксированной частоте сигнала v= 2.6 Гц, и от частоты модулирующего сигнала (Б) при фиксированной интенсивности шума я = 0.5. F, = 0.3, q> = 1.3 рад, 3 = 0.9.
Анализ динамики нелинейной системы с позиций теории детерминированного хаоса дает возможность определить характер поведения системы (регулярный или нерегулярный) и
оценить роль параметров системы при ее переходе от одного типа движения к другому. Мы строили бифуркационную диаграмму по выборке максимальных и минимальных значений [Ca2+]i при установившихся стационарном и колебательном режимах (рис.14А) и вычисляли наибольший показатель Ляпунова методом нахождения вариации траекторий в окрестности опорной траектории (рис.14Б). Положительный показатель Ляпунова свидетельствует о существовании хаотического движения в динамической системе с ограниченными траекториями [Мун, 1990].
С увеличением параметра стимуляции р имеется несколько точек бифуркации, когда изменяется характер поведения [Ca2+]i (рис.14). Первая бифуркация (типа Хопфа) происходит при р » 0.36, что соответствует переходу системы от устойчивого стационарного состояния к неустойчивому (возникают
Л 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1,0 Интенсивность стимула - ¡5 Рис. 14. Бифуркационная диаграмма (А) и наибольший показатель Ляпунова (Б) как функции параметра стимуляции ¡5 для системы дифференциальных уравнений (1,2), где параметр V, модулируется гармоническим сигналом сЯ, = 0.3, 1 Гц, 1.3 рад, сг= 0.
незатухающие колебания [Ca2+]¡). При изменении р от 0.36 до 0.54 наибольший показатель Ляпунова хотя и приобретает положительные значения, система не демонстрирует хаотическое поведение, хаотическим образом меняется лишь амплитуда колебаний [Ca2+]¡ из-за синхронизации частоты собственных колебаний [Ca2+]¡ внешним модулирующим сигналом или срыва колебаний. Дальнейшее увеличение р более 0,73 приводит к бифуркации удвоения периода, а при 0.8 < р < 0.87 поведение системы становится хаотическим, т.е. модулирующий сигнал индуцирует вынужденные колебания [Ca2+]¡ с переходом через хаотические. Граница перехода колебаний от хаотических к вынужденным при Р » 0.87 соответствует своеобразному "порогу" для проявления эффекта модулирующего сигнала. Таким образом, детерминированная система может управляться вблизи точки бифуркации путем малого изменения ряда параметров, результатом чего является переход системы от одного типа движения к другому. Смена типа движения системы в пашей модели индуцируется только при определенных параметрах действующего модулирующего сигнала.
Модельный анализ действия модулирующего сигнала показал возможность узкополосного увеличения [Ca2+]¡ при высоких интенсивностях химического стимула и определенных параметрах модулирующего сигнала. Результаты теоретического анализа хорошо согласуются с полученными ранее экспериментальными данными: 1) наличие эффекта модулированного ЭМИ КВЧ на синергическую реакцию А23187 и ФМА в нейтрофилах только при высоких концентрациях кальциевого ионофора [Сафронова и др., 1997; Гапеев и др., 1997]; 2) пороговая зависимость эффекта от ППМ излучения [Гапеев и др., 1997; Gapeyev et al., 1998"]; 3) резонансно-подобное изменение активности нейтрофилов при частоте модуляции 1 Гц [Гапеев и др., 1997; Gapeyev et al., 1998я]. В результате моделирования мы обнаружили новые особенности, которые могут иметь существенное значение для выяснения механизмов действия слабых ЭМП на клеточные системы и могут быть полезны для разработки теории взаимодействия ЭМП с живыми системами. Зависимость увеличения [Ca2+]¡ от фазы модулирующего сигнала предполагает, что для проявления эффекта необходима определенная степень синхронизации процессов внутриклеточной сигнализации с параметрами действующего сигнала. На важность такой синхронизации также указывают результаты по исследованию фазово-частотной зависимости эффекта от интенсивности шума [Gapeyev & Chcmeris, 1999, 2000; Гапеев и Чемерис, 2000е].
Модельный анализ влияния формы модулирующего сигнала. Экспериментальные факты свидетельствуют, что механизмы биологического действия модулированных ЭМП отличаются от механизмов действия непрерывных [Bawin et al., 1975; Григорьев, 1996; Гапеев и др., 1994, 1996, 1997; Gapeyev et al., 1998a]. Используя модулированные поля, можно одновременно воздействовать на объект набором гармонических сигналов, определенным образом сфазированных друг относительно друга, что, в принципе, позволяет, подбирая форму импульсов модуляции и частоты, воздействовать на разные системы клетки или организма. В ряде работ показано, что эффективность ЭМП обусловлена не столько амплитудно-частотными характеристиками действующего сигнала, сколько его формой [Подколзин и др., 1994; Pilla et al., 1999; Kindzelskii & Petty, 2000], которая определяется как спектральным составом, так и разностью фаз различных гармоник. Учитывая обнаруженную нами зависимость эффекта от фазы действующего сигнала, можно предположить, что эффективность воздействия будет сильно зависеть от формы используемого сигнала. Мы провели теоретический анализ реакции Са2+-зависимых внутриклеточных сигнальных систем на модулированные ЭМП при различных амплитудах, частотах, начальных фазах и формах модулирующих сигналов.
Как и ранее мы предполагали, что внешний электромагнитный сигнал изменяет скорость транспорта Са2+ через катионные каналы плазматической мембраны: V|[l + /(f)] = V, [1 + F, х s(2jrvt, q>)], где fit) - модулирующий сигнал, s(v,<p,t) - функция, описывающая форму сигнала, Ft - амплитуда, v- частота и ср- фаза сигнала. Как мы показали, при химической стимуляции на фоне действующего внешнего сигнала в отклике системы на сигнал синусоидальной формы наблюдается широкий спектр особенностей, в том числе фазово-частотная зависимость ответа [Gapeyev & Chemeris, 2000; Гапеев и Чемерис, 2000е].
При воздействии на систему модулирующих сигналов
различной формы было обнаружено, что наличие и положение амплитудно-
частотных "окон" в отклике системы зависит от формы сигнала, а именно от параметра, который мы назвали "шириной эффективной области сигнала" -время, в течение которого значение сигнала превышало пороговую величину (около 20% от исходного значения у0 (рис.15). С увеличением скважности сигнала это время естественным образом
уменьшается, и реакция системы на воздействие качественно и количественно изменяется
(рис.15Б,В).
Рис. 15. Амплитудно-частотные зависимости изменения [Са2*]! при использовании в качестве модулирующих четного треугольного сигнала (А) и прямоугольных сигналов со скважностями 2 (Б) и 4 (В). Представлены сигналы и их Фурье-спектры. Для всех рисунков в момент химической стимуляции (р = 0.9) фаза сигнала <р= 1.3 рад.
Чтобы определить роль скорости нарастания или спада амплитуды сигнала мы использовали пилообразные модулирующие сигналы различной формы. Было показано, что при полном совпадении спектрального состава используемых сигналов, ответ системы на них принципиально различен (рис.16). В случае крутого переднего и пологого заднего фронтов
импульса модуляции в ответе системы обнаруживаются
амплитудно-частотные окна
увеличения среднего уровня [Са2+]; (рис.16Б). Таким образом, отклик системы на внешнее воздействие существенно зависит от формы сигнала, которая определяется не только спектральным составом, но и фазой каждой спектральной составляющей [Гапеев и Чемерис, 2000д; Гапеев и др., 2000а].
Рис. 16. Амплитудно-частотные зависимости увеличения среднего уровня [Са2*]| при действии пилообразного (А) и "обратного" пилообразного сигналов (Б). Представлены модулирующие
сигна1ы и их Фурье-спектры.
ХШхшл
Анализ полученных результатов привел нас к предположению о связи эффективности воздействия с соответствием формы действующего сигнала форме ответа системы на интенсивный химический стимул. Может быть, характеристики этого переходного процесса и определяют параметры оптимального внешнего сигнала? Чтобы проверить это предположение, мы сконструировали сигнал (назовем его "собственным сигналом"), который каждым своим периодом повторяет переходной процесс, и исследовали отклик системы при разном размахе этого сигнала (рис.17). На примере реакции системы на "собственный сигнал" мы продемонстрировали основные закономерности эффекта при различных параметрах внешних сигналов: 1) наличие выраженных амплитудно-частотных "окон" в ответе системы зависит от
того, превышает ли амплитуда действующего сигнала величину порога, который определяется свойствами самой системы (рис.17А,Б); 2) наличие в сигнале отрицательных значений, т.е. вариации скорости процесса кальциевой сигнализации около собственного значения, играет существенную роль для характера наблюдаемого эффекта (рис.17А,В); 3) реакция нелинейной системы на внешнее воздействие сильно зависит от формы сигнала.
Рис. 17. Амплитудно-частотные зависимости изменения [Са2*]| лри действии модулирующих сигналов, которые каждым своим периодом повторяют переходной процесс при реакции системы только на интенсивный химический стимул (р = 0.9). А - сигнал с симметричным размахом, Б - сигнал с несимметричным размахом, В положительно определенный сигнал.
Особый интерес представляет исследование ответа биологической системы на многочастотные сигналы, при действии которых могут наблюдаться кооперативные эффекты [Новиков, 1998]. Мы использовали сигналы с заданным набором частот, а в качестве стандартного выбрали ответ системы на синусоидальный сигнал с частотой 1 Гц, которая является приблизительно средней частотой в одном из амплитудно-частотных "окон" увеличения [Са2+]1. При действии узкополосного сигнала, составленного из пяти синусоидальных сигналов с частотами 0.9, 0.95, 1, 1.05 и 1.1 Гц, происходило увеличение области эффективных фаз и более чем двукратное уменьшение эффективной амплитуды сигнала. Однако широкополосный сигнал, составленный из пяти синусоидальных сигналов с частотами 0.5, 1, 3, 3.5 и 4 Гц, не вызывал увеличения [Са2+]] в области относительно малых амплитуд сигналов, несмотря на то, что в сигнале присутствовала частота 1 Гц. Из полученных результатов следует, что, подбирая специальным образом частоты действующего сигнала, можно уменьшить необходимую для проявления эффекта амплитуду сигнала и расширить область эффективных параметров сигнала [Гапеев и др., 2001*].
Проведенный теоретический анализ свидетельствует о том, что квазирсзопансный ответ биологической системы на действие модулированного ЭМП может быть не обусловлен процессами резонансного поглощения энергии объектом на выделенной частоте в физическом смысле, а определяется собственно нелинейными и кооперативными свойствами самой системы. Анализ эффектов модулирующих сигналов позволил нам с единых позиций объяснить известные факты проявления действия ЭМП в амплитудно-частотных "окнах".
пороговый характер эффектов и их сильную зависимость от функционального состояния системы. Эффект стохастического резонанса еще раз демонстрирует важную роль шума, внешнего или внутреннего, в чувствительности системы к слабому периодическому воздействию. Результаты моделирования предсказывают сильную зависимость эффектов ЭМП от фазы действующего сигнала и формы сигнала, т.е. указывают на важность синхронизации внешнего воздействия с динамическими процессами в самой системе. Крайне интересным является феномен высокой чувствительности системы, находящейся вблизи хаотического состояния, к внешнему воздействию. Мы считаем, что установленные нами новые особенности влияния периодических сигналов на нелинейную систему будут подтверждены экспериментально; пе исключено, что уже и сейчас существуют ранее необъяснимые экспериментальные свидетельства, которые теперь могут быть обоснованы с новых позиций.
3.3, Биологическое действие ЭМИ КВЧ in vivo.
Показано, что выраженное иммунотропное действие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ проявляется в модификации реакций клеточного и неспецифического иммунитета. Методом "комета-тест" впервые обнаружено, что облучение животных ЭМИ КВЧ приводит к изменению органшации хроматина клеток тимуса и селезенки. Показано, что низкоимтенсивное ЭМИ,КВЧ вызывает дегрануляг/ию.тучных клеток дермы, что.может быть важным усилительным механизмом в цепочке событий, ведущих к системному отклику организма на воздействие ЭМИ КВЧ с участием нервной, эндокринной и иммунной систем.
В предыдущих разделах мы показали, что при действии ЭМИ КВЧ in vitro максимальное изменение продукции АФК нейтрофилами мыши наблюдается при несущей частоте излучения 41.95+0.1 ГГц, ППМ > 1 мкВт/см2 и длительности экспозиции 20 мин. В настоящей части работы мы проверили, будут ли обнаруженные параметры излучения также эффективны при действии на клетки иммунной системы in vivo. С точки зрения практического использования ЭМИ КВЧ особый интерес представляет решение вопроса об оценке чувствительности к ЭМИ КВЧ различных биологических процессов и систем па уровне целого организма с целью выявления наиболее реактивных. Мы полагаем, что при действии низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ как в норме, так и при патологии могут происходить определенные изменения в функционировании иммунной системы [Лушников и др., 2002]. Возможно, что ЭМИ КВЧ влияет на скорость синтеза и баланс различных регуляторных молекул в организме, определяющих функциональный статус иммунной системы в целом.
3.3.1. Влияние низкоинтенсивпого ЭМИ КВЧ на показатели гуморальпого иммунитета здоровых животных.
Действие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 100 мкВт/см2) на специфические механизмы защиты организма (адаптивный иммунитет) исследовали в модели развития гуморального иммунного ответа на тимусзависимый антиген (ЭБ). Для оценки влияния ЭМИ КВЧ на способность организма воспринимать антигенный стимул животных облучали до иммунизации: однократно в течение 20 мин, 5 сут по 20 мин/сут, 20 сут по 20 мии/сут. После однократного облучения и серии воздействий в течение 5 сут показатели гуморального иммунного ответа (ТГА и число АОК) и число ЯСК в лимфоидных органах достоверно не изменялись. Однако после серии воздействий ЭМИ КВЧ в течение 20 сут было обнаружено снижение числа ЯСК в тимусе и селезенке на 18±5% и 14±4% соответственно (р < 0.05 по сравнению с контролем). Действие ЭМИ КВЧ (в течение 5 сут по 20 мип/сут после иммунизации) на процесс формирования иммунного ответа не вызывало заметного изменения исследуемых показателей [Lushnikov et al., 2000; Лушников и др., 2000, 2001].
Отсутствие изменения ТГА и числа АОК нри всех сроках облучения до и после иммунизации показывает, что воздействие ЭМИ КВЧ не вносит заметных изменений в механизмы восприятия антигена организмом и не влияет на дальнейшее формирование иммунного ответа по гуморальному пути. Снижение числа ЯСК селезенки и тимуса при длительном фракционированном облучении может объясняться адаптогенным действием ЭМИ КВЧ [Девятков и др., 1991]. Эффективность длительных курсов облучения в отношении
выживаемости животных после воздействия у-излучения и гриппозной инфекции показана в ряде работ [Рыжкова и др., 1991; Сазонов и Рыжкова, 1995]. Учитывая, что число АОК в селезенке не изменялось, можно предположить, что снижение числа ЯСК селезенки происходило не за счет пула В-лимфоцитов. Снижение числа ЯСК тимуса также свидетельствует о чувствительности Т-лимфоцитов к низкоинтенсивному ЭМИ КВЧ. Это соответствует представлениям о влиянии ЭМИ КВЧ в основном на клеточноопосредованный иммунитет при различных патологиях [Запорожан и др., 1997; Rojavin & Ziskin, 1998]. Наши результаты указывают на кумулятивный характер эффекта ЭМИ КВЧ на уровне целого организма, т.е. на наличие в организме механизмов накопления и сохранения информации о воздействии. Процесс восприятия ЭМИ КВЧ организмом, видимо, носит системный характер и может включать реакцию со стороны нейроэндокринной системы с изменением содержания или синтеза биологически активных веществ (гормонов, цитокинов, нейромедиаторов) [Лупшиков и др., 2002]. Снижение числа ЯСК в тимусе и селезенке при хроническом облучении животных низкоинтенсивным ЭМИ КВЧ может быть связано как с миграцией клеток за пределы лимфоидных органов, так и с изменениями на уровне генома клеток (нарушения клеточного цикла, апоптотические процессы).
3.3.2. Изменение структуры хроматина лимфоидных клеток при действии низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ in vivo и in vitro.
Считается, что ЭМИ КВЧ способно воздействовать на генетический аппарат клеток, изменять структуру и функции хромосом, клеточную устойчивость к стандартным мутагенам и повреждающим воздействиям [Belyaev et al., 1994, 2000; Shckorobogatov et al., 1998; Федоров и др., 2001; Belyaev, 2005]. Наша задача заключалась в выявлении возможных эффектов ЭМИ КВЧ на структуру хроматина клеток периферической крови и лимфоидных органов лабораторных животных. Для оценки влияния низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на уровне хроматина клеток был применен экспресс метод молекулярной эпидемиологии "комета-тест", позволяющий обнаружить повреждения ДНК и изменения структуры ДНК нуклеоида [Singh et al., 1988; Сирота и др, 1991; Tice et al., 2000; Hartmann et al., 2001, 2003]. Модификации щелочной версии "комета-теста" [Sirota et al., 1996; Chemeris et al., 2002, 2004, 2006"'b] позволили нам существенно повысить чувствительность метода, которая в отношении метидметансульфоната, известного алкилирующего агента, оказалась на порядок выше по сравнению с существующими аналогами, что позволило надежно регистрировать даже слабые изменения структуры хроматина [Chemeris et al., 2002; Гапеев и др., 2003"].
При облучении животных ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 100 мкВт/см2, 20 мин) мы обнаружили разнонаправленные эффекты на клетки лимфоидных органов . (табл.2). ЭМИ КВЧ индуцировало конденсацию хроматина в тимоцитах, происходило увеличение интенсивности флуоресценции нуклеоидов (ИФН) на 16% (р<0.03), и деконденсацию хроматина в спленоцитах, происходило уменьшение ИФН на 16% (р<0.001) по сравнению с клетками контрольных животных [Гапеев и др., 2003®]. Однако ЭМИ КВЧ не влияло па структуру хроматина лейкоцитов периферической крови in vivo.
Таблица 2.
Изменение ИФН различных лимфоидных клеток после облучения низкоинтенсивным ЭМИ КВЧ in vivo (42.0 ГГц, 100 мкВт/см2,20 мин) и in vitro (42.0 ГГц, 50 мкВт/см2,20 мин).
ИФН клеток (% контроля)
Контроль Облучение Р
Клетки тимуса, in vivo (п—1) 100.0 + 3.8 115.9 ± 3.1 <0.03
Клетки селезенки, in vivo (п~7) 100.0 + 2.1 84.3+2.8 <0.001
Лейкоциты крови, in vivo (п-7) 100.0 ±1.7 100.1 ± 1.9 >0.99
Лейкоциты крови, in vitro (и=9) 100.0+1.9 82.4 ±2.7 <0.001
Лимфоидные клетки Raji, in vitro (и=3) 100.0 ±0.5 77.4 + 2.3 <0.005
Для оценки прямых эффектов излучения мы исследовали действие ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 50 мкВт/см2, 20 мин) на структуру хроматина клеток in vitro. Облучение культуры человеческих лимфоидных клеток Raj i и общей фракции лейкоцитов периферической крови мыши вызывало уменьшение ИФН на 22.6+2.3% (¿K0.005) и 17.6+2.7% (р<0.001) соответственно (табл.2). Одинаковая направленность эффектов ЭМИ КВЧ на различные клетки in vitro свидетельствует о наличии одного механизма реализации воздействия, вероятно, связанного с влиянием на системы внутриклеточной сигнализации [Сафронова и др., 1997; Аловская и др., 1998, 2001]. Отсутствие эффекта ЭМИ КВЧ на структуру хроматина лейкоцитов периферической крови in vivo и наличие эффекта in vitro показывает, что реакция клеток на действие излучения сильно зависит от их функционального состояния. Разнонаправленная реакция клеток тимуса и селезенки при отсутствии эффекта ЭМИ КВЧ на лейкоциты периферической крови при облучении in vivo (табл.2) позволяют сделать предположение о том, что эффект ЭМИ КВЧ на лимфоидные органы, вероятно, реализуется не прямым образом, а при участии регуляторных систем организма. Противоположная направленность эффектов ЭМИ КВЧ на ДНК клеток тимуса и селезенки может быть объяснена различной иннервацией этих лимфоидных органов, различным цопуляционным составом лейкоцитов и специфическим репертуаром клеточных рецепторов тимоцитов и спленоцитов [Иммунофизиология / Под ред. Е.А. Корневой, 1993; Шурлыгина и др., 1999]. Таким образом, мы полагаем, что в основе механизмов наблюдаемых эффектов ЭМИ КВЧ на ДНК лимфоидных клеток in vitro и in vivo лежит физиологическая реакция клеток на различные неповреждающие ДНК агенты (биологически активные вещества), которые могут индуцироваться при облучении [Говалло и др., 1991].
3.3.3. Влияние низкоинтепсивного ЭМИ КВЧ на клеточный иммунный ответ.
С целью оценки влияния ЭМИ КВЧ на клеточноопосредованный иммунитет мы выбрали модель иммунного ответа в реакции ГЗТ. Животных сенсибилизировали ЭБ и через 1 ч животных опытной группы облучали ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 100 мкВт/см2, по 20 мин/сут в течение 5 сут) до разрешающей инъекции. Для животных контрольной группы проводили процедуры имитации воздействия. По истечении 4-х суток вводили разрешающую дозу антигена (ЭБ). Сенсибилизирующая инъекция вызывала локальную неспецифическую воспалительную реакцию левой конечности. На 3-4 сут после сенсибилизирующей инъекции у контрольных животных было зарегистрировано увеличение толщины левой стопы в среднем до 6.2±1.9%, в то время как у облученных животных BP была практически не выражена - ИВ составлял 0.5±1.2% (р<0.01 по сравнению с контролем). Через 24 ч после разрешающей инъекции у облученных животных ИВ увеличивался до 15±3%, что было достоверно (р<0.05) меньше по сравнению с контрольными животными, у которых ИВ был равен в среднем 22±2% (рис.18). Через 48 ч развития ГЗТ отек спадал и ИВ в опытной и контрольной группах животных составлял около 6.5%. Таким образом, мы показали, что ЭМИ КВЧ практически полностью (на 92±19% по отношению к контролю) подавляет неспецифическое воспаление, специфическое воспаление в реакции ГЗТ снижается под действием ЭМИ КВЧ на 30±12% по отношению к контролю, что может быть обусловлено более сложным каскадом реакций, обеспечивающих специфический воспалительный процесс. Важно, что снижение интенсивности воспаления, обнаруженное нами на этапе сенсибилизации, сохраняется и после введения разрешающей дозы антигена (рис.18).
Развитие неспецифического воспаления опосредуется, главным образом, фагоцитирующими клетками [Маянский А.Н. и Маянский Д.Н., 1989; Маянский Д.Н., 1991]. Можно предположить, что наблюдаемый эффект подавления неспецифического воспаления при действии ЭМИ КВЧ обусловлен снижением функциональной активности фагоцитов. Снижение интенсивности специфического воспаления в наших условиях также может происходить за счет снижения функциональной активности фагоцитов, поскольку основными клетками, участвующими в развитии реакции ГЗТ, наряду с Т-эффекторами ГЗТ, являются
&
3 г к
3 с;
Е п
20 •
15 ■
макрофаги [Ярилин, 1999]. В целом мы показали, что ЭМИ КВЧ снижает интенсивность
клеточноопосредованного иммунного ответа мышей (реакции Т-клеточного звена иммунной системы) [Гапеев и др., 2002"; Лушников и др., 2003].
Рис. 18. Относительное изменение толщины стопы (индекса воспаления) у контрольных (л=14) и облученных (л=14) животных в реакции ГЗТ. Сенсибилизирующая инъекция ЭБ произведена во 2 сут эксперимента, разрешающая - на 6 сут. На 2-6 сут животных подвергали имитации воздействия и облучали ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 100 мкВт/см2, 20 мин/сут). * - р<0.05, ** - р<0.01 по критерию Стьюдента,
4 5 Время, сут
3.3.4. Действие ЭМИ КВЧ на неспецифическую воспалительную реакцию.
Для исследования влияния ЭМИ КВЧ на развитие нсспсцифичсского воспаления мы разработали модель острого воспаления, которое вызывали инъекцией зимозана (5 мг/мл) под апоневроз задней конечности мыши. Животных облучали ЭМИ КВЧ в течение 20 мин через 1 ч после инъекции зимозана. Интенсивность ВР у контрольных и облученных животных оценивали по величине экссудативного отека и гипертермии области воспаления на 3-8 ч развития воспалительного процесса. Мы обнаружили, что облучение животных приводило к уменьшению экссудативного отека на 13-25% (р<0.01) по сравнению с контролем на 3-6 ч развития ВР (рис.19А). Достоверное снижение гипертермии по сравнению с контролем было зафиксировано в различных сериях экспериментов только на 3-4 ч развития ВР (рис.19Б). Усредненная величина эффекта ЭМИ КВЧ на 3-7 ч развития ВР составляет около 20% (р<0.01 от уровня в контроле) в отношении снижения как экссудативного отека, так и гипертермии области воспаления [Лушников и др., 2004; ЬизЬгикоу Л а1., 2005; Оарсусу е! а1., 2006].
Учитывая, что в течение первых суток в воспалительном экссудате присутствуют в основном иейтрофилы [Маянский Д.Н., 1991], мы предположили, что наблюдаемое нами снижение интенсивности неспецифического воспаления при действии ЭМИ КВЧ происходит за счет модификации функциональной активности фагоцитирующих клеток.
Время после индукции воспаления, ч
Рис. 19. Динамика величины экссудативного отека (А) и гипертермии (Б) области воспаления после индукции ВР зимозаном: (-0-) у контрольных животных; (-•-) животных, облученных ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 100 мкВт/смг, 20 мин), п > 12, * - р<0.05, " - р<0.01 по критерию Стьюдента.
3.3.5. Влияние ЭМИ КВЧ на фагоцитарную активность нейтрофилов в норме и па фоне воспалительного процесса.
Фагоцитирующие клетки, находясь в капиллярах кожи, попадают под непосредственное действие излучения. Мы исследовали ФА нейтрофилов периферической крови и воспалительного экссудата после облучения животных ЭМИ КВЧ. Для оценки возможного стрессорного влияния процедуры забора крови (30 мкл) из хвостовой вены животных кровь забирали в течение 2-х суток до облучения для определения фоновой ФА нейтрофилов. В течение этого времени проводили процедуры имитации воздействия ЭМИ КВЧ (20 мин/сут). На 3 сут животных облучали ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 100 мкВт/см2, 20 мин) и забирали кровь через 30 мин, 1 и 3 ч. Было установлено, что ФА нейтрофилов периферической крови животных не менялась в течение 2 сут перед облучением, т.е. процедуры забора крови, равно как и имитация воздействия, не оказывали существенного влияния на ФА нейтрофилов,. Через 30 мин после облучения животных ЭМИ КВЧ мы зарегистрировали почти 2-х кратное подавление ФА нейтрофилов (р<0.05) по сравнению с показателями той же группы животных до облучения (табл.3). Эффект сохранялся в течение 3 ч после облучения и существенно не изменялся через сутки после воздействия [Гапеев и др., 2000ъ; Коломыцева и др., 2002].
Столь резкая реакция здорового организма на низкоинтенсивное ЭМИ КВЧ была неожиданной. Мы предположили, что повторное облучение мьппей будет вызывать прогрессирующее уменьшение ФА. При облучении животных в течение 5 сут по 20 мин/сут было обнаружено, что первое облучение животных приводит к подавлению ФА на 45-50% (р<0.01) по сравнению с контролем. Последующие воздействия ЭМИ КВЧ не приводили к дальнейшему снижению ФА нейтрофилов (рис.20А). На 1 -2 сут после прекращения облучения ФА хотя и возрастает, но приходит к норме только на 3 сут (рис.20А), что прямо указывает на сохранение эффекта ЭМИ КВЧ как минимум в течение 2 сут [Коломыцева и др., 2002].
Для оценки величины и направления эффекта ЭМИ КВЧ на ФА нейтрофилов периферической крови мы сравнили изменения ФА при облучении ЭМИ КВЧ и при воспалительном процессе, вызванном ССЦ. Однократное введение ССЦ в дозе 0.6 ммоль/кг приводит к снижению ФА нейтрофилов в течение нескольких суток (рис.20Б). На 3-4 сут после введения ССи ФА уменьшается на ту же величину, что и при однократном воздействии низкоинтенсивным ЭМИ КВЧ, а затем постепенно возвращается к исходному уровню на 8-10 сут. Эффект ЭМИ КВЧ на ФА нейтрофилов развивается намного быстрее, чем гепатопровоцирующее действие ССЦ. Мы полагаем, что изменения ФА обусловлены быстрым запуском функциональных перестроек на уровне внутриклеточных сигнальных систем нейтрофилов, что приводит к ипгибированию фагоцитоза [Коломыцева и др., 2002].
Время, сут Время, сут
Рис. 20. Изменение ФА нейтрофилов периферической крови животных (л=11) по сравнению с контролем: А - до воздействия ЭМИ КВЧ (1-2 сут), в период действия ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 100 мкВт/см2, 20 мин/сут, период действия 3-7 сут) и после воздействия (8-12 сут); Б - после однократной инъекции ССЦ в дозе 0.6 ммоль/кг, инъекция произведена на 3 сут. * - р<0.02 по критерию Стьюдента.
Мы показали, что прямое действие ЭМИ КВЧ на образцы цельной крови in vitro не вызывало изменения ФА нейтрофилов (табл.3). Сравнение результатов, полученных при облучении in vivo и in vitro, позволяет заключить, что восприятие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ организмом носит системный характер. Мы предполагаем, что эффект излучения in vivo может быть опосредован изменением содержания биологически активных веществ в плазме крови [Гапеев и др., 2001ь, 2003; Лушников и др., 2003].
Таблица 3.
Изменение фагоцитарной активности нейтрофилов при действии ЭМИ КВЧ в норме и на фоне воспалительной реакции. + - /КО.05 по критерию Стьюдента.
ФА нейтрофилов после воздействия ЭМИ КВЧ (% контроля)
Норма Воспалительная реакция
Нейтрофилы периферической крови Перитонеальные нейтрофилы
in vivo (« = 12) in vitro í»-9) (я =14) в среде смыва (п — 14) после отмывания (» =14)
57±9* 105+6 98±12 109±б 86±5*
С целью исследования механизмов реализации противовоспалительных эффектов ЭМИ КВЧ мы оценивали влияние излучения на ФА нейтрофилов периферической крови и очага воспаления на фоне ВР, вызванной введением суспензии зимозана в перитонеальную полость мышей. Было обнаружено, что облучение животных ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 100 мВт/см2, 20 мин) или его имитация на фоне ВР не изменяло ФА нейтрофилов периферической крови (табл. 3). ФА перитонеальных нейтрофилов после действия ЭМИ КВЧ также достоверно не отличалась от контроля при постановке реакции фагоцитоза в среде смыва (табл. 3). Однако после отмывания перитонеальных клеток от белков воспалительного экссудата ФА нейтрофилов облученных животных была ниже на 13.7±4.5% (р<0.05) по сравнению с показателем контрольной группы (табл. 3).
Таким образом, при облучении ЭМИ КВЧ интактных животных обнаруживается снижение ФА нейтрофилов периферической крови, а под действием ЭМИ КВЧ на фоне ВР снижение ФА проявляется после отмывания перитонеальных нейтрофилов от белков воспалительного экссудата [Лушников и др., 2003]. Анализ кинетики продукции АФК нейтрофилов показывает, что у клеток облученных животных (при воздействии ЭМИ КВЧ после индукции ВР) подавлена первая фаза респираторного взрыва, связанная с активацией КАОРН-оксидазы при участии ПКС и быстрой мобилизации [Са2+];, и снижена вторая, связанная с входом внеклеточного кальция [Лушников и др., 2004]. Итак, ЭМИ КВЧ способно существенно снижать активность фагоцитирующих клеток (ФА и продукцию АФК нейтрофилов), что обусловлено изменениями на уровне систем внутриклеточной сигнализации. Логично предположить, что изменения на уровне внутриклеточных сигнальных систем фагоцитирующих клеток, вероятно, отражаются и на других функциях этих клеток - процессах дегрануляции, синтеза и секреции воспалительных цитокинов и т.д. В целом, противовоспалительный эффект ЭМИ КВЧ может быть обусловлен именно изменением функциональной активности фагоцитирующих клеток [Лушников и др., 2003].
3.3.6. Дегрануляции тучных клеток кожи крысы под действием низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ.
Считается, что структурные элементы кожи могут исполнять роль первичных рецепторов низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ [Лушников и др., 2002]. В коже содержится большое количество нервных окончаний, через тучные клетки кожи осуществляется сложный каскад биохимических реакций, обеспечивающий синдром боли; тучные клетки содержат гистамин и ряд других биологически активных веществ [Кожа ... / Под ред. А.М.Чернуха и Е.П.Фролова, 1982]. Ранее было показано, что облучение ЭМИ КВЧ (42, 52 и 60 ГГц, 50 мВг/см2, 5 мин) кожи крысы вызывает дегрануляцию тучных клеток дермы и вазодилатацию капилляров [КЬгатоу с1 а1., 1991; КЫгЬпуак е1 а!., 1994; Завгородний и др., 1999]. Однако обнаруженные
эффекты объясняются авторами исключительно с позиций теплового механизма, поскольку перегрев на поверхности кожи при облучении составлял 3-4°С. Мы поставили задачу провести не только качественный, но и количественный анализ морфологических изменений тучных клеток кожи при действии ЭМИ КВЧ низких интенсивностей, не вызывающих нагрев облучаемого объекта.
Внутреннюю поверхность кисти лапы крысы облучали ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 50 мкВт/см2, 20 мин) в дальней зоне желобкового излучателя; остальную часть тела крысы экранировали от ЭМИ КВЧ эффективным многослойным поглотителем. Для крыс контрольной группы проводили процедуры имитации воздействия. Через 15 мин после облучения или имитации воздействия брали биопсию участка облученной кожи животного.
