Лидеры научных инноваций: в КФУ изучают антистрессорное действие электромагнитного излучения крайне высокой частоты

Учёные Крымского федерального университета им. В. И. Вернадского изучают антистрессорное действие низкоинтенсивного миллиметрового излучения. О проекте на данную тему рассказала доцент кафедры физиологии человека и животных и биофизики Института биохимических технологий, экологии и фармации Марина Раваева.

Исследование проводится при поддержке Российского научного фонда в рамках проекта «Тканевая микрогемодинамика: механизмы антистрессорного действия низкоинтенсивного миллиметрового излучения» (№ 23-24-00332).

В чём суть Вашего проекта?

— На сегодняшний день со стрессами связан целый ряд заболеваний, которые имеют общее название – болезнь цивилизаций. Поскольку мы уже показали антистрессорное действие низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высокой частоты (ЭМИ КВЧ), то считаем, что это же действие будет проявляться и на уровне микроциркуляции, но для этого необходимо посмотреть, как микроциркуляция реагирует на стрессы.

Стрессы могут иметь как достаточно позитивный, так и негативный характер (эустресс и дистресс). Состояние эустресса – это, по сути, тренировка, наша чёткая жизненная позиция, связанная с высокой активностью как физической, так и интеллектуальной, высоким уровнем психоэмоционального поведения и т. д. Соответственно, факторы, которые способны предотвращать развитие дистресса и, как следствие, развитие широкого спектра заболеваний вплоть до сердечно-сосудистых катастроф, – они, конечно же, востребованы и занимают особое место в медико-биологических исследованиях. 

Один из основных моментов нашего гранта – это поиск доказательства антистрессорного эффекта электромагнитного излучения крайне высокой частоты. Это электромагнитное излучение является низкоинтенсивным. Оно применяется в физиотерапии как физический фактор наравне с электромагнитным излучением других диапазонов и магнитотерапией. Соответственно, отсутствие побочных эффектов и незначительные противопоказания к применению этого фактора заставляют нас думать о нераскрытом потенциале биологической активности данного физического фактора, и, соответственно, о расширении показаний к его применению в клинике. Таким образом, за электромагнитным излучением крайне высокой частоты будущее, поскольку его высокая эффективность является весьма востребованной в современных условиях.

Магнитобиология является одним из доминирующих направлений научных исследований, проводимых на нашей кафедре. Исследования, которые ведутся на протяжении более 50 лет Крымской школой магнитобиологии, показали антистрессорное, иммуностимулирующее, антиоксидантное, антиноцицептивное действие низкоинтенсивного миллиметрового излучения. Установлено модулирующее действие этого физического фактора на активность основных звеньев нейроиммуноэндокринной системы. Полученные в ходе многолетних исследований данные представляют несомненный интерес и вносят большой вклад в объяснение механизмов ЭМИ. Однако до настоящего времени не сформулирована непротиворечивая общая концепция механизма действия ЭМИ КВЧ на организм и не исследована роль микроциркуляторно-тканевой системы в механизмах биологического действия этого физического фактора. Мы, как магнитобиологи, видим высокую биологическую и терапевтическую активность электромагнитного излучения крайне высокой частоты, в связи с чем выдвинули гипотезу о том, что механизм этого биологического и терапевтического действия реализуется на уровне микрорусла. И грант – это продолжение наших исследований.

В рамках гранта наша работа направлена на выявление одного из основных механизмов действия и оказания положительного терапевтического эффекта электромагнитного излучения крайне высокой частоты на организм. Мы рассматриваем микроциркуляторное русло в качестве одного из самых «ярких» звеньев в механизмах действия миллиметрового диапазона.

Насколько востребованы Ваши исследования?

— В Южном федеральном округе мы единственные, кто занимается электромагнитными полями на уровне животных; мы единственные, кто может рассмотреть действия электромагнитных полей, проследить связь «клетка – ткань – орган – система – организм – организм человека». И тот факт, что мы самостоятельно закрываем логическую цепь, делает наше исследование уникальным для России.

Какие именно исследования Вы проводите?

— В рамках данного проекта мы проводим исследования в два этапа. Первый связан с изучением тканевой микрогемодинамики у животных, находящихся в состоянии стресса. Мы моделируем стрессовые ситуации разной природы и продолжительности для крыс, поскольку они как объекты исследования очень подходят нам, ведь мы можем экстраполировать с определённой поправкой данные, полученные на крысах, на людей.

