Влияние электромагнитного излучениямиллиметрового диапазона на экспрессию молекулы адгезии ICAM в клетках эндотелия сосудов при старении

Под действием ЭМИ ММД площадь экспрессии молекулы адгезии ICAM-1 снижалась в «молодых» и «старых» культурах клеток. В «молодых» контрольных культурах клеток площадь экспрессии молекулы адгезии ICAMсоставила 0,64±0,09%. После воздействия ЭМИ ММД уровень экспрессии молекулы адгезии ICAM-1 достоверно снижался на 22% (0,5±0,08%), на 22,5% (0,56±0,13%) и на 54% (0,43±0,07%) при длительности экспозиции 5, 10 и 15 минут соответственно. При этом ЭМИ ММД различной длительности не оказывало влияния на оптическую плотность экспрессии ICAM-1 в «молодых» культурах эндотелия сосудов. В «старых» контрольных культурах клеток площадь экспрессии ICAMсоставила 2,33±0,1%. После воздействия ЭМИ ММД уровень экспрессии молекулы адгезии ICAM-1 достоверно снижался на 46% (1,28±0,13%), на 38% (1,45±0,17%) и на 59% (0,97±0,07%) при длительности экспозиции 5, 10 и 15 минут соответственно (рис. 46).

А Б

Рис. 46. Экспрессия ICAM в «старых» культурах эндотелиоцитов сосудов, иммуноцитохимия, х200: А – контроль, Б – воздействие электромагнитного излучениякоротковолнового диапазона – 15 мин.

Оптическая плотность экспрессии также достоверно снижалась под воздействием ЭМИ ММД длительностью 5, 10 и 15 минут на 34, 25 и 34% соответственно по сравнению с соответствующим показателем в контроле и составила 0,08±0,02%, 0,09±0,02% и 0,08±0,02%.

Заключение

Электромагнитное излучение миллиметрового диапазона активно используется в комплексной терапии широкого ряда заболеваний, в том числе сердечно-сосудистой патологии. Имеются многочисленные данные о высокой эффективности данного метода при лечении лиц пожилого и старческого возраста, страдающих заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Установлено, что в основе лечебного действия ЭМИ ММД лежит его способность восстанавливать микроциркуляцию, гемостатические и реологические свойства крови. Опыт клинического применения этого метода позволяет говорить об отсутствии отдаленных неблагоприятных последствий. При проведении клинических исследований с участием пациентов с острым инфарктом миокарда, в комплексное лечение которых была включена КВЧ-терапия, выявлены гипокоагуляционный эффект, повышение толерантности к физической нагрузке, снижение госпитальной летальности, усиление антиангинального, гемодинамического, гипотензивного и антиаритмического эффектов.

Современные клинические работы по изучению механизмов и эффектов КВЧ-терапии у пациентов старших возрастных групп показали, что включение данного метода в комплексное лечение патогенетически оправданно и клинически целесообразно.

При этом молекулярно-клеточные механизмы взаимодействия миллиметровых волн с биологическими объектами практически не исследовались. Таким образом, поиск молекулярных мишеней действия ЭМИ ММД на эндотелий сосудов открывает новые перспективы применения этого вида терапии при лечении сердечно-сосудистых заболеваний у людей разного возраста.