На рис.21А,Б показана типичная ультраструктура тучных клеток, содержащих многочисленные гранулы. После действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ наблюдалась дегрануляция тучных клеток (рис.21 В,Г). Среднее число гранул на профиль тучной клетки в контроле составило 62±2 (п =137), в опыте - 52+2 (п =146) (pcO.OOOl). Для контрольных образцов распределение тучных клеток по количеству гранул на профиль клетки напоминает нормальное распределение Гаусса (рис.22). Для облученных образцов максимум распределения смещается в сторону меньшего числа гранул на профиль клетки. Это свидетельствует о дегрануляции тучных клеток, содержащих, по-видимому, наибольшее количество гранул, или наиболее зрелых тучных клеток [Попов и др., 2001]. Светомикроскопический и ультраструктурный анализы не выявили качественных изменений в эпидермисе и в дерме, как и изменений в структуре миелина инкапсулированных нервных окончаний. Т.е. низкоинтенсивное ЭМИ КВЧ вызывая дегрануляцию тучных клеток, не влияло на структуру миелина в отличие от данных, приводимых в работе [Zavgorodny et al., 2000].
Необходимо отметить, что in vitro не удается инициировать заметной дегрануляции выделенных перитонеальных тучных клеток крыс при действии излучений видимого (630 нм) и КВЧ-диапазонов [Граевская и др., 2000]. Однако in vivo дегрануляция тучных клеток наблюдается при действии на кожу низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ и лазерного излучения (632 или 820 нм) [Вержбицкая, 1988; Sayed & Dyson, 1996]. Таким
Рис. 21. Ультраструктура тучных клеток (ТК) в контроле (А, Б) и после облучения ЭМИ КВЧ (В, Г)-В контроле гранулы (Гр) плотно упакованы в цитоплазме тучных клеток. После облучения (В, Г) происходит дегрануляция тучных клеток с выбросом гранул в экстраклеточное пространство. К - коллагеновые фибриллы. Шкала -1 мкм.
50
1 1 1 1 11
-О— Контроль
• / \ -•- ЭМИ КВЧ
1 1 1 11 1
20 40 ео 80 100 120 Число гранул на профиль
Рис. 22. Гистограммы распределения тучных образом, не исключено, что дегрануляция тучных
клеток in vivo под действием ЭМИ КВЧ является следствием цепи процессов, запускаемых излучением в коже (организме), а не результатом 34
клеток по числу гранул на профиль клетки в контрольных и облученных ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 50 мкВт/см3, 20 мин) образцах.
его прямого действия на тучные клетки, которые могли бы играть роль первичной клеточной мишени. Пусковым механизмом может быть образование АФК, перекиси водорода и свободных радикалов в коже при действии ЭМИ КВЧ, возможность чего была продемонстрирована в модельных системах [Поцелуева и др., 1998; Гудкова и др., 2005].
3.3.7. Влияние ЭМИ КВЧ на регенерацию полнослойных кожных ран у мышей.
Высвобождение гистамина из тучных клеток кожи под действием низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ может играть важную роль в течении различных воспалительных процессов. Известно, что гистамин, попадая в микроциркуляторное русло кровотока, наряду с провоспалительными сосудистыми эффектами вызывает противовоспалительные клеточные эффекты [БИагта & Мо1ит, 1990; Гущин, 1998]. Как результат, в очаге воспаления усиливаются микроциркуляция, кровоснабжение и процессы энергетического и пластического обмена и снижается цитотоксическая активность лейкоцитов, ограничивая повреждение собственных тканей продуцируемыми АФК. Все это может привести к положительной
динамике местного воспалительного ответа на рану в период восстановительной фазы раневого заживления.
Мы исследовали влияние излучения на динамику сокращения раневой поверхности при посттравматической регенерации кожи на спине мышей. После нанесения лолнослойной кожной раны животных опытной группы облучали ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 100 мкВт/см2, 10 суг по 20 мин/сут). Для животных контрольной группы проводили процедуры имитации воздействия. В результате развития воспалительного процесса на 3-6 сут площадь раневой поверхности у контрольных животных была увеличена в среднем на 30% по сравнению с исходным размером (рис.23). Воспалительный процесс у облученных животных был выражен слабо - раны были сухими и чистыми, с ровными краями. Площадь раневой поверхности практически не увеличивалась, что на 4-5 сут достоверно (р<0.05) отличалось от контроля (рис.23). В последующем площадь раневого дефекта и окончательные сроки заживления ран у контрольных и опытных животных в среднем не отличались, однако у облученных животных происходило более раннее созревание грануляционной ткани, упорядочивание ее структуры, увеличение количества зрелых коллагеновых волокон с постепенным полноценным восстановлением эпителия [Бессонов и др., 2003]. Общее состояние опытных животных было значительно лучше, чем контрольных, что отражалось в их более активном поведении и интенсивном потреблении воды и пищи.
Таким образом, мы показали, что ЭМИ КВЧ снижает интенсивность воспалительного процесса, возникающего в области повревдения, что значительно улучшает посттравматическое состояние животного, но не влияет на общую продолжительность процесса регенерации кожного покрова. На основании полученных данных можно предположить, что именно начальная цепочка реакций организма на облучение ЭМИ КВЧ, включая выброс биологически активных веществ из тучных клеток, приводит в последующем к снижению остроты ВР, облегчению течения патологического процесса и тем самым созданию благоприятных условий для нормализации нарушенных функций.
3 5 7 9 11 13 15 17 -1- Сутки посла нанесения раны
Рис. 23. Динамика площади раневой поверхности у контрольных и облученных ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 100 мкВт/см2, 20 минУсут) животных, п = 10, * - р<0.05 по критерию Стьюдента.
3.3.8. Фармакологический анализ противовоспалительного действия низконнтенсивного ЭМИ КВЧ.
Впервые показано, что низкоинтенсивное ЭМИ КВЧ с эффективными параметрами оказывает выраженное противовоспалительное действие. Сравнительный анализ дает основание полагать, что в реализации противовоспалительного действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ задействованы метаболиты арахидоновой кислоты и гистамин. Предложена "гистаминовая модель" биологического действия ЭМИ КВЧ на уровне организма, связывающая реакцию отдельных клеток и системную реакцию организма на ЭМИ КВЧ.
Полученные нами результаты свидетельствуют, что изменение функциональной активности нейтрофилов в очаге воспаления (снижение ФА и продукции АФК) является ключевым механизмом снижения интенсивности ВР под действием ЭМИ КВЧ [Лушников и др., 2003]. С целью исследования механизмов реализации противовоспалительных эффектов ЭМИ КВЧ мы провели сравнительный анализ действия излучения с эффектами известного нестероидного противовоспалительного средства (НПВС) диклофенака натрия и антигистаминного препарата клемастина в модели острого воспаления у мышей.
i ■ Влияние, диклофенака натрия и совместное действие диклофенака натрия и ЭМИ КВЧ на воспалительную реакцию. Известно, что ДН обратимо ингибирует один из ключевых ферментов ВР - циклооксигеназу (ЦОГ) и тем самым снижает продукцию простагландинов, участвующих в большинстве воспалительных реакций [Vane, 1994, 1998; Vane & Boíting, 1998]. Мы обнаружили, что ДН (2-20 мг/кг) оказывал значимые дозозависимые эффекты и снижал как экссудацию, так и гипертермию области воспаления (рис.24). На основании полученных данных о динамике эффекта ДН мы оценили эффективный период действия ДН на экссудативный отек как 3-7 ч после индукции ВР (рис.24А) и рассчитали величину противовоспалительного эффекта ДН, усредненную по времени эффективного действия препарата и выраженную в процентах от контроля. Начиная с дозы ДН 5 мг/кг, его эффект в отношении экссудативного отека выходит на плато и в среднем составляет около 26% (р<0.01) относительно контроля (рис.25А). На основании данных о динамике эффекта ДН на гипертермию мы оценили эффективный период действия ДН на гипертермию воспаленной конечности как 3-6 ч после индукции ВР (рис.24Б). Снижение гипертермии области воспаления, усредненное по времени эффективного действия препарата и выраженное в процентах от контроля, представлено на рис.25Б.
80
«
£ 70
I 60
§ 50
Ш
fe "0 я
ро
0 20 го
1 10 Т
S
5 О
О Контроль
• ЭМИ КВЧ
□ Диклофенак 3 мг/кг
■ Диклофенак и ЭМИ КВЧ
О Контроль
• ЭМИ КВЧ
□ Диклофенак 5 мг/кг
■ Диклофенак и ЭМИ КВЧ
8
Время после индукции воспаления, ч
Рис. 24. Динамика величины экссудативного отека (А) и гипертермии (Б) области воспаления после индукции ВР в задней конечности мыши зимозаном (л = 6-44).
Сравнительный анализ показал, что динамика эффектов ЭМИ КВЧ и ДН в дозах 3-5 мг/кг на экссудативный отек и гипертермию области воспаления практически совпадает (рис.24). При этом облучение животных ЭМИ КВЧ снижает интенсивность ВР на 20%, т.е. приблизительно на ту же величину, что и ДН в дозах 3-5 мг/кг (рис.25), которые близки к однократной терапевтической дозе препарата. Исходя из этого, можно предположить, что противовоспалительные эффекты ЭМИ КВЧ, подобно эффектам ДН, прямо или косвенно реализуются через ингибирование активности ЦОГ. Для проверки этого предположения, мы исследовали совместное действие ДН и ЭМИ КВЧ. Если мишенью для ДН и ЭМИ КВЧ является ЦОГ, то при совместном действии малых доз ДН и ЭМИ КВЧ можно ожидать аддитивного эффекта за счет дополнительного снижения активности ЦОГ под действием ЭМИ КВЧ. Учитывая "насыщающий" эффект ДН, на фоне больших доз ДН (5-20 мг/кг) эффект ЭМИ КВЧ проявляться не должен в силу полного блокирования ЦОГ под действием ДН.
Доза диклофенака натрия, мг/кг
Рис. 25. Снижение величины экссудативного отека (А) и гипертермии (Б) воспаленной конечности (усредненное по 3-7(6) ч развития ВР, в % от контроля) в зависимости от дозы диклофенака натрия у (-о-) необлученных животных и (-•-) животных, облученных ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 100 мкВт/см2, 20 мин). п = 6-44; * - р<0.02 от контроля (ДН в дозе 0 мг/кг), # - р<0.03 от величины эффекта ЭМИ КВЧ.
Действительно, при совместном действии ДН в дозе 3 мг/кг и ЭМИ КВЧ происходило снижение экссудативного отека, соответствующее эффекту ДН в дозах 5-20 мг/кг (рис.24А и 25А). Однако 'При совместном действии ДН в дозах 5-20 мг/кг и ЭМИ КВЧ мы также наблюдали частичный аддитивный эффект (рис.25А). Совместный эффект ДН в дозах 5-20 мг/кг и ЭМИ КВЧ практически не зависел от дозы ДН и в среднем составлял около 35%, что превышало эффект одного ДН в среднем на 10% (р<0.04). Совместный эффект ДН в дозах 3-5 мг/кг и ЭМИ КВЧ на гипертермию имел аддитивный характер (рис.24Б и 25Б), а на фоне ДН в дозах 10 и 20 мг/кг при значительном подавлении гипертермии под действием Д11 эффект ЭМИ КВЧ не проявлялся (рис.25Б).
Таким образом, мы обнаружили, что противовоспалительный эффект ЭМИ КВЧ сравним по величине с эффектом терапевтических доз известного НПВС диклофенака натрия. Полученные результаты позволяют предположить, что противовоспалительный эффект ЭМИ КВЧ, по крайней мере, частично, обусловлен снижением активности ЦОГ [ЕшКшкоу м а1„ 2005; Оареуеу е! а1., 2006]. Следует отметить, что противовоспалительный эффект ЭМИ КВЧ проявлялся только при облучении животных после индукции ВР, в то время как ДН был в равной степени эффективен при введении до и после индукции ВР [Лушников и др., 2004]. Эти результаты свидетельствуют о том, что ЭМИ КВЧ эффективно воздействует на процессы, возникающие при воспалении, но не на базовый уровень метаболических реакций организма, участвующих в ВР. Известно, что ЦОГ-1 постоянно функционирует в большинстве тканей,
обеспечивая антитромбогенное и цитопротекторное действие, ЦОГ-2 индуцируется в ряде клеток только при действии провоспалительных стимулов [Vane, I99S; Parente & Perretti, 2003]. Можно предположить, что ЭМИ КВЧ ингибирует индукцию ЦОГ-2 при воспалении или непосредственно функциональную активность ЦОГ-2. Эффект излучения может быть также обусловлен снижением образования свободной арахидоновой кислоты, субстрата ЦОГ, за счет влияния ЭМИ КВЧ на фазовое состояние мембранных липидов и/или активность фосфолипазы Аг, например, при участии кальцийзависимых мембраносвязанных процессов или глюкокортикоидов [Hirata F. & Hirata А., 1990; Гапеев и Чемерис, 1999a, 2000a; Лушников и др., 2002]. Результатом такого действия является снижение синтеза метаболитов арахидоновой кислоты и изменение динамики BP. Обнаруженный нами частичный аддитивный эффект при совместном действии ДН и ЭМИ КВЧ указывает на существование механизмов действия ЭМИ КВЧ на BP, не связанных со снижением активности ЦОГ. Дегранулядия тучных клеток кожи под действием низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ [Попов и др., 2001] позволяет предполагать, что в реализации эффектов ЭМИ КВЧ может участвовать гистамин. Для оценки роли гистамина в противовоспалительных эффектах ЭМИ КВЧ мы исследовали влияние антигистаминного препарата КМ и совместное действие КМ и ЭМИ КВЧ в модели острого воспаления.
Влияние клемастина и совместное действие клемастина и ЭМИ КВЧ на воспалительную реакцию. На основании анализа динамики эффектов КМ в диапазоне доз 0.02-0.6 мг/кг на показатели BP мы оценили эффективное время действия препарата как 3-8 ч после индукции BP и рассчитали величину эффекта КМ, усредненную в этом интервале и выраженную в процентах от контроля (рис.26). Такое представление результатов наглядно показывает дозозависимое снижение экссудативного отека при действии КМ (рис.26А) и дозозависимое увеличение гипертермии в диапазоне доз КМ 0.02-0.2 мг/кг (рис.26Б). Усредненные данные демонстрируют достоверные отличия от контроля только при действии КМ в дозе 0.6 мг/кг, снижающей величину отека на 16.5±3.2% (р<0.001), и в дозе 0.2 мг/кг, увеличивающей гипертермию воспаленной конечности на 17.8±5.5% (р<0.03).
Доза клемастина, мг/кг
Рис. 26. Снижение экссудативного отека (А) и гипертермии (Б) воспаленной конечности (усредненное по 3-8 ч развития ВР, в % от контроля) в зависимости от дозы клемастина у (-о-) необлученных животных и (-•-) животных, облученных ЭМИ КВЧ (42.0 ГГц, 100 мкВт/см2, 20 мин), п = 6-27; * - р<0.03 от контроля (КМ в дозе 0 мг/кг), & - р<0.02 от величины эффекта КМ в дозе 0.02 мг/кг.
При исследовании совместного действия КМ и ЭМИ КВЧ мы обнаружили выраженное взаимное влияние этих двух факторов [Оареуеу & а1., 2006; Гапеев и др., 2006]. С одной стороны, КМ дозозависимым образом снимал противовоспалительный эффект ЭМИ КВЧ: при использовании КМ в дозах 0.2-0.6 мг/кг эффект ЭМИ КВЧ относительно отека и гипертермии был практически полностью отменен (рис.26). С другой стороны, совместное действие КМ и
ЭМИ КВЧ отменяло повышение гипертермии, которое вызывали малые дозы КМ (рис.2бБ). Эти результаты свидетельствуют об участии гистамина в реализации противовоспалительного действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ.
Обнаруженные нами эффекты можно объяснить следующим образом. При облучении животных ЭМИ КВЧ происходит выброс гистамина из зрелых тучных клеток кожи в местах прямого действия излучения [Попов и др., 2001]. Гистамин выходит в кровоток и снижает функциональную активность фагоцитов и Т-лимфоцитов [Вигу et al., 1992; Mellqvist et al., 2000; Hirasawa et al., 2002; Horí el ai., 2002; Belten et al., 2003]. Именно выход гистамина в кровоток и обусловливает противовоспалительное действие ЭМИ КВЧ, заключающееся в торможении миграции клеток иммунной системы в очаг воспаления и снижении их функциональной активности, регистрируемое нами как снижение экссудативного отека и гипертермии области воспаления. КМ в небольших концентрациях в крови при введении малых доз препарата дозозависимым образом ингибирует дегрануляцию тучных клеток по рецепторнезависимому механизму [Hagermark et al., 1992; Graziano et al., 2000; Assanasen & Naclcrio, 2002]. Это оказывает слабое влияние на величину отека при воспалительном процессе, вызванном зимозаном [Erdo et al., 1993], но вызывает повышение температуры в очаге воспаления, вероятно, препятствуя реализации отрицательной обратной связи, ограничивающей гипертермические реакции [Кубарко и др., 1991]. В больших концентрациях в кровотоке КМ сам оказывает противовоспалительное действие посредством прямого подавления активности нейтрофилов [Taniguchi et al., 1991; Bakker ct al., 2001]. При совместном действии KM и ЭМИ КВЧ клемастин дозозависимым образом отменяет противовоспалительный эффект ЭМИ КВЧ, по-видимому, именно за счет своей способности ингибировать дегрануляцию тучных клеток.
Анализ литературных данных [Лушников и др., 2002] и полученные нами результаты позволяют сформулировать "гистаминовую модель" биологического действия ЭМИ КВЧ [Гапеев и др., 2006], связывающую механизмы реализации эффектов ЭМИ КВЧ на клеточном и организменном уровнях. Согласно этой модели при действии ЭМИ КВЧ происходит дегрануляция тучных клеток облучаемого участка кожи [Попов и др., 2001] и выход гистамина в кровяное русло, где он снижает функциональную активность фагоцитов и Т-лимфоцитов, вызывая противовоспалительный эффект.
Таким образом, мы показали, что ЭМИ КВЧ с выбранными параметрами обладает выраженным иммунотропным действием ш vivo. Установлено, что ЭМИ КВЧ не вносит заметных изменений в формирование гуморального иммунного ответа на тимусзависимый антиген, но снижает интенсивность клеточноопосредованного иммунного ответа в реакции ГЗТ. Фагоцитарная активность нейтрофилов, как показатель реактивности неспецифического звена иммунитета, оказалась высокочувствительной к действию ЭМИ КВЧ. С использованием моделей острого воспаления и посттравматнческой регенерации кожного покрова мы обнаружили, что облучение животных ЭМИ КВЧ снижает интенсивность воспалительных процессов. Обнаружено, что кинетика и величина противовоспалительного эффекта ЭМИ КВЧ подобны таковым при действии однократной терапевтической дозы НПВС диклофенака натрия. Показано, что клеточные механизмы реализации противовоспалительного действия ЭМИ КВЧ связаны с изменением функциональной активности фагоцитирующих клеток очага воспаления (снижение ФА и продукции АФК), вероятно, при действии биологически активных веществ, в частности, гистамина, выход которых в микроциркуляторную систему кожи и кровоток индуцируется облучением ЭМИ КВЧ. Это подтверждается отменой эффектов излучения при введении антигистамшшого препарата клемастина. Обнаруженные нами механизмы действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ in vivo будут иметь несомненную ценность для дальнейшего изучения роли регуляторных систем организма (нервной, эндокринной и иммунной) в реализации эффектов ЭМИ КВЧ.
Глава 4, Заключение.
Для исследования механизмов действия ЭМИ КВЧ in vitro мы отказались от стандартно применяемых рупорных и диэлектрических антенн. Это связано с установленным фактом, что частотнозависимые локальные пятна перегрева или температурные градиенты, возникающие в ближней зоне этих антенн, могут быть причиной артефактов. Сравнительное тестирование различных антенн показало, что в отличие от рупорной и диэлектрической антенн разработанный нами желобковый излучатель обеспечивает однородное распределение УПМ в плоскости облучаемого объекта без локальных пятен перегрева [Гапеев и Чемерис, 1999ь]. С помощью известных методов дозиметрии мы подобрали геометрические параметры взаимного расположения объекта и излучателя с целью обеспечения оптимального согласования излучения с облучаемым объектом [Чемерис и Гапеев, 2003]. Корректная дозиметрия ЭМИ КВЧ, выполненная в ближней и дальней зонах желобкового излучателя, позволила нам сравнить эффекты непрерывного ЭМИ КВЧ в этих зонах при аналогичных параметрах излучения [Гапеев и др., 1996; Аловская и др., 1997; Gapeyev et al., 1997]. Частотнозависимое ингибирование продукции АФК нейтрофилами, обнаруженное в ближней зоне, в дальней зоне -отсутствовало. -Эффект имел ■ S-образную зависимость от ППМ в ближней и дальней зонах излучения, причем половина величины эффекта в обеих зонах достигалась при ППМ около 1 мкВт/см2. Мы полагаем, что различия в частотных характеристиках эффектов обусловлены принципиальными различиями в структуре ЭМП в ближней и дальней зонах излучения.
На модели синергической реакции кальциевого ионофора А23187 и форболового эфира ФМА в активации респираторного взрыва нейтрофилов мы показали, что ингибирование продукции АФК клетками, облученными ЭМИ КВЧ (41.95 ГГц), обнаруживается при высоких концентрациях А23187 (> 5 мкМ), на фоне которых в клетке создается повышенная [CaI+]i, поддерживаемая в течение времени облучения [Гапеев и др., 1997; Сафронова и др., 1997; Аловская и др., 1998; Gapeyev et al., 1998"]. Полученные изменения коэффициента синергизма при действии ЭМИ КВЧ могут быть следствием изменения скорости деградации фосфолипидов, [CaI+]i или сродства белков, включая ПКС, для Са2+.
Используя модулированное ЭМИ КВЧ, можно попытаться целенаправленно воздействовать на системы связанных биохимических реакций, характеристические частоты которых близки к частоте модуляции. Мы обнаружили выраженное частотнозависимое действие модулированного ЭМИ КВЧ. Мишенью может быть система или системный комплекс, высокоселективный к несущей частоте излучения 41.95 ГГц и частоте модуляции 1 Гц [Гапеев и др., 1997, 1998; Аловская и др., 1998; Gapeyev et al., 1998а]. Как показано, при несущей частоте 41.95 ГГц и частоте модуляции 1 Гц эффект меняет направление от ингибирования до активации синергической реакции. Направление и величина эффекта модулированного ЭМИ КВЧ на нейтрофилы сильно зависят от несущей и модулирующей частот, что говорит о возможности влияния определенной комбинации этих частот на определенные звенья транедукции внутриклеточного сигнала при активации нейтрофилов. Мы полагаем, что найденная комбинация частот не уникальна, однако поиск других комбинаций частот требует дополнительных целенаправленных исследований. Полученные результаты доказывают возможность дистантного управления функциями клетрк иммунной системы (нейтрофилов) с помощью низкоинтенсивного модулированного ЭМИ КВЧ [Гапеев и др., 1997; Gapeyev et al., 1998а; Якушина и др., 2000].
В реальных условиях при сочетанном действии разнообразных ЭМП естественной и антропогенной природы изменения в функционировании биологических объектов могут быть непредсказуемы. Анализ устойчивости и воспроизводимости эффектов ЭМИ КВЧ на биосистемы различного уровня организации позволил нам выдвинуть гипотезу о зависимости
эффектов излучения от индукции ПМП, сравнимого по величине с геомагнитным полем Земли [Гапеев и Чемерис, 2000"]. Модифицирующее влияние ПМП на частотнозависимые эффекты низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ проявилось в смене направления эффекта на противоположное и смещении эффективной частоты на 50 МГц (с 41.95 ГГц на 42.0 ГГц) [Gapeyev et al., 1998b; Гапеев и др., 1999a,b; Якушина и др., 2000]. ЭМИ КВЧ оказывалось неэффективным при облучении нейтрофилов в условиях компенсированного ("нулевого") магнитного поля. Мы полагаем, что ПМП, модифицируя активность ряда ключевых Са2+ -зависимых ферментов, может смещать равновесие внутриклеточных сигнальных систем, что на уровне функциональной активности отражается в изменении продукции АФК нейтрофилами при респираторном взрыве.
Таким образом, при исследовании биологических эффектов ЭМИ КВЧ на клеточном уровне мы впервые показали, что ответ клеток иммунной системы - нейтрофилов мыши - на действие низкоинтенсивного (1-150 мкВт/см2) ЭМИ КВЧ имеет резонансноподобный характер зависимости от несущей и от модулирующей частот излучения. В зависимости от комбинации несущей и модулирующей частот можно изменять величину и направление эффекта ЭМИ КВЧ на функциональную активность клеток иммунной системы in vitro. Этот результат является принципиальным с точки зрения возможности управления активностью клеток путем воздействия модулированным ЭМИ КВЧ со специальным образом подобранными параметрами. Задачей дальнейших исследований в этом направлении должно статъ выявление отдельных ферментов или ферментативных реакций, чувствительных к определенным несущим и модулирующим частотам ЭМИ. Нами впервые получены данные, указывающие на сильную зависимость эффектов ЭМИ КВЧ от индукции ПМП, сравнимого по величине с геомагнитным полем Земли. Исключительную важность этого феномена при исследовании механизмов биологического действия ЭМИ КВЧ и при проведении КВЧ-терапии в клинических условиях еще предстоит оценить по достоинству.
На математической модели кальцийзависимых мембраносвязанных систем внутриклеточной сигнализации мы провели теоретический анализ частотнозависимых изменений [Ca2+]¡ в нейтрофилах при действии модулированного ЭМИ КВЧ. Модельный анализ показал, что при высоком уровне химической стимуляции клетки увеличение [Ca2+]¡ при действии модулирующего сигнала имеет как амплитудно-частотную зависимость, так и фазовую по отношению к моменту химической стимуляции. Фазово-частотная зависимость эффекта наблюдается только в том случае, если химическая стимуляция происходит на фоне действующего электромагнитного сигнала [Gapeyev & Chemeris, 1999, 2000]. Введение в систему аддитивного шума приводит к изменению ширины и положения амплитудно-частотных "окон" проявления эффекта по механизму стохастического резонанса [Gapeyev & Chemeris, 1999, 2000]. Показано, что нелинейная система может эффективно реагировать на частоты действующего сигнала, не только близкие к собственным или характеристическим частотам процессов внутриклеточной сигнализации, но и на более высокие частоты. Мы продемонстрировали, что отклик нелинейной системы на внешнее воздействие сильно зависит от формы сигнала, которая определяется не только спектральным составом, но и начальной фазой каждой спектральной составляющей. Для обеспечения режима оптимального воздействия скорости нарастания и спада амплитуды модулирующего сигнала должны быть синхронизированы с динамическими процессами в облучаемом биологическом объекте [Гапеев и др., 2000", 2001', Gapeyev et al., 2001]. Результаты проведенного модельного анализа реакции сигнальных систем клетки на экзогенные сигналы различной формы подтверждают принципиальную возможность управления функциями клеток различного типа путем действия внешним модулированным ЭМП.
Анализ динамики нелинейной системы с позиций теории детерминированного хаоса показал, что в результате последовательных бифуркаций при увеличении интенсивности химического стимула происходит переход системы от регулярного движения к хаотическому, а затем к вынужденным колебаниям, индуцированным внешним гармоническим сигналом. Область хаоса в пространстве параметров модели оказывается достаточно узкой, но соседствует с границей перехода системы от состояния, слабо чувствительного к внешнему воздействию, в состояние, в котором обнаруживается существенный эффект модулирующего сигнала, проявляющийся в значительном увеличении [Ca2+]¡. Обнаруженная особенность заслуживает особого внимания, поскольку свойственна целому классу нелинейных систем [Bindschadler & Sneyd, 2001; Haberichter et al., 2001].
Для обеспечения экспериментов по исследованию механизмов действия ЭМИ КВЧ in vivo мы провели корректные измерения поглощения энергии излучения в коже животных с использованием экспериментальных и теоретических методов дозиметрии [Гапеев и др., 2002ь]. При исследовании действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на основные реакции иммунитета мы показали, что ЭМИ КВЧ не вносит заметных изменений в формирование гуморального иммунного ответа на.тимусзависимый антигеп [Лушников и.др., 2000, 2001; Lushnikov et al., 2000], но снижает интенсивность клеточноопосредованного иммунного ответа в реакции ГЗТ [Гапеев и др., 2002a; Лушников и др., 2003]. Продемонстрировано, что облучение животных ЭМИ КВЧ приводит к снижению ФА нейтрофилов периферической крови интактных животных и изменяет функциональное состояние нейтрофилов очага воспаления [Гапеев и др., 2000ь, 2001ь; Коломыцева и др., 2002]. Полученные результаты позволяют заключить, что наиболее чувствительными к действию ЭМИ КВЧ с выбранными параметрами являются реакции фагоцитоза и клеточноопосредованного иммунитета.
Для выяснения механизмов реализации эффектов ЭМИ КВЧ на иммунную систему животных мы провели сравнительный анализ действия излучения in vivo и in vitro. Оказалось, что при воздействии ЭМИ КВЧ на изолированную цельную кровь ФА нейтрофилов не изменяется [Гапеев и др., 2001ъ]. Методом "комета-тест" мы показали, что разнонаправленное изменение структуры хроматина клеток тимуса и селезенки при облучении животных низкоинтенсивиым ЭМИ КВЧ, вероятно, происходит в результате физиологической реакции клеток на воздействие внешнего фактора [Гапеев и др., 2003"]. Подтверждением этому служит тот факт, что даже при действии высокоинтенсивных импульсных ЭМИ с параметрами, используемыми в радиолокационных системах, не возникает прямых повреждений ДИК в различных типах клеток [Chemeris et al., 2004, Сравнивая результаты, полученные in
vivo и in vitro, можно заключить, что восприятие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ организмом носит системный характер [Лушников и др., 2002]. Мы полагаем, что эффекты ЭМИ КВЧ на уровне отдельных клеток обусловлены изменением в системах внутриклеточной сигнализации, а на уровне всего организма - изменением содержания биологически активных веществ в плазме крови и в микроокружении клеток лимфоидных органов. Первичные процессы, приводящие к изменению синтеза/секреции биологически активных веществ при действии ЭМИ КВЧ, разворачиваются на уровне нервных окончаний и секреторных клеток кожи. Мы продемонстрировали, что дегрануляция тучных клеток кожи может быть важным усилительным механизмом в цепочке событий, ведущих к системному отклику организма на воздействие излучения [Попов и др., 2001]. В целом, полученные нами результаты свидетельствуют о том, что основные механизмы эффектов излучения могут бьггь связаны с активацией свободнорадикальных процессов [Гудкова и др., 2005], приводящих к изменению иммунного статуса организма и соотношения регуляторных пептидов, что в итоге ведет к системной реакции организма на воздействие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ.
С использованием моделей острых воспалительных процессов мы впервые показали, что ЭМИ КВЧ снижает интенсивность неспецифического воспаления [Бессонов и др., 2003; Гапссв и др., 2003ь; Лушников и др., 2003, 2004]. Снижая остроту ВР, ЭМИ КВЧ может облегчать течение патологического процесса и тем самым создавать благоприятные условия для нормализации нарушенных функций при различных патологиях. С этих позиций можно объяснить универсальность КВЧ-терапии, которая эффективно используется при лечении заболеваний, в патогенезе которых отмечаются выраженные воспалительные процессы широкой локализации [Девятков и др., 1991; Бецкий и Девятков, 2000]. Фармакологический анализ показал, что кинетика и величина противовоспалительного эффекта ЭМИ КВЧ подобны таковым при действии однократной терапевтической дозы НПВС диклофенака натрия [ЬшЬткоу е! а1., 2005]. При исследовании совместного действия антигистаминного препарата КМ и ЭМИ КВЧ мы обнаружили дозозависимую отмену противовоспалительного эффекта ЭМИ КВЧ. На основании полученных данных мы заключаем, что высвобождение биологически активных веществ, в том числе и гистамина, из гранул тучных клеток кожи под действием низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ является ключевым моментом в реализации биологического действия КВЧ-излучения и, в частности, его противовоспалительных эффектов [Оареуеу « а1., 2006; Гапеев и др., 2006].
Анализ литературных данных [Лушников и др., 2002] и полученные нами результаты позволяют сформулировать "гистаминовую модель" биологического действия ЭМИ КВЧ [Гапеев и др., 2006], связывающую механизмы реализации эффектов ЭМИ КВЧ на клеточном и организменном уровнях. Согласно этой модели при действии ЭМИ КВЧ происходит дегрануляция тучных клеток облучаемого участка кожи [Попов и др., 2001] и выход гистамина в кровяное русло, где он снижает функциональную активность фагоцитов и Т-лимфоцитов, вызывая противовоспалительный эффект.
Полученные нами результаты могут служить основой для разработки терапевтических рекомендаций по совместному применению ЭМИ КВЧ и лекарственных веществ. В частности, обнаруженный нами частичный аддитивный эффект при совместном действии ДП и ЭМИ КВЧ позволяет считать, что совместное применение ДН и сеансов КВЧ-терапии может обеспечить более выраженный противовоспалительный эффект. С другой стороны, снятие противовоспалительного эффекта ЭМИ КВЧ при совместном действии КМ и ЭМИ КВЧ демонстрирует нежелательность применения антигистаминных препаратов во время прохождения курсов КВЧ-терапии. Стоит отметить, что в отличие от известных НПВС, имеющих целый ряд побочных эффектов и противопоказаний, медицинское применение низкоинтенсивпого ЭМИ КВЧ практически не имеет таковых за исключением индивидуальной гинерчувствительности пациентов к ЭМИ КВЧ.
Наши результаты значительно углубляют фундаментальное понимание механизмов биологического действия ЭМИ КВЧ на клеточном и организменном уровнях. Следует отметить, что обнаруженные нами механизмы действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ не являются единственно возможными, однако, как мы показали, вносят существенный вклад в реализацию биологического действия излучения на уровне целого организма. Приоритетным направлением дальнейших исследований, по нашему мнению, должна стать оценка чувствительности различных физиологических процессов регуляции жизнедеятельности к действию многочастотного сложно-модулированного ЭМИ КВЧ. Оптимизация различных параметров излучения по эффективности их действия на ключевые регуляторные системы и процессы позволит существенно продвинуться в решении проблем электромагнитной безопасности и практического использования КВЧ-терапии.