Мы моделируем острый стресс – ситуацию кратковременного, но сильного по воздействию стресса. Для крыс это – час плавания в бассейне без возможности выбраться из воды, то есть это безвыходная ситуация, когда она не понимает, как долго ей надо продержаться на воде. Несмотря на то, что крысы – великолепные пловцы, они могут держаться на воде достаточно длительный промежуток времени, но если у них есть цель, например, преодолеть канализационные трубы. Ситуация, которую моделируем мы, является для них бесконечной. В первые моменты, конечно, они пытаются и выпрыгнуть из бассейна, и каким-то образом зацепится за стенки бассейна, зацепиться друг за друга, но в какой-то момент всё-таки выходят в состояние экономии энергии и просто зависают в воде. Эта часовая модель у крысы сопоставима с трёхдневным активным стрессорным напряжением у человека. Если после этого мы проведём вскрытие, то увидим у неё изъязвления желудка – стрессорный ульцерогенез, о котором говорил ещё Ганс Селье – основоположник теории стресса. Мы видим эти повреждения, эти кровоточащие язвы, и их количество является маркером стресса. Таким образом, посчитав количество этих изъязвлений у крыс со стресс-протекторами и без стресс-протекторов, мы можем оценить стресс-протекторные свойства, эффективность действующего антистрессорного фактора. Это одна модель.

Вторая модель – это модель оксидативного стресса. Она тоже относится к острому повреждению: в данном случае мы вводим перекись водорода в хвостовую вену. Перекись водорода является активным окислителем, она повреждает сосудистую стенку, и мы добиваемся не просто окислительного стресса, но и эндотелиальной дисфункции – заболевания, которое сопровождает все болезни сердечно-сосудистой системы. Это – то заболевание, на которое, к сожалению, современная медицина повлиять особо не может. Существуют препараты, но они, как правило, малоэффективны. Эндотелиальная дисфункция – это то, что является триггером для всех сердечно-сосудистых заболеваний и точно сопровождает все сердечно-сосудистые заболевания.

Третий вид стресса – это хронический гипокинетический стресс, который имеет длительное воздействие. При моделировании данного вида стресса крысы находятся в пеналах, чем мы ограничиваем их передвижение. У них есть свободный доступ к воде и пище, но они лишены возможности двигаться. При этом пеналы достаточно свободны, не давят на тело крысы, но бегать, прыгать, общаться со своими собратьями она не может. Это оказывает очень выраженное пагубное действие на все системы, на все органы.

Эти три модели стресса являются валидными и отражены в большом количестве публикаций, литературных источников, и они действительно отражают те процессы, которые происходят с людьми во время действия того или иного фактора.

На втором этапе мы займёмся более углублёнными исследованиями – изучением действия электромагнитного излучения крайне высокой частоты на серьёзные повреждения, связанные как с поражением микроциркуляции, так и с поражением магистральных сосудов. Мы будем моделировать ишемический инсульт и изучать микроциркуляцию, работу сердечно-сосудистой системы в полном объёме, тканевые обменные процессы, и, соответственно, сможем увидеть механизмы стресс-протекторного действия, если таковое будет.

Наши первые эксперименты показывают эффективность электромагнитного излучения крайне высокой частоты при ишемии-реперфузии, при ишемии головного мозга. И это уже тот этап, который точно покажет практическую значимость наших исследований и возможности для применения в клинике. Этот фактор можно применять в домашних условиях, и, соответственно, если мы докажем его действие на микроциркуляторные тканевые процессы, на системную гемодинамику, на сердечно-сосудистую систему человека в целом, то, конечно же, это позволит нам улучшить качество жизни, профилактировать различные заболевания сердечно-сосудистой системы.

Я думаю, что это только первые шаги, только начало. С совершенствованием инструментов исследований, которые мы можем использовать, будут открываться и новые возможности для нас.

Что для Вас значит быть учёным?

— Физиология даёт мне возможность не просто искать, но и находить ответы на вопросы, задавать новые, идти ещё дальше и дальше. Процесс познания не остановить, процесс исследования не остановить. Наверняка, каждый из людей, занимающихся наукой, скажет, что наука – это не профессия, наука – это даже не призвание, это образ жизни.