Введение к работе
Актуальность. Научно-технический прогресс существенно увеличивает вероятность контакта человека с источниками ионизирующего и неионизирующего излучения, а также с их сочетанием в любых комбинациях как в процессе профессиональной деятельности, так и при аварийных ситуациях. В связи с этим сохраняется актуальность для обеспечения безопасности в чрезвычайных ситуациях природного, техногенного и военного характера разработки и внедрения в практическую деятельность принципиально новых средств, позволяющих сохранить жизнь и здоровье людей в экстремальных условиях, в том числе и при радиационных авариях и катастрофах [А.К.Гуськова 1997; А.Ф.Цыб и др., 2002; С.С.Алексанин 2008]. Кроме того сохраняется необходимость модификации клинических эффектов лучевой терапии как химическими, так и физическими способами, чтобы добиться оптимального терапевтического эффекта. Особое внимание, как правило, уделяется исследованию закономерностей и механизмов поражающего действия, ионизирующих излучений (ИИ), изучение же биологических эффектов неионизирующей радиации, например, миллиметрового излучения (ЭМИ КВЧ), равно как и их совместных эффектов, велось менее интенсивно [Н.Д.Девятков, О.В.Бецкий, М.Б.Голант и др., 1985, 1996, 2000, 2009].
В современной радиобиологии накоплено огромное количество фактов, свидетельствующих о том, что радиорезистентность организма может изменяться под влиянием нерадиационных факторов различной природы [Ю.Г.Григорьев и др., 1982, 1997; А.В.Горизонтов и др., 1983; С.Д.Иванов, 2000, 2006; В.И.Шеин, 2000, 2008]. При этом основой неспецифического повышения резистентности, как правило, рассматривали механизмы стресса, т. е. реакции организма на воздействие чрезвычайных раздражителей. Такой доминирующий подход к разработке данной проблемы привел к тому, что многие факторы, которые не могли быть отнесены к разряду чрезвычайных и не вызывали стресс-реакцию, долгое время не были исследованы как потенциальные модификаторы лучевого поражения организма. Это характерно и для исследований сочетанного действия электромагнитных полей (малой мощности) и ионизирующей радиации. В литературе практически не освещен вопрос о значимости электромагнитных полей с параметрами, близкими к естественным, с напряженностью менее 10 мВт/см2, в изменениях неспецифической резистентности и реализации радиобиологических эффектов. Тем не менее, к настоящему времени накоплено достаточно экспериментальных и клинических доказательств о существенной биологической эффективности этого фактора внешней среды [Н.Н.Лебедева и др., 2000, 2007; Н.А.Темурьянц и др., 1999, 2004, 2007; Н.И.Музалевская 1982; А.В.Сидякин и др., 1982, 1983; Л.А.Севастьянова и др., 1984, 1991; Л.И.Корытова и др., 2000, 2004].
Изучение действия ЭМИ КВЧ на биологические объекты началось около 40 лет тому назад сразу за освоением в радиотехнике этого диапазона частот (направленная радиосвязь, мм-радиолокация и др.), но до настоящего времени не существует ни общепринятой концепции, ни методов, адекватно отслеживающих влияние биологического действия миллиметрового излучения с первых мгновений взаимодействия с биообъектом. Это приводит к необходимости прогнозирования последствий таких контактов, что требует научно обоснованного биодозиметрического контроля.