выводы
1. Сформулированы основные рекомендации по дозиметрическому обеспечению электромагнитобиолошческих экспериментов in vitro и in vivo в диапазоне КВЧ. Продемонстрировано, что стандартные рупорные и диэлектрические излучатели ЭМИ КВЧ малопригодны для облучения биологических объектов в ближней зоне излучения. Разработан специальный желобковый излучатель ЭМИ КВЧ, обеспечивающий однородное распределение ЭМП и широкополосное согласование с объектом как в ближней, так и в дальней зонах аптенны, что делает его пригодным для биомедицинских исследований. Впервые показано, что в условиях хорошего согласования излучателя и объекта ответы биологической системы на воздействие ЭМИ КВЧ в ближней и дальней зонах излучателя могут существенно различаться.
2. На клеточном уровне впервые показано, что ответ клеток иммунной системы -нейтрофилов мыши - на действие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ имеет резонансноподобный характер зависимости от несущей и модулирующей частот излучения. Впервые обнаружена зависимость эффектов ЭМИ КВЧ от индукции постоянного магнитного поля, сравнимого по величине с геомагнитным полем Земли. На основе полученных экспериментальных результатов и теоретического анализа механизмов действия модулированного ЭМИ КВЧ с использованием -нелинейной модели•- -кальцийзависимых ' процессов - внутриклеточной сигнализации впервые находят объяснение зависимость биологического эффекта от функционального состояния объекта, наличие амплитудно-частотных "окон" в ответе системы на воздействие, пороговый характер эффекта и роль шумового воздействия, как управляющего сигнала. Показана важность формы действующего на систему электромагнитного сигнала для качественных и количественных характеристик эффекта. Полученные результаты демонстрируют принципиальную возможность управления функциями клеток различного типа путем воздействия модулированным ЭМИ со специальным образом подобранными параметрами.
3. Установлено, что выраженное иммунотропное действие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ проявляется в модификации реакций клеточного и неспецифического иммунитета. Впервые обнаружено, что облучение животных, низкоинтенсивным ЭМИ КВЧ приводит к изменению организации хроматина клеток лимфоидных органов, снижает интенсивность клеточного иммунного ответа в реакции гиперчувствительности замедленного типа, уменьшает фагоцитарную активность нейтрофилов периферической крови и не влияет на гуморальный иммунный ответ на тимусзависимый антиген. Показано, что локальное воздействие низкоинтенсивным ЭМИ КВЧ вызывает дегрануляцию тучных клеток кожи, что является важным усилительным механизмом в реализации действия ЭМИ КВЧ на уровне организма с участием нервной, эндокринной и иммунной систем.
4. Показано, что низкоинтенсивное ЭМИ КВЧ оказывает выраженное противовоспалительное действие, которое проявляется в снижении экссудации и гипертермии очага воспаления. Обнаружено, что кинетика и величина противовоспалительного эффекта ЭМИ КВЧ подобны таковым при действии однократной терапевтической дозы нестероидного противовоспалительного препарата диклофенака натрия. Результаты сравнительного фармакологического анализа демонстрируют, что в реализации противовоспалительного действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ задействованы метаболиты арахидоновой кислоты и гистамин. Показано, что клеточные механизмы противовоспалительного действия ЭМИ КВЧ связаны с изменением функциональной активности фагоцитирующих клеток очага воспаления. Купирование воспалительных процессов при действии ЭМИ КВЧ лежит в основе эффективного использования КВЧ-терапии при лечении заболеваний, в патогенезе которых отмечаются выраженные воспалительные процессы.
5. Сформулирована "гистаминовая модель" биологического действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ, согласно которой происходит дегрануляция тучных клеток облучаемого участка кожи и выход гистамина в кровяное русло, где он снижает
функциональную активность фагоцитов и Т-лимфоцитов, вызывая противовоспалительный эффект. Полученные результаты и анализ литературных данных свидетельствуют о том, что основные механизмы эффектов излучения. могут быть связаны с активацией свободнорадикальных процессов, приводящих к изменению иммунного статуса организма и соотношения регуляторных пептидов, что в итоге ведет к системной реакции организма на воздействие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ.
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Richard J. Fox Foundation (USA), Российского фонда фундаментальных исследований (проекты №№ 96-04-49515, 99-04-48169, 01-04-06280-мас, 03-04-49210) и EOARD,1STC (проект №017011/№2350).
Список основных публикаций по теме диссертации
1. Гапеев А.Б., Сафронова В.Г., Чемерис Н.К., Фесенко Е.Е. Модификация активности перитонеальных нейтрофилов мыши при воздействии миллиметровых волн в ближней и дальней зонах излучателя. //Биофизика. — 1996. - Т. 41, вып. 1. - С. 205-219.
2. Gapeyev А.В., Safronova V.G., Chemeris N.K., Fesenko Е.Е. Inhibition of the production of reactive oxygen species in mouse peritoneal neutrophils by millimeter wave radiation in the near and far field zones of the radiator. // Bioelectrochem. Bioenerg. - 1997. - Vol. 43(2). - P. 217-220.
3. Аловская A.A., Гапеев А.Б., Сафронова В.Г., Фесенко Е.Е., Чсмерис Н.К., Якушина B.C. Резонансное ингибирование активности перитонеальных нейтрофилов мыши при действии низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ в ближней и дальней зонах антенны. // Вестник новых медицинских технологий. - 1997. - Т. IV, № 3. - С. 38-45.
4. Гапеев А.Б., Якушина B.C., Чемерис Н.К., Фесенко Е.Е. Модулированное ЭМИ КВЧ низкой интенсивности активирует или ингибирует респираторный взрыв нейтрофилов в зависимости от частоты модуляции. //Биофизика. — 1997. - Т. 42, вып. 5. - С. 1125-1134.
5. Сафронова В.Г., Гапеев А.Б., Аловская А.А., Габдулхакова А.Г., Чемерис Н.К., Фесенко Е.Е. Миллиметровые волны ингибируют синергический эффект -кальциевого иопофора А23187 и форболового эфира в активации респираторного взрыва нейтрофилов. // Биофизика. - 1997. - Т. 42, вып. 6. - С. 1267-1273.
6. Гапеев А.Б., Якушина B.C., Чемерис U.K., Фесенко Е.Е. Низкоинтснсивпое модулированное электромагнитное излучение крайне высоких частот модифицирует продукцию активных форм кислорода нейтрофилами. // Сб. трудов Всероссийской научной конференции "Физические проблемы экологии (физическая экология)" / Под ред. В.И.Трухина, Ю.А.Пирогова, К.В.Показеева. - М.: Изд-во Физического факультета МГУ, 1998. -№ К -С. 136-143.
7. Аловская А.А., Габдулхакова А.Г., Гапеев А.Б., Дедкова Е.Н., Сафронова В.Г., Фесенко Е.Е., Чемерис Н.К. Биологический эффект ЭМИ КВЧ определяется функциональным статусом клеток. //Вестник новых медицинских технологий. - 1998. - Т. V, № 2. - С. 11-15.
8. Gapeyev А.В., Yakushina V.S., Chemeris N.K., Fesenko Е.Е. Modification of production of rcactive oxygen species in mouse peritoneal neutrophils on exposure to low-intensity modulated millimeter wave radiation. // Bioelectrochem. Bioenerg. - 1998". - Vol. 46(2). - P. 267-272.
9. Gapeyev A.B., Yakushina V.S., Chemeris N.K., Fesenko E.E. Frcquency-dependent modification of the mouse neutrophil activity at combined effect of static magnetic field and extremely high frequency electromagnetic radiation. // Proc. of the 4th EBEA Congress. - Zagreb, Croatia, 1998". -P. 58-60.
10. Гапеев А.Б., Якушина B.C., Чемерис H.K., Фесенко Е.Е. Постоянное магнитное поле модифицирует частотнозависимый эффект ЭМИ КВЧ на клетки иммунной системы. // Сб. трудов Международного совещания "Электромагнитные поля. Биологическое действие и гигиеническое нормирование" / Под ред. М.Х.Репачоли, Н.Б.Рубцовой и А.М.Муц. -Geneva, 1999'. - С. 287-298.
11. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Действие непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ на клетки животных. Обзор. Часть I. Особенности и основные гипотезы о механизмах
биологического действия ЭМИ КВЧ. // Вестник новых медицинских технологий. - 1999". -Т. VI, №1,- С. 15-22.
12. Воробьев В.В., Танеев А.Б., Нейман С.А., Пискунова Г.М., Храмов Р.Н., Чемерис Н.К. Частотный состав ЭЭГ симметричных областей коры и гиппокампа кроликов при воздействии ЭМИ КВЧ на зону акупунктуры. // Вестник новых медицинских технологий. -1999.-Т. VI,№1.-0.23-27.
13. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Действие непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ на клетки животных. Обзор. Часть II. Проблемы и методы дозиметрии ЭМИ КВЧ. // Вестник новых медицинских технологий. - 1999ь. - Т. VI, № 2. - С. 39-45.
14. Gapeyev А.В., Chemeris N.K, Model analysis of nonlinear modification of neutrophil calcium homeostasis under the influence of modulated electromagnetic radiation of extremely high frequencies. // J. Biological Physics. - 1999. - Vol. 25(2/3). - P. 193-209.
15. Kochetkov K.V., Kazachenko V.N., Aslanidi O.V., Chemeris N.K., Gapeyev A.B. Non-Markovian gating of Ca2+-activated K+ channels in cultured kidney cells Vero. Rescaled range analysis. // J. Biological Physics. - 1999. - Vol. 25(2/3). - P. 211-222.
16. Гапеев А.Б., Якушина B.C., Чемерис H.K., Фесенко E.E. Зависимость-эффектов ЭМИ КВЧ от величины постоянного магнитного поля. // Доклады РАН. - 1999ь. - Т. 369, № 3. - С. 404-407.
■ 17. - Gapeyev А.В.» Chemeris. N.K;-Nonlinear processes of intracellular calcium signaling as a target for the influence of extremely low-frequency fields. // Electro- and Magnetobiology. - 2000. -Vol. 19(1).-P. 21-42.
18. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Действие непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ на клетки животных. Обзор. Часть III. Биологические эффекты непрерывного ЭМИ КВЧ. // Вестник новых медицинских технологий. - 2000®. - Т. VII, № 1. - С. 20-25.
19. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Модельный подход к анализу действия модулированного электромагнитного излучения на клетки животных. // Биофизика. - 2000е. - Т. 45, вып. 2. -С. 299-312.
20. Бирюк А.В., Гапеев А.Б., Денисенкова И.В., Красников Г.В., Пискунова Г.М., Чемерис Н.К. Сезонная чувствительность седалищного нерва лягушки к низкоинтенсивному электромагнитному излучению крайне высоких частот. // Вестник новых медицинских технологий. - 2000. - Т. VII, № 2. - С. 49-50.
21. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Роль формы сигнала в рецепции слабых низкочастотных полей мембраносвязанными системами клетки. // Сб. трудов II Международного конгресса "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине". - Санкт-Петербург, 2000d. - С. 8-12.
22. Якушина B.C., Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Влияние электромагнитного излучения крайне высоких частот с различными биотропными параметрами на респираторный взрыв нейтрофилов. // В кн.: Системный анализ, управление и обработка информации в биологии и медицине. Часть I. Внешние воздействия на биологические и медицинские системы. / Под ред. А.А.Хадарцева. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2000. - С. 105-121.
23. Гапеев А.Б., Соколов П.А., Чемерис Н.К. Теоретический анализ зависимости биологических эффектов модулированных ЭМИ от параметров модулирующих сигналов. // Сб. трудов Международной конференции "Электромагнитные излучения в биологии". -Калуга, 2000". - С. 59-64.
24. Гапеев А.Б., Коломыцева М.П., Садовников В.Б., Чемерис Н.К. Динамика фагоцитарной активности нейтрофилов крови при хроническом действии крайневысокочастотного электромагнитного излучения низкой интенсивности in vivo. // Сб. трудов Международной конференции "Электромагнитные излучения в биологии". - Калуга, 2000ь. - С. 65-69.
25. Лушников К.В., Гапеев А.Б., Садовников В.Б., Чемерис Н.К. Исследование показателей гуморального иммунного ответа здоровых мышей под действием электромагнитного излучения крайне высоких частот. // Сб. трудов Международной конференции "Электромагнитные излучения в биологии". - Калуга, 2000. - С. 121-125.
26. Lushnikov K.V., Gapeyev А.В., Sadovnikov V.B., Chemeris N.K. The effect of extremely-high-frequency electromagnetic radiation on immunological indices in healthy mice under different
exposure regimens. // Proc. of 3rd International Conference on Bioelectromagnetism. - Bled, Slovenia, 2000. - P. 247-248.
27. Гапеев А.Б., Чемерис H.K. Действие непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ на клетки животных. Обзор. Часть IV. Биологические эффекты модулированных электромагнитных излучений. // Вестник новых медицинских технологий. - 2000 . - T. VII, №3-4. -С. 61-64.
28. Gapeycv A.B., Sokolov P.A., Chemeris N.K. Response of membrane-associated calcium signaling systems of the cell to extremely low-frequency external signals with different waveform parameters. //Electro- and Magnetobiology.-2001. - Vol. 20(1).-P. 107-122.
29. Гапеев А.Б., Соколов П.А., Чемерис H.K. Модельный анализ особенностей действия модулированных электромагнитных полей на клеточном уровне при различных параметрах модулирующих сигналов. // Биофизика. - 2001a. - Т. 46, вып. 4. - С. 661-675.
30. Лушников К.В., Гапеев А.Б., Садовников В.Б., Чемерис Н.К. Влияние крайневысокочастотного электромагнитного излучения низкой интенсивности на показатели гуморального иммунитета здоровых мышей. Н Биофизика. - 2001. - Т. 46, вып. 4. - С. 753-760.
31. Гапеев А.Б., Лушников К.В., Садовников В.Б., Чемерис Н.К., Шумилина Ю.В. Влияние крайневысокочастотного электромагнитного излучения низкой интенсивности на фагоцитарную активность нейтрофилов периферической крови в системах in vivo и in vitro. И Вестник новых медицинских технологий. - 2001ь. - T. VIII, № 3. - С. 14-17.
32. Попов В.И., Рогачевский В.В., Гапеев А.Б., Храмов Р.Н., Чемерис Н.К., Фесенко Е.Е. Дегрануляция тучных клеток кожи под действием низкоингенсивного электромагнитного излучения крайне высокой частоты. // Биофизика. - 2001. - Т. 46, вып. 6. - С. 1096-1102.
33. Коломыцева М.П., Гапеев А.Б., Садовников В.Б., Чемерис Н.К. Подавление нсспецифической резистентности организма при действии крайневысокочастотного электромагнитного излучения низкой интенсивности. // Биофизика. - 2002. - Т. 47, вып. 1. -С. 71-77.
34. Chemeris N.K., Gapeyev A.B., Dudina M.V., Sirota N.P. Modification of technique for the analysis of nucleoid DNA structure on the basis of comet assay. // Proc. of International Conference "Genetic Consequences of Emergency Radiation Situations". - Moscow, 2002. - P. 306-308.
35. Лушников K.B., Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Влияние электромагнитного излучения крайне высоких частот на иммунную систему и системная регуляция гомеостаза. // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2002. - Т. 42, № 5. - С. 533-545.
36. Гапеев А.Б., Лушников К.В., Садовников В.Б., Чемерис Н.К., Шумилина Ю.В. Ослабление клеточно-опосрсдованного иммунного ответа при действии низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высоких частот. // Вестник новых медицинских технологий. - 2002*. - T. IX, № 3. - С. 22.
37. Гапеев А.Б., Соколов П.А., Чемерис Н.К. Исследование поглощения энергии электромагнитного излучения крайне высоких частот в коже крысы с использованием различных дозиметрических методов и подходов. // Биофизика. - 2002\ - Т. 47, вып. 4. - С. 759-768.
38. Гапеев А.Б., Лушников К.В., Шумилина Ю.В., Сирота H.II., Садовников В.Б., Чемерис Н.К. Влияние низкоинтенсивного крайневысокочастотного электромагнитного излучения на структуру хроматина лимфоидных клеток in vivo и in vitro. II Радиационная биология. Радиоэкология. - 2003". - Т. 43, № 1. - С.87-92.
39. Бессонов А.Е., Гапеев А.Б., Лушников К.В., Медведев Н.И., Садовников В.Б., Чемерис Н.К., Шибаев Н.В., Шумилина Ю.В. Влияние модулированного широкополосного излучения, генерируемого терапевтическим аппаратом "Минитаг", и непрерывного электромагнитного излучения крайне высоких частот на регенерацию полнослойных кожных ран у лабораторных мышей. // Вестник новых медицинских технологий. - 2003. -T. X,№ 1-2.-С. 14-15.
40. Лушников К.В., Гапеев А.Б., Шумилина Ю.В., Шибаев Н.В., Садовников В.Б., Чемерис Н.К. Снижение интенсивности клеточного иммунного ответа и неспецифического
воспаления при действии электромагнитного излучения крайне высоких частот. // Биофизика. -2003. - Т. 48, вып. 5. - С. 918-925.
41. Чемерис Н.К., Гапеев А.Б. Стандартизация протоколов исследования биомедицинских эффектов низкоинтснсивных ЭМИ. // Материалы II Международной научно-технической конференции "Медэлектроника 2003. Средства медицинской электроники и новые медицинские технологии". - Минск: БГУИР, 2003. - С. 18-27.
42. Гапеев А.Б., Лушников К.В., Шумилина Ю.В., Якушев Е.Ю., Садовников В.Б., Чемерис Н.К. Иммунотропные эффекты низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высоких частот. // Материалы II Международной научно-технической конференции "Медэлектроника 2003. Средства медицинской электроники и новые медицинские технологии". - Минск: БГУИР, 2003ь. - С. 45-48.
43. Chemeris N.K., Gapeyev А.В., Sirota N.P., Gudkova O.Yu., Kornienko N.V., Tankanag A.V., Konovalov I.V., Buzoverya M.E., Suvorov V.G., Logunov V.A. DNA damage in frog erythrocytes after in vitro exposure to a high peak-power pulsed electromagnetic field. // Mutat. Res. - 2004. - Vol. 558(1-2). - P. 27-34.
44. Лушников K.B., Шумилина Ю.В., Якушина B.C., Гапеев А.Б., Садовников В.Б., Чемерис Н.К. Влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высоких частот на
... процессы воспаления..// Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2004. - Т. 137,№4, -С. 412-415.
45. Гапеев А.Б., Туртикова О.В., Рубаник А.В., Чемерис Н.К. Влияние ЭМИ КВЧ на поведение животных в условиях открытого поля. // Материалы III Международной научно-технической конференции "Медэлектроника 2004. Средства медицинской электроники и новые медицинские технологии". - Минск: БГУИР, 2004. - С. 44-47.
46. Гудкова О.Ю., Гудков С.В., Гапеев А.Б., Брусков В.И., Рубаник А.В., Чемерис Н.К. Исследование механизмов образования активных форм кислорода в водных растворах под действием импульсного электромагнитного излучения крайне высоких частот с большой пиковой мощностью. // Биофизика. - 2005. - Т. 50, вып. 5. - С. 773-779.
47. Lushnikov K.V., Shurmlina J.V., Yakushev E.Yu., Gapeyev A.B., Sadovnikov V.B., Chemeris N.K. Comparative study of anti-inflammatory effects of low-intensity extremely high-frequency electromagnetic radiation and diclofenac on footpad edema in mice. // Electromagnetic Biology and Medicine. - 2005. - Vol. 24(2). - P. 143-157.
48. Chemeris N.K., Gapeyev A.B., Sirota N.P., Gudkova O.Yu., Tankanag A.V., Konovalov I.V., Buzoverya M.E., Suvorov V.G., Logunov V.A. The in vitro assessment of potential genotoxicity of high power microwave pulses. // In: Bioelectromagnetics: Current Concepts, NATO Security through Science Series - B: Physics and Biophysics. / S.N.Ayrapetyan and M.S.Markov (eds.). -Springer, 2006". - P. 135-154.
49. Gapeyev A.B., Shumilina Yu.V., Lushnikov K.V., Chemeris N.K. Anti-inflammatory effects of low-intensity millimeter wave radiation. // In: Bioelectromagnetics: Current Concepts, NATO Security through Science Series - B: Physics and Biophysics. / S.N.Ayrapetyan and M.S.Markov (eds.). - Springer, 2006. - P. 253-269.
50. Chemeris N.K., Gapeyev A.B., Sirota N.P., Gudkova O.Yu., Tankanag A.V., Konovalov I.V., Buzoverya M.E., Suvorov V.G., Logunov V.A. Lack of direct DNA damage in human blood leukocytes and lymphocytes after in vitro exposure to high power microwave pulses. // Bioelectromagnetics. - 2006b. - Vol. 27(3). - P. 197-203.
51. Гапеев А.Б., Лушников K.B., Шумилина Ю.В., Чемерис Н.К. Фармакологический анализ противовоспалительного действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высоких частот. // Биофизика. - 2006. - Т. 51, вып. 5 (в печати).
к исполнению 01/08/2006 Исполнено 02/08/2006
Заказ № 522 Тираж: 100 экз.
ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Варшавское ш., 36 (495) 975-78-56 (495) 747-64-70 "www.autoreferat.ru
Содержание диссертации, доктора физико-математических наук, Гапеев, Андрей Брониславович
ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1. ДЕЙСТВИЕ НЕПРЕРЫВНОГО И МОДУЛИРОВАННОГО ЭМИ КВЧ НА КЛЕТОЧНОМ И ОРГАНИЗМЕННОМ УРОВНЯХ
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).
1.1. Особенности и основные гипотезы о механизмах биологического действия ЭМИ КВЧ.
1.1.1. Особенности действия ЭМИ КВЧ на биологические объекты.
1.1.2. Основные гипотезы о механизмах действия ЭМИ КВЧ на биологические объекты и факты, лежащие в их основе.
1.1.2.1. Роль воды в рецепции ЭМИ КВЧ биологическими системами (гидратационный механизм).
1.1.2.2. Гипотеза когерентных возбуждений и взаимодействий.
1.1.2.3. Гипотеза "солитонов Давыдова".
1.1.2.4. Информационная гипотеза действия ЭМИ КВЧ на живые организмы.
1.1.2.5. Квантовая концепция - "физика живого".
1.1.2.6. Концепция механизмов биологического действия модулированных ЭМИ.
1.2. Проблемы и методы дозиметрии ЭМИ КВЧ.
1.3. Биологические эффекты непрерывного ЭМИ КВЧ.
1.3.1. Влияние ЭМИ КВЧ на компоненты клетки.
1.3.2. Действие непрерывного ЭМИ КВЧ на изолированные клетки и клеточные суспензии.
1.3.3. Влияние непрерывного ЭМИ КВЧ на многоклеточные организмы.
1.4. Биологические эффекты модулированных электромагнитных излучений.
1.5. Влияние ЭМИ КВЧ на иммунную систему и системная регуляция гомеостаза.
1.5.1. Особенности терапевтического действия ЭМИ КВЧ.
1.5.2. Иммуномодулирующие эффекты ЭМИ КВЧ в норме и при патологии. Феноменология.
1.5.3. Возможные механизмы действия ЭМИ КВЧ на организм млекопитающих.
1.5.3.1. Структуры, участвующие в рецепции ЭМИ КВЧ.
1.5.3.1.1. Изолированные клетки иммунной системы.
1.5.3.1.2. Клетки кожи. Эндокринная функция кожи.
1.5.3.1.3. Нервная система.
1.5.3.2. Адаптационный синдром.
Введение Диссертация по биологии, на тему "Физико-химические механизмы действия электромагнитного излучения крайне высоких частот на клеточном и организменном уровнях"
Актуальность темы. Многие физические факторы внешней среды, играющие важную роль в процессах жизнедеятельности, имеют электромагнитную природу [Пресман, 1968; Adey, 1993]. В частности, именно электромагнитные излучения (ЭМИ) используются как носители разнообразной информации в биосфере [Пресман, 1997]. Электромагнитные поля (ЭМП) искусственного происхождения разных частотных диапазонов оказывают выраженное воздействие на живые организмы и находят широкое практическое применение. Научную общественность особенно интересуют вопросы возможного неблагоприятного действия ЭМП на человека, животных и природные биоценозы, а также медико-биологические аспекты применения ЭМП в качестве терапевтических средств. Этим проблемам посвящены крупнейшие международные симпозиумы последних лет (Congresses of ЕВЕА, 1996-2005; Annual Meetings of BEMS, 1999-2006; Звенигород, 1991-2005; Москва, 2002-2006; Санкт-Петербург, 2000-2006; Ереван, 2005, 2006).
Одним из актуальных направлений современной электромагнитобиологии является исследование физико-химических механизмов действия ЭМИ на биологические системы различного уровня организации. Некоторые ЭМИ хорошо известны и давно используются в промышленности, клинической практике и быту, например, ультравысокочастотное (УВЧ), сверхвысокочастотное (СВЧ), инфракрасное (ИК), и ультрафиолетовое (УФ) излучения [Бецкий и др., 2000е]. ЭМИ других частотных диапазонов, например, крайне высоких частот (ЭМИ КВЧ), исследуются и применяются сравнительно недавно.
Работы по изучению биологического действия ЭМИ КВЧ были начаты в бывшем Советском Союзе под руководством академика Н.Д. Девяткова и профессора М.Б. Голанта в 65-66 гг. XX века вслед за изобретением и запуском в серийное производство первых в мире широкодиапазонных генераторов на основе ламп обратной волны и освоением в радиотехнике этого диапазона частот (направленная радиосвязь, мм-радиолокация и др.). С тех пор выполнено большое количество исследований биомедицинских эффектов ЭМИ КВЧ, использование ЭМИ КВЧ в терапии и профилактике целого ряда болезней человека является одним из активно развивающихся направлений современной клинической медицины [Бецкий и Лебедева, 2001Ь; Бецкий и др., 2005]. Однако в настоящее время нет окончательного представления о физико-химических механизмах действия ЭМИ КВЧ на биологические системы. Выраженную биотропную активность ЭМИ КВЧ связывают с тем фактом, что в процессе эволюции биологические системы на Земле за счет наличия атмосферы были экранированы от ЭМИ КВЧ, присутствующего в спектре реликтового излучения. Спектр поглощения ЭМИ КВЧ атмосферой Земли является полосатым, в отдельных полосах поглощение достигает значений 800 дБ, в окнах прозрачности 1-3 дБ. Некоторые исследователи полагают, что ЭМИ этого диапазона используются для передачи информации между организмами и внутри организмов [Девятков и др., 1991; Бецкий и Девятков, 2000; Бецкий и др., 2000ь]. На сегодняшний день основные направления исследований биомедицинского действия ЭМИ КВЧ можно разделить на три направления по интенсивности излучения: низкоинтенсивное (не вызывающее нагрев облучаемого объекта), интенсивное (вызывающее локальный нагрев области облучения до 5°С) и импульсное с большой пиковой мощностью (средняя интенсивность невелика, но пиковая мощность в коротком импульсе 0.1-1 мкс может достигать 20 кВт).
К настоящему времени показано, что ЭМИ КВЧ способно оказывать воздействие практически на все известные типы клеток в системах любого уровня организации биологического объекта. В течение последних лет сформулирован ряд гипотез о возможных механизмах действия ЭМИ КВЧ на биологические системы [Fröhlich, 1968-1988; Девятков и др., 1991; Gründler et al., 1992; Ефимов и Ситько, 1993; Бецкий, 1994; Kaiser et al., 1995; Афромеев и др., 1997; Гапеев и Чемерис, 1999а; Субботина и Яшин, 1999; Хадарцев, 1999; Бецкий и Лебедева, 2000; Нефёдов и др., 2005], но проблема изучения механизмов нетеплового действия ЭМИ КВЧ на клетки и организм в целом остается открытой. Физико-химические механизмы рецепции ЭМИ КВЧ во многом определяются сильным поглощением излучения молекулами воды. Вполне вероятно, что ЭМИ КВЧ может влиять на слабые электростатические связи (водородные, полярные, гидрофобные), которым принадлежит ведущая роль в поддержании пространственной структуры (конформации) биологических молекул и надмолекулярных структур. Таким образом через модификацию слабых взаимодействий облучение объекта может приводить к изменению гидратных оболочек биологических макромолекул, изменению физико-химических свойств мембран, активности каналообразующих белков, каталитических свойств ферментов, мембранного транспорта. Сегодня это, пожалуй, один из самых конкретных выходов на проблему механизмов биологического действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ, претендующий на определенную универсальность. Нами выдвинута гипотеза о том, что на клеточном уровне эффект ЭМИ КВЧ связан с изменением активности внутриклеточных сигнальных систем за счет влияния на систему вторичных мессенджеров, ДНК, ферментные системы [Гапеев и Чемерис, 1999а].
Биологическое действие модулированного и многочастотного ЭМИ КВЧ и импульсного ЭМИ КВЧ с большой пиковой мощностью на сегодняшний день практически не исследовано. Слабо исследовано влияние ЭМИ КВЧ на изменение адаптационных реакций организма, обеспечивающих приспособление к стрессорным воздействиям. Кроме того, остается неизученной возможность коррекции с помощью ЭМИ КВЧ защитных (иммунных) реакций организма. К настоящему времени до конца не выяснен вопрос о зависимости биологической эффективности ЭМИ КВЧ от параметров действующего излучения, локализации воздействия и индивидуальных особенностей биологического объекта. Решению этих и связанных вопросов посвящена настоящая работа. Полученные в последнее время новые результаты позволили нам увидеть направление дальнейших исследований. При этом, как будет показано в последующих разделах, обнаружены чрезвычайно интересные и важные закономерности, перемещающие актуальность проводимых исследований из фундаментальных аспектов к биомедицинским и прикладным.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является исследование физико-химических механизмов действия электромагнитного излучения крайне высоких частот на клеточном и организменном уровнях.
Задачи исследования:
1) провести дозиметрические исследования в ближней и дальней зонах стандартных и специальных излучателей ЭМИ КВЧ для обеспечения электромагнитобиологических экспериментов in vitro и in vivo;
2) выяснить особенности реакции клеток иммунной системы - нейтрофилов - на воздействие непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ в зависимости от физических параметров излучения (интенсивности, несущих и модулирующих частот), функционального состояния клеток (с использованием различных экспериментальных моделей активации нейтрофила) и фоновых условий воздействия (индукции постоянного магнитного поля);
3) провести теоретический анализ эффектов модулированного ЭМИ КВЧ с использованием математической модели кальцийзависимых процессов внутриклеточной сигнализации нейтрофилов для понимания закономерностей взаимодействия модулированных сигналов с нелинейными процессами внутриклеточной регуляции;
4) исследовать влияние низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на основные реакции иммунной системы лабораторных животных для оценки чувствительности различных звеньев иммунной системы к воздействию излучения с эффективными параметрами и определения механизмов реализации эффектов ЭМИ КВЧ на уровне целого организма;
5) исследовать механизмы реализации противовоспалительного действия ЭМИ КВЧ в сравнении с эффектами известных лекарственных препаратов;
6) на основе анализа полученных результатов сформулировать концепцию механизмов биологического действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ, связывающую реакции отдельных клеток и организма в целом на воздействие излучения.
Научная новизна. В работе впервые получены следующие результаты:
1) с использованием различных дозиметрических методов и подходов обосновано проведение облучения биологических объектов в дальней зоне излучателей ЭМИ КВЧ и сформулированы основные рекомендации по дозиметрическому обеспечению экспериментов в диапазоне КВЧ;
2) экспериментально обнаружена различная реакция клеток иммунной системы -нейтрофилов - на воздействие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ в ближней и дальней зонах специального желобкового излучателя;
3) показано, что ответ нейтрофилов на действие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ имеет резонансноподобный характер зависимости от несущей и модулирующей частот излучения;
4) получены экспериментальные данные, указывающие на сильную зависимость эффектов ЭМИ КВЧ от индукции постоянного магнитного поля, сравнимого по величине с геомагнитным полем Земли;
5) на основе теоретического анализа с единых позиций объяснены закономерности биологических эффектов ЭМИ КВЧ на клеточном уровне (зависимость от функционального состояния объекта, наличие амплитудно-частотных "окон" в ответе системы, пороговый характер эффекта и роль шумового воздействия, как управляющего сигнала);
6) в численных экспериментах продемонстрирована сильная зависимость качественных и количественных характеристик ответа системы от формы действующего сигнала;
7) обнаружена взаимосвязь между реакциями отдельных клеток и звеньев иммунной системы и системной реакцией организма на воздействие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ;
8) экспериментально показано, что низкоинтенсивное ЭМИ КВЧ оказывает выраженное противовоспалительное действие, сравнимое по величине с эффектами терапевтических доз известного нестероидного противовоспалительного препарата диклофенака натрия;
9) показано, что клеточные механизмы реализации противовоспалительного действия ЭМИ КВЧ связаны с изменением функциональной активности фагоцитирующих клеток очага воспаления (снижение фагоцитарной активности и продукции активных форм кислорода);
10) на основе полученных экспериментальных данных и теоретического анализа предложена "гистаминовая модель" биологического действия ЭМИ КВЧ на уровне организма, связывающая реакцию отдельных клеток и системную реакцию организма на низкоинтенсивное ЭМИ КВЧ.
Научно-практическое значение. Результаты работы носят фундаментальный характер и направлены на выяснение физико-химических механизмов действия ЭМИ КВЧ на уровне клеток и организма теплокровных животных. С единых позиций объясняются основные закономерности действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на регуляторные системы клетки. Теоретический анализ предсказывает новые особенности в ответе биологической системы на внешние модулированные сигналы, в частности, зависимость эффектов от формы действующего сигнала. Предложена концепция реализации эффектов ЭМИ КВЧ на уровне целого организма животных. Результаты работы дают научное обоснование применению ЭМИ КВЧ в биологии, медицине и смежных областях и могут быть использованы для построения теории взаимодействия ЭМП с биологическими системами, разработки рекомендаций для применения ЭМИ КВЧ в клинической практике, усовершенствования принципов гигиенического нормирования ЭМИ и решения проблем электромагнитной безопасности.