В нашем исследовании было выявлено, что в культурах клеток эндотелия человека при его старении воздействие ЭМИ ММД 5-ти минутной длительности может вызывать вазодилатацию, оказывая стимулирующий эффект на продукцию эндотелиальной NO-синтазы. На это обстоятельство указывает увеличение экспрессии NO-синтазы на 32 и 57% в «молодых» и «старых» культурах клеток эндотелия соответственно. При этом следует отметить, что при старении культур эндотелия наблюдалось снижение синтеза NO-синтазы, что указывает на возрастные особенности развития эндотелиальной дисфункции. Поскольку нарушение синтеза NO в сосудистой системе является патогенетическим фактором таких ассоциированых с возрастом заболеваний, как атеросклероз и диабетическая ангиопатия, острый инфаркт миокарда, нестабильная стенокардия, полученные результаты позволяют обосновать применение ЭМИ ММД в комплексной терапии сосудистой патологии у лиц старшего возраста. В то же время с осторожностью следует применять ЭМИ ММД для лечения выраженного атеросклеротического поражения сосудов, так как 5-минутное воздействие вызывает повышение экспрессии эндотелина-1, синтезируемого при повреждении сосудистой стенки атеросклеротическими бляшками. При этом было установлено, что ЭМИ ММД способствует снижению экспрессии молекулы сосудистой адгезии ICAM-1, гиперэкспрессия которой наблюдается на начальных этапах развития атеросклероза (до образования бляшек). Следует отметить, что наибольшее снижение экспрессии ICAM-1, на 54%, наблюдалось при экспозиции 15 мин в «старых» культурах клеток. При этом в «молодых» культурах эндотелиоцитов этот эффект был менее выражен, синтез ICAM-1 под действием ЭМИ ММД снижался только на 39%.

Исследование влияния ЭМИ ММД на экспрессию сигнальных молекул ангиотензина-2 и вазопрессина на старение клеток эндотелия сосудов invitroпозволило установить, что воздействие в течение 15 мин приводит к повышению синтеза этих белков в 2-2,5 раза в «молодых» культурах клеток и на 60-70% в «старых» культурах. Поскольку повышение синтеза ангиотензина-2 и вазопрессина способствует сужению сосудов и повышению тонуса мышечного слоя сосудистой стенки, ЭМИ ММД может быть рекомендовано к применению у пациентов с гипотонией, в особенности у лиц молодого возраста.

Важным является антиагрегантное действие ЭМИ ММД. Установлено, что в «молодых» и «старых» культурах эндотелиоцитов экспрессия тромбомодулина (маркер CD141) снижалась при экспозиции 15 мин соответственно на 66% и в 4,9 раза. Таким образом, ЭМИ ММД может применяться для снижения риска тромбообразования, причем наибольший эффект будет проявляться у лиц старших возрастных групп.

Известно, что с возрастом пролиферативная способность клеток снижается, в отношении сосудистой ткани этот эффект в первую очередь проявляется уменьшением экспрессии фактора ангиогенезаVEFG. Установлено, что ЭМИ ММД при длительности воздействия 15 мин в «молодых» и «старых» культурах клеток индуцирует экспреcсию VEGF соответственно на 39 и 54%. Таким образом, ЭМИ ММД может применяться для профилактики нарушения целостности эндотелия у лиц старшего возраста.

Установлено, что ЭМИ ММД по-разному влияет на экспрессию сигнальных молекул при старении эндотелия сосудов в культуре. 5 минутное воздействие оказывает наибольший эффект на синтез NO-синтазы и эндотелина-1, тогда как 15-минутное излучение регулирует экспрессию других молекул – VEGF, CD141, ICAM-1, ангиотензина-2, вазопрессина.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что эффективность терапии сердечно-сосудистой патологии у лиц старшего возраста с помощью ЭМИ ММД обусловлена его способностью регулировать экспрессию ряда молекул – маркеров функциональной активности эндотелия, синтез которых изменяется при клеточном старении.

В заключение для врачей можно дать следующие практические рекомендации по использованию ЭМИ ММД в терапии сердечно-сосудистой патологии:

1. Воздействие электромагнитного излучениямиллиметрового диапазона (частота излучения 3 - 40 ГГц, частота модуляции несущей частоты 10,0±0,5 Гц, длина волны – от 6,98 до 7,50 мм, средняя мощность излучения 0,1 мkВт) экспозицией 5 минут может быть рекомендовано для изучения на животных разного возраста в моделях ангиопатии, острого инфаркта миокарда и нестабильной стенокардия.

2. Воздействие электромагнитного излучениямиллиметрового диапазона (частота излучения 3 - 40 ГГц, частота модуляции несущей частоты 10,0±0,5 Гц, длина волны – от 6,98 до 7,50 мм, средняя мощность излучения 0,1 мkВт) экспозицией 15 минут может быть рекомендовано для изучения на животных с индуцированными начальными проявлениями атеросклероза.