Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ МИТОХОНДРИЙ

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ МИТОХОНДРИЙ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР ОДЕССКИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ МИТОХОНДРИЙ

На правах рукопнец

ШАПОВАЛОВА Любовь Анатольевна

03.00.13 — физиология человека и животных

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

г. Одесса, 1975 г.

Jf>o.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

одесский сельскохозяйственный институт

влияние высокочастотных электромагнитных полей различных физических характеристик на функциональную активность митохондрии

На правах рукописи

ШАПОВАЛОВА Любовь Анатольевна

03.00.13 — физиология человека и животных

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

г.: Одесса, 1973 г.

Работа выполнена на кафедре патологической физиологии и биофизики Одесского сельскохозяйственного института.

доктор медицинских наук, профессор И, В. Шостакоаская, кандидат биологических наук, доцент Л". Е. Филонов. Ведущее предприятие — Краснодарский сельскохозяйственный инст.1-

в 12 час, 30 мин. на заседании Ученого Совета ветеринарного и зоотехнического факультетов Одесского сельскохозяйственного института (г.Одесса, ул, Чижикова, 13).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направить по адресу: 270023, г. Одесса, ул. Чижикова, Ш, сельскохозяйственный институт. Ученому секретарю Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института (г. Одесса, ул, Свердлова, 99).

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ доктор медицинских наук, профессор В. Р. Файтелъберг-Бланк.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

1975 года.

Ученый секретарь Совета доцент

М. Г. Курдюков.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы.

Одно» из важнейших проблем молекулярной биологии является изучение реакции клеток, субклеточных структур л биомакромолекул на воздействие факторами внешней среды, среди которых значительное место принадлежит электромагнитным полям (ЭМП). Интерес исследователей к действию электромагнитных полей на биологические объекты вызван как практическими потребностями биологии, ветеринарии, медицины и техники безопасности при работах с большими ни-тенсивностямн ЭМП, так и стремлением понять роль и значение ЭМП в процессах жизнедеятельности. Многочисленные литературные данные свидетельствуют о том, что воздействие электромагнитных нолей па организм вызывает изменение активности различных физиологических процессов на тканевом, органном н системном уровнях (Н. Н. Лифшиц, 1958; С. Ф. Городецкая, 1960; М. Н. Садчикова, 1960; Л. Н. Будко, 1964; А. Г. Суббота, 1964; Н. Д. Левитина, 1966; Л. Д. Руста-моз. 1970; Е. Л. Лобанова, Л. В. Гончарова, 1971; М, С. Толг-ская, 3. В. Гордон, 1971; К. Т. Кул ни, 1972; Н. Нагшэеп, 1959;

М, МгсЬаеЬоп. 1969 п .многие другие).

На основании литературных данных считается, что основными путями влияния электромагнитных полей на организм является рефлекторный и гуморальный, а также непосредственное воздействие на нервную систему, на внутренние органы и ткани (3. В. Гордон, 1966; Ю. А. Холодов; 1966, Р. Л. Чиженкова, 1966; В. Р. Файтельберг-Бланк, 1971; Л. Г. Суббота, 1973; М. И .Яковлева, 1973: К- МагЬа, 1968 „ др.). Биофизический механизм действия электромагнитных колебании зависит от их физической характеристики (Ю. Е. Москаленко, 1961; Л. С, Пресмаи, 1908; 3, В, Гордон, 1970; И. Р. Петров, 1970 и др.). При облучении миллиметровыми волнами электромагнитная энергия почти полностью поглощается кожей и действует па ее рецепторы. В диапазоне сантиметровых н особенно дециметровых н метровых волн в коже поглощается печпд-чнтельная часть энергии, а основная часть проникает глубже,

оказывая прямое действие на центральную нервную систему и внутренние органы. Глубшга проникновенна электромагнит-нон энергии в ткани организма определяется частотой электромагнитной волны.

Влияние электромагнитных нолей па субклеточные структуры изучено недостаточно и не все участки спектра ЭМП в равной мере привлекают внимание исследователей. Наиболее глубоко изучено действие ионизирующих излучений на функциональную активность субклеточных структур. Работами Э. Ф. Деркачева, 1964; К. Л. Хансона, 1964; С. Е. Маной-лова, 1968; Е. ТЬотгол е! а!„ < 966 и других установлено, что при воздействии на организм рентгеновских лучей наиболее чувствительными клеточными структурами являются ядерные компоненты и мнтохондрин. По современным данным, митохондрии представляют собой метаболический аппарат клетки, в котором происходит «сжигание» различных субстратов клеточного дыхания и образуется основное количество макроаргон. Обеспечение клетки энергией, необходимой для выполнения специфических функций, несомненно играет важную рать в разных условиях существования организма, в том чи^-ле и при воздействии электромагнитных колебаний.

Всестороннее изучение механизма действия физических факторов па организм с учетом достижений клиники, физиологии и биохимии в значительной мере способствует широкому применению электромагнитных полей в ветеринарной и медицинской практике. (Л, И. Журавлев, В. Ф. Красота, Е. И-Пасынков, Л. С. Пресман, Л. А, Скурихнна, В. Р. Файтель-берг-Бланк н др.).

Цель и задачи исследования. Учитывая, что влияние электромагнитных полей сверхвысокочастотного (СВЧ), ультравысокочастотпого (УВЧ) и высокочастотного (ВЧ) диапазонов на митохондрии не изучено, а развитие биофизических исследований на клеточном, субклеточном и молекулярном уровне является тот! основой, без которой невозможно понимание механизмов влияния ЭМП на целостный организм, мы поставили перед собой задачи:

1. Исследовать дыхание п окислительное фосфорилирова-нне митохондрий клеток печенп и почек на воздействие электромагнитных полей частотами 1,62 Мгц, 13~5(ГМгц, 40,68 Мгц и 2375 Мгц, т. е. метрового ц сантиметрового диапазонов;

б

2. Исследовать шшиппе этих частот isa активность адено-инитрпфосфатазы митохондрии печени и почек;

3. Установить влияние различных частотных диапазонов ЭМП па структуру митохондрии;

I. Исследовать возможность направленного воздействия электромагнитными волнами на процессы энергообразовашш в .митохондриях, нарушенные при Экспериментальном токсическом гепатите.

Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые проведено изучение дыхательной, фосфорилнрующей, ЛТФ-азнон активности и структуры митохондрии печени и почек при воздействии терапевтическими* дозировками электромагнитных полей СВЧ, УВЧ, пидуктотермни н диатермии. Экспериментально обоснован терапевтический эффект курсового воздействия микроволнами интенсивностью 12мвт/см2 в течение 10 минут при экспериментальном токсическом гепатите.

Полученные данные должны быть использованы клиницистами для оценки наиболее оптимальных терапевтических доз электромагнитных нолей СВЧ, УВЧ, пидуктотермни и диатермии, используемых в ветеринарной и медицинской практике.

Объект исследований. Исследования проводились в 37 сериях па 542 белых крысах — самцах весом 180-220 г.

Методика исследований. Воздействие электромагнитным полем СВЧ производилось с помощью магнет-ронного генератора сверхвысокой частоты «Луч-58», предназначенного для микроволновой терапии. Прибор генерирует высокочастотные электромагнитные колебания частотой 237?; Мш п длиной полны 12,6 см. Воздействие производилось па область проекции печени животных с помощью цилиндрического излучателя дпдметром 11 см. Плотность потока мощности (ППМ) непосредственно в месте нахождения животного составляла 12, 20 и 30 мвт/см2. Воздействие проводилось однократно продолжительностью 10 минут при всех указанных ип-тепспвностях. Прн ППМ = 12 мвт/см3'воздействне проводилось Также продолжительностью 20 минут однократно и десятикратно, по 10 минут ежедневно. Животных брали в опыт сразу поело отключения генератора и через 24 часа после однократного Ю-мипутпого воздействия ППМ = 30 мвт/см®.