Апробация работы. Результаты работы были представлены в виде докладов на семинарах и научных конференциях Института биофизики клетки РАН, на III Международном конгрессе Европейской БиоЭлектромагнитной Ассоциации (ЕВЕА) (Nancy, France, 1996), I и II Международных конгрессах "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине" (Санкт-Петербург, 1997, 2000), Всероссийской научной конференции "Физические проблемы экологии (физическая экология)" (Москва, 1997), I Международном симпозиуме "Фундаментальные науки и альтернативная медицина" (Пущино, 1997), Международном конгрессе "Медицинские технологии на рубеже веков" (Тула, 1997),
Международном совещании "Электромагнитные поля. Биологическое действие и гигиеническое нормирование" (Москва, 1998), 1st International Conference "Nonlinear Phenomena in Biology" (Pushchino, Russia, 1998), II и III Международных конференциях "Электромагнитные поля и здоровье человека" (Москва, 1999, 2002), школе-конференции "Горизонты физико-химической биологии" (Пущино, 2000), Международной конференции "Электромагнитные излучения в биологии" (Калуга, 2000), 3rd International Conference on Bioelectromagnetism (Bled, Slovenia, 2000), XVIII Съезде физиологов России (Казань, 2001), IV Съезде по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность) (Москва, 2001), Международной конференции "Генетические последствия чрезвычайных радиационных ситуаций" (Москва, 2002), конференции "От современной фундаментальной биологии к новым наукоемким технологиям" (Пущино, 2002), II и III Международных научно-технических конференциях "Медэлектроника. Средства медицинской электроники и новые медицинские технологии" (Минск, Беларусь, 2003, 2004), Международной конференции "Высокоинтенсивные физические факторы в биологии, медицине, сельском хозяйстве и экологии" (Саров, 2004), UNESCO/WHO/IUPAB Seminar on "Molecular and Cellular Mechanisms of Biological Effects of EMF" and NATO Advanced Research Workshop on "The Mechanisms of the Biological Effect of Extra High Power Pulses" (Yerevan, Armenia, 2005, 2006), Joint Meeting of the Bioelectromagnetics Society and the European BioElectromagnetics Association (Dublin, Ireland, 2005), а также в материалах II и III Съездов биофизиков России (Москва, 1999; Воронеж, 2004), 4th ЕВЕА Congress (Zagreb, Croatia, 1998), 20-23th and 25th Annual Meetings of BEMS (St. Pete Beach, Florida, USA, 1998; Long Beach, California, USA, 1999; Munich, Germany, 2000; St.Paul, Minnesota, USA, 2001; Maui, Hawaii, 2003), International Symposium "Electromagnetic Aspects of Selforganization in Biology" (Prague, Czech Republic, 2000), Междисциплинарной конференции с международным участием "Новые биокибернетические и телемедицинские технологии 21 века для диагностики и лечения заболеваний человека" ("НБИТТ-21") (Петрозаводск, 2002), III Международного симпозиума "Механизмы действия сверхмалых доз" (Москва, 2002), XIX Съезда Физиологического общества им. И.П.Павлова (Екатеринбург, 2004), VIII Международного конгресса по адаптивной медицине (Москва, 2006) и других конференций. Работа апробирована на совместном научном семинаре секций Ученого совета ИТЭБ РАН "Молекулярная биофизика" и "Окружающая среда" (17 мая 2006 г.).
Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Гапеев, Андрей Брониславович
ВЫВОДЫ
1. Сформулированы основные рекомендации по дозиметрическому обеспечению электромагнитобиологических экспериментов in vitro и in vivo в диапазоне КВЧ. Продемонстрировано, что стандартные рупорные и диэлектрические излучатели ЭМИ КВЧ малопригодны для облучения биологических объектов в ближней зоне излучения. Разработан специальный желобковый излучатель ЭМИ КВЧ, обеспечивающий однородное распределение ЭМП и широкополосное согласование с объектом как в ближней, так и в дальней зонах антенны, что делает его пригодным для биомедицинских исследований. Впервые показано, что в условиях хорошего согласования излучателя и объекта ответы биологической системы на воздействие ЭМИ КВЧ в ближней и дальней зонах излучателя могут существенно различаться.
2. На клеточном уровне впервые показано, что ответ клеток иммунной системы -нейтрофилов мыши - на действие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ имеет резонансноподобный характер зависимости от несущей и модулирующей частот излучения. Впервые обнаружена зависимость эффектов ЭМИ КВЧ от индукции постоянного магнитного поля, сравнимого по величине с геомагнитным полем Земли. На основе полученных экспериментальных результатов и теоретического анализа механизмов действия модулированного ЭМИ КВЧ с использованием нелинейной модели кальцийзависимых процессов внутриклеточной сигнализации впервые находят объяснение зависимость биологического эффекта от функционального состояния объекта, наличие амплитудно-частотных "окон" в ответе системы на воздействие, пороговый характер эффекта и роль шумового воздействия, как управляющего сигнала. Показана важность формы действующего на систему электромагнитного сигнала для качественных и количественных характеристик эффекта. Полученные результаты демонстрируют принципиальную возможность управления функциями клеток различного типа путем воздействия модулированным ЭМИ со специальным образом подобранными параметрами.
3. Установлено, что выраженное иммунотропное действие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ проявляется в модификации реакций клеточного и неспецифического иммунитета. Впервые обнаружено, что облучение животных низкоинтенсивным ЭМИ КВЧ приводит к изменению организации хроматина клеток лимфоидных органов, снижает интенсивность клеточного иммунного ответа в реакции гиперчувствительности замедленного типа, уменьшает фагоцитарную активность нейтрофилов периферической крови и не влияет на гуморальный иммунный ответ на тимусзависимый антиген. Показано, что локальное воздействие низкоинтенсивным ЭМИ КВЧ вызывает дегрануляцию тучных клеток кожи, что является важным усилительным механизмом в реализации действия ЭМИ КВЧ на уровне организма с участием нервной, эндокринной и иммунной систем.
4. Показано, что низкоинтенсивное ЭМИ КВЧ оказывает выраженное противовоспалительное действие, которое проявляется в снижении экссудации и гипертермии очага воспаления. Обнаружено, что кинетика и величина противовоспалительного эффекта ЭМИ КВЧ подобны таковым при действии однократной терапевтической дозы нестероидного противовоспалительного препарата диклофенака натрия. Результаты сравнительного фармакологического анализа демонстрируют, что в реализации противовоспалительного действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ задействованы метаболиты арахидоновой кислоты и гистамин. Показано, что клеточные механизмы противовоспалительного действия ЭМИ КВЧ связаны с изменением функциональной активности фагоцитирующих клеток очага воспаления. Купирование воспалительных процессов при действии ЭМИ КВЧ лежит в основе эффективного использования КВЧ-терапии при лечении заболеваний, в патогенезе которых отмечаются выраженные воспалительные процессы.
5. Сформулирована "гистаминовая модель" биологического действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ, согласно которой происходит дегрануляция тучных клеток облучаемого участка кожи и выход гистамина в кровяное русло, где он снижает функциональную активность фагоцитов и Т-лимфоцитов, вызывая противовоспалительный эффект. Полученные результаты и анализ литературных данных свидетельствуют о том, что основные механизмы эффектов излучения могут быть связаны с активацией свободнорадикальных процессов, приводящих к изменению иммунного статуса организма и соотношения регуляторных пептидов, что в итоге ведет к системной реакции организма на воздействие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ.
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Richard J. Fox Foundation (USA), Российского фонда фундаментальных исследований (проекты №№ 96-04-49515, 99-04-48169, 01-04-06280-мас, 03-04-49210) и EOARD/ISTC (проект №017011/№2350).
ГЛАВА 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В соответствии с поставленной в работе целью исследования физико-химических механизмов биологического действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на клеточном и организменном уровнях нами выполнены дозиметрические исследования по обеспечению электромагнитобиологических экспериментов in vitro и in vivo; проведен выбор оптимальной излучающей системы, свободной от недостатков, присущих стандартным рупорным и диэлектрическим антеннам; с использованием различных моделей активации нейтрофила исследовано действие низкоинтенсивного непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ на продукцию АФК нейтрофилами, облученными в ближней и дальней зонах специального желобкового излучателя; на основе полученных экспериментальных данных разработана и исследована модель мембраносвязанных систем кальциевой сигнализации в нейтрофилах при действии модулирующих сигналов различной формы и аддитивного шума; проведены исследования влияния низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на различные звенья иммунной системы лабораторных животных; выяснены основные механизмы реализации эффектов низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на уровне целого организма животных в норме и на фоне искусственно вызванного воспалительного процесса.
Для исследования частотнозависимых эффектов ЭМИ КВЧ in vitro, мы отказались от стандартно применяемых для облучения биологических объектов рупорных и диэлектрических антенн. Это связано с установленным фактом, что в ближней зоне этих стандартных антенн неоднородность распределения УПМ в плоскости облучаемого объекта оказывается неприемлемо большой. В результате возникновения в плоскости объекта сложной интерференционной картины распределения ЭМП, как показано, например, в работе [Khizhnyak & Ziskin, 1994], сложно определить характер наблюдаемого эффекта (тепловой или нетепловой), т.к. зависящие от частоты излучения локальные пятна перегрева или температурные градиенты способны оказывать существенное влияние на исследуемый биологический объект, приводя к изменению его функционального состояния. Сравнительное тестирование трех типов антенн: специально разработанного нами желобкового излучателя, рупорной и диэлектрической антенн - показало, что в отличие от рупорной и диэлектрической антенн желобковый излучатель обеспечивает однородное распределение УПМ в плоскости облучаемого объекта без локальных пятен перегрева, что позволяет использовать этот излучатель для исследования биологического действия ЭМИ КВЧ в ближней и дальней зонах излучения [Гапеев и Чемерис, 1999ь].
С помощью известных методов дозиметрии ЭМИ КВЧ (термографический метод, картирование распределения УПМ в облучаемом объекте и метод измерения коэффициента стоячей волны в тракте при различных нагрузках) мы подобрали геометрические параметры взаимного расположения объекта и излучателя с целью обеспечения оптимального согласования излучения с облучаемым объектом. Знание распределения уровней УПМ в плоскости объекта необходимо для корректного проведения облучения и сравнения характеристик обнаруженных эффектов ЭМИ КВЧ при различных параметрах излучения [Чемерис и Гапеев, 2003].
Исходя из теоретических представлений, а также из результатов некоторых модельных расчетов [Iskander et al., 1980; Lachtakia et al., 1981], структура ЭМП в ближней и дальней зонах излучателей различны. Основные различия очевидны: в ближней зоне антенны фронт волны не сформирован; векторы Е и Н электромагнитного поля могут иметь как поперечные, так и продольные составляющие; кроме бегущей возникает стоячая волна; доля реактивной энергии ЭМП резко возрастает по мере приближения к антенне. Корректная дозиметрия ЭМИ КВЧ, выполненная в ближней и дальней зонах желобкового излучателя, позволила нам сравнить эффекты непрерывного ЭМИ КВЧ в ближней и дальней зонах на активацию респираторного взрыва нейтрофилов опсонизированным зимозаном при аналогичных параметрах излучения [Гапеев и др., 1996; Аловская и др., 1997; Gapeyev et al., 1997]. Квазирезонансная зависимость ингибирования продукции АФК нейтрофилами от частоты излучения, обнаруженная в ближней зоне, в дальней зоне отсутствовала. В ближней зоне излучателя обнаружено максимальное ингибирование продукции АФК клетками, составляющее 25% при частоте излучения 41.95 ГГц. В дальней зоне излучателя величина эффекта практически не зависела от частоты и в среднем составляла 12%. Величина эффекта имела S-образную зависимость от ППМ в ближней и дальней зонах излучения, причем половина величины эффекта в обеих зонах достигалась при ППМ около 1 мкВт/см2. Поскольку условия эксперимента при облучении интактных нейтрофилов в ближней и дальней зонах были аналогичны, мы полагаем, что различия в частотных характеристиках эффектов обусловлены принципиальными различиями в структуре ЭМП в ближней и дальней зонах антенны. Неоднородная структура ЭМП и стоячие волны ближней зоны могут оказывать на объект дополнительное возмущающее действие, выводящее систему из состояния равновесия. В таких условиях резонансный отклик высокочувствительных к определенным несущим частотам биохимических систем может проявляться более ярко.
Анализ особенностей действия ЭМИ КВЧ на многокомпонентную реакцию активации нейтрофилов опсонизированным зимозаном, включающую в себя взаимодействие лиганда с рецептором, активацию внутриклеточных сигнальных систем и КАБРН-оксидазы, довольно сложен. Поэтому дальнейшие исследования действия излучения на нейтрофилы были проведены на упрощенной модели. Известно, что активация рецептора вызывает в первую очередь мобилизацию внутриклеточного кальция и затем быструю активацию ПКС, которая осуществляет фосфорилирование белков МАБРН-оксидазного комплекса [ТЬе1еп е1 а1., 1993]. Показано, что при одновременной активации ПКС и кальциевой мобилизации специфическими внутриклеточными мессенджерами, ДАГ и Ин-1,4,5-Фз, наблюдается усиленный физиологический ответ нейтрофила в выбросе лизосомальных ферментов и супероксида, в активации ^БРН-оксидазы [Ва(1\уеу & Кагжтку, 1986; МэЫгика, 1992]. Исследования действия ЭМИ КВЧ на активность нейтрофилов были выполнены на модели синергического действия кальциевого ионофора А23187 и форболового эфира ФМА в активации респираторного взрыва клеток. Коэффициент синергизма является отражением л . активности Са - и ПКС-зависимых процессов, ведущих к активации респираторного взрыва. Известно, что в нейтрофилах основным рецептором для ФМА является ПКС. ФМА, подобно ДАГ, вызывает транслокацию растворимой цитоплазматической ПКС в мембранную фракцию. При интенсивной деградации фосфолипидов требуются более низкие концентрации кальция для активации фермента [МэЫгика, 1992]. Мы показали, что достоверные различия коэффициентов синергизма облученных непрерывным ЭМИ КВЧ (41.95 ГГц) и необлученных клеток обнаруживаются при высоких концентрациях А23187, на
Л I фоне которых в клетке создается повышенная [Са ]„ поддерживаемая в течение времени облучения [Гапеев и др., 1997; Сафронова и др., 1997; Аловская и др., 1998; Оареуеу а1., 1998а]. В этих условиях ионофор обеспечивает мобилизацию Са2+ из внутриклеточных депо на ранних временах и ионофорный перенос в течение всего времени действия. Полученные изменения коэффициента синергизма при действии ЭМИ КВЧ могут быть следствием
Л I изменения скорости деградации фосфолипидов, [Са ], или сродства белков, включая ПКС, для Са2+. В любом случае, эффект излучения на продукцию АФК нейтрофилами, как показано, определяется увеличением [Са2+]| и активацией ПКС.
Тезис о том, что непрерывное ЭМИ КВЧ более эффективно воздействует на биологическую систему, выведенную из состояния равновесия, рассматривался нами в работах [Гапеев и др., 1997, 1998; Аловская и др., 1998; Оареуеу е! а1., 1998а]. Мы исследовали действие непрерывного низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ (100 мкВт/см2, 20 мин) на хемилюминесцентные ответы интактных и активированных (предварительно обработанных кальциевым ионофором А23187) перитонеальных нейтрофилов мыши. При облучении интактных нейтрофилов и последующей их активации форболовым эфиром ФМА или кальциевым ионофором А23187 хемилюминесцентные ответы облученных клеток не отличались от ответов необлученных нейтрофилов. При действии ЭМИ КВЧ на синергическую реакцию кальциевого ионофора А23187 и форболового эфира ФМА в нейтрофилах мы обнаружили ингибирование респираторного взрыва. В узком диапазоне частот ЭМИ КВЧ (41.75-42.15 ГГц) наблюдалась высокая селективность систем связанных биохимических реакций, участвующих в активации респираторного взрыва, к несущей частоте излучения. Максимальное ингибирование синергической реакции на 25-30% под действием непрерывного излучения с частотой 41.95 ГГц наблюдалось при высоких концентрациях ионофора, начиная с 5 мкМ. Ингибирование синергической реакции при фиксированной несущей частоте излучения 41.95 ГГц имело S-образную зависимость от ППМ, причем половина величины эффекта достигалась при ППМ около 1 мкВт/см2.
Идентификация сенсора крайне высоких частот в биологических системах представляется довольно сложной. Мы полагаем, что системы связанных биохимических реакций должны быть высокочувствительны к действию низкоинтенсивного модулированного ЭМИ КВЧ. Если учесть, что в клетке протекают квазипериодические процессы, характерные частоты которых лежат в крайне низкочастотной области (0-100 Гц) [Jackson, 1985], то, используя модулированное ЭМИ КВЧ, можно попытаться целенаправленно воздействовать на системы колебательных реакций, характеристические частоты которых близки к частоте модуляции.
Исследование действия модулированного ЭМИ КВЧ на функциональные реакции клеток иммунной системы представляет практический интерес с точки зрения возможности управления их функционированием. Синергическая реакция кальциевого ионофора А23187 и форболового эфира в активации перитонеальных нейтрофилов мыши является удобной модельной системой, поскольку в нее включены основные системы реакций, участвующих в активации респираторного взрыва; более того, этот путь трансдукции внутриклеточных сигналов в нейтрофилах чувствителен к воздействию непрерывного ЭМИ КВЧ. При действии непрерывного ЭМИ КВЧ низкой интенсивности (ППМ 50 мкВт/см2) на нейтрофилы было обнаружено квазирезонансное ингибирование синергической реакции кальциевого ионофора А23187 и форболового эфира ФМА в активации респираторного взрыва клеток [Сафронова и др., 1997]. Система связанных биохимических реакций, участвующих в генерации АФК нейтрофилами, включает процессы активации ПКС, фосфорилирование белков, в том числе NADPH-оксидазы, конформационные изменения ферментов, изменения их свойств связывания и внутриклеточного распределения, а также ряд других процессов. Из анализа полученных нами данных следует, что мишенью действия модулированного ЭМИ КВЧ может быть система или системный комплекс, высокоселективный к несущей частоте излучения 41.95 ГГц и частоте модуляции 1 Гц [Гапеев и др., 1997; Gapeyev et al., 1998а]. Как показано, действие ЭМИ с этими частотами оказывается для системы критическим: при несущей частоте 41.95 ГГц и частоте модуляции 1 Гц эффект меняет направление, т.е. если действие непрерывного ЭМИ КВЧ с частотой
41.95 ГГц вызывало ингибирование синергической реакции приблизительно на 25%, то при действии модулированного ЭМИ КВЧ с указанными частотами наблюдается активация около 10%. Если зафиксировать другую несущую частоту 41.85 ГГц, то облучение нейтрофилов модулированным ЭМИ КВЧ с частотой 1 Гц вызывает ингибирование синергической реакции, а при частоте модуляции 16 Гц наблюдается активация синергической реакции. Таким образом, в зависимости от определенной комбинации несущей и модулирующей частот ЭМИ КВЧ можно ингибировать либо активировать синергическую реакцию А23187 и ФМА в нейтрофилах, что указывает на высокую селективность и чувствительность систем связанных биохимических реакций, участвующих в активации респираторного взрыва, к несущим и модулирующим частотам излучения.
Совокупность полученных нами экспериментальных данных по действию модулированного ЭМИ КВЧ на перитонеальные нейтрофилы доказывают возможность дистантного управления функциями клеток иммунной системы (нейтрофилов) с помощью низкоинтенсивного модулированного излучения [Гапеев и др., 1997; Gapeyev et al., 1998a; Якушина и др., 2000]. Управление осуществляется на уровне систем биохимических реакций, включенных в процесс генерации АФК нейтрофилами при респираторном взрыве. Характер действия излучения на нейтрофилы сильно зависит от несущей и модулирующей частот, что говорит о возможности влияния определенной комбинации этих частот на определенные звенья трансдукции внутриклеточного сигнала при активации нейтрофилов. Доказательством служит различное направление и величина эффекта при определенных комбинациях несущих и модулирующих частот.
В реальных условиях биологические системы оказываются под воздействием разнообразных ЭМП естественной и антропогенной природы. При сочетанном действии названных факторов изменения в функционировании биологических объектов могут быть непредсказуемы. Анализ устойчивости и воспроизводимости эффектов ЭМИ КВЧ на биосистемы различного уровня организации позволил нам выдвинуть гипотезу о возможной зависимости эффектов излучения от индукции постоянного магнитного поля, сравнимого по величине с геомагнитным полем Земли [Гапеев и Чемерис, 2000a]. Это предположение косвенно подтверждается сильной зависимостью эффектов переменного магнитного поля от величины постоянного магнитного поля [Lednev, 1991; Yost & Liburdy, 1992; Леднев, 1996]. В ряде работ показано, что ЭМИ КВЧ и переменное магнитное поле эффективно влияют на кальцийзависимые процессы [Walleczek, 1992; Yost & Liburdy, 1992; Гапеев и др., 1993, 1994; Karabakhtsian et al., 1994; Markov & Pilla, 1997; Сафронова и др., 1997; Lagy-Hulbert et al., 1998; Chiabrera et al., 2000]. Это может означать, что молекулярно-клеточные мишени для ЭМИ КВЧ и переменного магнитного поля могут быть сходными, и наводит на мысль о необходимости поиска общих моментов в механизмах действия электромагнитного и переменного магнитного полей, кардинально (~109) различающихся по частоте.
При исследовании модифицирующего влияния ПМП на частотнозависимые эффекты низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ мы обнаружили, что двукратное увеличение магнитной индукции ПМП, в условиях которого проводили облучение нейтрофилов, вызывало смену направления эффекта (с ингибирования продукции АФК на активацию во всем исследуемом диапазоне частот) и смещение наиболее эффективной (резонансной) частоты на 50 МГц (с 41.95 ГГц на 42.0 ГГц) [Gapeyev et al., 1998b; Гапеев и др., 1999a'b; Якушина и др., 2000]. Полученные результаты показывают, что изменение индукции ПМП по сравнению с фоновой способно изменять метаболический статус нейтрофилов таким образом, что меняется направление эффекта ЭМИ КВЧ на противоположное и происходит сдвиг резонансной частоты. ЭМИ КВЧ оказывалось неэффективным при облучении нейтрофилов в условиях компенсированного ("нулевого") магнитного поля. Мы полагаем, что ПМП, модифицируя активность ряда ключевых
Са -зависимых ферментов, может смещать равновесие внутриклеточных сигнальных систем в ту или иную сторону, что на уровне функциональной активности может отразиться в изменении продукции АФК нейтрофилами при респираторном взрыве.
Таким образом, при исследовании биологических эффектов ЭМИ КВЧ на клеточном уровне мы впервые показали, что ответ клеток иммунной системы - нейтрофилов мыши - на л действие низкоинтенсивного
1-150 мкВт/см) ЭМИ КВЧ имеет резонансноподобный характер зависимости как от несущей, так и от модулирующей частот излучения. В зависимости от комбинации несущей и модулирующей частот можно изменять величину и направление эффекта ЭМИ КВЧ на функциональную активность клеток иммунной системы in vitro. Этот результат является принципиальным с точки зрения возможности управления активностью клеток путем воздействия модулированным ЭМИ КВЧ со специальным образом подобранными параметрами. Задачей дальнейших исследований в этом направлении должно стать выявление отдельных ферментов или ферментативных реакций, чувствительных к определенным несущим и модулирующим частотам ЭМИ. Нами впервые получены данные, указывающие на сильную зависимость эффектов ЭМИ КВЧ от индукции постоянного магнитного поля, сравнимого по величине с геомагнитным полем Земли. Исключительную важность этого феномена при исследовании механизмов биологического действия ЭМИ КВЧ и при проведении КВЧ-терапии в клинических условиях еще предстоит оценить по достоинству.
На основе литературных данных о функционировании кальцийзависимых мембраносвязанных систем внутриклеточной сигнализации в нейтрофилах, известных моделей кальциевых колебаний в различных типах клеток и полученных нами результатов о влиянии модулированного ЭМИ КВЧ на функции нейтрофилов мы разработали математическую модель с целью теоретического анализа частотнозависимых изменений [Ca2+]j в нейтрофилах при действии модулированного ЭМИ КВЧ. Параметры модели удалось подобрать таким образом, что они не противоречат функциональным особенностям нейтрофилов, а результаты моделирования хорошо согласуются с полученными ранее экспериментальными данными: 1) наличие эффекта модулированного ЭМИ КВЧ на синергическую реакцию кальциевого ионофора А23187 и форболового эфира в нейтрофилах только при высоких концентрациях кальциевого ионофора [Гапеев и др., 1997; Сафронова и др., 1997]; 2) пороговая зависимость эффекта от ППМ излучения [Гапеев и др., 1997; Gapeyev е1 а!., 1998а]; 3) резонансно-подобное изменение активности нейтрофилов при частоте модуляции 1 Гц [Гапеев и др., 1997; Оареуеу е1 а!., 1998а]. Модель удовлетворяет условиям минимизации количества параметров, что существенно упрощает анализ результатов численных экспериментов и позволяет делать выводы общего характера. В качестве мишени действия гармонического сигнала и аддитивного шума в модели были выбраны кальциевые каналы плазматической мембраны [Оареуеу е1 а1., 1999; КосЬ^коу й а1., 1999].
Модельный анализ показал, что при высоких интенсивностях химического стимула
Л I увеличение уровня [Са ]; при действии модулирующего сигнала имеет как частотную зависимость, так и фазовую по отношению к моменту химической стимуляции. Зависимость эффекта от последовательности подачи химического стимула и электромагнитного сигнала является одним из важных результатов теоретического анализа действия модулирующего сигнала на кальциевый гомеостаз клетки. Фазово-частотная зависимость эффекта наблюдается только в том случае, если химическая стимуляция происходит на фоне действующего электромагнитного сигнала. При этом увеличение уровня [Са2+]1 достигает более 50% от исходной величины и наблюдается при интенсивностях, превышающих некоторый порог, в полосе частот 0.7-1.3 Гц и в области фаз 0.3-2.5 рад [Оареуеу & СЬешепв, 1999, 2000]. Введение в систему аддитивного шума приводит к качественному и количественному изменению фазово-частотных характеристик ответа клетки на модулирующий сигнал. Мы показали, что при определенных интенсивностях шума ширина и положение амплитудно-частотных "окон" проявления эффекта может меняться по механизму стохастического резонанса [Оареуеу & СИетеш, 1999, 2000]. В этой связи важным является вывод о том, что нелинейная система может эффективно реагировать на частоты действующего сигнала, не только близкие к собственным или характеристическим частотам процессов внутриклеточной сигнализации, но и на более высокие частоты. Стоит отметить, что эффект стохастического резонанса как фундаментальное физическое явление может быть с успехом использован в биомедицинских исследованиях для объяснения механизмов высокой чувствительности биологических систем к слабым внешним ЭМП различных частотных диапазонов [Бецкий и др., 2002]. Принципиальным, на наш взгляд, является тот факт, что введение в систему шума приводит к появлению множества локальных максимумов на зависимости среднего уровня [Са2+]] от частоты модулирующего гармонического сигнала. Причем если без шума фактор добротности локальных максимумов не превышает 10, то введение в систему шума может повысить (^-фактор до 200 и более. В этой связи обсуждение молекулярно-клеточных механизмов рецепции слабых ЭМП с точки зрения резонансных механизмов становится несколько условным, поскольку появляется неявная зависимость ширины максимумов от наличия и характеристик шумового воздействия.
Частотнозависимое увеличение [Са2+]1 в нейтрофилах при действии модулирующего сигнала естественным образом может приводить к частотным зависимостям изменений функциональной активности на уровне целой клетки. Превышение [Са2+]1 над некоторым уровнем может модифицировать активность Са2+ -зависимых ферментов, находящихся в цитозоле клетки, и, следовательно, изменять их способность осуществлять, например, фосфорилирование мембранных белков. Как результат, мы регистрируем частотнозависимое изменение продукции АФК нейтрофилами при действии модулированного ЭМИ КВЧ [Гапеев и др., 1997; Gapeyev et al., 1998а; Якушина и др., 2000]. Причем направление и величина эффекта могут зависеть не только от частоты модулирующего сигнала, но и от ряда других параметров, например, несущей частоты излучения, либо факторов, влияние которых может быть аналогично действию шума, например, индукции постоянного магнитного поля [Гапеев и др., 1999ь; Якушина и др., 2000]. Результатом чего может быть изменение направления эффекта, его величины и сдвиг эффективной частоты модулирующего сигнала.
Анализ динамики нелинейной системы с позиций теории устойчивости показал, что в результате последовательных бифуркаций при увеличении интенсивности химического стимула происходит переход системы от регулярного движения к хаотическому, а затем к вынужденным колебаниям, индуцированным внешним гармоническим сигналом. Область хаоса в пространстве параметров модели оказывается достаточно узкой, но соседствует с границей перехода системы от состояния, слабо чувствительного к внешнему воздействию ЭМП, в состояние, в котором обнаруживается существенный эффект модулирующего сигнала, проявляющийся в значительном увеличении [Ca ]j. Литературные данные показывают, что обнаруженная особенность заслуживает особого внимания, поскольку свойственна целому классу нелинейных систем, в том числе описывающих колебания [Са2+], [Bindschadler & Sneyd, 2001; Haberichter et al., 2001].
Анализ свойств нелинейных моделей, построенных на основе экспериментальных данных о процессах внутриклеточной сигнализации, является эффективным инструментом в исследовании механизмов действия внешних стимулов различной природы, в том числе слабых ЭМП. Результаты численных экспериментов способны объяснить ряд принципиальных, экспериментально установленных особенностей действия ЭМП на живые системы. Например, в работе [Eichwald & Kaiser, 1993] объясняется возможный механизм задержки начала кальциевых осцилляций при действии модулирующего сигнала в модели Ин-1,4,5-Фз-вызванных кальциевых колебаний, однако рассмотрение частотных особенностей воздействия в этой работе отсутствует. Полученные нами результаты на математической модели кальцийзависимых мембраносвязанных систем внутриклеточной сигнализации при действии модулирующих сигналов, впервые с единых позиций объясняют зависимость биологического эффекта от функционального состояния объекта, наличие амплитудно-частотных "окон" в ответе системы на воздействие, пороговый характер эффекта и роль шумового воздействия, как управляющего сигнала. Анализ реакции нелинейной системы на модулирующие сигналы различной формы показал, что наличие выраженных амплитудно-частотных "окон" в ответе системы на внешнее воздействие зависит от времени, в течение которого амплитуда действующего сигнала превышает величину порога, который определяется свойствами самой системы [Гапеев и др., 2001а; Gapeyev et al., 2001]. Наличие в сигнале отрицательных значений, т.е. вариации скорости некоторого процесса около собственного значения, играет существенную роль для характера наблюдаемого эффекта. Таким образом, мы показали, что отклик нелинейной системы на внешнее воздействие сильно зависит от формы сигнала, которая определяется не только спектральным составом, но и начальной фазой каждой спектральной составляющей. Для обеспечения режима оптимального воздействия скорости нарастания и спада амплитуды модулирующего сигнала должны быть синхронизированы с динамическими процессами в облучаемом биологическом объекте [Гапеев и др., 2000а, 2001а, Оареуеу е1 а1., 2001].
Результаты проведенного нами модельного анализа реакции сигнальных систем клетки на экзогенные сигналы различной формы подтверждают принципиальную возможность управления функциями клеток различного типа путем действия внешним модулированным ЭМП. В связи с этим выводом стоит отметить, что определение взаимосвязей между параметрами действующего сигнала и откликом биологической системы остается актуальной задачей для экспериментальных и теоретических исследований. Несомненно, что определение закономерностей реакции биологического объекта на внешнее воздействие со строго заданными параметрами будет полезно для понимания механизмов биологического действия модулированных ЭМП, может служить основой для разработки научно обоснованных рекомендаций для гигиенического нормирования модулированных ЭМП, их применения в медицинской практике и решения проблем электромагнитной безопасности.
Для обеспечения экспериментов по изучению механизмов действия ЭМИ КВЧ на уровне целого организма лабораторных животных мы исследовали поглощение энергии излучения в коже животных с использованием экспериментальных и теоретических методов дозиметрии. Величину УПМ в коже определяли на основе микротермометрических измерений начальной скорости роста температуры при облучении и микрокалориметрических измерений удельной теплоемкости кожи крысы. Теоретический расчет УПМ в коже выполнен с учетом диэлектрических параметров кожи крысы, определенных по коэффициенту стоячей волны при отражении электромагнитных волн от поверхности кожи, и эффективной площади стационарного перегрева, измеренной методом инфракрасной термографии. Программно реализован алгоритм метода расчета отраженной, поглощенной и прошедшей энергии электромагнитных волн в модели плоских слоев и использован для расчета УПМ в коже с учетом комплексной диэлектрической проницаемости кожи крысы. Мы показали, что величины УПМ, полученные в результате экспериментальных измерений, теоретических расчетов и численного анализа находятся в хорошем взаимном соответствии [Гапеев и др., 2002ь]. Полученные результаты могут быть использованы для дозиметрического обеспечения медико-биологических экспериментов по исследованию физико-химических механизмов биологического действия ЭМИ КВЧ [Чемерис и Гапеев, 2003].
