Статья: Влияние электромагнитного излучения на показатели гемостаза

Влияние электромагнитного излучения на показатели гемостаза

Селин А.Д., Терехина Н.А., Терехин Г.А.

В статье представлены результаты исследований воздействия электромагнитного излучения дециметрового диапазона на функциональную активность тромбоцитарного звена гемостаза. Эксперименты выполнены на крысах, которые находились под действием электромагнитного поля в течение трех месяцев. На гематологическом анализаторе в динамике исследования через 1, 2 и 3 месяца после облучения в периферической крови животных определяли количество тромбоцитов, средний объем тромбоцитов и отношение объема крупных тромбоцитов ко всему объему тромбоцитов. Гемостатическую функцию тромбоцитов оценивали методом индуцированной агрегации с использованием картриджей с коллагеном и эпинефрином. В плазме крови крыс определяли содержание фибриногена и церулоплазмина. Проведен корреляционный анализ между показателями содержания крупных тромбоцитов и временем развития индуцированной агрегации тромбоцитов, а также между содержанием фибриногена и содержанием главного антиоксиданта плазмы крови - церулоплазмина. Длительное нахождение животных под действием электромагнитного излучения приводило к уменьшению общего количества тромбоцитов периферической крови наряду с увеличением среднего объема тромбоцитов и количества крупных тромбоцитов. Через 2 месяца воздействия электромагнитного излучения наблюдается увеличение агрегационной способности тромбоцитов и содержания фибриногена в плазме крови крыс. Установлены тесные корреляционные зависимости между показателями содержания крупных тромбоцитов и временем развития индуцированной агрегации тромбоцитов. Воздействие электромагнитного излучения в течение трех месяцев сопровождается нарушением тромбоцитопоэза с увеличением числа крупных тромбоцитов, обладающих повышенной тромботической активностью. Установленные изменения функциональной активности тромбоцитарного звена гемостаза являются ответной реакцией на повреждающее воздействие электромагнитного излучения дециметрового диапазона. Увеличение агрегационной активности тромбоцитов при продолжительном воздействии электромагнитного излучения у крыс является прогностическим неблагоприятным фактором риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Фибриноген, наряду с церулоплазмином, является мишенью для действия электромагнитного излучения дециметрового диапазона. Активация антиоксидантной системы не может в полном объеме компенсировать неблагоприятное воздействие на мембраны эритроцитов, тромбоцитов и гепатоцитов.

Ключевые слова: фибриноген, церулоплазмин, тромбоциты, гемостаз, электромагнитное излучение.

The effect of electromagnetic radiation on hemostasis indicators

Selin A.D., Terekhina N.A., Terekhin G.A.

The article presents the results of research that determined the effect of electromagnetic radiation in the decimeter- range on the functional activity of the platelet component of hemostasis. Experiments were performed on rats exposed to an electromagnetic field for three months. On the hematological analyzer in the dynamics of the study after 1, 2 and 3 months in the peripheral blood of animals were determined the following indicators: the number of platelets, the average volume of platelets and the ratio of the volume of large platelets to the total volume of platelets. The hemostatic function of platelets was evaluated by induced aggregation using collagen cartridges with epinephrine. The content of fibrinogen and ceruloplasmin was determined in the blood plasma of rats. A correlation analysis was carried out between the indicators of the content of large platelets and the time of development of induced platelet aggregation, as well as between the content of fibrinogen and the main antioxidant of blood plasma - ceruloplasmin. Prolonged exposure of animals to electromagnetic radiation led to a decrease in the total number of peripheral blood platelets along with an increase in the average volume of platelets and the number of large platelets. After 2 months of exposure to electromagnetic radiation, an increase in the aggregation capacity of platelets and the content of fibrinogen in the blood plasma of rats is observed. The significant correlations were found between the indicators of the content of large platelets and the time of development of induced platelet aggregation. Exposure to electromagnetic radiation for three months is accompanied by a violation of thrombocytopoiesis with an increase in the number of large platelets with increased thrombotic activity. The established changes in the functional activity of the platelet link of hemostasis are a response to the damaging effects of electromagnetic radiation in the decimeter-range. An increase in platelet aggregation activity with prolonged exposure to electromagnetic radiation in rats is a prognostic adverse risk factor for the development of cardiovascular diseases. Fibrinogen, along with ceruloplasmin, is a target for the action of electromagnetic radiation in the decimeter-range. Activation of the antioxidant system cannot fully compensate for the adverse effects on the membranes of erythrocytes, platelets and hepatocytes.