Облучение ультрависокочасгогным полем (УВЧ) пронзво-

лилось с помощью аппаратов УВЧ-4 и У В 4-62, генерирующих электромагнитные колебания частотой 40,68 Мгц и длиной полны 7,37 м. Зафиксированные подопытные животные пометались между дисковыми пластиками конденсатора диаметром 8 см, расстояние между пластинами постоянно составляло 16 см. Воздействовали на животных полем УВЧ однократно мощностью 30 и 80 вт, продолжительностью 10 и 20 минут, и десятикратно, мощностью 30 вт но 10 минут ежедневно.

Облучение животных электромагнитным полем ВЧ-днапа-зона производили с помощью аппарата нндуктотермии, работающего на частоте 13,56 Мгц, соответствующей длине волны 22,12 м. Расстояние электрода-диска от поверхности кожи живота составляло постоянно 1,5-2,0 см. Воздействовали полем нндуктотермин однократно продолжительностью 10 н 20 минут при силе анодного тока 200 н 280 ма, продолжительностью 30 минут при силе анодного тока 280 ма, и десятикратно при силе тока 200 ма по 10 минут ежедневно.

Воздействие полем диатермии производилось контактным методом. Животным п области проекции печени нрекрепля-лись свинцовые электроды-пластинки площадью 10 см1, подсоединенные к генератору УДЛ-200 М. Генератор настроен на основную частоту в 1,625 Мгц, что соответствует длине волны 184,62 м. Воздействие проводилось однократно продол житель, постыо 10 минут, силой тока 0,1а и 0.2а (плотность тока соответственно равнялась 10 и 20л/«/с.«2) и десятикратно силой тока 0,2 а при той же экспозиции.

После окончания действия электромагнитного поля в течение 1-2 минут животных декапнтнровалн, быстро извлекали печень и почки и промывали охлажденной средой выделения (0,25 М сахарозы и 0,001 М ЭДТЛ, рН 7,4). Митохондрии из печени и почек выделяли общепринятым методом дифференциального центрифугирования (С. Но^еЬсют, ЗЬгшйег, С. Ра!а£)е 1948) на рефрижераторной ультрацентрифуге Г-120, Чистоту мнтохондриальной фракции контролировали периодически с помощью электронной микроскопии. Поглощение кислорода определяли мшюметрнческим методом и аппарате Варбурга. Об уровне окислительного фосфорилирова-ния судил л по убыли неорганического фосфата из инкубационной среды за 20 минут инкубации при температуре 26°С. Неорга нический фосфат определяли но методу .Г. 1-есосо (1966). Величину поглощенного за время инкубации кислорода

и убыли неорганического фосфата (в мкА) относили к 1 мг белка митохондрий и рассчитывали коэффициент Р:0. Концентрацию белка в суспензни митохондрий определяли по методу О, Lowry, N. Rosebrough, A. Farr. R. Randall (1951).

Инкубационная среда для определения дыхания н окислительного фосфорилировання содержала : 100 мкМ калия хлористого, 30 мкМ фосфата калия, 10 мкМ магния хлористого, 5 мкМ АТФ, 100 мкМ глюкозы, 0,5 мг гексокиназы кристаллической, I мл суспензни митохондрий. Конечный объем инкубационной среды — 2 мл, рН 7,4. Газовая среда — воздух (В. П. Скулачев, 1962).

Об активности !<"'"+ Na !- — стимулируемой аденозип-трнфосфатаэы митохондрий печени н почек судили по иаро-станию неорганического фосфата в инкубационной среде за 20 минут инкубации при 2С°С (В. П. Скулачев, 1962). Инкубационная среда для определения активности АТФ-азы содержала: калий хлористый (0,3 М), сахарозу (0,3 М), трис-буфер (0,15 М), 0,2 мл раствора натриевой соли ЛТФ (20 .«гЛТФ л 1 мл), 0,2 мл суспензии митохондрии (около 2 мг белка). Конечный объем смеси 2 мл, рН 7,4.

О степени набухания и сокращения митохондрий в норме н при воздействии электромагнитным полем судили по величине оптической плотности частиц, которую измеряли на спектрофотометре СФ-4А при длине волны 520 ммк по методу . К. Cleland (1952). Ультраструктуру митохондрии печени п ночек нсследоралн с помощью электронного микроскопа НИ-11Е-1 с разрешающей способностью 3,1А° лрн увеличении 20000—29000.

Контролем служили показатели функциональной активности и оптической плотности митохондрий, выделенных из печени н почек интактиых животных. Определение контрольных величин проводилось параллельно с опытными на протяжении всех исследовании.

Токсический экспериментальный гепатит вызывали подкожными инъекциями смеси четыреххлористоГо углерода с персиковым маслом в соотношении 1:1 п течение 7 дней из расчета 0,1,«л чистого CCU на 100 г веса животного. Метод использован рядом исследователей и хорошо изучен в морфологическом отношении (Е, Ф. Шамрай, М. Г. Кокаровцева, 1967; М, Л, Мустафаев, 1970; К- Kiessling, К. Tiiander, 1960).

Воздействие ил область печени электромагнитным полем СВЧ интенсивностью 12мвт1см'1 в течение 10 мл Пут начинали через 48 часов после последнего введения четырёххлорнстого

углерода. Митохондрии на печени к почек выделяли но 5, К) п 15 сутки лечения экспериментального гепатита. Параллельно и опит брали животных с экспериментальным гепатитом, не подвергавшихся воздействии! ЭМП.

Объем работы. Диссертация состоит из введе-иия, обзора литературы, методики исследований, 3-х глав с описанием результатов исследований, обсуждения полученных данных, выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 137 страницах машинописного текста, включает 28 графиков, 11 микрофотографий. Список использованной литературы включает 423 наименования, и том числе 135 работ зарубежных авторов. Приложение включает 51 таблицу.

II. содержание работы

При изучении процессов окислительного фосфорнлпронация и митохондриях при воздействии ЭМП нами были обнару. жопы некоторые различия исходных уровнен окислительно;') II фосфорилпругощей активности митохондрии печени п почек Полых крыс в нормальных физиологических условиях. Так, дыхательная и фосфорилнрующая активность митохондрии почек питактных крыс при окислении янтарной кислоты оказалась выше, чем митохондрии печени. Интенсивное дыхание митохондрий почек, вероятно, связано с их функцией. Как известно, почин являются органом с интенсивным окислительным обменом. Не менее 10% кислорода, поглощенного организмом высших животных и человека, используется на окислительные процессы, происходящие л почках. В наших опытах было также установлено, что интенсивность эиергообразова-тельных процессов в митохондриях печени и почек интактных животных изменяется в течение года, т. е. носит сезонный характер. Значение коэффициента Р/О у крыс повышается н осенние месяцы, к весне снижается, а минимум их падает на летние месяцы. На изменчивость коэффициента Р/О под влиянием сезонных* факторов указывают также В, П. Скулачеи, Л. П. Киселев, 1960; В. П. Скулачев, 1962; С. М. Федорова и С. В. Редих, 1972 и др.. Сезонные и суточные изменения в характере и интенсивности самых разнообразных физиологических процессов и их биохимических показателен, установленные многочисленными экспериментами и наблюдениями, отражают ответные реакции организма на внешние флуктуации (давления/температуры и др.) в окружающей среде (Ф. Браун, 1904; К. Пнттендрай, 1964; Д. Д. Слоним, 1966 и др.). ц>

Как показали наши зкспернменталыгые исследования1, электромагнитные поля метрового и сантиметрового диапазонов изменяют функциональную активность митохондрии печени и почек при использовании в качестве субстрата окисления янтарной кислоты. По мнению М. Н. Кондрашовон (1970), окисление сукцината представляется пунктом окислительно-восстановительных превращений весьма чувствительным к раз. личным воздействиям и может служить универсальным рецептором раздражителен.