При исследовании действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на показатели иммунной системы лабораторных животных мы обнаружили закономерности эффектов излучения на различные звенья иммунной системы. Мы показали, что ЭМИ КВЧ не вносит заметных изменений в формирование гуморального иммунного ответа на тимусзависимый антиген
Душников и др., 2000, 2001; Lushnikov et al., 2000], но снижает интенсивность клеточноопосредованного иммунного ответа в реакции ГЗТ [Гапеев и др., 2002a; Душников и др., 2003]. Фагоцитарная активность нейтрофилов, как показатель реактивности неспецифического звена иммунитета, оказалась крайне чувствительной к действию ЭМИ
L L
КВЧ [Гапеев и др., 2000 , 2001 ; Коломыцева и др., 2002]. Продемонстрировано, что облучение животных ЭМИ КВЧ приводит к снижению ФА нейтрофилов периферической крови интактных животных и изменяет функциональное состояние нейтрофилов очага воспаления. Полученные результаты позволяют заключить, что наиболее чувствительными к действию излучения являются реакции фагоцитоза и клеточноопосредованного иммунитета. Важной особенностью действия излучения является то, что модификация функций фагоцитирующих клеток при действии ЭМИ КВЧ не отражается на формировании адаптивного иммунного ответа (продукция антител), т.е. организм сохраняет способность защищать себя от патогенных агентов.
Для выяснения механизмов реализации эффектов ЭМИ КВЧ на иммунную систему животных мы провели сравнительный анализ действия излучения в экспериментах in vivo и in vitro. Оказалось, что при воздействии ЭМИ КВЧ на изолированную цельную кровь ФА нейтрофилов не изменяется [Гапеев и др., 2001ь]. Методом "комета-тест" мы показали, что при облучении животных наблюдается разнонаправленный эффект ЭМИ КВЧ на структуру хроматина галонуклеоида тимоцитов и спленоцитов и отсутствие изменений структуры хроматина лейкоцитов периферической крови [Гапеев и др., 2003a]. При облучении лейкоцитов крови мыши и культуры человеческих лимфоидных клеток Raj i мы обнаружили деконденсацию хроматина [Гапеев и др., 2003а]. Изменение структуры хроматина клеток тимуса и селезенки при облучении животных низкоинтенсивным ЭМИ КВЧ, вероятно, происходит в результате физиологической реакции клеток на воздействие внешнего фактора. Подтверждением этому служит тот факт, что даже при воздействии высокоинтенсивных импульсных ЭМИ с параметрами, используемыми в радиолокационных системах, не возникает прямых повреждений ДНК в различных типах клеток [Chemeris et al., 2004, 2006а'Ь]. Сравнивая результаты, полученные in vivo и in vitro, можно заключить, что восприятие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ организмом носит системный характер и изменения функционального состояния иммуноцитов опосредованы участием других систем организма [Душников и др., 2002]. Мы полагаем, что эффекты ЭМИ КВЧ на уровне отдельных клеток обусловлены изменением в системах внутриклеточной сигнализации, а на уровне всего организма - изменением содержания биологически активных веществ в плазме крови и в микроокружении клеток лимфоидных органов.
Анализ литературных данных и наших собственных результатов показывает, что первичные процессы, приводящие к изменению синтеза/секреции биологически активных веществ при действии ЭМИ КВЧ, разворачиваются на уровне кожи. Среди клеточных структур, присутствующих в коже и потенциально способных влиять на содержание регуляторных веществ в организме, можно выделить нервные окончания и секреторные клетки кожи. Мы продемонстрировали, что дегрануляция тучных клеток кожи может быть важным усилительным механизмом в цепочке событий, ведущих к системному отклику организма на воздействие излучения [Попов и др., 2001].
В восприятии ЭМИ КВЧ на уровне целого организма задействована сложная нейрогуморальная система реагирования. Сигнал о воздействии, поступающий в ЦНС, через гипоталамо-гипофизарный тракт может вызывать изменение функциональной активности желез внутренней секреции, а также через эфферентные нервные волокна напрямую воздействовать на функциональную активность любого органа. В литературном обзоре было уделено достаточно внимания изменениям содержания различных нейромедиаторов в ЦНС, плазме крови и лимфоидных органов, вызванным воздействием ЭМИ КВЧ. Продемонстрированная нами разнонаправленная реакция на ЭМИ КВЧ клеток различных лимфоидных органов облученных животных [Гапеев и др., 2003а], вероятно, обусловлена различной иннервацией лимфоидных органов, а также, в случае изменения содержания регуляторных веществ в плазме крови, различием в репертуаре представленных в этих органах клеточных рецепторов. Таким образом, при участии нейроэндокринной системы происходит трансформация первичной информации о КВЧ-воздействии в факторы нейрогуморальной регуляции, которые и вызывают различную реакцию со стороны различных иммунокомпетентных клеток. С этих позиций можно объяснить данные о разной чувствительности клеточноопосредованного и гуморального звеньев иммунной системы к ЭМИ КВЧ. В целом, полученные нами результаты свидетельствуют о том, что основные механизмы эффектов излучения могут быть связаны с активацией свободнорадикальных процессов [Гудкова и др., 2005], приводящих к изменению иммунного статуса организма и соотношения регуляторных пептидов, что в итоге ведет к системной реакции организма на воздействие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ.
С использованием моделей острых воспалительных процессов нами впервые показано, что ЭМИ КВЧ снижает интенсивность неспецифического воспаления [Гапеев и др., 2003ь; Лушников и др., 2003, 2004]. При оценке терапевтического действия ЭМИ КВЧ установлено, что излучение значительно снижает воспалительную реакцию, возникающую в области нанесения полнослойных кожных ран у мышей [Бессонов и др., 2003]. Поскольку фагоцитирующие клетки играют ведущую роль в развитии воспалительной реакции, совокупность полученных данных позволяет заключить, что одним из путей реализации терапевтических эффектов ЭМИ КВЧ может быть подавление воспалительных процессов на уровне фагоцитирующих клеток. Снижая остроту воспалительной реакции, ЭМИ КВЧ может облегчать течение патологического процесса и тем самым создавать благоприятные условия для нормализации нарушенных функций при патологиях любой этиологии. С этих позиций можно объяснить универсальность КВЧ-терапии, поскольку основой многих патологических процессов является воспаление. КВЧ-терапия эффективно используется при лечении заболеваний, в патогенезе которых отмечаются выраженные воспалительные процессы широкой локализации (язвенные болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, гепатиты, холецистопанкреатиты, артриты, невриты, радикулит, остеохондроз, пиелонефрит, простатит, нейродермиты, раны, ожоги и т.д.) [Девятков и др., 1991; Бецкий и Девятков,
2000]. Подавляя воспалительную реакцию, КВЧ-терапия оказывается неэтиотропной. При этом локализация воспалительного процесса, по-видимому, не имеет существенного значения, поскольку полученные нами данные свидетельствуют о том, что восприятие ЭМИ КВЧ организмом носит системный характер [Душников и др., 2002].
Проведенный нами фармакологический анализ противовоспалительных эффектов ЭМИ КВЧ нетепловой интенсивности показал, что кинетика и величина противовоспалительного эффекта ЭМИ КВЧ подобны таковым при действии однократной терапевтической дозы (3-5 мг/кг) НПВС диклофенака натрия [ЬшИшкоу е! а1., 2005]. На основании полученных данных было сделано предположение о том, что противовоспалительный эффект ЭМИ КВЧ, подобно действию диклофенака натрия, обусловлен снижением синтеза производных арахидоновой кислоты при подавлении активности ЦОГ. Однако обнаруженный нами частичный аддитивный эффект снижения экссудативного отека и гипертермии области воспаления при совместном действии ДН и ЭМИ КВЧ свидетельствует о наличии дополнительных механизмов реализации противовоспалительного действия ЭМИ КВЧ. При исследовании совместного действия антигистаминного препарата КМ и ЭМИ КВЧ мы обнаружили дозозависимую отмену противовоспалительного эффекта ЭМИ КВЧ. На основании собственных и литературных данных мы заключаем, что высвобождение биологически активных веществ, в том числе и гистамина, из гранул тучных клеток кожи под действием низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ является ключевым моментом в реализации биологического действия КВЧ излучения и, в частности, его противовоспалительных эффектов [йареуеу ег а1., 2006; Гапеев и др., 2006].
Таким образом, анализ литературных данных [Пушников и др., 2002] и полученные нами результаты позволяют сформулировать "гистаминовую модель" биологического действия ЭМИ КВЧ [Гапеев и др., 2006]. Согласно этой модели при действии ЭМИ КВЧ происходит дегрануляция тучных клеток облучаемого участка кожи [Попов и др., 2001] и выход гистамина в кровяное русло, где он снижает функциональную активность фагоцитов и Т-лимфоцитов, вызывая противовоспалительный эффект. Вероятно также, что при этом происходит системная перестройка всего организма, затрагивающая функции большинства органов и систем.
Известно, что гистамин наряду со снижением таксиса нейтрофилов и снижением экспрессии молекул клеточной адгезии на моноцитах [ИоЬ е1 а1., 2002], подавляет пролиферативную активность Т-лимфоцитов [Вигу ег а1., 1992], отвечающих за клеточный иммунный ответ. Было обнаружено, что гистамин через Нг-рецепторы значительно модифицировал продукцию ИНФ-у и ИЛ-4 в зависимости от фенотипа Т-хелперов (ТЬО, ТЫ, ТЬ2): подавлял продукцию ТЫ-ассоциированного ИНФ-у, подавлял продукцию ИЛ-4 и снижал продукцию ИНФ-у ТЬО-клетками, но не влиял на ТЬ2-клетки [1^1ег ег а1., 1997]. Показано, что гистамин способен подавлять продукцию ИЛ-12 и, наоборот, стимулировать продукцию ИЛ-10 моноцитами человека [Е1епкоу й а1., 1998; ИоЬ й а1., 2002], тем самым, сдвигая баланс развития иммунного ответа в сторону гуморального пути. Эти данные свидетельствуют об эффективном подавлении гистамином факторов клеточного звена иммунитета - функциональной активности фагоцитирующих клеток и Т-клеток, а также продукции цитокинов, определяющих развитие иммунного ответа по клеточноопосредованному пути. Вышеперечисленные факты хорошо согласуются с нашими данными о том, что облучение животных ЭМИ КВЧ приводит к снижению функциональной активности фагоцитов и интенсивности Т-клеточного иммунного ответа [Гапеев и др., 2001Ь, 2002a; Коломыцева и др., 2002; Лушников и др., 2003, 2004], но не оказывает заметного влияния на показатели гуморального иммунного ответа [Лушников и др., 2001].
В пользу "гистаминовой модели" свидетельствует также тот факт, что ЭМИ КВЧ способно оказывать аналитическое действие [Radzievsky et al., 1999, 2001], поскольку показано, что гистамин через Нг-рецепторы усиливает противоболевые эффекты ряда агентов [Wong, 1993]. Кроме того, известно, что гистамин через Нз-рецепторы на нервной ткани выступает как нейромедиатор [Chotard et al., 2002], с чем может быть связано выраженное влияние ЭМИ КВЧ на нервную систему [Лушников и др., 2002].
На основе "гистаминовой модели" биологического действия ЭМИ КВЧ могут быть объяснены неустойчивость и слабая воспроизводимость ряда эффектов КВЧ излучения, описанных в литературе [Гапеев и Чемерис, 1999а]. Сложность в воспроизведении результатов может быть связана с тем, что тучные клетки у животных различных линий отличаются по количеству гистамина в гранулах и по интенсивности его выброса [Bebo et al., 1996]. Такие генетически обусловленные отличия могут определять различную чувствительность к ЭМИ различных линий животных, а также различных особей внутри одной популяции. Таким образом, "гистаминовая модель" биологического действия ЭМИ КВЧ на физиологическом уровне может оказаться универсальной и сможет объединить ранее разрозненные данные по биологическим эффектам ЭМИ КВЧ. Что касается механизмов, приводящих к дегрануляции тучных клеток кожи при действии ЭМИ КВЧ, то мы полагаем, что эффект излучения связан с влиянием на кальцийзависимую внутриклеточную сигнализацию мастоцитов, чувствительных к изменению [Ca2+]¡ и реагирующих на ее увеличение (даже при неспецифической стимуляции) выбросом гистамина [Гущин, 1998].
Полученные нами результаты могут служить основой для разработки терапевтических рекомендаций по совместному применению ЭМИ КВЧ и лекарственных веществ. В частности, обнаруженный нами частичный аддитивный эффект при совместном действии ДН и ЭМИ КВЧ позволяет считать, что совместное применение ДН и сеансов КВЧ-терапии может обеспечить более выраженный противовоспалительный эффект. С другой стороны, снятие противовоспалительного эффекта ЭМИ КВЧ при совместном действии КМ и ЭМИ КВЧ демонстрирует нежелательность применения антигистаминных препаратов во время прохождения курсов КВЧ-терапии. Стоит отметить, что в отличие от известных НПВС, имеющих целый ряд побочных эффектов и противопоказаний (воспалительно-язвенные заболевания желудочно-кишечного тракта, нарушения функции печени и почек, сердечная недостаточность, бронхиальная астма, аллергические проявления и др.), медицинское применение низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ практически не имеет таковых за исключением индивидуальной гиперчувствительности пациентов к ЭМИ КВЧ.
Наши результаты, таким образом, значительно углубляют фундаментальное понимание механизмов биологического действия ЭМИ КВЧ на уровне организма и могут служить основой для разработки научно обоснованных рекомендаций по использованию ЭМИ КВЧ в медицинской практике. Следует отметить, что обнаруженные нами механизмы действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ не являются единственно возможными, однако, как мы показали, вносят существенный вклад в реализацию биологического действия излучения на уровне целого организма. Приоритетным направлением дальнейших исследований, по нашему мнению, должна стать оценка чувствительности различных физиологических процессов регуляции жизнедеятельности к действию многочастотного сложно-модулированного ЭМИ КВЧ. Оптимизация различных параметров излучения по эффективности их действия на ключевые регуляторные системы и процессы позволит существенно продвинуться в решении проблем электромагнитной безопасности и практического использования КВЧ-терапии.
Библиография Диссертация по биологии, доктора физико-математических наук, Гапеев, Андрей Брониславович, Пущино
1. Абрамов В.В. Взаимодействие иммунной и нервной систем. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1988. - 166 с.
2. Авдонин П.В., Ткачук В.А. Рецепторы и внутриклеточный кальций. М.: Наука, 1994. -285 с.
3. Агафонова Н.К., Крассова Н.Е., Фесенко Е.Е. Быстрые изменения метаболизма фосфоинозитидов в антеннах насекомых при их облучении низкоинтенсивными миллиметровыми волнами. // Биофизика. 1998. - Т. 43, № 2. - С. 353-357.
4. Адаскевич В.Г. Эффективность применения электромагнитного излучения миллиметрового диапазона в комплексном лечении больных атопическим дерматитом. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1994. - №3. - С. 78-81.
5. Адаскевич В.Г. Клиническая эффективность, иммунорегулирующее и нейрогуморальное действие миллиметровой и микроволновой терапии при атопическом дерматите. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1995. - № 6. -С. 30-38.
6. Айзенберг Г.З. Антенны ультракоротких волн. М.: "Связьиздат", 1957. - 699 с.
7. Акоев Т.Н., Авелев В.Д., Семеньков П.Г. Восприятие ЭМИ мм диапазона электрорецепторами скатов. // Сб. докл. Междунар. симп. "Миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине". М.: ИРЭ АН СССР, 1991. - Ч. 2. - С. 442-447.
8. Акоев Г.Н., Авелев В.Д., Семеньков П.Г. Восприятие низкоинтенсивного электромагнитного излучения миллиметрового диапазона электрорецепторами скатов. // Докл. АН. 1992. - Т. 322. - С. 791-794.
9. Акоев И.Г. Некоторые итоги и очередные задачи электромагнитобиологии. Проблемы экспериментальной и практической электромагнитобиологии. // Пущино, ОНТИ НЦБИ, 1983.-C.3-34.
10. Акоев И.Г. История вопроса и биофизическое обоснование предложений по повышению эффективности одного из комплексных методов лечения онкологических больных. // Вестник новых медицинских технологий. 2003. - Т. X, № 3. - С. 110-112.
11. Алейник Д.Я., Заславская М.И., Корнаухов A.B., Полякова А.Г. Некоторые биологические эффекты КВЧ-излучения. // Бюллетень экспер. биол. и медицины. -1999,-№5.-С. 516-518.
12. Алексеев С.И., Большаков М.А., Филиппова Т.М. О механизмах действия ЭМИ дециметрового диапазона на нервную клетку. // Тез. докл. симпозиума "Механизмы биологического действия электромагнитных излучений". Пущино, ОНТИ НЦБИ, 1987.-С. 35-36.
13. Алексеев С.И., Зискин М.С. Миллиметровые волны и нейрональные мембраны: эффекты и механизмы. // Сб. докл. 11 Российск. симп. с междунар. участием "Миллиметровые волны в медицине и биологии". М.: ИРЭ РАН, 1997. - С. 136-139.
14. Алексеев С.И., Зискин М.С., Кочеткова Н.В. Электрофизиологическое исследование влияния миллиметровых волн на нервные клетки. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1997. - № 9-10. - С. 34-38.
15. Аловская A.A., Габдулхакова А.Г., Гапеев А.Б., Дедкова E.H., Сафронова В.Г., Фесенко Е.Е., Чемерис Н.К. Биологический эффект ЭМИ КВЧ определяется функциональным статусом клеток. // Вестник новых медицинских технологий. 1998. - Т. V, № 2. - С. 11-15.
16. Андреев Е.А., Белый М.У., Ситько С.П. Реакция организма человека на электромагнитное излучение миллиметрового диапазона. // Вестник АН СССР. 1985. -№1,-С. 24-32.
17. Андреева А.П., Дмитриева М.Г., Ильина С.А. Влияние СВЧ излучения малой мощности на гемоглобин. // Электронная техника. Серия Электроника СВЧ. 1971. - Вып. 11. - С. 121-123.
18. Андреева Л.А., Коновалов В.Ф. Влияние СВЧ-поля на дофаминзависимое поведение крыс. // Радиобиология. 1990. - Т. 30, вып. 5. - С. 395-399.
19. Анищенко B.C., Нейман А.Б., Мосс Ф., Шиманский-Гайер Л. Стохастический резонанс как индуцированный шумом эффект увеличения степени порядка. // УФН. 1999. - Т. 169(1).-С. 7-47.
20. Арзуманов Ю.Л., Колотыгина Р.Ф., Хоничева Н.М., Тверыцкая И.Н., Абакумова A.A. Исследование стрессопротекторного действия электромагнитных волн КВЧ-диапазона у животных. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1994. - № 3. - С. 5-10.
21. Африканова Л.А., Григорьев Ю.Г. Влияние электромагнитного излучения различных режимов на сердечную деятельность (в эксперименте). // Радиационная биология. Радиоэкология. 1996. - Т. 36, вып. 5. - С. 691-699.
22. Афромеев В.И., Субботина Т.И., Яшин A.A. О возможном корреляционном механизме активации собственных электромагнитных полей клеток организма при внешнем облучении. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. -1997".-№9-10.-С. 28-34.
23. Афромеев В.И., Субботина Т.И., Яшин A.A. Современные медицинские технологии, использующие высокочастотные поля, в аспекте новых концепций клеточных исубклеточных взаимодействий. // Автоматизация и современные технологии. 1998. -№ 4. - С. 24-28.
24. Балакирева JI.3., Голант М.Б., Головатюк A.A. Применение волн миллиметрового диапазона для лечения хронических язв гастродуоденальной зоны. // Электронная промышленность. 1985. - № 1. - С. 9-10.
25. Балчугов В.А., Ефимов Е.И., Корнаухов A.B., Анисимов С.И. КВЧ-профилактика инфекционных заболеваний в организованных коллективах. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1999. - № 1(13). - С.34-37.
26. Банников B.C., Рожков С.Б. Резонансное поглощение миллиметровых волн бактериальными клетками E.coli К12(Х). // Докл. АН СССР. 1980. - Т. 225, № 3. - С. 746-748.
27. Бахвалов Н.С. Численные методы. М.: Наука, 1975. - 632 с.
28. Беляков Е.В. Высокодобротный резонанс в волноводе с сильно поглощающим диэлектриком. // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1987. - Вып. 7(401). -С. 51-53.
29. Бережинский Л.И., Гридина Н.Я., Довбешко Г.И., Лисица М.П., Литвинов Г.С. Визуализация действия миллиметрового излучения на плазму крови. // Биофизика. -1993. Т. 38, вып. 2. - С. 378-384.
30. Бержанская Л.Ю., Белоплотова О.Ю., Бержанский В.Н. Влияние электромагнитного излучения КВЧ-диапазона на биолюминесценцию бактерий. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1993. - № 2. - С. 63-67.
31. Бержанская Л.Ю., Белоплотова О.Ю., Бержанский В.Н. Действие электромагнитного излучения на высшие растения. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. -1993.-№2.-С. 68-70.
32. Бессонов А.Е., Балакирев М.В. Способ миллиметрово-волновой терапии. // Вестник новых медицинских технологий. 1998. - Т. 5, № 2. - С. 105-108.
33. Бессонов А.Е. Калмыкова Е.А., Конягин Б.А. Информационная медицина. М.: ИИС "Парус", 1999. - 592 с.
34. Бессонов А.Е., Гапеев А.Б., Лушников К.В., Медведев Н.И., Садовников В.Б., Чемерис
35. Бецкий О.В., Петров И.Ю., Тяжелов В.В., Хижняк Е.П., Яременко Ю.Г. Распределение электромагнитных полей миллиметрового диапазона в модельных и биологических тканях при облучении в ближней зоне излучателей. // ДАН СССР. 1989. - Т.309, № 1. -С.230-233.
36. Бецкий О.В. MM-волны в медицине и биологии. // Радиотехника и электроника. 1993. -Т. 38,№10.-С. 1760-1782.
37. Бецкий О.В. О механизмах взаимодействия миллиметровых волн низкой интенсивности с биологическими объектами. // Изв. ВУЗов Радиофизика. 1994. - Т. XXXVII, № 1. -С.30-41.
38. Бецкий О.В. Вода и электромагнитные волны. // Биомедицинская радиоэлектроника. -1998.-№2.- С. 3-6.
39. Бецкий О.В., Яременко Ю.Г. Кожа и электромагнитные волны. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1998. - № 1(11). - С. 3-14.
40. Бецкий О.В., Девятков Н.Д., Кислов В.В. Миллиметровые волны низкой интенсивности в медицине и биологии. // Биомедицинская радиоэлектроника. 1998. - № 4. - С. 13-29.
41. Бецкий О.В., Девятков Н.Д. Разработка основ миллиметровой терапии. // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000. - № 8. - С. 53-63.
42. Бецкий О.В., Девятков Н.Д., Лебедева H.H. Лечение электромагнитными полями. Часть
43. Источники и свойства электромагнитных волн. // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000а. - № 7. - С. 3-9.
44. Бецкий О.В., Девятков Н.Д., Лебедева H.H. Лечение электромагнитными полями. Часть2. // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000ь. - № 10. - С. 3-13.
45. Бецкий О.В., Девятков Н.Д., Лебедева H.H. Лечение электромагнитными полями. Часть3. // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000е. - № 12. - С. 11-30.
46. Бецкий О.В., Лебедева H.H. Современные представления о механизмах воздействия низкоинтенсивных миллиметровых волн на биологические объекты. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2001a. - № 3(23). - С. 5-18.
47. Бецкий О.В., Лебедева H.H. История становления КВЧ-терапии и десятилетние итоги работы Медико-технической ассоциации КВЧ. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. -2001ь. -№ 4(24). С. 5-12.
48. Бецкий О.В., Лебедева H.H., Котровская Т.И. Стохастический резонанс и проблема воздействия слабых сигналов на биологические системы. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2002. - № 3(27). - С. 3-11.
49. Бецкий О.В., Лебедева H.H. Электромагнитная биотехнология. // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2002a. - № 10-11. - С. 42-48.
50. Бецкий О.В., Лебедева H.H. Фракталы в биологии и медицине. // БиомедицинскиеLтехнологии и радиоэлектроника. 2002 . - № 10-11. - С. 49-59.
51. Бецкий О.В., Лебедева H.H., Котровская Т.И. Применение низкоинтенсивных миллиметровых волн в медицине (ретроспективный обзор). // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2005. - № 2(38). - С. 23-39.
52. Бойко Е.В., Омельчук С.Л., Дедов Ф.В. Применение электромагнитных излучений миллиметрового диапазона в комплексном лечении больных деформирующим остеоартрозом. //Аппараты "Электроника-КВЧ" в биологии и медицине. М., 1990. - С. 37-39.
53. Большаков М.А., Князева И.Р., Линдт Т.А. Воздействие частотами ЭМП 460 МГц на эмбрионы дрозофил. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. - Т. 41, № 4. - С. 399-402.
54. Большаков М.А., Князева И.Р., Евдокимов Е.В. Эффект воздействия ЭМИ 460 МГц на эмбрионы дрозофил на фоне повышенной температуры. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2002. - Т. 42, № 2. - С. 191-193.
55. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. / Пер. с англ. под ред. Г.П.Мотулевича. М,: Наука, 1970.-855 с.
56. Брилль Г.Е., Апина Щ.П., Белянина С.И., Панина Н.П. Влияние низкоинтенсивного КВЧ-излучения на генетическую активность политенных хромосом Chironomus plumosus. // Физическая медицина. 1993. - Т. 3, № 1-2. - С. 69-71.
57. Брилль Г.Е., Панина Н.П., Невская Е.Ю. Действие электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на политенные хромосомы Chironomus plumosus. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2000. - № 1(17). - С. 3-7.
58. Брискин Б.С., Ефанов О.И., Букатко В.Н. Дифференцированное применение миллиметровых волн на стационарном этапе лечения острого деструктивного панкреатита. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2002a. - № 4. - С. 50-54.
59. Бровкович В.М., Курило Н.Б., Баришпольц B.JI. Воздействие ЭМИ миллиметрового диапазона на Са-насос саркоплазматического ретикулума мышц. // Радиобиология. -1991.-Т. 31.-С. 268-271.
60. Букатко В.Н. Терапия осложненных гастродуоденальных язв. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2002. - № 3. - С. 41-55.
61. Бурачас Г., Масколюнас Р. Торможение потенциала действия нерва при воздействии миллиметровыми волнами. // В сб. статей (см. "Миллиметровые ."). М.: ИРЭ АН СССР, 1989.-С. 168-175.
62. Буренков М.С., Буренкова Л.А., Короткое Ю.С., Пичугин В.Ю., Чунихин С.П., Энговатов В.В. Влияние микроволн 1-4 ГГц на развитие клеща Hyalomma asiaticum (Acariña Ixodidae). // Радиационная биология. Радиоэкология. 1996. - Т. 36, вып. 5. - С. 681-685.
63. Буткус Г.Т., Микалаускас К.К., Паужа A.C. Измерение пространственного распределения электрического поля миллиметрового диапазона в биологических структурах. // В сб. статей (см. "Медико-биологические .).- М.: ИРЭ АН СССР, 1987. С. 230-234.
64. Буткус Г.Т. Измерение электрического поля КВЧ-диапазона. // Радиотехника и электроника. 1990. - Т. 35, № 10. - С. 2128-2133.
65. Бышевский А.III., Терсенов O.A., Биохимия для врача. Екатеринбург: Издательско-полиграфическое предприятие "Уральский рабочий", 1994. - 384 с.
66. Вержбицкая Н.И. Морфофункциональные характеристики и реактивность структурных элементов точек акупунктуры и коррелирующих с ними внутренних органов. -Калинин: ПИК ВИНИТИ, 1988. 105 с.
67. Виленская Р.П., Севастьянова Л.А., Фалеев A.C. Исследование поглощения MM-волн в коже экспериментальных животных. // Электроника СВЧ. -1971. № 7. - С. 97-103.
68. Виленская Р.П., Гельвич Э.А., Голант М.Б., Смолянская А.З. О характере воздействия ММ-излучения на синтез колицина. // Научн. докл. высш. шк. Сер. биол. науки. 1972. -№7.-С. 69-71.
69. Виленская Р.П., Смолянская А.З., Адамченко В.Г. Индукция синтеза колицина с помощью миллиметрового излучения. // Бюлл. эксперим. биологии и медицины. 1972. - № 4. - С. 52-54.
70. Виноградов C.B., Пирогов Ю.А. Расчет распределения напряженности электрического поля в многослойных системах резонансного типа. // Вестник Московского университета, Сер. 3. Физ. Астрономия. 1983. - Т. 24, № 4. - С. 50-52.
71. Виноградов C.B., Екжанов А.Е., Пирогов Ю.А. Рекуррентный метод исследования нестационарных режимов многослойных интерференционных систем. // Вестник Московского университета, Сер. 3. Физ. Астрономия. 1984. - Т. 25, № 3. - С. 62-64.
72. Владимиров Ю.А., Шерстнев М.П. Хемилюминесценция клеток животных. // Итоги науки и техники. Т. 24. - М.:ВИНИТИ, 1989. - 176 с.
73. Галат В.В., Межевикина Л.М., Зубин М.Н., Лепихов К.А., Храмов Р.Н., Чайлахян Л.М. Действие миллиметровых волн на раннее развитие зародышей мышей и морских ежей. // Биофизика. 1999. - Т. 44, вып. 1. - С. 137-140.
74. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К., Фесенко Е.Е., Храмов Р.Н. Двойное резонансное действие модулированных миллиметровых волн на двигательную активность одноклеточных простейших Paramecium caudatum. II Доклады РАН. 1993. - Т. 332, № 4. - С. 515-517.
75. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К., Фесенко Е.Е., Храмов Р.Н. Резонансные эффекты модулированного КВЧ поля низкой интенсивности. Изменение двигательной активности одноклеточных простейших Paramecium caudatum. II Биофизика. 1994. - T. 39, вып. l.-C. 74-82.
76. Гапеев А.Б., Сафронова В.Г., Чемерис Н.К., Фесенко Е.Е. Модификация активности перитонеальных нейтрофилов мыши при воздействии миллиметровых волн в ближней и дальней зонах излучателя. //Биофизика. 1996. - Т. 41, вып. 1. - С. 205-219.
77. Гапеев А.Б., Якушина B.C., Чемерис Н.К., Фесенко Е.Е. Модулированное ЭМИ КВЧ низкой интенсивности активирует или ингибирует респираторный взрыв нейтрофилов в зависимости от частоты модуляции. // Биофизика. 1997. - Т. 42, вып. 5. - С. 1125-1134.
78. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Действие непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ на клетки животных. Обзор. Часть И. Проблемы и методы дозиметрии ЭМИ КВЧ. // Вестник новых медицинских технологий. 1999ь. - Т. VI, № 2. - С. 39-45.
79. Гапеев А.Б., Якушина B.C., Чемерис Н.К., Фесенко Е.Е. Зависимость эффектов ЭМИ КВЧ от величины постоянного магнитного поля. // Доклады РАН. 1999ь. - Т. 369, № 3. - С. 404-407.
80. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Действие непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ на клетки животных. Обзор. Часть III. Биологические эффекты непрерывного ЭМИ КВЧ. // Вестник новых медицинских технологий. 2000a. - Т. VII, № 1. - С. 20-25.
81. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Действие непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ на клетки животных. Обзор. Часть IV. Биологические эффекты модулированных электромагнитных излучений. // Вестник новых медицинских технологий. 2000ь. - Т. VII,№3-4. -С. 61-64.
82. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Модельный подход к анализу действия модулированного электромагнитного излучения на клетки животных. // Биофизика. 2000°. - Т. 45, вып. 2. -С. 299-312.
83. Гапеев А.Б., Соколов П.А., Чемерис Н.К. Модельный анализ особенностей действия модулированных электромагнитных полей на клеточном уровне при различных параметрах модулирующих сигналов. // Биофизика. 2001a. - Т. 46, вып. 4. - С. 661-675.
84. Гапеев А.Б., Соколов П.А., Чемерис Н.К. Исследование поглощения энергии электромагнитного излучения крайне высоких частот в коже крысы с использованием различных дозиметрических методов и подходов. // Биофизика. 2002ь. - Т. 47, вып. 4. -С. 759-768.
85. Гапеев А.Б., Лушников К.В., Шумилина Ю.В., Чемерис Н.К. Фармакологический анализ противовоспалительного действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высоких частот. // Биофизика. 2006 (в печати).
86. Гарибов Р.Э., Островский A.B. Изменяет ли микроволновое излучение динамическое поведение биологических макромолекул? // Успехи соврем, биологии. 1990. - Т. 110, вып. 2(5). - С. 306-320.
87. Глувштейн А.Я. Низкочастотные колебания проводимости в воде и водных растворах хлоридов натрия и калия. // Биофизика. 1996. - Т. 41, вып. 3. - С. 559-563.
88. Голант М.Б., Шашлов В.А. К вопросу о механизме возбуждения колебаний в клеточных мембранах слабыми электромагнитными полями. // В сб. статей (см. "Применение."). -1985.-С. 127-131.
89. Голант М.Б., Брюхова А.К., Реброва Т.Б. Некоторые закономерности действия электромагнитных излучений миллиметрового диапазона на микроорганизмы. // В сб. статей (см. "Применение."). 1985. - С. 157-161.
90. Голант М.Б. Влияние монохроматических электромагнитных излучений миллиметрового диапазона малой мощности на биологические процессы. // Биофизика. 1986.-Т. 31, вып. 1.-С. 139-147.
91. Голант М.Б., Реброва Т.Б. Об аналогии между некоторыми СВЧ системами живых организмов и техническими СВЧ устройствами. // Радиоэлектроника. 1986. - № 10. -С. 10-13.
92. Голант М.Б. Подход к механизмам иммунологии с позиций радиоэлектроники. // В сб. статей (см. "Миллиметровые."). 1989а. - С. 55-71.
93. Голант М.Б. О проблеме резонансного действия когерентных электромагнитных излучений миллиметрового диапазона волн на живые организмы. // Биофизика. 1989ь. -Т. 34, вып. 2.-С. 339-348.
94. Голант М.Б. Резонансное действие когерентных электромагнитных излучений миллиметрового диапазона волн на живые организмы. // Биофизика. 1989е. - Т. 34, вып. 6.-С. 1004-1014.
95. Голант М.Б., Кузнецов А.П., Божанова Т.П. О механизме синхронизации культуры дрожжевых клеток КВЧ-излучением. // Биофизика. 1994. - Т. 39, вып. 3. - С. 490-495.
96. Головачева Т.В., Ушакова В.Ю., Павлюк В.М. Изменение иммунной системы при КВЧ-терапии у больных острым инфарктом миокарда. // Применение КВЧ-излучения низкой интенсивности в биологии и медицине. М.: ИРЭ АН СССР, 1989. - С. 26-29.