В течение последних 40 лет опубликовано значительное количество работ, посвященных поиску эффектов и механизмов действия ЭМИ КВЧ на биологические объекты различного уровня организации, от отдельных клеточных компонентов, изолированных клеток и микроорганизмов до высокоорганизованных организмов (животных и человека) [Е.П.Хижняк 1991; О.В.Бецкий, Н.Д.Девятков и др., 1996, 2004]. В то же время параметры и характеристики излучений (частота или соответствующая ей длина волны, интенсивность, плотность потока мощности (ППМ), поляризация, наличие или отсутствие модуляции, вид модуляции и т.п.), используемые в настоящее время в медицинской практике, до последнего времени остаются во многом эмпирическими. Результаты проведенных исследований пока не позволили окончательно решить вопрос о направленном подборе резонансных частот и других характеристик излучений для более эффективного использования в медицинской практике этого диапазона излучений. Основная причина такого положения, по нашему мнению, состоит в неадекватности имеющихся теоретических концепций. Разрыв между успешным практическим применением КВЧ-терапии и ее недостаточным теоретическим обоснованием неизбежно приводит к чисто эмпирическому подбору параметров излучений, тормозит дальнейшее эффективное развитие КВЧ-терапии как научно обоснованного метода современной медицины. Существенное продвижение в этом направлении может базироваться на создании новой адекватной концепции, определяющей механизмы воздействия ЭМИ мм-диапазона на биологические процессы. Решению указанных проблем посвящена настоящая работа.
Цель исследования: клинико-экспериментальное изучение влияния электромагнитного миллиметрового излучения крайне высокой частоты (КВЧ) на течение и исходы радиационных поражений и эффективность лучевой терапии.
Для реализации поставленной цели предстояло решить следующие основные задачи:
-
Изучить в эксперименте влияние ЭМИ мм-диапазона (ЭМИ КВЧ) на исходы радиационных поражений.
-
Исследовать модифицирующее действие ЭМИ КВЧ на состояние костномозгового кроветворения и показатели периферической крови облученных животных.
-
Выявить в эксперименте влияние ЭМИ КВЧ на состояние клеточных структур лимфоцитов и тимоцитов.
-
Установить модифицирующее действие ЭМИ КВЧ на состояние антиоксидантной системы облученного организма в эксперименте и клинике.
-
Оценить противоопухолевое действие ЭМИ КВЧ в опытах на животных.
-
Установить влияние ЭМИ КВЧ на ДНК-синтетическую активность облученных клеток человека, растущих в культуре.
-
Исследовать влияние ЭМИ КВЧ на побочные эффекты лучевой терапии, у онкологических больных радиологических отделений.
Решение поставленных задач позволило сформулировать основные положения, выносимые на защиту:
-
Воздействие ЭМИ КВЧ на экспериментальных животных, получивших ионизирующее облучение в широком диапазоне доз, значительно улучшило исходы радиационных поражений и снизило уровень постлучевой миелодепрессии.
-
ЭМИ КВЧ при лучевом воздействия оказывает нормализующее действие на клеточные мембраны лимфоцитов и тимоцитов, укрепляет антиоксидантный статус облученного организма.
-
Использование ЭМИ КВЧ у онкологических больных способствует снижению местных острых лучевых реакций и постлучевых осложнений, а также восстановлению антиоксидантного баланса организма, что положительно отражается на продолжительности жизни наблюдаемых больных.
Научная новизна и теоретическая значимость.
Впервые изучен радиопротекторный эффект КВЧ-воздействия на кроветворение при остром радиационном облучении, который проявляется в широком диапазоне доз от 3 до 9 Гр при различных режимах облучения, для двух длин волн (l=5,6 мм и l=7,1 мм). Выявлено, что профилактическое и раннее терапевтическое применение мм-излучения позволяет увеличить выживаемость лабораторных животных в условиях острого рентгеновского облучения.
Показано, что 30 мин КВЧ-воздействие за 2 ч до облучения в дозах 2, 4 и 6 Гр способствует снижению выраженности постлучевых нарушений костномозгового кроветворения и увеличению пролиферативной активности гемопоэтических клеток.
Впервые показано воздействие КВЧ на ДНК-синтетические процессы. Независимо от характера влияния КВЧ на клетки мишени (ингибиция или стимуляция), установлено, что с помощью КВЧ при различных режимах облучения можно достигнуть результатов, направленных на модуляцию функциональной активности клеток-мишеней, а, в случае комбинированного воздействия с ионизирующим излучением снизить его патогенный эффект.