Данные о влиянии электромагнитного поля СВЧ па дыхание и окислительное фосфорнлирование митохондрий представлены в таблице 1, Однократное 10-минутное воздействие электромагнитным полем СВЧ интенсивностью 12мвт/см1 повышает поглощение кислорода митохондриями печени на 22% и включение неорганического фосфата на 16%, Повышение окислительной и фосфорнлнрующей активности митохондрий свидетельствует о стимуляции энергетического обмена в клетках, Это в свою очередь может приводить к усилению обменных, регенеративных процессов в организме при воздействии малых (нетепловых и слаботепловых) нптенснвностен СВЧ, что подтверждается многими экспериментальными исследованиями (Е, Л, Ревуцкий, 1963; В, Р, Файтельберг-Бланк, 1965; К. Г. Вибе, 1971; М. Л. Чернышева, 1973; Е. ЗсИКерЬаке, 1960 и др.).

В митохондриях почек при данном воздействии наблюдается разобщение окислительного фосфорнлировання — повышение потребления кислорода и снижение коэффициента Р/О.

Увеличение интенсивности воздействия полем СВЧ при той же экспозиции вызывает угнетение процессов окислительного фосфорнлировання в митохондриях печени и почек, причем повышенной чувствительностью к данному фактору обладают фосфорилнрующне механизмы митохондрий. Так, облучение животных интенсивностью 20мвт/см* в течение 10 минут снижает количество потребленного кислорода митохондриями печени на 32%, а включение неорганического фосфата—на 78%. Изменение дыхательной активности митохондрий почек статистически недостоверно, а включение неорганического фосфата снижено на 81%. Повышение интенсивности воздействия до 30мвт/смг не вызывает дальнейшего снижения дыхания митохондрий печени и снижает на 31% дыхание митохондрий почек, в то время как эстернфикацня неорганического фосфата митохондриями печени и почек полностью ннактнви-руется.

М

Таб.-шиэ I

Окислительное фосфорилированне в митохондриях печени и почек крыс при воздействии электромагнитного поля СБЧ

Орган ПЕЧЕНЬ почки

условия опита поглощение кислорода в мхА на 1 яг белка М± т включение неоргаиичес-;ого фосфата в мкА на { мг белка М±т Р:0 М ±'« поглощение кислорода з ж А на 1 лг белка включение неорганнчсс' <ого фосфата в мкА из I мг белка М±т Р:0

Контрол1. (осень) 1,01 ±0,03 1>1±0,06 1.69 ±0,05 !,21 ±0,04 1,84 ±0,05 1-,52 ±0,04

12 ив т/см2, 10 мин 1,23 ±0,07 1,98 ±0,13 №±0,05' 1,3-1 ±0,05 1-,78 ±0,11 1,37 ±0,05

Р <0,01 <0,01 >0, ]' <0,05 >0,5 <0,02

20 мят/см*. Ш мин 0.69 ±0,05 0.38 ±0.04 0 5« ±0,06 Г.СИ ±0.08 0,35 ±0,04 0.34 ±0.03

Р <0,0011 <0,001* <о.оо;' >0,05 <0,001' <0,001'

30 мвт/смг, 10 пин 0,09 ±0,04 0.8! ±0,05

Р <0,001^ — ■ — <0,00? — —

12 >1вт/смг, 20 мин !, 16 ±0,06 1,35 ±0,! 4 1,13-0,05 1,26 ±0,08 1,27 ±0,06 1,0!'±0,06

Р <0,05 <0,05 <0,001 >0,5 <0,05 <0,001'

Контроль (зима) 1,-13 ±0,05 2,43 ±0,10 1,70 ±0,07 1.32 ±0,05 2,09 ±0,06 1,38 ±0,03

12 мвт/см3, 10 мин. десятикратно Р 1,74 ±0,03 <0,001 2,74 ±0,05 <0,0011 1,60 ±0,04 >0,1 !,62 ±0,05 >0,1 2,30 ±0,09 >0,05 1,43 ±0,05 >0,1

30 мот/см2,10 мин. через 24 часа Р Г,26 ±0,06 ¿0,05 1,93 ±0,07 <0,001 ¡.57 ±0,09 1,23 ±0,08 <0,001 1,56±0,14 <0,001 1.20 ±0,05 ¿0.01

Следствием угнетения окислительного фосфорилированпн является снижение содержания макроэргов в тканях, установленное В. Л. Сыигаевскон (1964), R. Nelson (1973) и др. прч интенсивных воздействиях СВЧ ■— поля. Поскольку все процессы обмена веществ взаимосвязаны во времени н пространство, образуя единое целое, нарушение энергетического обмена в той или иной степени может отражаться на функциональном состоянии внутренних органов и на функции нервной н эндокринной систем. Многими авторами было установлено угнетающее действие больших интеисивиостей СВЧ па различные стороны жизнедеятельности (Л. Г. Суббота, 1958; И, Л. Кнцовская, 1964; Е. II, Верещагин, 1968; С. В. Шолохов, 1970; Б. Т. Малышев, 1972; В. А. Сыпгаевская, О. С. Игнатьева, Г. Ф. Снненко, 1973 и др.).

Несмотря на выраженное угнетение функциональной активности митохондрий в момент облучения большими ннтеп-спвностями мпкрооолн, изучение последействия данного фактора на организм показало, что через сутки после интенсивного воздействия параметры окислительного фосфорилнрова-ния значительно повышаются, что может свидетельствовать о развитии внутриклеточного компенсаторного процесса.

Нами установлено, чго однократное воздействие па животных электромагнитным полем УВЧ мощностью 30 вт в течение 10 минут повышает активность процессов эиергообразо-вання в митохондриях печени. Количество поглощенного кислорода увеличивается на 24,8% (табл. 2), включение неорганического фосфата — па 33,7%, отношение Р/О — па 6,3%. Изменение функциональной активности митохондрий ночек происходило менее интенсивно. Достоверно повышается лишь дыхательная активность, а включение неорганического фосфата и коэффициент Р/О остается в пределах нормы. 10-мннуг-ное воздействие на крыс электромагнитным полем УВЧ мощностью 80 вт оказывает угнетающее действие па фосфорили-рующие механизмы митохондрии почек: включение неорганического фосфата снижается па 20%, коэффициент Р/О — на 33%. Функциональная активность митохондрий печени при этом воздействии по сравнению с нормой изменяется незначительно. Максимальное угнетение функциональной активности митохондрий отмечено намн при 20-мииутном воздействии па организм поля УВЧ мощностью 80 вт.