97. Григорьев Ю.Г. Роль модуляции в биологическом действии электромагнитных полей. // Радиационная биология. Радиоэкология. 1996. - Т. 36, вып. 5. - С. 659-670.
98. Гриневич В.В., Акмаев И.Г., Волкова О.В. Основы взаимодействия нервной, эндокринной и иммунной систем. СПб.: Symposium, 2004. - 159 с.
99. Грубник Б.П., Ситько С.П., Шалимов A.A. Опыт применения технологии "Ситько-МРТ" для реабилитации онкологических больных III IV стадии. // Физика живого. -1998.-Т. 6, № 1. - С. 97-102.
100. Гусаковская И.Г., Медведева Н.В., Ованесян Н.С., Пирумова С.И., Трухтанов В.А., Хургин Ю.И. Твердофазное растворение ацетилацетоната железа в матрице гидратированного сывороточного альбумина. // Изв. АН СССР. Серия химическая. -1979.-№9.-С. 2155-2156.
101. Гущин И.С., Дерюгин И.Л., Каминка М.Э. Гистаминвысвобождающее действие антигистаминных препаратов на изолированные тучные клетки крыс. // Бюлл. эксперим. биол. 1978а. - № 3. - С. 329-332.
102. Гущин И.С., Каминка М.Э., Дерюгин И.Л. Торможение антигистаминными препаратами нецитотоксического высвобождения гистамина из изолированных тучных клеток крыс. // Бюлл. эксперим. биол. 1978ь. - № 10. - С. 471-474.
103. Гущин И.С. Аллергическое воспаление и его фармакологический контроль. М.: Фармус принт, 1998. - 252 с.
104. Давыдов A.C. Биология и квантовая механика. Киев: "Наукова думка", 1979. - 296 с.
105. Давыдов A.C. Солитоны в биоэнергетике. Киев: "Наукова думка", 1986. - 159 с.
106. Давыдовский И.В. Общая патология человека (2-е издание). М.: Медицина, 1969. - 610 с.
107. Девятков Н.Д., Бецкий О.В., Завизион В.А., Кудряшова В.А., Хургин Ю.И. Поглощение электромагнитного излучения ММ диапазона длин волн и отрицательная гидратация в водных растворах мочевины. // ДАН СССР. 1982. - Т. 264, № 6. - С. 1409-1411.
108. Девятков Н.Д., Голант М.Б. Об информационной сущности нетепловых и некоторых энергетических воздействий электромагнитных колебаний на живой организм. // Письма в ЖТФ. 1982. - Т. 8, вып. 1. - С. 39-41.
109. Девятков Н.Д., Бецкий О.В., Ильина С.А., Путвинский A.B. Влияние миллиметрового излучения низкой интенсивности на ионную проницаемость мембран эритроцитов. // В сб. статей (см. "Эффекты ."). М.: ИРЭ АН СССР, 1983а. - С. 78-96.
110. Девятков Н.Д., Голант М.Б., Тагер A.C. Роль синхронизации в воздействии слабых электромагнитных сигналов миллиметрового диапазона волн на живые организмы. // Биофизика. 1983ь. - Т. 28, вып. 5. - С. 895-896.
111. Девятков Н.Д., Бецкий О.В. Особенности взаимодействия миллиметрового излучения низкой интенсивности с биологическими объектами // В сб. статей (см. "Применение .").- 1985. -С. 6-20.
112. Девятков Н.Д., Бецкий О.В. Обзор работ, выполненных за последние 10-15 лет, по применению ММ излучения малой интенсивности в медицине. // В сб. статей (см. "Медико-биологические ."). -М.: ИРЭ АН СССР, 1987. С. 7-13.
113. Девятков Н.Д., Голант М.Б., Бецкий О.В. Миллиметровые волны и их роль в процессах жизнедеятельности. М.: Радио и связь, 1991. - 168 с.
114. Девятков Н.Д., Голант М.Б., Бецкий О.В. Особенности медико-биологического применения миллиметровых волн. М.: Изд-во ИРЭ РАН, 1994. - 164 с.
115. Дедкова E.H., Аловская A.A., Габдулхакова А.Г., Сафронова В.Г., Зинченко В.П. Усиливающее действие кальциевых ионофоров на вызываемый форболовым эфиром респираторный взрыв в перитонеальных нейтрофилах мыши. // Биохимия. 1999. - Т. 64,№7.-С. 941-948.
116. Денисова Е.В., Анисимов С.И. Использование КВЧ-терапии в лечении и профилактике бронхиальной астмы. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2000. - № 2(18).-С.26-30.
117. Дерягин Б.В., Голованов М.В. Об электромагнитной природе сил отталкивания, формирующих ореолы вокруг клеток. // Коллоидный журнал. 1986. - Т. 28, № 2. - С. 246-250.
118. Дзасохов C.B., Казакова Л.Г., Субботина Т.И., Яшин A.A. Влияние низкоинтенсивного КВЧ-излучения на формирование лейкоцитоза у крыс. // Вестник новых медицинских технологий. 1999. - Т. 6, № 2. - С. 15-18.
119. Диденко Н.П., Зеленцов В.И., Ча В.А. О конформационных изменениях биомолекул при взаимодействии с электромагнитным излучением. // В сб. статей (см. "Эффекты ."). М.: ИРЭ АН СССР, 1983. - С. 63-77.
120. Дикке Г.Б. Влияние электромагнитных волн миллиметрового диапазона на состояние вегетативной нервной системы у женщин после ампутации матки. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1999. - № 1(13). - С. 28-33.
121. Дикке Г.Б. Применение электромагнитных волн миллиметрового диапазона в гинекологической практике (обзор литературы). // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2000. - № 3(19). - С. 43-49.
122. Долгачева Л.П., Семенова Т.П., Абжалелов Б.Б., Акоев И.Г. Влияние электромагнитного излучения на активность моноаминооксидазы А в мозге крыс. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2000. - Т. 40, № 4. - С. 429-432.
123. Донецкая C.B., Зайцева С.Ю., Викторов A.M. и др. Влияние КВЧ-терапии на состояние микробиоценоза кожи у больных вульгарными угрями. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1996. - № 7. - С. 57-59.
124. Дрокина Т.В., Попова Л.Ю. Действие миллиметровых электромагнитных волн на люминесценцию бактерий. // Биофизика. 1998. - Т. 43, вып. 3. - С. 522-525.
125. Дудникова Г.Н., Зайденберг М.А. Морфологическое и биохимическое исследование коллагеногенеза в условиях его стимуляции. // Бюлл. эксперим. биологии и медицины. -1981.-№2.-С. 236-238.
126. Егоров Н.С., Голант М.Б., Ландау Н.С. // Тез. докл. IV Всесоюз. семинара "Изучение механизмов нетеплового воздействия миллиметрового излучения на биологические объекты и биологически активные соединения". ИРЭ АН СССР, 1981. - С. 13.
127. Енин Л.Д., Акоев Г.Н., Потехина И.Л., Олейнер В.Д. Влияние крайневысокочастотного электромагнитного излучения на функцию кожных сенсорных окончаний. // Патол. Физиол. Эксперим. Терапия. 1992. - № 5-6. - С. 23-25.
128. Ершова Т.В., Иванищук П.П., Диндяев C.B. Влияние обработки кожных ран у крыс гидролитическими ферментами на синтетическую активность эпидермоцитов. // Цитология. 1992. - Т. 34, № 8. - С. 70-74.
129. Ефимов A.C., Ситько С.П. Теория саногенеза (механизма лечебного эффекта) микроволновой резонансной терапии. // Лшувальна справа. 1993. - № 9. - С. 111-115.
130. Ефимов Е.А., Букина Т.В., Кобзарь В.Е. О возможности влияния механического фактора на полноту восстановления кожи на спине мышей. // Бюлл. эксперим, биологии и медицины. 1988. - № 11. - С. 624-626.
131. Ефимов Е.А. Факторы, влияющие на полноту регенерации кожи у млекопитающих. // Известия АН. Сер. Биологическая. 1999. - № 4. - С. 488-492.
132. Жуков Б.Н., Лысов H.A., Махлин А.Э. Влияние MM-волн на микроциркуляцию в эксперименте. // Сб. докл. 10 Российск. симп. с междунар. участием "Миллиметровые волны в медицине и биологии". М.: ИРЭ РАН, 1995. - С. 129-130.
133. Завгородний C.B., Хижняк Е.П., Воронков В.Н., Садовников В.Б. Морфологические изменения в нервах кожи, вызванные электромагнитным излучением миллиметрового диапазона. // Биомедицинская радиоэлектроника. 1999. - №1. - С. 31-45.
134. Завизион В.А., Кудряшова В.А., Хургин Ю.И. Эффекты положительной и отрицательной гидратации в водных растворах мочевины и ее алкилпроизводных. // В сб. статей (см. "Миллиметровые."). 1989. - С. 269-275.
135. Завизион В.А., Кудряшова В.А., Хургин Ю.И. Эффект альфа-аминокислот на взаимодействие миллиметровых волн с водой. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1994. - № 3. - С. 46-52.
136. Зайцева И.А., Киричук В.Ф., Шульдяков A.A. Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на систему гемостаза у детей с острыми вирусными гепатитами. // Миллиметровые волны в медицине и биологии. 1995. - № 3. - С. 20-21.
137. Зайцева С.Ю., Донецкая C.B. Применение КВЧ-терапии в клинике кожных болезней под контролем иммунограммы. // Сб. докл. 10 Российск. симп. с междунар. участием "Миллиметровые волны в медицине и биологии". М.: ИРЭ РАН, 1995. - С. 51-52.
138. Заславская М.И., Корнаухов A.B. Влияние КВЧ-излучения миллиметрового диапазона на рецептор-зависимую адгезию нейтрофилов крови человека в норме и при ожоговой болезни. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1999. - № 1(13). - С. 40-41.
139. Захарова Л.А., Петров Р.В. Медиаторы нейроиммунного взаимодействия. // Итоги науки и техн. ВИНИТИ. Сер. Иммунология. 1990. - Т. 25. - С. 6-47.
140. Захарова Н.М., Алексеев С.И., Жадин М.Н. Воздействие СВЧ-излучения на спонтанную импульсную активность переживающих срезов коры мозга. // Биофизика. 1993. - Т. 38, вып. 3. - С. 520-523.
141. Захарова Н.М. Усиление ритмических процессов в срезах коры головного мозга под воздействием импульсно-модулированного микроволнового излучения. // Биофизика. -1995.-Т. 40, вып. 3. С. 639-643.
142. Захарова Н.М., Карпук H.H., Жадин М.Н. Кросскорреляционный анализ взаимосвязи в импульсации нейронов переживающих срезов неокротекса под воздействием микроволнового излучения. // Биофизика. 1996. - Т. 41, вып. 4. - С. 913-915.
143. Земсков B.C., Корпан H.H., Хохлич Я.И., Павленко В.А., Назаренко Л.С., Ковальчук А.И., Стефанишин Я.И. Влияние низко интенсивного электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на заживление ран. // Клиническая хирургия. 1988. - № 1. -С. 31-33.
144. Зубенкова Э.С. Кроветворение и КВЧ-терапия. // Сб. докл. Междунар. симп. "Миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине". М.: ИРЭ АН СССР, 1991.-Т. 2.-С. 345-351.
145. Ивакин В.М., Гульницкая В.В., Симонова Е.Е. Опыт применения КВЧ-терапии в условиях Алмаатинското областного онкологического диспансера. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1997. - № 9-10. - С. 49-50.
146. Ильина С.А., Бакаушина Г.Ф., Гайдук В.И., Храпко A.M., Зиновьева Н.Б. О возможной роли воды в передаче воздействия излучения миллиметрового диапазона на биологические объекты. // Биофизика. 1979. - Т. 24, вып. 3. - С. 513-518.
147. Ильина С.А. Влияние миллиметрового излучения низкой интенсивности на свойства мембран изолированных эритроцитов и гемоглобина крови человека // В сб. статей (см. "Медико-биологические ."). М.: ИРЭ АН СССР, 1987. - С. 149-169.
148. Ильина С.А. Действие электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на проницаемость эритроцитов человека. // Сб. докл. Междунар. симп. "Миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине". М.: ИРЭ АН СССР, 1991. - Ч. 2. - С. 415-419.
149. Иммунологические методы. / Под ред. Г. Фримеля. Пер. с нем. А.П. Тарасова. М.: Медицина, 1987. - 427 с.
150. Иммунология. Т.З / Под ред. У. Пола. М.: Мир, 1987-1989. - 360 с.
151. Иммунопатология и аллергология. Стандарты диагностики и лечения. / Под ред. акад. РАМН P.M. Хаитова. М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. - 96 с.
152. Иммунофизиология. / Под ред. Е.А. Корневой. СПб.: Наука, 1993. - 684 с.
153. Исаева B.C. Влияние КВЧ-облучения на жизнедеятельность микроорганизмов. // Сб. докл. Междунар. симпоз. "Миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине". М.: ИРЭ АН СССР, 1991. - Ч. 2. - С. 478-483.
154. Исмаилов Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений. М.: Энергоатомиздат, 1987. -144 с.
155. Кабисов Р.К. Миллиметровые волны в онкологии: реальность, проблемы, перспективы. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1992. - № 1. - С. 55-61.
156. Казаринов К.Д., Шаров B.C., Путвинский A.B., Бецкий О.В. Влияние непрерывного миллиметрового излучения низкой интенсивности на транспорт ионов Na+ в коже лягушки. // Биофизика. 1984. - Т. 29, вып. 3. - С. 480-482.
157. Казаринов К.Д. Биологические эффекты КВЧ-излучения низкой интенсивности. // Итоги науки и техники. Серия Биофизика. М.: 1990. - Т. 27. - С. 1-104.
158. Казаченко В.Н., Дерюгина О.Н., Кочетков К.В., Фесенко Е.Е. Влияние примесей на снижение в воде О2. под действием миллиметрового излучения. // Биофизика. 1999. -Т. 44, вып. 5. - С. 796-805.
159. Каймачников Н.П., Лисничук Л.Я. Модель кальциевых колебаний в лимфоцитах, основанная на регуляции входа Са2+ в клетку. // Биологические мембраны. 1995. - Т. 12(1).-С. 105-112.
160. Каменев Ю.Ф. Применение электромагнитного излучения в травматологии и ортопедии. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1999. - № 2(14). - С. 20-25.
161. Катаев A.A., Александров A.A., Тихонова Л.И., Берестовский Г.Н. Частотозависимое влияние миллиметровых электромагнитных волн на ионные токи водоросли Nitellopsis. Нетепловые эффекты. // Биофизика. 1993. - Т. 38, вып. 3. - С. 446-462.
162. Кветной И.М. АПУД-система (структурно-функциональная организация, биологическое значение в норме и патологии). // Успехи физиологических наук. 1987. -№1.-С. 84-102.
163. Кетлинский С.А. Роль Т-хелперов 1 и 2 типов в регуляции клеточного и гуморального иммунитета. // Иммунология. 2002. - № 2. - С. 77-79.
164. Ким Ю.А., Монтрель М.М., Акоев В.Р., Акоев И.Г., Фесенко Е.Е. Исследование влияния ЭМИ малой интенсивности на гидратацию пленок ДНК. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. - Т. 41, № 4. - С. 395-398.
165. Кинг Р., Смит Г. Антенны в материальных средах. М.: Мир, 1984. - С. 261-277.
166. Кириллов H.A., Сергеева В.Е. Нейромедиаторное обеспечение тимуса при введении биостимуляторов. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1996. - 93 с.
167. Киричук В.Ф., Махова Г.Е. Состояние сосудисто-тромбоцитарного звена системы гемостаза и его коррекция с помощью электромагнитного излучения миллиметрового диапазона. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2000. - № 1(17). - С. 8-17.
168. Кисляков А.Г. Глубина проникновения миллиметровых радиоволн в кожу человека. // Радиотехника и электроника. 1994. - Т. 39, № 11. - С. 1852-1858.
169. Клиническая иммунология. Руководство для врачей. / Под ред. акад. РАМН Е.И.Соколова. М.: Медицина, 1998. - 272 с.
170. Клюева Л.Н., Чередниченко A.M., Чебыкин А.Б. Опыт использования КВЧ-терапии в практике педиатра-гастроэнтеролога. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1993.-№2. -С. 85-89.
171. Ковалёв A.A. Кортикальные механизмы реализации биологического действия электромагнитных излучений миллиметрового диапазона нетепловой интенсивности. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1999. - № 1(13). - С. 8-16.
172. Ковалёв A.A. Медико-биологические аспекты биофизических эффектов электромагнитных излучений КВЧ и оптического диапазонов. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2002. - № 1(25). - С. 4-20.
173. Ковалёв A.A. Частотная компонента и квантовое содержание КВЧ-терапии. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2004. - № 2(34). - С. 3-18.
174. Кожа (строение, функция, общая патология и терапия). / Под ред. А.М.Чернуха и Е.П.Фролова. М.: Медицина, 1982. - 336 с.
175. Козарь A.B., Колесников B.C., Пирогов Ю.А. Распределение напряженности электрического поля в многослойных системах резонансного типа. // Вестник Московского университета, Сер. 3. Физ. Астрономия. 1978. - Т. 19, № 1. - С. 78-86.
176. Колбун Н.Д. Прикладные аспекты информационно-волновой терапии. Теория и практика информационно-волновой терапии. / Под ред. Н.Д.Колбуна. Киев: 1996. - С. 42-54.
177. Коломыцева М.П., Гапеев А.Б., Садовников В.Б., Чемерис Н.К. Подавление неспецифической резистентности организма при действии крайневысокочастотного электромагнитного излучения низкой интенсивности. // Биофизика. 2002. - Т. 47, вып. 1.-С. 71-77.
178. Комов В.П. Ферменты в экспериментальной и клинической онкологии и радиобиологии // Труды Ленинградского химико-фармацевтического института. 1967. - Вып.20, ч.1. -С. 91-98.
179. Коновалов В.Ф., Сериков Н.С. Отдаленные последствия модулированного и немодулированного электромагнитного поля на эпилептиформную активность крыс. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. - Т. 41, вып. 2. - С. 207-209.
180. Корбанский И.Н. Антенны. М.:"Энергия", 1973. - 336 с.
181. Корочкин И.М., Пославский М.В., Голант М.Б., Головатюк A.A., Реброва Т.Б., Балакирева Л.З. Исследование влияния миллиметровых волн на течение язвенной болезни. // В сб. статей (см. "Применение."). 1985. - С. 84-90.
182. Котровская Т.И. Сенсорные реакции человека при действии слабого электромагнитного стимула. // Миллиметровые волны в медицине и биологии. 1994. - № 3. - С. 32-38.
183. Крутецкая З.И., Лебедев O.E. Структурно-функциональная организация сигнальных систем в клетках. // Цитология. 2000. - Т. 42, № 9. - С. 844-874.9+
184. Крутецкая З.И., Лебедев O.E. Механизмы Ca сигнализации в клетках. // Цитология. -2001.-Т. 43, №1.-С. 5-32.
185. Крутова Т.В., Ефимов Е.А., Кормаи Д.Б. Влияние линимента дибунола на посттравматическую регенерацию кожи у мышей. // Бюлл. эксперим. биологии и медицины. 1984. - № 10. - С. 471-473.
186. Крюков В.И., Субботина Т.И., Яшин A.A. Норма, адаптация и эффект плацебо при воздействии крайневысокочастотных электромагнитных излучений на организм человека. // Вестник новых медицинских технологий. 1998. - Т. V, № 2. - С. 15-17.
187. Кузнецов В.И., Юринская М.М., Коломыткин О.В., Акоев И.Г. Действие микроволн с разной частотой модуляции и временем экспозицией на концентрацию рецепторов ГАМК в коре мозга крыс. // Радиобиология. 1991. - Т. 31, вып. 2. - С. 257-259.
188. Кузнецов А.Н. Биофизика электромагнитных воздействий (основы дозиметрии). М.: Энергоатомиздат, 1994а. - 256 с.
189. Кузнецов А.Н. Биофизика низкочастотных электромагнитных воздействий. М: МФТИ, 1994ь. -164 с.
190. Кузнецов А.Н., Турковский И.И., Волкова И.А. КВЧ-диэлектрометрия биологических жидкостей в условиях нарушенного водного обмена. // Биофизика. 2001. - Т. 46, вып. 6. - С. 1122-1126.
191. Кулинский В.И., Ольховский И.А. // Успехи современной биологии. 1992. - Т. 112, вып. 5-6.-С. 697-714.
192. Курников Г.Ю., Главинская Т.А. Клинико-иммунологическая оценка КВЧ-терапии при красной волчанке. // Вестник дерматологии и венерологии. 1994. - № 1. - С. 20-24.
193. Лебедева А.Ю., Люсов В.А., Волов H.A., Щелкунова И.Г. Динамика процессов перекисного окисления липидов у больных нестабильной стенокардией при проведении MM-терапии. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1995. - № 5. - С. 12-16.
194. Лебедева А.Ю. Итоги и перспективы применения миллиметровых волн в кардиологии. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2002. - № 1(25). - С. 21-23.
195. Лебедева H.H. Сенсорные и субсенсорные реакции здорового человека на периферическое воздействие низкоинтенсивных MM-волн. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1993. - № 2. - С. 5-24.
196. Лебедева H.H. Реакции центральной нервной системы человека на периферическое воздействие низкоинтенсивных миллиметровых волн. // Изв. ВУЗов. Радиофизика -1994. Т. XXXVII, № 1. - С. 3-29.
197. Лебедева H.H., Сулимова О.П. Модифицирующее действие MM-волн на функциональное состояние ЦНС человека при моделировании стресса. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1994. - №3. - С. 16-21.
198. Лебедева H.H., Котровская Т.И. Электромагнитная рецепция и индивидуальные особенности человека. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1996. - № 7. -С. 14-20.
199. Лебедева H.H. Реакции центральной нервной системы человека на электромагнитные поля с различными биотропными параметрами. // Биомедицинская радиоэлектроника. -1998. -№!.- С. 24-36.
200. Лебедева H.H., Котровская Т.И. Экпериментально-клинические исследования в области биологических эффектов миллиметровых волн (обзор, часть 1). // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1999а. - № 3(15). - С. 3-14.
201. Лебедева H.H., Котровская Т.И. Экпериментально-клинические исследования в области биологических эффектов миллиметровых волн (обзор, часть 2). // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1999ь. - № 4(16). - С. 3-9.
202. Левина М.З., Веселаго И.А., Белая Т.И., Гапочка Л.Д., Мантрова Г.М., Яковлева М.Н. Влияние СВЧ-облучения низкой интенсивности на рост и развитие культуры простейших. // В сб. статей (см. "Миллиметровые ."). М.: ИРЭ АН СССР, 1989. - С. 189-195.
203. Леднев В.В. Биоэффекты слабых комбинированных, постоянных и переменных магнитных полей. // Биофизика. 1996. - Т. 41, вып. 1. - С. 224-232.
204. Лившиц М.А. К вопросу об участии когерентных фононов в биологических процессах. // Биофизика. 1972. - Т. 17, вып. 4. - С. 694-695.
205. Лимфоциты: Методы. Пер. с англ. / Под ред. Дж. Клауса. М.: Мир. 1990. - 395 с.
206. Лишманов Ю.Б., Маслов Л.Н. Опиоидные нейропептиды, стресс и адаптационная защита сердца. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1994. - 352 с.
207. Логинов В.В., Русяев В.Ф., Туманянц E.H. Влияние электромагнитного излучения КВЧ на эритроциты человека (in vitro). // Миллиметровые волны в биологии и медицине. -1999.-№ 1(13).-С. 17-21.
208. Лувсан Г. Традиционные и современные аспекты восточной рефлексотерапии. М.: Наука, 1990.
209. Лукьянова С.Н., Моисеева Н.В. К анализу импульсной биоэлектрической активнбости коры головного мозга кролика в ответ на низкоинтенсивное мкв-облучение. // Радиационная биология. Радиоэкология. 1998. - Т. 38, вып. 5. - С. 763-768.
210. Лусс Л.В., Некрасов A.B., Пучкова Н.Г., Бхардваж А., Бхардваж Л.А. Роль иммуномодулирующей терапии в общеклинической практике. // Иммунология. 2000. -№ 5. С. 34-38.
211. Пушников К.В., Гапеев А.Б., Садовников В.Б., Чемерис Н.К. Влияние крайневысокочастотного электромагнитного излучения низкой интенсивности на показатели гуморального иммунитета здоровых мышей. // Биофизика. 2001. - Т. 46, вып. 4. - С. 753-760.
212. Пушников К.В., Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Влияние электромагнитного излучения крайне высоких частот на иммунную систему и системная регуляция гомеостаза. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2002. - Т. 42, № 5. - С. 533-545.
213. Люсов В.А., Волов H.A., Царев A.A., Лебедева А.Ю. Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на обмен катехоламинов у больных гипертонической болезнью. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1998. -№2(12).-С. 29-35.
214. Майкелсон С.М. Биологические эффекты СВЧ-излучения: Обзор. // ТИИЭР. 1980. - Т. 68, № 1.-С. 49-60.
215. Маколинец В.И., Шевченко С.Д., Корольков А.И. и др. Некоторые особенности КВЧ-терапии при комплексном консервативном лечении детей с болезнью Пертеса. // Вестник курортологии и физиотерапии. 2001. - № 4. - С. 16-17.
216. Малышев И.В., Шнурченко A.A. Опыт лечения ряда гинекологических заболеваний с использованием миллиметровых волн нетепловой интенсивности. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1992. - № 1. - С. 62-64.
217. Маринов Б.С., Чайлахян Л.М. Регуляция активности супероксиддисмутазы сверхвысокочастотным излучением. Механизм действия СВЧ. // Докл. АН. 1997. - Т. 356, №6.-С. 821-824.
218. Маркаров Г.С., Сокуренко С.И., Метвеев Г.Н. КВЧ-терапия кортизолзависимой бронхиальной астмы. // Сб. докл. Междунар. симп. "Миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине". М.: ИРЭ АН СССР, 1991. - Ч. 1. - С. 244-248.
219. Маянский А.Н, Маянский Д.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге. Новосибирск: Наука, 1989.-256 с.
220. Маянский А.Н., Пикуза О.И. Клинические аспекты фагоцитоза. Казань: Магариф, 1993.- 192 с.
221. Маянский Д.Н. Хроническое воспаление. М.: Медицина, 1991. - 272 с.
222. Медико-биологические аспекты миллиметрового излучения. Сб. статей. / Под ред. Н.Д.Девяткова. М.: ИРЭ АН СССР, 1987. - 280 с.
223. Межевикина Л.М., Храмов Р.Н., Лепихов К.А. Имитация кооперативного эффекта развития в культуре ранних зародышей мыши после облучения электромагнитными волнами миллиметрового диапазона. // Онтогенез. 2000. - Т. 31, № 1. - С. 27-31.
224. Метонидзе Л.Ш. Эффективность применения электромагнитного излучения миллиметрового диапазона при хронической неспецифической пневмонии. // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физкультуры. 1998. - № 4. - С. 47-48.
225. Миллиметровые волны в медицине и биологии. Сб. статей. / Под ред. Н.Д.Девяткова. -М.: ИРЭ АН СССР, 1989. 307 с.
226. Мирутенко В.И., Богач П.Г. Изменение мембранного потенциала нервных клеток изолированных ганглиев моллюсков Planorbis corneus под влиянием СВЧ электромагнитного поля. // Физиологический журнал АН УССР. 1975. - Т. 21, № 4. -С. 528-531.
227. Моисеева Н.В. Экспериментальные данные о реакции отдельных нейронов головного мозга на низкоинтенсивное печено-импульсное СВЧ-облучение. // Радиационная биология. Радиоэкология. 1996. - Т. 36, вып. 5. - С. 710-713.
228. Моисеева Н.И., Сысуев В.М. Временная среда и биологические ритмы. Л.: Наука, 1981.- 127 с.
229. Мун Ф. Хаотические колебания: Вводный курс для научных работников и инженеров. / Пер. с англ. М: Мир, 1990. - 312 с.
230. Никольский В.И. Использование ЭМИ мм диапазона в лечении гнойно-воспалительных заболеваний. // Сб. докл. Междунар. симп. "Миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине". М.: ИРЭ АН СССР, 1991. - Ч. 1. - С. 26-29.
231. Новиков B.B. Электромагнитная биоинженерия. // Биофизика. 1998. - Т. 43, вып. 4. -С. 588-593.
232. Новоселова Е.Г., Огай В.Б., Синотова O.A., Глушкова О.В., Сорокина О.В., Фесенко Е.Е. Влияние миллиметровых волн на иммунную систему мышей с экспериментальными опухолями. // Биофизика. 2002. - Т. 47, вып. 5. - С. 933-942.
233. Новскова Т.А., Гайдук В.И. Связь спектров поглощения с вращательным движением молекул жидкой и связанной воды. // Биофизика. 1996. - Т. 41, вып. 3. - С. 565-582.
234. Островский А.Б., Николаева О.В. Особенности иммуномодулирующего эффекта КВЧ-терапии. // Сб. докл. 10 Российск. симпоз. с междунар. участием "Миллиметровые волны в медицине и биологии". М.: ИРЭ РАН, 1995. - С. 66-67.
235. Пашовкина М.С., Акоев И.Г. Действие импульсно-модулированного микроволнового излучения 2375 МГц на АТФазную активность актомиозина мышц крыс. // Радиационная биология. Радиоэкология. 1996. - Т. 36, вып. 5. - С. 700-705.
236. Пашовкина М.С., Акоев И.Г. Исследование изменения активности аспартат-аминотрансферазы сыворотки крови человека при низких амплитудно-модулированных СВЧ ЭМИ-воздействиях. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2001a. - Т. 41, № 1.-С. 59-61.
237. Петров Р.В. Иммунология. М.: Медицина, 1987. - 415 с.
238. Петросян В.И., Гуляев Ю.В., Житенева Э.А., Елкин В.А., Синицын Н.И. Взаимодействие физических и биологических объектов с электромагнитным излучением КВЧ-диапазона. // Радиотехника и электроника. 1995a. - Т. 40, вып. 1. - С. 127-134.
239. Подколзин A.A., Донцов В.И., Барышева A.B., Кобелева Г.Ю. Механизмы действия факторов малой интенсивности: узко-резонансное стимулирование антителообразования у мышей слабыми импульсными токами. // Иммунология. 1994. - № 2. - С. 59-60.
240. Полников И.Г. Метод акустического детектирования поглощенной мощности миллиметрового излучения в биологическом эксперименте. // В сб. статей (см. "Медико-биологические ."). М.: ИРЭ АН СССР, 1987. - С. 215-220.
241. Полников И.Г., Казаринов К.Д., Шаров B.C., Путвинский A.B. Особенности поглощения миллиметрового излучения в биологических объектах. // В сб. статей (см. "Медико-биологические ."). М.: ИРЭ АН СССР, 1987. - С. 221-229.
242. Полников И.Г., Путвинский A.B. Акустическое детектирование поглощения электромагнитного излучения миллиметрового диапазона в биологических объектах. // Биофизика. 1988. - Т. 32, вып. 5. - С. 893-895.
243. Поляков А.И., Петренко Ю.М., Зубков Б.А., Балакирева Л.З. Стимулирующее действие миллиметрового излучения низкой интенсивности на раневой процесс. // В сб. статей (см. "Медико-биологические ."). М.: ИРЭ АН СССР, 1987. - С. 49-55.
244. Попов В.И., Рогачевский В.В., Гапеев А.Б., Храмов Р.Н., Чемерис Н.К., Фесенко Е.Е. Дегрануляция тучных клеток кожи под действием низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высокой частоты. // Биофизика. 2001. - Т. 46, вып. 6.-С. 1096-1102.
245. Поповиченко Н.В. К вопросу о роли вегетативной нервной системы в реализации лечебных эффектов микроволновой терапии. // Тез. докл. I Всесоюзн. симп. "Фундаментальные и прикладные аспекты применении ММ излучения в медицине". -Киев, 1989.-С. 294.
246. Пославский М.В., Балакирева Л.З., Корочкин И.М., Башкатова В.Г., Головатюк A.A. Новый способ профилактики рецидива язвенной болезни. // В сб. статей (см. "Медико-биологические ."). М.: ИРЭ АН СССР, 1987.- С. 35-41.
247. Потехина И.Л., Акоев Г.Н., Енин Л.Д., Олейнер В.Д. Эффект действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения в миллиметровом диапазоне на кардио-васкулярную систему белой крысы. // Физиологический журнал. 1992. - Т. 78. -С. 35-41.
248. Поцелуева М.М., Пустовидко A.B., Евтодиенко Ю.В., Храмов Р.Н., Чайлахян Л.М. Образование реактивных форм кислорода в водных растворах под действием электромагнитного излучения КВЧ-диапазона. // Докл. АН. 1998. - Т. 359, №3. - С. 415-418.
249. Пресман A.C. Электромагнитные поля и живая природа. М.: Наука, 1968. - 288 с.
250. Пресман A.C. Организация биосферы и ее космические связи. М.: ГЕО - СИНТЕГ, 1997.-237 с.
251. Применение миллиметрового излучения низкой интенсивности в биологии и медицине. Сб. статей. / Под ред. Н.Д.Девяткова. М.: ИРЭ АН СССР, 1985.
252. Пуляева Е.Л., Ветохина C.B. Применение КВЧ-терапии при лечении генитального герпеса. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1997. - № 9-10. - С. 55-56.
253. Пурышкина О.Д. Микроволновая резонансная терапия в комплексном лечении экземы. // Лшувальна справа. 1999. - № 1. - С. 94-97.
254. Радионов В.Г. Особенности иммуногенеза у больных нейродермитом и лабораторная оценка немедикаментозных методов иммунокоррекции. // Лшувальна справа. 1995. -№7-8.-С. 113-116.
255. Райхлин Н.Т., Кветной И.М., Осадчук М.А. APUD-система (Общепатологические и онкологические аспекты) в 2-х частях. Обнинск: Медицинский радиологический научный центр РАМН, 1993.- 127 с. (I ч.), 108 с. (II ч.)