Теоретически обоснованы механизмы воздействия ЭМИ КВЧ-диапазона на биологические процессы, объясняющие природу первичного акта действия мм-излучений на биологические объекты. Дано объяснение острорезонансного характера частотной зависимости наблюдаемых эффектов, их стабильность и воспроизводимость. Первичный акт действия КВЧ-излучения заключается в его воздействии на определенные молекулы в клетках организма, такие как цАМФ.
На основании результатов экспериментальных и клинических исследований показана возможность и обоснована целесообразность использования электромагнитного миллиметрового излучения (КВЧ-терапия) в качестве нового средства обеспечения защиты кроветворения (предотвращение постлучевой депрессии кроветворения, ускорение восстановления гемопоэза, а также стимулирование иммунитета и неспецифической резистентности организма) в курсах лучевой терапии у онкологических больных.
Практическая ценность.
Дано теоретическое и практическое обоснование для клинического применения КВЧ-терапии при лучевом лечении онкологических больных. Составлен алгоритм индивидуальных схем КВЧ-терапии у онкологических больных радиологических отделений. Уточнены этапы применения КВЧ-терапии в условиях онкологического стационара. Разработаны новые методики биологического тестирования действия различных электромагнитных излучений и уточнены оптимальные схемы применения КВЧ-терапии.
Разработанные методические рекомендации для клинического применения КВЧ-терапии в радиологических отделениях онкологической клиники включают в себя три компонента: зону воздействия, длительность сеанса КВЧ-терапии (кратковременные сеансы – 10–15 мин; долговременные сеансы – 30–60 мин; нарастающая экспозиция – с 10–15 до 30–60 мин) и схему лечения.
Разработанные и апробированные методики лечения позволяют, соблюдая принципы онкологического радикализма, улучшить функциональные результаты лечения и качество жизни онкологических больных.
Показано, что применение КВЧ-терапии испытуемым здоровым людям по субъективным, клиническим и лабораторным данным не приводит к ухудшению состояния их здоровья и дееспособности.
Реализация и внедрение полученных результатов.
Изданы пособия для врачей, предназначенные для радиологов и онкологов: «Показания к использованию и клиническому применению КВЧ-терапии при лучевом лечении онкологических больных» ЦНИРРИ МЗ РФ (1995); «Оценка состояния тиолдисульфидной системы и ее коррекция при лечении онкологических больных» ЦНИРРИ МЗ РФ (2004); «Возможности КВЧ-аппаратуры для проведения поддерживающей терапии в онкологической клинике» ГОУВПО СПбГУТ (2008).
Для ветеринарных специалистов выпущены методические рекомендации «Ветеринарно-гигиенические основы применения ЭМИ КВЧ для профилактики лучевых поражений» СПбГАВМ (2004) и «Радиопротекторный эффект при применении электромагнитного излучения ММ-диапазона (КВЧ-терапия)» СПбГАВМ (2005).
Изданы учебно-методические пособия для студентов, изучающих курсы радиобиологии и биофизики: «Словарь основных понятий, терминов и определений в радиобиологии» СПбГАВМ (2004); «Разделение и анализ клеток биофизическими методами в радиобиологии» СПбГАВМ (2005); «Безопасность жизнедеятельности» СПбГАВМ (2005); «Оптические методы анализа клеток в биофизике» ГОУВПО СПбГУТ, 2006; «Роль природного радиоактивного фона в управлении физиологическими процессами в живых системах» ГОУВПО СПбГУТ (2008); «Адаптометрия – электропунктурная диагностика» ГОУВПО СПбГУТ (2009).
Материалы экспериментальных исследований используются в лекционных курсах «Клеточная радиобиология» в Санкт-Петербургском Государственном Университете (1997-1999 гг.), «Ветеринарная радиобиология» в Санкт-Петербургской Государственной Академии ветеринарной медицины (2001-2006 гг.), «Безопасность жизнедеятельности» в Санкт-Петербургском институте Управления и права (2005-2006 гг.) и «Электромагнитные поля и излучения в биологии и медицине», «Биофизика» в Санкт-Петербургском Государственном Университете Телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича (2006-2010 гг.).