Фазовый характер изменений при воздействии на организм электромагнитного поля УВЧ был также установлен рядом

Таблица 2

Окислительное фосфор ил нрование в митохондриях печени к почек при воздействии электромагнитного поля УВЧ

Орган ПЕЧЕНЬ ПОЧКИ

условия опыта поглощение кислорода в мл А на 1 мг белка ,Ч±т включение неорганического фосфат в мкА на 1 мг белка Ш±т Р:0 М±яг поглощение кислорода в мкА на 1 мг белка М± т включение неорганического фосфата в мкА на 1 мг белка М±и Р:0 М±"'й

Контроль (лето) 1,17 ±0,05 1,8! ±0,08 1,57+0,04 1,44 ±0,06 1,94+0,111 1',35 ± 0,05

30 вт, 10 мин. 1,46 ±0,05 2,42 ±0,10 1,67 ±0,04 4,74 ±0,09 2, ¡(7 ±0,15 1,24 ±0,05

Р <0,01 <0,001 <0,05 <0,02 >0.2 >0,1

80 вт, 10 мин. 1,11 ±0,08 1,82 ±0,08 1.01 + 0.04 1,30 ±0,06 1,55 ±0.05 1,01+0.06

Р >0,2 >0,5 >0,2 >0,5 <0,01 <0,001

30 вт, 20 шш. 1,08 ±0,08 1,59±0,15 1,4 7 ±0,04 1,46 ±0,05 1,36±0,00 N06 ±0,12

Р >0,2 <0,001 >0,05 >0,5 <0,001 <0,05

80 вт, 20 мин. 0,91 ±0,05 ■¡,27 ±0,09 1;38±0,01 1,37 ±0,04 1,77 ±0,14 1,15±0,06

Р <0,01 <0,001 <0,01 >о,к >0,1 <0,02

30 ВТ, 10 мин. десятикратно Р 1,22 ±0,06 >0> 1,90±0,И >0,5 1,56 ±0,04 >0,5 1,53 ±0,06 >0,!. 1,'77 ±0,14 >0,1 1,15+0,06 <0,02

исследователей на уровне отдельны."; органов л целостного организма при изучении углеводного обмена (М. И. Елпсеена, 1937; Л. П. Будко, 1964), всасывательной деятельности желудочно-кишечного тракта (В- Р. Файтельберг-Блапк. 1967), при изучении активности поджелудочной железы (Д.М. Коре-нано-в, 1972) и др..

Снижение частоты колебаний действующего поля сопровождается уменьшением отрицательного влияния ЭМП па функциональную активность митохондрий. Так, однократное 20-мннутное воздействие нпдуктотермин при силе анодного тока 200 ма значительно повышает интенсивность дыхания и фосфозилироваиня и митохондриях. При этом степень сопряжения процессов окисления с фосфорилированием не нарушается, с- чем свидетельствует повышение коэффициента Р/О в печени на 11,6% (табл. 3). Стимулирующее действие на дыхательную и фосфорнлирующую активность митохондрий не-ченц оказывает также однократное воздействие ипдуктотер-мнн при силе анодного тока 280 ма в течение 10 и 20 минут, однако отклонения изучаемых показателей от контрольных величии выражены менее значительно, чем при воздействии силон тока 200 ма. В митохондриях почек при этом наступает снижение включения неорганического фосфата и коэффициента окислительного фосфорилирования, в большей мере при 20-минутном воздействии. Угнетение функциональной активности митохондрии печени и почек наблюдается при увеличении продолжительности воздействия полем индуктотермии до 30 минут. Полученные памп данные на субклеточном уровне согласуются с исследованиями других авторов па целостном организме, установивших высокий стимулирующий эффект лндук'штермнн в норме н при патологии (В. В. Шалован, 1961; Д. Т. Омельченко, 1965; Л. И. Прмохин, В. 13. Лопухина, 1969; И. Г. Лехан, Е. Д. Подгурская, 1972; Е. С. Мелнднс, 1974).

Повышение степени сопряжения дыхания с фосфорилированием в митохондриях печени и почек установлено нами и при однократном воздействии электромагнитного ноля диатермии плотностью ток;< 20 ма/см' продолжительностью 10 минут. Наши данные подтверждаются результатами элек-тронномнкросколическпх исследований К. Л. Зуфарова п В. П. Шпенвайса (i960). После однократною кратковременного воздействия диатермией авторы отметили уплотнение и увеличение числа крнст в митохондриях печени, связанное с сокращением митохондрий, что, по мнению авторов, евпдетель-

Таблица 3

Окислительное фосфорплированне в митохондриях печени и почек при воздействии электромагнитным полем индуктотермии

Орган ПЕЧЕНЬ почки

условия опыта поглощение кислорода в мкА на 1 мг белка М±»1 включение неорганического фосфата в мкА на 1 мг белка М± m Р:0 iM±m поглощение кислорода в мкА на Î ыг белка М±м включение неорганического фосфата в мкА на 1 мг белка М±/й Р:0

Контроль (зима) 1,43 ±0,05 2,43 ±0,10 % 70+0,07 1,52 ±0,05 2,09+0,06 1^38 ±0,03

200 мй, 10 мин. 1,50±0,12 2,59 ±0,11 1,73 ±0,03 1,57 ±0,06 2,10±0,12 1,34+0,04

Р >0,5 >0,2 >0,1 >0,5 >0,5 >0,5

L'üO ми, 20 млн. I, CT=0,10 3,18+0,20 1,90+0,02 1,90+0,11 2,66+0,15 40 ±0,05

Р <0,06 <0,001 <0,02 <0,01 <0,001 >0,5

2Й0 ira, 10 мин. 1,64+0.10 2,93 ±0,17 lt,78±0,06 1,62+0,08 2,04+0,13 1,26 ±0,04

Е> <0,05 <0,02 >0,1 >0,2 >0,5 <0,05

280 мн, 20 MUH. 1.76+0,06 3,23 ±0,16 t ,83 ±0,05 K8t±0,14 1,00+0,22 1.06 ±0,05

Р <0,001 <0,001 >0,1 >0,05 >0,5 <0,001

2Й0 ма, 30 мин. МО ±0,07 1,62±0,12 1,46 ±0,05 t,33 ±0,05 1,33 ±0,07 0,96 ±0,04

Р <0,001 <0,001 <0,01 >0,05 <0,01 <0,01

200 ма. 20 м ¡ilг. десятикратно Р 1,42±0,0Г >0,5 2,47+0,13 >0,5 . [i,7Û л: Û,02 >0,1 ],Э5±0,М <0,01 00 ±0,22 <0,01 1,54+0,05 <0,01

ствует об усилении обменных процессов в клетках. К такому выводу приходят и клиницисты (Л. Л. Голепдберг, 1952; И. Л. Мустаева, 1957; Я- Н, Фидуров, 1965 и др.). отметившие выраженный терапевтический эффект диатермии при лечении заболеваний органов пищеварения, печени и серозных оболочек.

Данные окислительного фосфорнлнрования митохондрии печени животных, подвергнутых курсовому облучению небольшими (слаботепловымн) дозировками электромагнитного поля СВЧ, УВЧ, нндуктотермпп и диатермии свидетельствуют о том, что в этих условиях изменения в процессах окислительного фосфорилирования митохондрий выражены менее значительно, чем при однократном воздействии. Полученные результаты свидетельствуют о возможной адаптации организма животных к воздействию ЭМП при курсовом воздействии. Наши данные, согласуются с наблюдениями ряда авторов (В. Р. Файтельберг-Бланк, 1962; Л. М. Гребешечннкова, 1962: .А. Г. Суббота, 1998; П. П. Фукалова, М. С. Бычков, М. С, Толгская, И. А. Кнцовская, А. П. Волкова, N. К. Демокпдова, Р, С. Воронцов, 1972 н др.), установивших снижение функциональных изменении в различных органах при длительных воздействиях ЭМП, В митохондриях почек десятикратное воздействие электромагнитным полем СВЧ н пндуктотермни вызвало более выраженный эффект, чем однократное. Выявленное нам» отличие в реакции митохондрий исследуемых органов как на однократное, так и десятикратное электромагнитное воздействие, по-вндпмому, является следствием селективного поглощения энергия электромагнитных колебаний в тканях печени и почек. Кроме того, различия в уровнях окислительного обмена, компенсаторных возможностях, а также и функциональной нагрузке клеток нечепл н почек могут обусловить их различную чувствительность к ЭМП радночастноги диапазона.