256. Реброва Т.Б. Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на жизнедеятельность микроорганизмов. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. -1992.-№1,-С. 37-47.
257. Родштат И.В. Структурно-функциональные предпосылки системных вегетативных сдвигов в связи с проблемой взаимодействия электромагнитных колебаний ММ-диапазона длин волн с биологическими объектами. // Препринт № 39 (411). М.: ИРЭ АН СССР, 1984.- 17 с.
258. Родштат И.В. Физиологические предпосылки к пониманию рецепции миллиметровых радиоволн биологическими объектами. // Препринт № 20 (438). М.: ИРЭ АН СССР, 1985.-31 с.
259. Родштат И.В. Физиологическая концепция взаимодействия миллиметровых радиоволн с организмом человека. // Сб. докл. Междунар. симп. "Миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине". М.: ИРЭ АН СССР, 1991. -Ч. 3. - С. 548-553.
260. Родштат И.В. Клинико-физиологические аспекты MM-терапии: вопросы, достижения, перспективы. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1992. - № 1. - С. 13-21.
261. Родштат И.В. Биоритмологические аспекты КВЧ воздействия низкой интенсивности. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2002. - № 2(26). - С. 52-56.
262. Родштат И.В. Некоторые физиологические оценки процессов, связанных с канцерогенезом, и КВЧ-воздействие низкой интенсивности. // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2004. - № 8-9. - С. 37-43.
263. Родштат И.В. Интерстициальная (внеклеточная) и внутриклеточная вода: некоторые регуляторные механизмы адаптации в контексте КВЧ-воздействия низкой интенсивности. // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2005. - № 6. - С. 28-33.
264. Ройт А., Бростофф Дж., Мейл Д. Иммунология. / Пер. с англ. М.: Мир, 2000. - 592 с.
265. Рубин В.И., Мельникова Г.Я. Изменение биохимических тестов при КВЧ-терапии больных инфарктом миокарда. // Сб. докл. Междунар. симп. "Миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине". М.: ИРЭ АН СССР, 1991. -Ч. 2. - С. 355-361.
266. Руководство по иммунофармакологии: Пер. с англ. / Под ред. М.М.Дейла и Дж.К.Формена. М.: Медицина, 1998. - 332 с.
267. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. М.: ЗАО "ИИА "Ремедиум", 2000. - 398 с.
268. Ряковская М.Л., Штемлер В.М., Кузнецов А.Н. Поглощение энергии электромагнитных волн миллиметрового диапазона в биологических препаратах плоскослоевой структуры. // Деп. рук. ВИНИТИ, № 801, 1983. 43 с.
269. Савельев И.В. Курс общей физики. Том 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 496 с.
270. Сазонов А.Ю., Замураев И.Г., Лукашин В.Г. Влияние электромагнитного излучения крайне высокой частоты на кустиковидные рецепторы мочевого пузыря лягушки. // Физиологический журнал. 1995. - Т. 81, № 5. - С. 46-49.
271. Сазонов А.Ю., Рыжкова Л.В. Воздействие ЭМИ MM-диапазона на биологические объекты различной сложности. // Сб. докл. 10 Российск. симп. с междунар. участием "Миллиметровые волны в медицине и биологии". М.: ИРЭ РАН, 1995. - С. 112-114.
272. Севастьянова Л.А., Виленская Р.Л. Исследование влияния радиоволн сверхвысокой частоты миллиметрового диапазона на костный мозг мышей. // Успехи физических наук. 1973. - Т. 110, вып. 3. - С. 456-458.
273. Севастьянова Л.А., Виленская Р.Л. Реакция клеток костного мозга мышей на изменение параметров облучающей сверхвысокочастотной радиации миллиметрового диапазона. // Биологические науки. 1974. -№ 6. - С. 48-50.
274. Севастьянова Л.А. Специфическое действие радиоволн миллиметрового диапазона на биологические системы. // В сб. статей (см. "Нетепловые эффекты ."). М.: ИРЭ АН СССР, 1981.-С. 86-113.
275. Севастьянова Л.А. Биологическое действие радиоволн мм-диапазона на нормальные ткани и злокачественные новообразования. // В сб. статей (см. "Эффекты ."). М.: ИРЭ АН СССР, 1983. - С. 48-62.
276. Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме. / Пер с англ. М: Медгиз, 1960. - 254 с.
277. Сергеева В.Е., Гордон Д.С. Люминесцентно-гистохимическая характеристика ранней реакции моноаминосодержащих структур тимуса на антигенные воздействия. -Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1992. 352 с.
278. Сидоренко A.B., Царюк В.В. Биоэлектрическая активность мозга при микроволновом облучении в эксперименте. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2000. -№4(20). -С. 12-20.
279. Синицын Н.И., Петросян В.И., Елкин В.А., Девятков Н.Д., Гуляев Ю.В., Бецкий О.В. Особая роль системы "миллиметровые волны водная среда" в природе. // Биомедицинская радиоэлектроника. - 1998. - № 1. - С. 5-23.
280. Синицын Н.И., Петросян В.И., Елкин В.А., Девятков Н.Д., Гуляев Ю.В., Бецкий О.В. Особая роль системы "миллиметровые волны водная среда" в природе. // Биомедицинская радиоэлектроника. - 1999. - № 1. - С. 3-21.
281. Сирота Н.П., Подлуцкий А.Я., Газиев А.И. Повреждения ДНК в индивидуальных клетках млекопитающих. // Радиобиология. 1991. - Т. 31(5). - С. 722-727.
282. Ситько С.П., Мкртчян Л.Н. Введение в квантовую медицину. Киев: "ПАТТЕРН", 1994. - 145 с.
283. Ситько С.П., Скрипник Ю.А., Яненко А.Ф. Аппаратурное обеспечение современных технологий квантовой медицины. / Под ред. С.П. Ситько. Киев: ФАДА, Лтд, 1999. - 199 с.
284. Ситько С.П. Физика живого новое направление фундаментального естествознания. // Вестник новых медицинских технологий. - 2001. - Т. VIII, № 1. - С. 5-6.
285. Смолянская А.З., Гельвич Э.А., Голант М.Б., Махов A.M. Резонансные явления при действии электромагнитных волн миллиметрового диапазона на биологические объекты. // Успехи совр. биологии. 1979. - Т. 87, № 3. - С. 381-392.
286. Смолянская А.З. Действие электромагнитных волн миллиметрового диапазона на микробные клетки. // В сб. статей "Нетепловые эффекты миллиметрового излучения" / Под ред. Н.Д. Девяткова. -М.: ИРЭ АН СССР, 1981. С. 132-146.
287. Смородченко А.Т. Реакция биоаминной системы лимфатических узлов на воздействие электромагнитного излучения крайне высокой частоты миллиметрового диапазона. // Бюлл. эксперим. биол. и мед. 1998. - Т. 126, № 12. - С. 634-636.
288. Соболев P.B. Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на клиническое состояние больных, оперированных по поводу доброкачественных опухолей яичников. // Медицинская реабилитация, курортология, физиотерапия. 1998. - № 1. - С. 27-29.
289. Современные методы биологических исследований. / Под ред. А.Б. Рубина. М.: Высшая школа, 1988. - 359 с.
290. Субботина Т.Н., Яшин A.A. Экспериментально-теоретическое исследование КВЧ-облучения открытой печени прооперированных крыс и поиск новых возможностей высокочастотной терапии. // Вестник новых медицинских технологий. 1998. - Т. V, № 1.-С. 122-126.
291. Субботина Т.Н., Яшин A.A. Основы теоретической и экспериментальной биофизики для реализации высокочастотной электромагнитной терапии. Тула: Изд-во ТулГУ, 1999. - 103 с.
292. Субботина Т.Н., Яшин A.A. Эффект "электросна" у крыс при воздействии КВЧ электромагнитного излучения, модулированного частотами А-ритма головного мозга. // Физика живого. 2002. - № 1. - С. 26 - 30.
293. Суворов А.П., Киричук В.Ф., Тарасова О.В. Система гемостаза, иммунного статуса и ферментов протеолиза у больных атопическим дерматитом в процессе КВЧ-терапии. // Вестник дерматологии и венерологии. 1998. - № 6. - С. 16-19.
294. Суворов С.А., Киричук В.Ф. Коррекция нарушений системы гемостаза у больных хроническим простатитом электромагнитным излучением миллиметрового диапазона. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2000. - № 1(17). - С. 39-46.
295. Тамбиев А.Х., Кирикова H.H. Действие КВЧ-излучения на фотосинтезирующие микроорганизмы. // Сб. докл. Междунар. симп. "Миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине". М: ИРЭ АН СССР, 1991. - Ч. 2. - С. 497-501.
296. Тамбиев А.Х., Кирикова H.H. Перспективы применения электромагнитного излучения миллиметрового диапазона в фотобиотехнологии. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1992. - № 1. - С. 48-54.
297. Тамбиев А.Х., Кирикова H.H. Некоторые новые представления о причинах формирования стимулирующих эффектов КВЧ-излучения. // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000. - № 1. - С. 23-33.
298. Темурьянц H.A., Чуян E.H., Хомякова О.В., Тишкина О.О. Зависимость антистрессорного эффекта ЭМП КВЧ от параметров воздействия. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1994. - № 3. - С. 11-15.
299. Темурьянц H.A., Шехоткин A.B. Хронобиологический анализ поведения интактных и эпифизэктомированных крыс в тесте открытого поля. // Журнал высшей нервной деятельности. 1999. - Т. 49, № 5. - С. 839-846.
300. Темурьянц H.A., Туманянц E.H., Чуян E.H. Оптимизация психофизиологического статуса с помощью КВЧ-терапии, осуществляемой генераторами различного типа. // Вестник физиотерапии и курортологии. 2001. - № 4. - С. 17-20.
301. Теппермен Дж., Теппермен X. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. Вводный курс. / Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 656 с. (стр. 348).
302. Теппоне М.В. КВЧ-пунктура. М.: "Логос", 1997. - 314 с.
303. Тучин C.B., Петросян В.И., Синицын Н.И., Елкин В.А., Башкатов О.В., Киреева В.В. Влияние резонансного КВЧ-излучения на ростовые характеристики проса посевного. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2001. - № 4(24). - С. 56-58.
304. Уилл K.M., Канн Дж.Б. Современные методы экспериментальных исследований биологического действия ВЧ-излучений. // ТИИЭР. 1983. - Т. 71, № 2. - С. 37-48.
305. Филиппова Т.М., Алексеев С.И. Влияние электромагнитного излучения радиочастотного диапазона на хеморецепторные структуры. // Биофизика. 1995. - Т. 40, вып. 3. - С. 624-638.
306. Хадарцев A.A. Биофизикохимические процессы в управлении биологическими системами. // Вестник новых медицинских технологий. 1999. - T. VI, № 2. - С. 34-37.
307. Хаитов P.M., Пинегин Б.В., Истамов Х.И. Экологическая иммунология. М.: Изд-во ВНИРО, 1995.-219 с.
308. Хаитов P.M., Игнатьева Г.А., Сидорович И.Г. Иммунология. М.: Медицина, 2000. - 432 с.
309. Хаитов P.M., Пинегин Б.В. Современные иммуномодуляторы: основные принципы их применения. // Иммунология. 2000. - № 5. - С. 4-7.
310. Харвей А.Ф. Техника СВЧ. Т.2. - М.: Советское радио, 1965.
311. Хлыстова З.С., Калинина И.И., Хавинсон В.Х. Участие эпидермиса кожи в системе иммуногенеза у человека. // Иммунология. 1994. - № 3. - С. 25-27.
312. Холодов Ю.А., Лебедева H.H. Реакции нервной системы человека на электромагнитные поля. М.: Наука, 1992. - 135 с.
313. Хоменко А.Г., Гедымин Л.Е., Новикова Л.Н., Ерохин В.В., Бугрова K.M. и др. Применение электромагнитных волн миллиметрового диапазона в комплексной терапии туберкулёза лёгких. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1994. -№ 3.- С. 53-61.
314. Хромова C.B., Холодов Ю.А. Модификация условной рефлекторной деятельности крыс мм излучением при различной локализации воздействия. // В сб. статей (см. "Применение ."). М.: ИРЭ АН СССР, 1985. - С. 48-51.
315. Хургин Ю.И. Взаимодействие КВЧ излучения с водной компонентой растворов метаболитов и биологических жидкостей. // Сб. докл. 10 Российск. симп. с междунар. участием "Миллиметровые волны в медицине и биологии". М.: ИРЭ РАН, 1995. - С. 211-212.
316. Чаяло П.П., Грубник Б.П., Куценок В.А. Биохимическое обоснование применения микроволновой резонансной терапии при гастродуоденальной патологии. // Физика живого. 2002. - Т. 10, №2.-С. 113-118.
317. Чернавский Д.С., Хургин Ю.И., Шноль С.Э. О кооперативных явлениях в биологических макромолекулах. // Препринт № 185. М.: Физический институт им.П.Н.Лебедева АН СССР, 1986.
318. Черняков Г.М., Корочкин В.Л., Бабенко А.П., Бигдай Е.В. Реакции биосистем различной сложности на воздействие КВЧ излучения низкой интенсивности. // В сб. статей (см. "Миллиметровые ."). М.: ИРЭ АН СССР, 1989. - С. 140-167.
319. Чеснокова Н.П., Пронченкова Г.Ф., Кошелев В.Н., Грудцына М.П. Метаболические эффекты инфракрасного лазерного излучения в зоне посттравматической регенерации ран. // Бюлл. эксперим. биологии и медицины. 1983. - № 9. - С. 49-51.
320. Чуян E.H., Темурьянц H.A., Туманянц E.H., Московчук О.Б., Минко В.А., Куртсеитова Э.Э., Верко Н.П., Шишко Е.Ю. Превентивное антистрессорное действие ЭМИ КВЧ. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2002. - № 2(26). - С. 44-51.
321. Чуян E.H., Темурьянц H.A., Московчук О.Б., Чирский Н.В., Верко Н.П., Туманянц E.H., Пономарева В.П. Физиологические механизмы биологических эффектов низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ. Симферополь: ЧП "Эльиньо", 2003а. - 448 с.
322. Чуян E.H., Темурьянц H.A., Чирский Н.В. Изменение функциональной активности симпатоадреналовой системы и показателей поведения крыс под влияниемэлектромагнитного излучения миллиметрового диапазона. // Нейрофизиология. 2003ь. -Т. 35,№2.-С. 118-128.
323. Чуян E.H., Темурьянц H.A., Пономарева В.П., Чирский Н.В. Функциональные асимметрии у человека и животных: влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения миллиметрового диапазона. Симферополь, 2004. - 440 с.
324. Шайдюк О.Ю., Гордеев И.Г., Лебедева А.Ю. КВЧ-терапия в лечении стенокардии напряжения с эпизодами безболевой ишемии миокарда. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2002. - № 1(25). - С. 24-39.
325. Шаров B.C., Казаринов К.Д., Андреев В.Е., Путвинский A.B., Бецкий О.В. Ускорение перекисного окисления липидов под действием электромагнитного излучения миллиметрового диапазона. // Биофизика. 1983. - Т. 28, вып. 1. - С. 146-147.
326. Шейман И.М., Фесенко Е.Е. Действие слабого электромагнитного излучения на морфогенез планарий. // Биофизика. 1999. - Т. 44, вып. 6. - С. 1073-1077.
327. Шурлыгина A.B., Труфакин В.А., Гущин Г.В., Корнева Е.А. Суточные вариации содержания адреналина, норадреналина и ß-адренорецепторов в крови и лимфоидных органах здоровых крыс. // Бюлл. эксп. биол. мед. 1999. - Т. 128, № 9. - С. 344-346.
328. Элбакидзе И.Л., Ордынский В.Ф., Судакова Е.В. и др. КВЧ-терапия в лечении воспалительных заболеваний, передаваемых половым путем. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1998. - № 1(11). - С. 39-41.
329. Эффекты нетеплового воздействия миллиметрового излучения на биологические объекты. Сб. статей. / Под ред. Н.Д.Девяткова. М.: ИРЭ АН СССР, 1983. - 220 с.
330. Юринская М.М., Кузнецов В.И., Галеев A.A. Реакция синаптических рецепторов мозга на воздействие микроволн низкой интенсивности. // Биофизика. 1996. - Т. 41, № 4. - С. 859-865.
331. Ярилин А.А. Основы иммунологии. М.: Медицина, 1999. - 608 с.
332. Adair R.K. A didactic discussion of stochastic resonance effects and weak signals. // In: Abstr. Book of 17 Ann. Meeting of BEMS, Boston, June 18-22,1995. P. 52.
333. Adair R.K. Biophysical limits on athermal effects of RF and microwave radiation. // Bioelectromagnetics. 2003. - Vol. 24. - P. 39-48.
334. Adey W.R. Frequency and power window in tissue interactions with weak electromagnetic fields. // Proc. IEEE. 1980. - Vol. 68(1). - P. 119.
335. Adey W.R. Tissue interactions with nonionizing electromagnetic fields. // Physiol. Rev. -1981.-Vol. 61(2).-P. 435-514.
336. Adey W.R., Bawin S.M., Lawrence A.F. Effects of weak amplitude-modulated microwave fields on calcium efflux from awake cat cerebral cortex. // Bioelectromagnetics. 1982. -Vol. 3(3).-P. 295-307.
337. Adey W.R. The sequence and energetics of cell membrane transductive coupling to intracellular enzyme systems. // Bioelectrochem. Bioenergetics. 1986. - Vol. 15. - P. 447.
338. Adey W.R. Biological effects of electromagnetic fields. // J. Cell. Biochem. 1993. - Vol. 51(4).-P. 410-416.
339. Alekseev S.I., Ziskin M.C., Kochetkova N.V., Bolshakov M.A. Millimeter waves thermally alter the firing rate of the Lymnaea pacemaker neurone. // Bioelectromagnetics. 1997. - Vol. 18.-P. 89-98.
340. Alekseev S.I., Ziskin M.C. Effects of millimeter waves on ionic currents of Lymnaea neurones. // Bioelectromagnetics. 1999. - Vol. 20. - P. 24-33.
341. Alekseev S.I., Ziskin M.C. Reflection and absorption of millimeter waves by thin absorbing layers. // Bioelectromagnetics. 200Г. - Vol. 21. - P. 264-271.
342. Alekseev S.I., Ziskin M.C. Distortion of millimeter-wave absorption in biological media due to presence of thermocouples and other objects. // IEEE Trans. Biomed. Eng. 200 lb. - Vol. 48. - P. 1013-1019.
343. Alekseev S.I., Ziskin M.C. Millimeter wave power density in aqueous biological samples. // Bioelectromagnetics. 2001°. - Vol. 22. - P. 288-291.
344. Alekseev S.I., Ziskin M.C. Local heating of human skin by millimeter waves: a kinetics study. // Bioelectromagnetics. 2003. - Vol. 24. - P. 571-581.
345. Alekseev S.I., Radzievsky A.A., Szabo I., Ziskin M.C. Local heating of human skin by millimeter waves: effect of blood flow. // Bioelectromagnetics. 2005. - Vol. 26. - P. 489-501.
346. Allen R.C., Loose L.D. Phagocytic activation of a luminol-dependent chemiluminescence in rabbit alveolar and peritoneal macrophages. // Biochem. Biophys. Res. Comm. 1976. - Vol. 69(1). - P. 245-252.
347. Allis J.W., Blackman C.F., Fromme M.L., Benane S.G. Measuring of microwave radiation absorbed by biological systems. I. Analysis of heating and cooling data. // Radio Science. -1977.-Vol. 12(6(S)).-P. 1-8.
348. ANSI-IEEE C95.1. IEEE standard for safety levels with respect to human exposure to radio frequency electromagnetic fields, 3 kHz to 300 GHz, 1991.
349. Arber S.L., Lin J.C. Microwave-induced changes in nerve cells: effects of temperature and modulation. // Bioelectromagnetics. 1985. - Vol. 6. - P. 257-270.
350. Asaoka Y., Nakamura S., Yoshida K., Nishizuka Y. Protein kinase C and phospholipid degradation. // TIBS. 1992. - Vol. 17. - P. 414-417.
351. Assanasen P., Naclerio R.M. Antiallergic anti-inflammatory effects of Hi-antihistamines in humans. // Clin. Allergy Immunol. 2002. - Vol. 17.-P. 101-139.
352. Badwey J.A., Karnovsky M.L. Production of superoxide by phagocytic leukocytes: A paradigm for stimulus-response phenomenon. // Current Topics in Cellular Regulation. -1986.-Vol. 28.-P. 183-208.
353. Bakker R.A., Schoonus S., Smit M.J., Timmerman H., Leurs R. Histamine Hi-receptor activation of NF-kB: roles for GPy and Gaq/n-subunits in constitutive and agonist-mediatedsignaling. // Mol. Pharmacol. 2001. - Vol. 60. - P. 1133-1142.2+
354. Barbier E., Dufy B., Veyret B. Stimulation of Ca influx in rat pituitary cells under exposure to a 50 Hz magnetic field. // Bioelectromagnetics. 1996. - Vol. 17. - P. 303-311.
355. Barnes F.S. The effects of ELF on chemical reaction rates in biological systems. // In: Abstr. Book of 17 Ann. Meeting of BEMS, Boston, June 18-22, 1995. P. 197-198.
356. Bawin S.M., Kaczmarek L.K., Adey W.R. Effects of modulated VHF fields on the central nervous system. // Annals NY Acad. Sci. 1975. - Vol. 247. - P. 74-81.
357. Bebo B.F.Jr., Lee C.H., Orr E.L., Linthicum D.S. Mast cell-derived histamine and tumour necrosis factor: differences between SJL/J and BALB/c inbred strains of mice. // Immunol. Cell Biol. 1996. - Vol. 74(3). - P. 225-230.
358. Belyaev I.Ya., Alipov Ye.D., Shcheglov V.S. Chromosome DNA as a target of resonant interaction between Escherichia coli cells and low-intensity millimeter waves. // Electro- and Magnetobiology. 1992a. - Vol. 11(2). - P. 97-108.
359. Belyaev I.Ya., Kravchenko V.G. Resonance effect of low-intensity millimeter waves on the chromatin conformational state of rat thymocytes. // Z. Naturforsch. 1994. - Vol. 49c. - P. 352-358.
360. Belyaev I.Ya., Shcheglov V.S., Alipov Ye.D., Polunin V.A. Resonance effect of millimeter waves in the power range of 10'19-3xl0"3 W/cm2 on E.coli cells at different concentrations. // Bioelectromagnetics. 1996. - Vol. 17. - P. 312-321.
361. Belyaev I.Ya. Non-thermal biological effects of microwaves. // Microwave Review. 2005. -Vol. 11.-P. 13-29.
362. Beranek D.T. Distribution of methyl and ethyl adducts following alkylation with monofunctional alkylating agents. // Mutat. Res. 1990. - Vol. 231. - P. 11-30.
363. Berridge M.J., Galione A. Cytosolic calcium oscillators. // FASEB J. 1988. - Vol. 2(15). -P. 3074-3082.
364. Berridge M.J. Calcium oscillations. //J. Biol. Chem. 1990. - Vol. 265(17). - P. 9583-9586.
365. Berridge MJ. Cytoplasmic calcium oscillations: A two pool model. // Cell Calcium. 1991. -Vol. 12.-P. 63-72.
366. Betten A., Dahlgren C., Hermodsson S., Hellstrand K. Histamine inhibits neutrophil NADPH oxidase activity triggered by the lipoxin A4 receptor-specific peptide agonist Trp-Lys-Tyr-Met-Val-Met. // Scand. J. Immunol. 2003. - Vol. 58(3). - P. 321-326.
367. Bezprozvanny I., Watras J., Ehrlich B. Bell-shaped calcium response curves of Ins(l,4,5)P3-and calcium-gated channels from endoplasmic reticulum of cerebellum. // Nature. 1991. -Vol. 351.-P. 751-754.
368. Bezrukov S.M., Vodyanoy I. Signal transduction across alamethitin ion channels in the presence of noise. // Biophys. J. 1997. - Vol. 73. - P. 2456-2464.
369. Bindschadler M., Sneyd J. A bifurcation analysis of two coupled calcium oscillators. // Chaos. -2001.-Vol. 11(1).-P. 237-246.
370. Binhi V.N. Amplitude and frequency dissociation spectra of ion-protein complexes rotating in magnetic fields. // Bioelectromagnetics. 2000. - Vol. 21. - P. 34-45.
371. Boulay F., Tardif M., Brouchon L., Vignais P. The human N-formylpeptide receptor. Characterization of two cDNA isolated and evidence for a new subfamily of G-protein-coupled receptors. // Biochemistry. 1990. - Vol. 29. - P. 11123-11133.
372. Brogden R.N., McTavish D. Acrivastine. A review of its pharmacological properties and therapeutic efficacy in allergic rhinitis, urticaria and related disorders. // Drugs. 1991. - Vol. 41.-P. 927-940.
373. Burde R., Seifert R., Buschauer A., Schultz G. Histamine inhibits activation of human neutrophils and HL-60 leukemic cells via H2-receptors. // Naunyn Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 1989. - Vol. 340. - P. 671-678.
374. Bury T.B., Corhay J.L., Radermecker M.F. Histamine-induced inhibition of neutrophil chemotaxis and T-lymphocyte proliferation in man. // Allergy. 1992. - Vol. 47. - P. 624-629.
375. Bury T.B., Radermecker M.F. Role of histamine in the chemotactic deactivation of polymorphonuclear leukocytes following incubation with formylmethionyl peptides. // Int. Arch. Allergy Immunol. 1992. - Vol. 97(2). - P. 109-114.
376. Byus C.V., Lundak R.L., Fletcher R.M., Adey W.R. Alterations in protein kinase activity following exposure of cultured human lymphocytes to modulated microwave field. // Bioelectromagnetics. 1984. - Vol. 5. - P. 341-351.
377. Cain C.D., Thomas D.L., Adey W.R. Focus formation of C3H/10T1/2 cells and exposure to a 836.55 MHz modulated radiofrequency field. // Bioelectromagnetics. 1997. - Vol. 18(3). - P. 237-243.
378. Campbell A.K., Hallet M.B. Measurement of intracellular calcium ions and oxygen radicals in polymorphonuclear leukocyte-erythrocyte "ghost" hybrids. // J. Physiol. 1983. - Vol. 338. -P. 537-550.
379. Carson J.J., Prato F.S., Drost D.J., Diesbourg L.D., Dixon S.J. Time-varying magnetic fields increase cytosolic free Ca2+ in HL-60 cells. // Am. J. Physiol. 1990. - Vol. 259(4 Pt 1). - P. C687-692.
380. Castranova V., Van Scot M.R., Van Dyke K. Isolation and identification of phagocytic cells. // In: Van Dyke K., Castranova V. (eds.) Cellular chemiluminescence. Boca Ration, FL: CRC Press, 1987. - Vol. 1. - P. 25-38.
381. Chiabrera A., Bianco B., Moggia E., Kaufman J.J. Zeeman-Stark modeling of the RF EMF interaction with ligand binding. // Bioelectromagnetics. 2000. - Vol. 21. - P. 312-324.
382. Chidichimo G., Beneduci A., Nicoletta M., Critelli M., De Rose R., Tkatchenko Y., Abonante S., Tripepi S., Perrotta E. Selective inhibition of tumoral cells growth by low power millimeter waves. // Anticancer Res. 2002. - Vol. 22(3). - P. 1681-1688.
383. Ching T.L., Koelemij J.G., Bast A. The effect of histamine on the oxidative burst of HL60 cells before and after exposure to reactive oxygen species. // Inflamm. Res. 1995. - Vol. 44. -P. 99-104.
384. Chotard C., Ouimet T., Morisset S., Sahm U., Schwartz J.C., Trottier S. Effects of histamine H3 receptor agonist and antagonist on histamine co-transmitter expression in rat brain. // J. Neural. Transm. 2002. - Vol. 109(3). - P. 293-306.
385. Chou C.K., Guy A.W., Johnson P.B. SAR in rats exposed in 2450 MHz circularly polarized waveguides. // Bioelectromagnetics. 1984. - Vol. 5(4). - P. 389-398.
386. Cleary S.F., Garber F., Liu L.M. Effects of X-band microwave exposure on rabbit erythrocytes. // Bioelectromagnetics. 1982. - Vol. 3. - P. 453-466.
387. Cleary S.F. A review of in vitro studies: low-frequency electromagnetic fields. // Am. Industrial Hygiene Association J. 1993. - Vol. 54(4). - P. 178-185.
388. Cobbold P.H., Sanchez-Bueno A., Dixon C.J. The hepatocyte calcium oscillator. // Cell Calcium. 1991. - Vol. 12. - P. 87-95.
389. Darganoni L., Torregrossa M.V., Zanforlin L. Millimeter wave effects on Candida albicans cells. // J. Bioelectr. 1985. - Vol. 4. - P. 171-176.
390. Demaurex N., Monod A., Lew D.P., Krause K.-H. Characterization of receptor-mediated and store-regulated Ca2+ influx in human neutrophils. // Biochem. J. 1994. - Vol. 297. - P. 595-601.
391. Detlavs I., Dombrovska L., Klavinsh I., Turauska A., Shkirmante B., Slutskii L. Experimental study of the effect of electromagnetic fields in the early stage of wound healing. // Bioelectrochem. Bioenerg. 1994. - Vol. 35. - P. 13-17.
392. Detlavs I., Dombrovska L., Turauska A., Shkirmante B., Slutskii L. Experimental study of the effects of radiofrequency electromagnetic fields on animals with soft tissue wounds. // Sci. Total Environ. 1996. - Vol. 180. - P. 35^2.9+ 9+
393. Di Virgilio F., Gomperts B.D. Cytosol Mg modulates Ca ionophore induced secretion from rabbit neutrophils. // FEBS Lett. 1983. - Vol. 163(2). - P. 315-318.
394. Dunscombe P.B., Constable R.T., McLellan J. Minimizing the self-heating artifacts due to the microwave irradiation of thermocouples. // Int. J. Hyperthermia. 1988. - Vol. 4(4). - P. 437-445.
395. Eichwald C., Kaiser F. Model for receptor-controlled cytosolic calcium oscillations and for external influences on the signal pathway. // Biophys. J. 1993. - Vol. 65. - P. 2047-2058.
396. Eichwald C., Kaiser F. Model for external influences on cellular signal transduction pathways including cytosolic calcium oscillations. // Bioelectromagnetics. 1995. - Vol. 16. - P. 75-85.
397. Eichwald C., Walleczek J. Activation-dependent and biphasic electromagnetic field effects: Model based on cooperative enzyme kinetics in cellular signaling. // Bioelectromagnetics. -1996.-Vol. 17.-P. 427-435.
398. Elekes E., Szabo L.D., Thuroczy G. Effect on the immune system of mice exposed chronically to 50 Hz amplitude-modulated 2.45 GHz microwaves. // Bioelectromagnetics. -1996.-Vol. 17(3).-P. 246-286.
399. Elenkov I.J., Webster E., Papanicolaou D.A., Fleisher T.A., Chrousos G.P., Wilder R.L. Histamine potently suppresses human IL-12 and stimulates IL-10 production via H2 receptors. // J. Immunol. 1998. - Vol. 161(5). - P. 2586-2593.
400. Elenkov I.J., Wilder R.L., Chrousos G.P., Vizi E.S. The sympathetic nerve an integrative interface between two supersystems: the brain and the immune system. // Pharmacol. Rev. -2000. - Vol. 52(4). - P. 595-638.
401. ENV 50166:1995. Human exposure to electromagnetic fields: two parts: ENV 50166-1: Low frequencies (0 to 10 kHz); ENV 50166-2: High frequencies (10 kHz to 300 GHz). // CENELEC, 1995.
402. Erdo F., Torok K., Aranyi P., Szekely J.I. A new assay for antiphlogistic activity: zymosan-induced mouse ear inflammation. // Agents Actions. 1993. - Vol. 39. - P. 137-142.
403. Fesenko E.E., Geletyuk V.l., Kazachenko V.N., Chemeris N.K. Preliminary microwave irradiation of water solutions changes their channel-modifying activity. // FEBS Lett. 1995. -Vol. 366. - P. 49-52.
404. Fesenko E.E., Gluvstein A.Ya. Changes in the state of water induced by radiofrequency electromagnetic fields. // FEBS Lett. 1995. - Vol. 367. - P. 53-55.
405. Follin P., Wymann M.P., Dewald B., Ceska M., Dahlgren C. Human neutrophil migration into skin chambers is associated with production of NAP-1/IL8 and C5a. // Eur. J. Haematol. -1991.-Vol. 47.-P. 71-76.
406. Foster K.R., Kritikos H.N., Schwan H.P. Effect of surface cooling and blood flow on the microwave heating of tissue. // IEEE Trans. Biomed. Eng. 1978. - Vol. 25. - P. 313-316.
407. Frey A.H., Feld S.R. Avoidance by rats of illumination with low-power nonionizing electromagnetic energy. // J. Comp. Physio. Psych. 1975. - Vol. 89. - P. 183-188.
408. Fröhlich H. Bose condensation of strongly excited longitudinal electric model. // Phys. Lett. -1968. Vol. 26A(9). - P. 402-403.
409. Fröhlich H. Long-range coherence and energy storage in biological systems. // Int. J. Quantum Chem. 1968. - Vol. 11. - P. 641-649.
410. Fröhlich H. Collective behaviour of non-linearly couple oscillating fields. With applications to biological systems. // Collective Phenomena. 1973. - Vol. 1. - P. 101-109.
411. Fröhlich H. The biological effects of microwaves and related questions. // In: Advances in Electronics and Electron Physics, Vol.53. Academic Press, New York, 1980. - P. 85-152.
412. Fröhlich H. What are non-thermal electric biological effects. // Bioelectromagnetics. 1982. -Vol. 3(1).-P. 45-47.
413. Fröhlich H. Theoretical physics and biology // In: Fröhlich H. (ed.) Biological coherence and response to external stimuli. Springer, Berlin Heidelberg New York, 1988. - P. 1-24.