На базе разработанных методических рекомендаций для врачей КВЧ-терапия внедрена в радиологическое отделение ФГУ «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий» МЗиСР РФ с 1995 г. как поддерживающая терапия при лучевом лечении онкологических больных.
В 2009 г. за инновационный проект: «Создание реабилитационных кабинетов для гипертонических больных в Центрах здоровья при поликлиниках» была получена поощрительная грамота от правительства Санкт-Петербурга.
Апробация работы и публикация материалов исследования.
По теме диссертации опубликовано 56 работ, 10 учебно-методических пособий и руководств, 39 статей, включая 14 статей в изданиях, определенных перечнем ВАК, 1 патент, 3 монографии. Материалы диссертации доложены на многих научных совещаниях, конференциях и съездах, в том числе: научной конференции «Биологическая обратная связь в медицине и спорте» (СПб. 11.06.92); Межрегиональной научной конференции «Электромагнитное загрязнение окружающей среды» (СПб. 21–25.06.93); на 1 и 2 Межд. научно-практической конференции – Надым (29.03.93 и 28.10.95); Всеармейской научной конференции (СПб. 26–27.10.95); Межд. научной конференции «Антропогенные факторы на здоровье человека и животных» (Астрахань 28.09.93); научной конференции «Вопросы геронтологии» (Киев, сентябрь 1993); Annals of Oncology (Amsterdam 1996); III Съезде по Радиационным исследованиям (Москва 14–17.10.97); на I Межд. Конгрессе «Новые медицинские технологии» (СПб. 8–12.07.2001); на I, II, III и V Межд. Конгрессе «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине» (СПб. 1997, 2000, 2003, 2009); 8 и 9 Межд. Конгрессе по биоэлектрографии (СПб. 2004, 2005); ХIV, ХV, ХVI и ХVII Межд. Межвузовской научно-практической конференции СПбГАВМ (СПб. 2003, 2004, 2005 и 2006); I и II Межд. Конгрессе «Инфокоммуникационные технологии и радиоэлектронные системы в медицине, нейробиологии и образовании» (СПб. 14–17.12.2004, 5-8.12.2006); Х СПб Межд. Конференция «Региональная информатика–2006» (СПб. 24–26.10.2006); III Межд. Научно-практическая Конференция «Физическая культура и здоровье студентов вузов» (СПб. 24–26.12.2006); Межд. научно-практическая конференция «МЕТРОМЕД – 2007» (СПб. 2007); 59 и 60 научно-техническая конференция проф.-преп. состава научных сотр. и аспр. СПбГУТ (СПб. 22–26.01.2007 и 23–26.01.2008); Юбил. Чтения памяти А.Л.Чижевского (СПб. 27–30.11.2007); Всер. Науч. Конф. «Современные проблемы здоровья населения и военнослужащих» (СПб. 2007); 1 Межд. Форум «БИОФИЗТЕХНОЛОГИИ» (СПб. 27–29.11.2008); 11 и 12 Межд. научно- технической конференции «Медико-экологические информационные технологии» (Курск 2008, 2009); 4, 5 и 6 межд. научн. конф. «Донозология» (СПб. 2008, 2009, 2010); 5 всер. науч.-практ. конф. с межд. уч. «Здоровье-основа человеческого потенциала: проблемы и пути их решения» (СПб. 2010).
Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 326 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы по изучаемой проблеме, главы, посвященной материалам и методам, собственных исследований, заключения, выводов, списка использованной литературы и приложения. Список литературы включает 425 источников, из которых 172 – зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 34 рисунками и 30 таблицами.
![Разработка и клинико-экспериментальное обоснование применения эндодонто-эндооссальных имплантатов пациентам с хроническим периодонтитом [Электронный ресурс]](/i/i/4273/213695.png "Разработка и клинико-экспериментальное обоснование применения эндодонто-эндооссальных имплантатов пациентам с хроническим периодонтитом [Электронный ресурс] Мохов, Александр Валерьевич")