Таким образом, наши исследования показали,что воздействие электромагнитным нолем на организм животных оказывает влияние на основной процесс биоэнергетики п$ субклеточном уровн'е — окислительное фосфорилнроваине митохонд-рнй. Степень изменения окислительной и зпергообразователь-пой активности митохондрий зависит от частоты, интенсивности и продолжительности воздействия электромагнитных колебаний на организм. .

Проведенное нами измерение ректальной температуры у животных при воздействии ЭМП показало, что существует

определенная зависимость температурной реакции животных от частоты, интенсивности и продолжительности облучения: с повышением частоты прирост температуры тела больше н отмечается уже при воздействии малых ннтепспвностсн; в пределах одной частоты прирост температуры тела снижается с уменьшением интенсивности при одинаковом времени облучения. Так, однократное облучение электромагнитным полем СВЧ интенсивностью 12мвт}смг продолжительностью 10 минут повышает температуру тела животных с 36,8 ± 0,2°С в контроле до 38,0 ± 0,3°С, При облучении животных интенсивностью 30.« епг/сл1 температура тела повышалась на 4,8" С. Около 30% животных погибало «под лучом». Максимальное повышение температуры тела животных при воздействии электромагнитным полем УВЧ в наших опытах составляло 2,1СС. Воздействие УВЧ мощностью 30 вт (10 минут) сопровождалось повышением температуры тела па 0,4°С. Термический эффект нри воздействии пидуктотермнен изменялся от 0,2°С (200 ма, 10 мни.) до 1,3°С (280 ма, 30 мни.). Полученные нами данные согласуются с исследованиями Я. В. Тяги-па (1958), 3. В. Гордон, Е. Л. Лобановой, (1960), К. В. Нико-повой, (1964), П. П. Фукаловой, (1964), В. И. Мпрутенка,

(1964), Т. Ely, Д. Coldman (1950), установивших повышение температуры в различных тканях тела и общее повышение температуры тела при воздействии ЭМП радиочастотного диапазона.

Согласно наших опытов, однократное кратковременное воздействие слаботепловымн иптенснвностями ЭМП вызывало повышение функциональной активности митохондрий печени и почек. Однако при воздействии СВЧ и УВЧ повышение окислительной активности митохондрии почек происходило более интенсивно, чем фосфорплнрованне, что привело к некоторому снижению коэффициента Р/О. Использование более высоких интенсивностен ЭМП приводило к снижению активности энергооб разоиателышх процессов в митохондриях, причем более чувствительным процессом является синтез АТФ из ЛДФ и неорганического фосфата, сопряженный с переносом электронов.

Между тем, как показали паши контрольные опыты, при физическом перегревании животных до 37,8 — 38,0°С показатели окислительного фосфор чл про в ami я статистически достоверно не отличались от контрольных величин. Снижение функциональной активности митохондрии наступало лишь при перегревании до 10,5 — 41°С. В то же время воздействие

ЭЛШ, повышающее ректальную температуру в такой же мере, значительно угнетало окислительное фосфорнлнрование. По данным Т. В. Казуевой (1971) нагревание кроликов, при котором ректальная температура равнялась 42 — 43°С, также не вызывало глубоких изменений функциональной активности митохондрий. Наши данные согласуются и с исследованиями В. Р. Файтельберг-Вланка (1965), С. М. Зубковоп (1968), М. Н. Садчиковой и К. В. Никоновой (1973) н других, установивших нетепловое действие электромагнитного поля на различные стороны жизнедеятельности целостного организма. Следовательно, наблюдаемые нами изменения функционального состояния митохондрий при воздействии ЭЛШ происходят не только в результате повышения температуры тканей, а могут быть следствием действия ЭЛШ непосредственно на молекулярные структуры.

Как показали наши исследования, снижение коэффициента окислительного фосфорилирования в митохондриях при воздействии на организм электромагнитным полем может происходить в результате повышения потребления кислорода и снижения фосфорилирования — разобщения процессов окислительного фосфорилирования, и в результате подавлении окислительной и фосфорилируюшей активности митохондрий. По мнению А. Ленинджера (1966) и Э. Рэкера (1967), разобщение процессов дыхания и окислительного фосфорилирования при действии физических и химических факторов может вызываться увеличением активности митохондрнальной лтф-азы.

Полученные нами данные показали, что при однократном воздействии поля СВЧ ППМ = \2мв/п/см\ 10 минут, ППМ <= 20\мвт(с.чя, 10 минут, Г1ПМ = 1'2мет/см2, 20 минут активность ЛТФ-азы в митохондриях печен» повышалась соответственно действующей интенсивности на 14%, 19% и 26% п составляла 29,3 ± 1,10 (Р = 0,05), 30,4 ± 1,27 (Р<0,02), 32,3 ± 1,23 (Р <0,001) вместо 25,6 ± 1,05 мкг Р/мг белка митохондрий в контрольной группе. Облучение животных максимальной ннтесивностью зЬмвт/см1 в течение 10 минут не вызывало стимуляции ЛТФ-азы в митохондриях печени, наоборот, отмечалось некоторое угнетение активности этого фермента до 24,5 ± 1,79 мкг Р/мг белка, Курсовое воздействие в течение десяти дней интенсивностью 1ймеп1смг продолжительностью 10 минут повышает активность ЛТФ-азы до 35,8 ± 1,14 мкг Р/мг белка (Р <0,001), что на 40% выше по сравнению с нормой.

При однократном воздействии интенсивностью 12мат/см продолжительностью 10 минут ЛТФ-азная активность митохондрий почек изменяется незначительно (Р >0,5), а воздействие этой же интенсивностью в течение десяти дней повышает активность фермента с 31,4 ± 0,31 мкг Р/мг белка в норме до 41.3 ± 1,03 мкг Р/мг белка (Р <0,001). Максимальное повышение активпо'сти АТФ-азы до 44,6 ± 1,87 .мкг Р/мг белка (Р <0,001) вызывает однократное облучение СВЧ интенсивностью 12мвт'см2 продолжительностью 20 минут.

В митохондриях печени животных, облученных электромагнитным полем УВЧ также наблюдается зависимость активности ЛТФ-азы от мощности и продолжительности воздействия. Так, однократное облучение оптимальной мощностью 30 вт в течение 10 минут не изменяет активности фермента, а при 20-.минутном воздействии этой же мощностью активность ЛТФ-азы в митохондриях печени повышается до 32,2 ± 0,8:2 мкг Р/мг белка (Р <0,00t}- Воздействие ЭМП УВЧ мощностью 80 вт продолжительностью 10 минут стимулирует з такой же мере активность адепозинтрпфосфатазы в митохондриях печени, а в митохондриях почек активность фермента повышается еще более интенсивно. Прирост неорганического фосфата повышается до 44,0 ± 1.58 мкг Р/мг белка (Р <0,001 ), что на 32% выше, чем в норме. Курсовое воздействие УВЧ на организм мощностью 30 вт, продолжительностью 10 минут в течение 10 дней статистически достоверно не изменяет митохондриальиой АТФ-азы в почках, а в печени повышается на 14% (Р <0,001).