414. Furia L., Hill D.W., Gandhi O.P. Effect of millimeter-wave irradiation on growth of Saccharomyces cerevisiae. II IEEE Trans. Biomed. Eng. 1986. - Vol. BME-33(11). - P. 993-999.
415. Galvanovskis J., Sandblom J. Amplification of electromagnetic signals by ion channels. // Biophys. J. 1997. - Vol. 73(6). - P. 3056-3065.
416. Gandhi O.P. Some basic properties of biological tissues for potential biomedical applications of millimeter waves. // J. Microwave Power. 1983. - Vol. 18(3). - P. 295-304.
417. Gapeyev A.B., Chemeris N.K. Nonlinear processes of intracellular calcium signaling as a target for the influence of extremely low-frequency fields. // Electro- and Magnetobiology. -2000.-Vol. 19(1).-P. 21-42.
418. Geletyuk V.l., Kazachenko V.N., Chemeris N.K., Fesenko E.E. Dual effect of microwaves on single Ca2+-activated K+ channels in cultured kidney cells Vero. II FEBS Lett. 1995. - Vol. 359.-P. 85-88.
419. Gerisch G., Wick U. Intracellular oscillations and release of cyclic AMP from Dictyostelium cells. // Biochem. Biophys. Res. Comm. 1975. - Vol. 65. - P. 364-370.
420. Goldbeter A. (ed.) Cell to Cell Signalling: From Experiments to Theoretical Models. -Academic Press, London, 1989.
421. Goldbeter A., Dupont G., Berridge M.J. Minimal model for signal induced Ca2+ oscillations and for their frequency encoding through protein phosphorylation. // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1990. - Vol. 87. - P. 1461-1465.
422. Goldbeter A. A minimal cascade model for the mitotic oscillator. // jProc. Natl. Acad. Sei. USA. -1991.-Vol. 88.-P. 9107-9111.
423. Gos P., Eicher B., Kohli J., Heyer W.-D. Extremely high frequency electromagnetic fields at low power density do not affect the division of exponential phase Saccharomyces cerevisiae cells. // Bioelectromagnetics. 1997. - Vol. 18. - P. 142-155.
424. Graziano F.M., Cook E.B., Stahl J.L. Antihistamines and epithelial cells. // Allergy Asthma Proc.-2000.-Vol.21.-P. 129-133.
425. Gründler W., Keilmann F., Fröhlich H. Resonant growth rate response of yeast cells irradiated by weak microwaves. // Physiol. Lett. 1977. - Vol. 62A. - P. 463-466.
426. Gründler W., Keilmann F. Nonthermal effects of millimeter microwaves on yeast growth. // Z. Naturforsch. 1978. - Vol. 33c. - P. 15-21.
427. Gründler W., Keilmann F. Sharp resonance in yeast growth prove nonthermal sensitivity in microwaves. // Phys. Rev. Lett. 1983. - Vol. 51(13). - P. 1214-1216.
428. Gründler W. Frequency-dependent biological effects of low intensity microwaves. // In: Chiabrera A., Nicolini C., Schwan H.P. (eds.) Interactions between electromagnetic fields and cells. Plenum Publishing Corporation, 1985. - P. 459-481.
429. Gründler W., Jentzsch U., Keilmann F., Putterlik V. Resonant cellular effects of low intensity microwaves. // In: Fröhlich H. (ed.) Biological coherence and response to external stimuli. -Springer, Berlin Heidelberg New York, 1988. P. 65-85.
430. Gründler W., Keilmann F. Resonant microwave effect on locally fixed yeast microcolonies. // Z. Naturforsch. 1989. - Vol. 44. - P. 863-866.
431. Gründler W., Kaiser F. Experimental evidence for coherent excitations correlated with cell growth. //Nanobiology. 1992. - Vol. 1. - P. 163-176.
432. Gründler W., Kaiser F., Keilmann F., Walleczek J. Mechanisms of electromagnetic interaction with cellular systems. //Naturwissenschaften. 1992. - Vol. 79. - P. 551-559.
433. Guy A.W. Analysis of electromagnetic fields induced in biological tissue by thermographic studies on equivalent phantom models. // IEEE Trans. Microwave Theory Techn. 1971. -Vol. MTT-19(2). - P. 205-214.
434. Haberichter T., Marhl M., Heinrich R. Birhythmicity, trirhythmicity and chaos in bursting calcium oscillations. // Biophys. Chem. 2001. - Vol. 90(1). - P. 17-30.
435. Hagermark O., Wahlgren C.F., Gios I. Inhibitory effect of loratadine and clemastine on histamine release in human skin. // Skin Pharmacol. 1992. - Vol. 5. - P. 93-98.
436. Hangmann M.J., Gandhi O.P. Substitution method for swept-frequency measurements of dielectric properties at microwave frequencies. // IEEE Trans. Microwave Theory Techn. -1982. Vol. MTT-30(1). - P. 103-106.
437. Hartmann A., Agurell E., Beevers C., Brendler-Schwaab S,, Burlinson B., Clay P., Collins A., Smith A., Speit G., Thybaud V., Tice R.R. Recommendations for conducting the in vivo alkaline Comet assay. II Mutagenesis. 2003. - Vol. 18(1). - P. 45-51.
438. Hess B., Boiteux A. Oscillatory phenomena in biochemistry. // Ann. Rev. Biochem. 1971. -Vol. 40. - P. 237-258.
439. Heynick L.N., Johnston S.A., Mason P.A. Radiofrequency electromagnetic fields: Cancer, mutagenesis, and genotoxicity. // Bioelectromagnetics. 2003. - Vol. 24(Suppl. 6). - P. S74-S100.
440. Hirasawa N., Ohtsu H., Watanabe T., Ohuchi K. Enhancement of neutrophil infiltration in histidine decarboxylase-deficient mice. // Immunology. 2002. - Vol. 107. - P. 217-221.
441. Hirata F., Hirata A. Biology of phospholipase inhibitory proteins. // Adv. Exp. Med. Biol. -1990.-Vol. 279.-P. 211-218.
442. Hur J., Kang M.K., Park J.Y., Lee S.Y., Bae Y.S., Lee S.H., Park Y.M., Kwak J.Y. Pro-apoptotic effect of high concentrations of histamine on human neutrophils. // Int. Immunopharmacol. -2003. Vol. 3(10-11).-P. 1491-1502.
443. Hutson J.M., Niall M., Evans D., Fowler R. Effect of salivary glands on wound contraction in mice. //Nature. 1979. - Vol. 279. - P. 793-795.
444. Ibrahim T., Cunha J.M., Madi K., da Fonseca L.M., Costa S.S., Goncalves Koatz V.L. Immunomodulatory and anti-inflammatory effects of Kalanchoe brasiliensis. // Int. Immunopharmacol. 2002. - Vol. 2(7). - P. 875-883.
445. Iskander M.F., Barber P.W., Durney C.H., Massoudi H. Irradiation of prolate spheroidal models of human in the near field of a short electric dipole. // IEEE Trans. Microwave Theory Techn. 1980. - Vol. MTT-28(7). - P. 801-807.
446. Kaiser F. Non-linear dynamics and biophysical systems. I. Interaction of static and periodic fields with nonlinear periodic processes. // Kleinheubacher Berichte. 1994. - Vol. 37. - P. 763-769.
447. Kaiser F. Coherent oscillations their role in the interaction of weak ELM-fields with cellular systems. // Neural Network World. - 1995b. - Vol. 5. - P. 751-762.
448. Kaiser F., Wagner C. Stochastic resonance as a possible amplification mechanism of weak external signals in cellular systems. // Kleinheubacher Berichte. 1996. - Vol. 39. - P. 653-664.
449. Karabakhtsian R., Broude N., Shalts N., Kochlatyi S., Goodman R., Henderson A.S. Calcium is necessary in the cell response to EM fields. // FEBS Lett. 1994. - Vol. 349(1). - P. 1-6.
450. Kazachenko V.N., Fesenko E.E., Kochetkov K.V., Chemeris N.K. Influence of microwave2+ +irradiation on kinetic parameters of single Ca -activated K channels. // Ferroelectrics. -1999.-Vol. 220.-P. 317-328.
451. Kheifets J., Thieme T., Mirkovich A., Ackerman N. The effects of histamine and serotonin on polymorphonuclear leukocyte accumulation in the rat. // Eur. J. Pharmacol. 1986. - Vol. 128.-P. 179-186.
452. Khizhnyak E.P., Ziskin M.C. Heating patterns in biological tissue phantoms caused by millimeter wave electromagnetic irradiation. // IEEE Trans. Biomed. Eng. 1994. - Vol. 41(9).-P. 865-873.
453. Khizhnyak E.P., Ziskin M.C. Temperature oscillations in liquid media caused by continuous (nonmodulated) millimeter wavelength electromagnetic irradiation. // Bioelectromagnetics. -1996.-Vol. 17.-P. 223-229.
454. Khramov R.N., Sosunov E.A., Koltun S.V., Ilyasova E.N., Lednev V.V. Millimeter-wave effects on electric activity of crayfish stretch receptors. // Bioelectromagnetics. 1991. - Vol. 12.-P. 203-214.
455. Kochetkov K.V., Kazachenko V.N., Aslanidi O.V., Chemeris N.K., Gapeyev A.B. Non-Markovian gating of Ca2+-activated K+ channels in cultured kidney cells Vero. Rescaled range analysis. // J. Biological Physics. 1999. - Vol. 25(2/3). - P. 211-222.
456. Kolosova L.I., Akoev G.N., Avelev V.D., Riabchikova O.V., Babu K.S. Effect of low-intensity millimeter wave electromagnetic radiation on regeneration of the sciatic nerve in rats. // Bioelectromagnetics. 1996. - Vol.l7(l). - P. 44-47.
457. Kolosova L.I., Akoev G.N., Ryabchikova O.V., Avelev V.D. Effect of low-intensity millimeter-range electromagnetic irradiation on the recovery of function in lesioned sciatic nerves in rats. // Neurosci. Behav. Physiol. 1998. - Vol.28(l). - P. 26-30.
458. Kopjar N., Garaj-Vrhovac V., Milas I. Assessment of chemotherapy-induced DNA damage in peripheral blood leukocytes of cancer patients using the alkaline comet assay. // Teratog. Carcinog. Mutagen. -2002. Vol. 22(1). - P. 13-30.
459. Korpan N.N., Resch K.-L., Kokoschinegg P. Continuous microwave enhances the healing process of septic and aseptic wounds in rabbits. // J. Surg. Res. 1994. - Vol. 57. - P. 667-671.
460. Korpan N.N., Saradeth N. Clinical effects of continuous microwave for postoperative septic wound treatment: A double-blind controlled trial. // Am. J. Surg. 1995. - Vol. 170. - P. 271-276.
461. Krokan H.E., Standal R., Slupphaug G. DNA glycosylases in the base excision repair of DNA. //Biochem. J. 1997. - Vol. 325. - P. 1-16.
462. Ku E.C., Lee W., Kothari H.V., Scholer D.W. Effect of diclofenac sodium on the arachidonic acid cascade. // Am. J. Med. 1986. - Vol. 80(suppl.4B). - P. 18-23.
463. Lachtakia A., Iskander M.F., Durney C.H., Massoudi H. Near-field absorption in prolate spheroidal models of humans exposed to a small loop antenna of arbitrary orientation. // IEEE Trans. Microwave Theory Techn. -1981. Vol. MTT-29(6). - P. 588-594.
464. Lagier B., Lebel B., Bousquet J., Pene J. Different modulation by histamine of IL-4 and interferon-gamma (IFN-gamma) release according to the phenotype of human ThO, Thl and Th2 clones. // Clin. Exp. Immunol. 1997. - Vol. 108(3). - P. 545-551.
465. Lagy-Hulbert A., Metcalfe J.C., Hesketh R. Biological responses to electromagnetic field. // FASEB J. 1998. - Vol. 12. - P. 395-420.
466. Lebovitz R.M. Pulse modulated and continuous wave micro-wave radiation yield quivalent changes in operant behavior of rodents. // Physiol. Behav. 1983. - Vol. 30. - P. 891-898.
467. Lednev V.V. Possible mechanism for the influence of weak magnetic field on biological systems. // Bioelectromagnetics. -1991. Vol. 12(2). - P. 71-75.
468. Lednyiczky G., Osadcha O., Buzasi T. Statistical analysis of the endogenous electromagnetic field effects on the respiratory burst. // In Abstr. Book of the Third International Congress of the EBEA. Nancy, France, 1996.
469. Leurs R., Church M.K., Taglialatela M. Hi-antihistamines: inverse agonism, antiinflammatory actions and cardiac effects. // Clin. Exp. Allerg. 2002. - Vol. 32. - P. 489-498.
470. Lew D.P. Receptor signalling and intracellular calcium in neutrophil activation. // Eur. J. Clin. Invest. 1989. - Vol. 19. - P. 338-346.
471. Liboff A.R. Cyclotron resonance in membrane transport. / In: A. Chiabrera, C. Nikolini, H.P. Schwan (eds.) Interactions Between Electromagnetic Fields and Cells. // Plenum, New York. 1985.-P. 281-296.
472. Lin-Liu S., Adey W.R. Low frequency amplitude modulated microwave fields change calcium efflux rates from synaptosomes. // Bioelectromagnetics. 1982. - Vol. 3. - P. 309-322.
473. Litvinov G.S., Berezhinsky L.I., Dovbeshko G.I., Lisitsa M.P. Energy states of bioobjects under mm-wave field action. // Physics of the Alive. 1993. - Vol. 1(1). - P. 38-61.
474. Litvinov G.S., Gridina N.Ya., Dovbeshko G.I., Berezhinsky L.I., Lisitsa M.P. Millimeter wave effect on blood plasma solution. // Electro- and Magnetobiology. 1994. - Vol. 13(2). -P. 167-174.
475. Loeb L.A., Preston B.D. Mutagenesis by apurinic/apyrimidinic sites. // Annu. Rev. Genet. -1986.-Vol. 20.-P. 201-230.
476. Logani M.K., Yi L., Ziskin M.C. Millimeter waves enhance delayed-type hipersensitivity in mouse skin. // Electro- and Magnetobiology. 1999. - Vol. 18(2). - P. 165-176.
477. Logani M., Anga A., Szabo I., Agelan A., Irizarry A., Ziskin M. Effect of millimeter waves on cyclophosphamide induced suppression of the immune system. // Bioelectromagnetics. 2002. -Vol. 23.-P. 614-621.
478. Logani M., Bhanushali A., Anga A., Majmundar A., Szabo I., Ziskin M. Combined millimeter wave and cyclophosphamide therapy of an experimental murine melanoma. // Bioelectromagnetics. 2004. - Vol. 25. - P. 516-523.
479. Logani M.K., Natarajan M., Makar V.R., Bhanushali A., Ziskin M.C. Effect of millimeter waves on cyclophosphamide induced NF-kB. // In: Abstracts of Joint BEMS/EBEA Meeting.- Dublin, Ireland, 2005. P. 190-191.
480. Logani M.K., Szabo I., Makar V., Bhanushali A., Alekseev S., Ziskin M.C. Effect of millimeter wave irradiation on tumor metastasis. // Bioelectromagnetics. 2006. - Vol. 27(4).- P. 247-257.
481. Makar V., Logani M., Szabo I., Ziskin M. Effect of millimeter waves on cyclophosphamide induced suppression of T cell functions. // Bioelectromagnetics. 2003. - Vol. 24. - P, 356-365.
482. Makar V., Logani M., Bhanushali A., Kataoka M., Ziskin M. Effect of millimeter waves on natural killer cell activation. // Bioelectromagnetics. 2005. - Vol. 26. - P. 10-19.
483. Markov M.S., Pilla A.A. Weak static magnetic field modulation of myosin phosphorylation in a cell-free preparation: calcium dependence. // Bioelectrochem. Bioenerg. 1997. - Vol. 43(2).-P. 233-238.
484. Marquardt D.L. Histamine. // Clin. Rev. Allergy. 1983. - Vol. 1. - P. 343-351.
485. Meltz M.L. Radiofrequency exposure and mammalian cell toxicity, genotoxicity, and transformation. // Bioelectromagnetics. 2003. - Vol. 24(Suppl. 6). - P. S196-S213.
486. Meyer T., Stryer L. Calcium spiking. // Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1991. - Vol. 20.-P. 153-174.
487. Nauseef W.M. Assembly of the neutrophil respiratory burst oxidase. // J. Biol. Chem. 1991. -Vol. 266.-P. 5911-5917.
488. Neshev N.N., Kirilova E.I. Synchronization of functioning in enzyme-reactions by amplitude-modulated electromagnetic field. // Electro- and Magnetobiology. 1995. - Vol. 14(1). -P. 17-21.
489. Nishizuka Y. Intracellular signalling by hydrolysis of phospholipids and activation of protein kinase C. // Science. 1992. - Vol. 258. - P. 607-614.
490. Olive P.L., Banath J.P., Durand R.E. Heterogeneity in radiation-induced DNA damage and repair in tumor and normal cells measured using the "comet" assay. // Radiat. Res. 1990. -Vol. 122(1).-P. 86-94.
491. Olive P.L., Durand R.E., Jackson S.M., Le Riche J.C., Luo C., Ma R., McLaren D.B., Aquino-Parsons C., Thomson T.A., Trotter T. The comet assay in clinical practice. // Acta Oncol. 1999. - Vol. 38(7). - P. 839-844.
492. Olsen R.G., Lin J.C. Microwave-induced pressure waves in mammalian brains. // IEEE Trans. Biomed. Eng. 1983. - Vol. 30. - P. 289-294.
493. Orcutt N., Gandhi O.P. A 3-d impedance method to calculate power deposition in biological bodies subjected to time varying magnetic fields. // IEEE Trans. Biomed. Eng. 1988. - Vol. 35(8).-P. 577-583.
494. Ostling O., Johanson K.J. Microelectrophoretic study of radiation-induced DNA damages in individual mammalian cells. // BBRC. 1984. - Vol. 123(1). - P. 291-298.
495. Pakhomov A.G., Prol H.K., Mathur S.P., Akyel Y., Campbell C.B.G. Search for frequency-specific effects of millimeter-wave radiation on isolated nerve function. // Bioelectromagnetics. 1997a. - Vol. 18. - P. 324-334.
496. Pakhomov A.G., Prol H.K., Mathur S.P., Akyel Y., Campbell C.B.G. Frequency-specific effects of millimeter wavelength electromagnetic radiation in isolated nerve. // Electro-Magnetobiology. 1997b. - Vol. 16. - P. 43-57.
497. Pakhomov A.G., Prol H.K., Mathur S.P., Akyel Y., Campbell C.B.G. Role of field intensity in the biological effectiveness of millimeter waves at a resonance frequency. // Bioelectrochem. Bioenerg. 1997c. - Vol. 43. - P. 27-33.
498. Pakhomov A.G., Akyel Y., Pakhomova O.N., Stuck B.E., Murphy M.R. Current state and implications of research on biological effects of millimeter waves: a review of the literature. // Bioelectromagnetics. 1998. - Vol. 19. - P. 393-413.
499. Pakhomov A.G., Murphy M.R. Low-intensity millimeter waves as a novel therapeutic modality. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2000. - Vol. 28(1). - P. 34-40.
500. Pakhomova O.N., Pakhomov A.G., Akyel Y. Effect of millimeter waves on UV-induced recombination and mutagenesis in yeast. // Bioelectrochem. Bioenerg. 1997. - Vol. 43. - P. 227-232.
501. Parente L., Perretti M. Advances in the pathophysiology of constitutive and inducible cyclooxygenases: two enzymes in the spotlight. // Biochem. Pharmacol. 2003. - Vol. 65. - P. 153-159.
502. Pathig R. Dielectric and electronic properties of biological materials. // Chichester: John Wiley & Sons, 1979.-297 p.
503. Penafiel L.M., Litovitz T., Krause D., Desta A., Mullins J.M. Role of modulation on the effect of microwaves on ornithine decarboxylase activity in L929 cells. // Bioelectromagnetics. -1997.-Vol. 18.-P. 132-141.
504. Petrov I.Yu. Membrane potential changes in a plant cell induced by low intensity mm microwave. // IEEE EMC-90 Symp. Record. Washington, USA, 1990. - P. 562-566.
505. Pienkowski D., Pollack S.R., Brighton C.T., Griffith N.J. Comparison of asymmetrical and symmetrical pulse waveforms in electromagnetic stimulation. // J. Orthop. Res. 1992. - Vol. 10(2).-P. 247-55.
506. Pilla A.A. Electrochemical information transfer at living cell membranes. // Annals New York Acad. Sci. 1974. - Vol. 238. - P. 149-170.
507. Pilla A.A. Electrochemical information transfer at cell surfaces and junctions. Application to the study and manipulation of cell regulation. // In: Kegzer H., Gutman F. (eds.) Bioelectrochemistry. NY Plenum Press, 1980. - P. 353.
508. Pilla A.A. At electrochemical consideration of electromagnetic bioeffects. // In: Marino A.A. (ed.) Modern bioelectricity. NY Plenum Press, 1988. - P. 427.
509. Pilla A.A., Muehsam D.J., Markov M.S., Sisken B.F. EMF signals and ion/ligand kinetics: prediction of bioeffective waveform parameters. // Bioelectrochem. Bioenerg. 1999. - Vol. 48. - P. 27-34.
510. Pletnev S.D. The use of millimeter band electromagnetic waves in clinical oncology. // Crit. Rew. Biomed. Engineering. 2000. - Vol. 29(2). - P. 573-588.
511. Pokovic K., Burkhardt M., Kuster N. Evaluation of in vitro exposure systems for wireless communications. // In: Abstr. Book of the Third International Congress of the EBEA, Nancy, France, February 29 March 3,1996.
512. Radermecker M.F., Bury T.B., Saint-Remy P. Effect of histamine on chemotaxis and phagocytosis of human alveolar macrophages and blood monocytes. // Int. Arch. Allergy Appl. Immunol. 1989. - Vol. 88. -P. 197-199.
513. Radzievsky A.A., Rojavin M.A., Cowan A., Ziskin M.C. Suppression of pain sensation caused by millimeter waves: a double-blinded, cross-over, prospective human volunteer study. // Anesth. Analg. 1999. - Vol. 88. - P. 836-840.
514. Radzievsky A.A., Rojavin M.A., Cowan A., Alekseev S.I., Ziskin M.C. Hypoalgesic effect of millimeter waves in mice: dependence on the site of exposure. // Life Sciences. 2000. - Vol. 66(21).-P. 2101-2111.
515. Radzievsky A.A., Gordiienko O.R., Szabo I., Alekseev S.I., Ziskin M.C. Millimeter wave-induced suppression of B16 F10 melanoma growth in mice: Involvement of endogenous opioids. // Bioelectromagnetics. 2004. - Vol. 25. - P. 466-473.
516. Rojavin M.A., Ziskin M.C. Effect of millimeter waves on survival of UVC-exposed Escherichia coli. II Bioelectromagnetics. 1995. - Vol. 16. - P. 188-196.
517. Rojavin M.A., Tsygankov A.Y., Ziskin M.C. In vivo effects of millimeter waves on cellular immunity of cyclophosphamide-treated mice. // Electro- and Magnetobiology. 1997. -Vol.16(3). - P. 281-292.
518. Rojavin M.A., Ziskin M.C. Electromagnetic millimeter waves increase the duration of anaesthesia caused by ketamine and chloral hydrate in mice. // Int. J. Radiat. Biol. 1997. -Vol. 72(4).-P. 475-480.
519. Rojavin M.A., Cowan A., Radzievsky A.A., Ziskin M.C. Antipruritic effect of millimeter waves in mice: evidence for opioid involvement. // Life Sciences. 1998. - Vol. 63(18). - P. L251-257.
520. Rojavin M.A., Ziskin M.C. Medical application of millimetre waves. // Q. J. Med. 1998. -Vol. 91.-P. 57-66.
521. Rojavin M.A., Radzievsky A.A., Cowan A., Ziskin M.C. Pain relief caused by millimeter waves in mice: results of cold water tail flick tests. // Int. J. Radiat. Biol. 2000. - Vol. 76(4). -P. 575-579.
522. Rotnes J.S., Rottingen J-A. Quantitative analysis of cytosolic free calcium oscillations in neutrophils by mathematical modelling. // Cell Calcium. 1994. - Vol. 15. - P. 467-482.
523. Rozencwaig A. Photoacoustic spectroscopy. // Adv. Electron. Phys. 1978. - Vol. 46. - P. 207-308.
524. Safronova V.G., Gabdoulkhakova A.G., Santalov B.F. Immunomodulating action of low intensity millimeter waves on primed neutrophils. // Bioelectromagnetics. 2002. - Vol. 23. -P. 599-606.
525. Sayed S.O., Dyson M. Effect of laser pulse repetition rate and pulse duration on mast cell number and degranulation. // Lasers Surg. Med. 1996. - Vol. 19(4). - P. 433-437.
526. Scholer D.W., Ku E.C. Pharmacology of diclofenac sodium. // Am. J. Med. 1986. - Vol. 80(suppl.4B). - P. 34-38.
527. Semm P. Neural responses to high frequency low intensity electromagnetic fields in the avian brain (52 GHz, modulation 16.66 Hz; power density 0.1 mW/cm2). // In: Abstr. Book of 17 Ann. Meeting of BEMS, Boston, June 18-22,1995. P. 38.
528. Sharma J.N., Mohsin S.S.J. The role of chemical mediators in the pathogenesis of inflammation with emphasis on the kinin system. // Exp. Pathol. 1990. - Vol. 38(2). - P. 73-96.
529. Shckorbatov Y.G., Grigoryeva N.N., Shakhbazov V.G., Grabina V.A., Bogoslavsky A.M., Microwave irradiation influences on the state of human cell nuclei. // Bioelectromagnetics. -1998.-Vol. 19.-P. 414-419.
530. Sheridan J.P., Priest R., Schoen P., Schnur J.M. // In: Taylor L-S., Cheung A.Y. (eds.) The physical basis of electromagnetic interactions with biological systems. Univ. Maryland, 1978.-P.145-148.
531. Singh N.P., McCoy M.T., Tice R.R., Schneider E.L. A simple technique for quantitation of low levels of DNA damage in individual cells. // Exp. Cell Res. 1988. - Vol. 175. - P. 184-191.
532. Sit'ko S.P. Conceptual fundamentals of physics of the alive. // Physics of the Alive. 1993. -Vol.1(1). - P. 5-21.
533. Smith C.W. Electromagnetic effects in humans. // In: Frohlich H. (ed.) Biological coherence and response to external stimuli. Springer, Berlin Heidelberg New York, 1988. - P. 205-232.
534. Sneyd J., Keizer J., Sanderson M.J. Mechanisms of calcium oscillations and waves: a quantitative analysis. // FASEB J. 1995. - Vol. 9. - P. 1463-1472.
535. Somosy Z., Thuroczy G., Kubasova T., Kovacs J., Szabo L.D. Effects of modulated and continuous microwave irradiation on the morphology and cell surface negative charge of 3T3 fibroblasts. // Scanning Microscopy. -1991. Vol. 5. - P. 1145-1155.
536. Stagg R.B., Thomas W.J., Jones R.A., Adey W.R. DNA synthesis and cell proliferation in C6 glioma and primary glial cells exposed to a 836.55 MHz modulated radiofrequency field. // Bioelectromagnetics. 1997. - Vol. 18(3). - P. 230-236.
537. Steinmeyer J. Pharmacological basis for the therapy of pain and inflammation with nonsteroidal anti-inflammatory drugs. // Arthritis Res. 2000. - Vol. 2(5). - P. 379-385.
538. Stern S.L. Behavioral effects of microwaves. // Neurobehav. Toxicol. 1980. - Vol. 2. - P. 49-58.
539. Swillens S., Mercan D. Computer simulation of a cytosolic calcium oscillator. // Biochem. J. -1990.-Vol. 271.-P. 835-838.
540. Szabo I., Alekseev S.I., Acs G., Radzievsky A.A., Logani M.K., Makar V.R., Gordiienko O.R., Ziskin M.C. Destruction of cutaneous melanoma with millimeter wave hyperthermia in mice. // IEEE Trans. Plasma Sci. -2004. Vol. 32(4). - P. 1653-1660.
541. Szabo I., Kappelmayer J., Alekseev S.I., Ziskin M.C. Millimeter wave induced reversible externalization of phosphatidylserine molecules in cells exposed in vitro. II Bioelectromagnetics. 2006. - Vol. 27(3). - P. 233-244.
542. Taniguchi K., Masuda Y., Takanaka K. Inhibitory effects of histamine Hi receptor blocking drugs on metabolic activations of neutrophils. // J. Pharmacobiodyn. 1991. - Vol. 14. - P. 87-93.
543. Thelen M., Dewald B., Baggiolini M. Neutrophil signal transduction and activation of the respiratory burst. // Physiol. Rev. 1993. - Vol. 73(4). - P. 797-821.
544. Thomas J.R., Schrot J., Banvard R.A. Comparative effects of pulsed and continuous-wave 2.8 GHz microwaves on temporally defined behavior. // Bioelectromagnetics. 1982. - Vol. 3. -P. 227-235.
545. Tsunoda Y. Oscillatory Ca2+ signaling and its cellular function. // New Biologist. 1991. -Vol. 3(1).-P. 3-17.
546. Tuszynski J.A., Paul R., Chatterjee R., Sreenixasan S.R. Relationship between Frohlich and Davydov models of biological order // Physical Review. 1984. - Vol.30, No.5. - P.2666-2675.
547. Uhlinger D.J. On the mechanism of inhibition of the neutrophil respiratory burst oxidase by a peptide from the C-terminus of the large subunit of cytochrome b558. // Biochemistry. 1995. -Vol. 34.-P. 524-527.
548. Vane J.R. Towards a better aspirin. // Nature. 1994. - Vol. 367. - P. 215-216.
549. Vane J.R. Cyclooxygenase 1 and 2. // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1998. - Vol. 38. - P. 97-120.
550. Vane J.R., Botting R.M. Anti-inflammatory drugs and their mechanism of action. // Inflamm. Res. 1998. - Vol. 47(Suppl.2). - P. S78-S87.
551. Vijayalaxmi, Logani M.K., Bhanushali A., Ziskin M.C., Prihoda T.J. Micronuclei in peripheral blood and bone marrow.cells of mice exposed to 42 GHz electromagnetic millimeter waves. // Radiat. Res. 2004. - Vol. 161(3). - P. 341-345.
552. Vorobyov V.V., Galchenko A.A., Kukushkin N.I., Akoev I.G. Effects of weak microwave fields amplitude modulated at ELF on EEG of symmetric brain areas in rats. // Bioelectromagnetics. 1997. - Vol. 18. - P. 293-298.
553. Vorobyov V.V., Khramov R.N. Hypothalamic effects of millimeter wave irradiation depend on location of exposed acupuncture zones in unanesthetized rabbits. // Am. J. Chin. Med. -2002.-Vol. 30(1).-P. 29-35.
554. Wagner E. Molecular basis of physiological rhythms. // In: Integration of activity in the higher plant. Society for Exp. Biol. Symp. Univ. Press, Cambridge, 1977. - P. 33-72.
555. Walleczek J. Electromagnetic field effects on the cells of the immune system: the role of calcium signaling. // FASEB J. 1992. - Vol. 6. - P. 3177-3185.
556. Walleczek J., Budinger T.F. Pulsed magnetic field effects on calcium signaling in lymphocytes: dependence on cell status and field intensity. // FEBS Lett. 1992. - Vol. 314. -P. 351-355.
557. Walters T.J., Ryan K.L., Nelson D.A., Blick D.W., Mason P.A. Effects of blood flow on skin heating induced by millimeter wave irradiation in humans. // Health Physics. 2004. - Vol. 86.-P. 115-120.
558. Webb S.J., Dodds D.D. Inhibition of bacterial cell growth by 136 gc microwaves. // Nature. -1968,-Vol.218.-P.374-375.
559. Webb S.J., Booth A.D. Absorption of microwaves by microorganisms. // Nature. 1969. -Vol.222.-P.l 199-1200.
560. Webb S.J. Factors affecting the induction of lambda prophages by millimeter microwaves. // Phys. Lett. 1979. - Vol. 73A(2). - P. 145-148.
561. Wiesenfeld K., Moss F. Stochastic resonance and the benefits of noise: from ice ages to crayfish and SQUIDs. // Nature. 1995. - Vol. 373. - P. 33-36.
562. Wong C.L. The involvement of histamine H2-receptors in restraint-induced antinociception in male mice. // Methods Find. Exp. Clin. Pharmacol. 1993. - Vol. 15(6). - P. 351-356.
563. Yost M.G., Liburdy R.P. Time-varying and static magnetic fields act in combination to alter calcium signal transduction in the lymphocyte. // FEBS Lett. 1992. - Vol. 296(2). - P. 117-122.
564. Zavgorodny S.V., Khizhnyak Y.P., Voronkov V.N., Sadovnikov V.B. Morphological changes in skin nerves caused by electromagnetic radiation of the millimeter range. // Crit. Rev. Biomed. Eng. 2000. - Vol.28(3-4). - P. 641-658.
565. Zhadin M.N. Combined action of static and alternating magnetic fields on ion motion in a macromolecule: theoretical aspects. // Bioelectromagnetics. 1998. - Vol. 19. - P. 279-292.
566. Zhu Z., Xu R. Morphometric observation on the mast cells under the acupuncture meridian lines. // Chen. Tzu. Yen. Chiu. 1990. - Vol. 15(2). - P. 157-158 Article in Chinese.,
-
Гапеев, Андрей Брониславович
-
доктора физико-математических наук
-
Пущино, 2006
-
ВАК 03.00.02
- Влияние электромагнитного излучения на частотах молекулярных спектров поглощения и излучения атмосферного кислорода и оксида азота на прокариотические клетки
- Функционирование репродуктивной системы самцов крыс под влиянием электромагнитного излучения миллиметрового диапазона
- Действие радиочастотного электромагнитного излучения на развивающийся организм Drosophila melanogaster
- Закономерности и механизмы биологического действия электромагнитных волн терагерцевого диапазона на частотах активных клеточных метаболитов
- Физиологические механизмы действия радиочастотных электромагнитных излучений на биообъекты разных уровней организации