Однократное воздействие электромагнитным полем пндук-тотермни сплои тока в 200 ма в течение 20 минут, 280 ма к течение 20 и 30 минут повышает ЛТФ-азную активность митохондрий. печени на 12%, 16% и 41% и составляет соответственно 30,9 ± 1,16 (Р <0,05), 32,0 ± 1,15 (Р <0,0П, 38,0 ± 1,45 {Р <0,001) мкг Р/мг белка. В митохондриях почек стойкие изменения активности ЛТФ-азы наблюдаются при воздействии индуктотермпей силой анодного тока 280 ма при однократном воздействии продолжительностью 20 н 30 минут соответственно на 35% и 42% (Р <0,001). В норме прирост неорганического фосфата составляет 29,5 ± 1,47 мкг Р/мг белка митохондрий почек. Курсовое воздействие индуктотермпей силон тока в 200 ма продолжительностью 20 минут в течение 10 дней повышает активность фермента в митохондриях печени и почек соответственно до 31,0 ± 0,29 (Р <0,01) и 37,4 ± 1,55 (Р <0,01) мкг Р/мг белка. Воздействие на жнвот-

пых диатермическим током незначительно повышает АТФ-аз-цую активности митохондрии печен» н почек по сравнению с контролем.

Получешшо результаты позволяют предположить, что повышение активности мнтохондрнулыюй АТФ-азы может быть связано с разобщением процессов окислительного фосфорили-ровання при воздействии СВЧ, УВЧ н ВЧ электромагнитных нолей, о также может свидетельствовать о том, что под влиянием ЭМП изменяется использование макроэргпческих соединений в тканях.

Согласно литературным данным {В. П. Скулачев, }962; Л, Лелннджер, 196(»; Б. Ф. Л1ашанскнн, Я. Ю. Кодшсса-рчнк. Л. II. Виниченко, Т, И, Мосевнч, С. К. Дунаева, 1071), нарушение функциональной активности митохондрии при воздействии ионизирующей радиации, высокой п низко» температуры, ряда химических соединений нередко слизано с изменением структуры митохондрий, н частности с их набуханием.

Полученные нами данные научения оптической ял относ 1,1 .митохондрий печени и ночек свидетельствуют о влиянии электромагнитных нолеГг радиочастотного диапазона на морфологическое состояние этих субклеточных частиц. Мри этом т-

А?

0,й

о.*-.

лЕ

"Л

НОРМА СйЧ УВЧ ИНД. " ДИЯТ

Рис. I . Изменение исходной оптической плотности митохондрий

печеик (_) н почек (---) при воздействия на организм ЭМП:

1, !1 — СВЧ-мвт/см-, 10 мин; УВЧ — 50 вт, 10 лип; индуктотермнн-

200 иа, 20 мин; дм а терм ян — 20 мз-/сма, 10 мин. 2, 21 — СВЧ — 30 мвт/см*, 10 мин; УВЧ — 80 вт, 20 мин; ¡шдуктотермии — 280 ма, 30мян

Менепне структуры .митохондрий происходит в зависимости От интенсивности и продолжительности воздействия СВЧ, УВЧ, ппдуктотермпл и диатермии на организм животных. Значительное набухание митохондрий наблюдалось нами при воздействии высоких тепловых ннтенсшшостей ЭМП (рис, I).

Известно, что набухание митохондрий и, соответственно, увеличение проницаемости их ограничивающих мембран зависит от уровня энергетических запасов гранул и начинается тогда, когда АТФ в них содержится значительно ниже нормы (С. А. Н«йфах, 1964; А. Ленинджер, 1966). Интенсивное на-бу-хшше митохондрий у облученных животных свидетельствует и том, что высокие интенсивности ЭМП вызывают уменьшение количества макроэргических соединений, что подтверждается данными Л. И. Мишенко, 1972; Ф. Л. Колодуб, Г. Е. Евтушенко, 1974.

Однако, как показали наши опыты, набухшие митохондрии облученных животных не утратили способность к сокращению при внесении в инкубационную среду АТФ и ионов магния. При «обратном» набухании, вызванном действием АТФ и ионов магния, происходит сокращение наружной мембраны митохондрий, ограничивающей оболочки, которая сохраняется неповрежденной при самых жестких воздействиях (Л. Г, Булычев, В. Ф, Машанский, 1964). Изучение рядом авторов природы «сокращения» митохондрий показало ,что те тины набухания, которые могут обращаться АТФ, характеризуются изменением липидного компонента мнтохондриальной мембраны: происходит гидролиз некоторой части фосфолнпи-гов с образованием свободных жирных кислот, прежде всего ненасыщенных жирных кнслт(Ь. \Vojtczak, А. Ье1т1Пйег, 1961. О, БЮлек, Н. Б1га]{ 1969).

В этой связи, рассматривая изменения функциональной активности митохондрий при интенсивном воздействии ЭМП в свете данных современной молекулярной биологии, можно предположить, что угнетающий эффект ЭМП является следствием изменения свойств мнтохондриальной мембраны. Это подтверждается нашими электронномикроскопическими ' исследованиями. Так, изменение ультраструктуры митохондрий после однократного воздействия электромагнитным полем СВЧ интенсивностью 30 мвт/см* выражается в изменении формы митохондрий, увеличении размеров митохондрий, что свидетельствует об их набухании. Отчетливо наблюдается увеличение межмембранного пространства. Мембраны митохондрий

рыхлые, Ei них появляется гранулярность, что увеличивает их толщину. Крпсты заметны плохо, мембраны крнст разрыхляются и утрачивают первоначальный контурнрованный вил. Наряду с набуханием, изменением конфигурации мембран и крнст, в цитоплазме клеток появляются комплексы митохондрий, имеющие общие мембраны. Произошло либо слияние рядом лежащих митохондрий, либо разделение их путем появления перегородок.

Таким образом, установленные памп нарушения процессов окислительного фосфорилирования при воздействии интенсивных ЭМП могут происходить в результате изменении структуры митохондрий, выявленные на основе определения их оптической плотности и электронномикросконпческих исследовании.

По мнению ряда авторов (В. Н. Ореховнч, 1966. Д. Поли-кар, М. Бесси. 1970, В. Р, Фа ительберг-Бланк, 197.Í, К. Rees, V. Shollamier. , 1963) нарушение функций и структуры субклеточных частиц лежит в основе ряда заболеваний. Как показали наши исследования, экспериментальный токсический гепатит у крыс сопровождается нарушением энергообразовательных процессов в .митохондриях (табл. 4). Разобщение процессов окислительного фосфорилирования в митохондриях печени и почек наблюдалось уже через 48 часов после последнего введения четыреххлористого углерода, По данным С, Pierre, rt al., (1973), через 20 часов после введения СС14 отмечается жировая инфильтрация печени,a R. Rcck nagel, M. Litteria (i960) уже через 8-10 часов после введения яда наблюдали повреждение структуры митохондрий.

Па пятые сутки течения экспериментального токсического гепатита интенсивность эиергообразовапия в митохондриях печени и почек продолжает снижаться. Чувствительность фос-форилируюшего процесса к действию четыреххлористого углерода оказалась выше, чем окислительного. Так, митохондрии печени потребляют кислорода па 18%, а включают неорганического фосфата на 51% меньше, чем в норме. Митохондрии почек потребляют кислорода на 25% меньше по сравнению с контролем, включение неорганического фосфата, снижено в такой же мере, как в митохондриях печени. Дальнейшее снижение окислительных процессов в митохондриях печени наблюдается на пятнадцатые сутки экспериментального гепатита, а показатели системы фосфорилнронапнл остаются па уровне пятых суток. В митохондриях почек в большей мере снижена эстерпфикация неорганического фосфата (на 56%),

Окис л тельное фос формирование в митохондриях печени и почек при экспериментальном гепатнге и лечении микроволнами

Т(.Слнца 4

Орган ПЕЧЕНЬ ПОЧКИ

условия опита поглощение кислорода в лкД на 1 мг белка М± « включение неорганичен <ого фосфата в мкА на 1 мг белка М± т Р:0 М±- т поглощение кислорода в мкА на 1 мг белка М± т включение неорганн чес-дао фосфата в мкА на 1 мг белка М± т. Р:0

Иитактные животные

Экспериментальным гепатит,

Р

Гепатит 5 суток Р

+ СВЧ р,

Гепатит 10 суток Р

+ СВЧ

Р,

Гепатит 1Г» суток Р

■!- СВЧ

Р,

1,24 ±0,04

1,29±0,10

>0,5 ¡,02±0,12 >0,05 Мб ¿0.06 <0,01 0,90 ±0,07 <0,001 1,3-1 ±0,06 <0,001 и,21±0,10 <0,01 1,09+0,07 >0,2

1,99 ±0,07

1,24 ±0,07

<0,001 0,98 ±0,09 <0,001 1ДЗ±0,19 <0,01 0,99+0,09 <0,001 ксо±о,о! <0,001 1,43±0,)7 <0,01 1,29 ±0,16 >0,5

1,62 ±0,04

1,04 ±0,2

<0,001 0,97 ±0,06 <0,С01 1,25 ±0,12 =0,03 !1,13±0,| I <0,001 1,24 ±0,08 >0,2 1,19+ода <0,01 Д18±0,07 >0,5

1.60 ±0,07

1,79 ±0,17

>0,1! 1,20±0,12 <0.01 К78±0,14 <0,02 1,25 ±0.12 <0,05 1,58 ±ОЛО <0,05

1.61 ±0,23 >0,5

У,54 ± 0,08 >0,5

2,31 ±0,!3

1,75 ±0,1(7

<0,02 1,14±0,2И <0,01. 1,86 ±0,23 >0,05 1,01 ±0.10 <0,001 М1±0,Ю <0,001 1,61 ±0,20 <0,02 1,82±0,№ >0,2

ПРИМЕЧАНИЕ: Р — достоверность изменения научаемых показателей по сравнению с интактными животными.

Р, — достоверность изменения изучаемых показателей по сравнению с нелеченными животными.

Потребление кислорода по сравнению с пятыми сутками повышается, оставаясь на 21% ниже контрольной величины.

Полученные нами данные согласуются с исследованиями других авторов (В, М. Мальцев, 1989, Е. Ф. Шамрай, Ю. И. Губский, 1973, A.B. Корнейко, В, П. Никандров, 1973 и др.), установивших угнетение биоэнергетических процессов в печени при экспериментальном гепатите. Механизм токсического действия четыреххлористого углерода на митохондрии полностью не выяснен. Согласно гипотезе Т. Slater (1966) при метаболизме яда в печепи происходит растепление CCU с образованием свободных радикалов, которые вызывают нарушение гидрофобных взаимодействий липопротеидных мембран митохондрий, обеспечивающих структурную и функциональную интеграцию компонентов дыхательной цепи. Как указывает К. Rees (1964) нарушение метаболизма митохондрий при патологии печени предшествует некрозу паренхимы. Снижение энергетического обеспечения клеток может быть причиной нарушения секреторной, антитоксической, белокеш[тезирующей и других функции печени, установленных рядом авторов при гепатите (В. И. Латынова, 1961, 3 . И. Микашиповнч, ¡970, М. Л. Мустафаев, 1970 и др.).

В литературе содержатся работы, свидетельствующие о функциональных и морфологических изменениях ночек при заболеваниях печени- При этих наблюдениях большинство авторов обнаружило изменения в моче, количественных колебаний диуреза, нарушения почечного плазмотока и др. (Н. Л. Василенко, 1907, Л. С. Квинт, 1958, Г. П. Ллнджапов. 1966, Г. Я. Дозорец, О. Г. Довялло, 1973 и др.). Вопросы, касающиеся биоэнергетических процессов в митохондриях почек при гепатите не изучались. Полученные нами данные о нарушении функциональной активности митохоидрнй ночек при гепатите указывают на необходимость учитывать состояние эпергообразовательных процессов п почках при патологии печени. „

Как показали наши морфологические исследования, чс-гыреххлористый углерод вызывает гепатит у подопытных крыс, проявляющийся в нарушении гемоцнркуляторных процессов и возникновении дистрофических процессов в паренхиме печени. В динамике течения экспериментального гепатита клетки печени находятся в состоянии вакуольной дистрофии. В почках также наблюдается паренхиматозная дистрофия клеток эпителия извитых канальцев п явления экстрака-пилляриого гломерулпта.

Результаты исследований функциональной активности .митохондрий, проведенные, на различных этапах облучении электромагнитным полем СВЧ (микроволнами) животных с экспериментальным токсическим гепатитом, выявили благоприятное влияние микроволн на процессы дыхания п окислительного фосфорилирования в митохондриях печени и почек (табл. 4.), Наиболее положительные результаты получены при ежедневном воздействии СВЧ па патологический процесс в течение пяти дней. При воздействии микроволнами интенсивностью 12 мвт/см3 продолжительностью 10 минут потребление кислорода митохондриями печени повышается до l,46i 0,06, а митохондриями почек до 1,78 ± 0,14 мкатомов/мг бел-'ка, что соответственно на 18% » на 11% выше, чем у митохондрий иптактных животных. Включение неорганического фосфата митохондриями повышается почти в два раза по сравнению с нелеченнымл животными, приближаясь к его значению у интактных животных. За счет интенсивного дыхания коэффициент окислительного фосфорилирования в печени и почках несколько снижен. Значительное повышенно окислительной активности митохондрий при воздействии СВЧ—полем в условиях гепатита, вероятно, связано с повышением активности окислительно-восстановительных ферментов печени. Этот вывод подтверждают гнстоэнзнмологические исследования В. В. Кожарского и Р. Д. Чуевоп (1973), показавших, что воздействие микроволнами на область печени животных с токсическим гепатитом повышает активность ферментов цикла Кребса.

Проведенные нами морфологические исследования показали, что СВЧ—воздействие ускоряет восстановление нормальной структуры печени и ночек. При лечении микроволнами уже на 5-ын день в печени в центре дольки определяются здоровые клетки, только отдельные клетки в состоянии вакуольной дистрофии, в почках наблюдаются значительно менее выраженные явления дистрофии и не обнаружено появление серозного эксудата iî полости капсулы клубочков.

Наши данные согласуются с клиническими наблюдениями Д. Л. Вашкевпч, (1973). Автором установлено, что микроволновая терапия в слаботснловой дозе нормализует резмеры печени, улучшает бел ковообразователытую, пигментную, углеводную и другие функции печени, нарушенные при'гепатите.

Итак, полупенные памп данные позволяют па уровне субклеточных органелл — митохондрий проследить за влиянием электромагнитных полей различных физических характерн-

стик на функциональную активность митохондрий клеток печени и почек как в норме, так и при экспериментальном гепатите. В сферу наших экспериментальных исследовании вошли значительные участки спектра электромагнитных колебании, что позволило (учитывая и литературные данные) характеризовать некоторые общие и специфические стороны биологического действия ЭМП.

Рассматривая полученные нами результаты с позиций современной молекулярной биологии, можно заключить, что механизм биологического действия электромагнитных нолей радиочастот состоит в прямом или опосредованном воздействии на первичные регуляторные системы обмена веществ путем изменения скоростей синтеза и распада бносубстратов в ро 1-личных метаболических нолиферментпьгх циклах и, в частности, в ходе биоэнергетических процессов путем их активирования либо ингибнроваипя.

ВЫВОДЫ

1. Однократное кратковременное воздействие малыми (слаботепловыми) пнтенсивпостями СВЧ (12.ивт/см1, 10 мин.}, УВЧ (30 вт. 10 мин.), индуктотермни (200 ма, 20 мин.) п диатермии {ЧЪма/с.ч'\ 10 мин.) стимулирует дыхательную и фосфорилнрующую активность митохондрий печени. Изменение функциональной активности митохондрий почек при данных воздействиях происходит менее интенсивно. Электромагнитные поля СВЧ и УВЧ повышают, главным образом, дыхательную активность митохондрий почек. Степень сопряженности процессов окислительного фосфорплироваиня в митохондриях печени и ночек при воздействии нндуктотермией и диатермией выше, чем при воздействии СВЧ и УВЧ.

2. Курсовое десятикратное ежедневное воздействие электромагнитных полей СВЧ, УВЧ, пндуктотермин и диатермии при указанных параметрах вызывает положительные сдвиги показателей функциональной активности митохондрий печени, по менее выраженные, чем однократное. Десятикратное воздействие СВЧ и нндуктотермией для почек эффективнее однократного воздействия. Десятикратное воздействие диатермией не вызывает существенных изменений процессов окислительного фосфорилироваиня в митохондриях почек, а УВЧ вызывает их разобщение,

3. Снижение .функциональной активности митохондрий печени и почек происходит при однократном значительно тепло-

вом воздействии электромагнитным полем СВЧ {\2мвт1смг 20 мни., 20мет!см\ Ю мин., 30мвт/смг. )0 мин.), УВЧ (30 вт. 20 мин., 80 вт, 10 и 20 мин.) и нндуктотермии (280 ма, 39 мни.). При этом, в первую очередь инактивируется система сопряжения окисления сукцината с фосфорплнрованием АДФ, система переноса электронов к кислороду оказывается более, устойчивой.

4. Однократные тепловые и десятикратные слаботепловые воздействия СВЧ, УВЧ и нндуктотермии повышают активность К" + 1\а "" — стимулируемой АТФ-азы митохондрий печени и в меньшей мере митохондрий ночек.

5. Воздействие электромагнитным полем СВЧ, УВЧ, нндуктотермии и диатермии вызывает изменение структуры митохондрий. выражающееся в активном набухании органелл. При этом структурные 'изменения, по данным изучения оптической плотности и электронномпкроскопическом исследовании, коррелируют со степенью изменения дыхания и окислительного фосфорилирования. При воздействии больших ннтен-снвностей СВЧ, УВЧ этот фактор, по-видимому, может привести к нарушению как в самой цепи переноса электронов, так н в участках, ответственных за реакции фосфорилирования.

6. На степень функциональных и структурных изменений, происходящих в митохондриях при воздействии СВЧ, УВЧ и ВЧ — диапазонов, существенное влияние оказывает частота электромагнитного поля. Установлено, что с уменьшением частоты колебаний отрицательное влияние ЭМП на митохондрии уменьшается.

7. Экспериментальный гепатит, вызванный четыреххлорпс-!Ым углеродом, сопровождается снижением дыхания и окислительного фосфорилирования в митохондриях печени и почек, а также структурными изменениями в этих тканях.

8. Курсовое воздействие па животных с экспериментальным токсическим гепатитом микроволнами интенсивностью 12 мат ¡см* продолжительностью 10 минут оказывает частичное нормализующее действие на функциональную активности митохондрий печени и ночек, н на морфологическую картину )> ткани печени и ночек. Более отчетливо это влияние выражено при пятикратном воздействии микроволнами.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации:

>, Влияние теплообразовании, вызванного воздействием высокочастотных электромагнитных полей и ультразвуковых колебаний на дыхательную н фосфорнлирующую активность митохондрий печени и почек белых крыс. (В соавторстве с В, Р. Файтельбсрг-Бланком, Г. Л. Сивориновским). В кн. «Теплообразование и терморегуляция организма в норме и при патологических состояниях». Материалы респ. научн. конф. Киев, 1971', 197-198.

2. Влияние сверх высокочастотного электромагнитного поля на окислительное фосфорилирование н АТФ-аэную активность митохондрий. В сб.: «Влияние электромагнитных полей на организм животных». Одесса, 1971, 324-333,

3. Огшсне фосфорнлювання в М1Тохондр1ях печшки та ни рок б1лнх щур1в, опромшених ультрявисокочастотним полем, Тезн доиов1Дей. IX зЧзл УкраТнського фЫолопчного товариства. Вндавницгво «Наукова думка», Юна, 1972, 420-421.

4. Влияние электромагнитных полей различных диапазонов на функциональное состояние митохондрии клеток печени к почек в норме и при экспериментальной патологии. В кн. «Пути повышения продуктивности сельскохозяйственных животных н птицы (действие физических агентов н:> организм животных». Одесса, 1972, 130-131'.

0. Функциональное состояние митохондрий печени при воздействии высокочастотным полем индуктотермии. Труды Целиногр. с.-х. института, 197П, т. йып. 5, 50-60.

6. Функциональная активность митохондрии печени и почек при экспериментальном токсическом гепатите и воздействии микроволнами (в соавторстве с В. Р. Файтельберг-Еланком). Патологическая физиология н экспериментальная терапия, 1975, № I.

7. Злила функцюнального стану мгто.\ондр;й печ!нкн й ннрок щур<в при Д11 електромагштних пол ¡в метрового й сантиметрового д1апазои1в (в соавторстве с В. Р. Файтельберг-Бланком). Укра!нський бкшшчний журнал, [975, о\в 4.

8. Влияние микроволи на функции и структуру митохондрий печени и почек: (в соавторстве с В. Р. Файтельберг-Бланком), Доклады АН УРСР, сор. В, 1975, 5, 400-463.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на:

1. Научных конференциях Одесского сельскохозяйственного института в [970-1974 гг.;

2. Республиканской научной конференции «Теплообразование и терморегуляция организма в норме гг при патологических состояниях», Киев, 1971 г.;

3. IX з'Ъа. Укражського фшолопчиого товариства. ЗалорШжя, !972р.;

4. Всесоюзной научной конференции по проблеме «Изучение действия физических агентов на организм животных», Одесса, 1972;

5. Межвузовском симпозиуме «Физико-химические основы действия физических факторов на живой организм», Москва, 1974;

6. Одесском отделении Всесоюзного общества физиологов им. И. П. Павлова, Одесса, 1975.

ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ' НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ МИТОХОНДРИИ

Шаповалова Л. А.

Подписано к печати Н.05.75 г. Объем 2 п. л. Формат 60x84 '/]«■ Зак. № 1894. Тир. 250. ОГТ цех № 4.