Keywords: fibrinogen, ceruloplasmin, thrombocytes, hemostasis, electromagnetic radiation.

Введение

В XXI веке загрязнение окружающей среды от воздействия электромагнитного излучения (ЭМИ) рассматривается как новый глобальный экологический фактор эволюционного значения [1]. Повсеместное неконтролируемое по продолжительности и повторяемости использование мобильных телефонов способствует изменению общего электромагнитного фона и является неблагоприятным фактором загрязнения окружающей среды с возможным канцерогенным риском для населения [2; 3].

Нахождение биологических объектов в условиях действия электромагнитного поля in vitro и in vivo способствует интенсификации свободнорадикальных процессов, вызывает окислительный стресс, изменяет активность и содержание ферментативных и неферментативных антиоксидантов, нарушает проницаемость клеточных мембран и гематоэнцефалического барьера [4-6]. Продолжительное воздействие ЭМИ промышленных частот тетрагерцового диапазона способствует нарушениям функций форменных элементов крови, влияет на функциональную активность тромбоцитарного звена гемостаза [1]. Тромбоциты являются основными источниками накопления свободнорадикальных метаболитов в крови [7]. Функциональная способность тромбоцитов к агрегации, её интенсивность и необратимость определяется активацией в тромбоците метаболических путей, деятельность которых ассоциирована с генерацией свободных радикалов [8].

Печень играет ключевую роль в функционировании системы гемостаза, является местом синтеза факторов свертывания крови (фибриноген) и белков - антиоксидантов (церулоплазмин). Заболевания печени сопровождаются комплексными сложными изменениями не только в системе гемостаза, но и приводят к дисбалансу и недостаточной активности компонентов антиоксидантной защиты организма [9; 10].

Цель исследования - оценить влияние электромагнитного излучения дециметрового диапазона на функциональную активность тромбоцитарного звена гемостаза у крыс.

Материал и методы исследования

Исследование проведено на 68 белых нелинейных лабораторных крысах массой 180±40 г, содержащихся на стандартном рационе вивария со свободным доступом к пище и воде, с естественной сменой светового цикла. Биохимические исследования были проведены в лаборатории кафедры биохимии ФГБОУ ВО «ПГМУ имени академика Е.А. Вагнера». На базе токсикологической лаборатории ФГБОУ ВО «ПГФА» проводили облучение животных, производили расчеты значений плотности потока электромагнитной энергии. Операции и манипуляции с животными проводили в соответствии с международными требованиями правил проведения работ на позвоночных животных, с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества и Хельсинкской декларации.

Животные были разделены на 4 группы: 1-я группа (n=16) - интактные животные (контроль), находились в помещении вивария. Животные со 2-й по 4-ю группу были размещены в изолированном помещении и находились под воздействием электромагнитного излучения дециметрового диапазона: 2-я группа крыс (n=16) в течение 1 месяца, 3-я группа (n=18) - 2 месяцев, 4-я группа (n=18) - 3 месяцев. Для имитации реальной ситуации с частым воздействием на организм человека электромагнитных полей, которые излучают мобильные телефоны в режиме ожидания, была спроектирована модель облучения на животных [6]. Достигался предельно допустимый суточный уровень энергетических экспозиций в 200 мкВт/см²/ч для дециметрового диапазона частот. Животных выводили из эксперимента под эфирным наркозом путем декапитации. Подсчёт количества тромбоцитов, средний объем тромбоцитов и отношение объема крупных тромбоцитов ко всему объему тромбоцитов производили на гематологическом анализаторе Elite 3 (Erba, Чехия). Гемостатическую функцию тромбоцитов оценивали на анализаторе PFA - 100 (Siemens, Германия) с использованием в качестве индукторов картриджей с коллагеном и эпинефрином, содержащих мембрану, покрытую 2 мкг коллагена I типа и 10 мкг эпинефрина битартрата. Агрегационную способность тромбоцитов оценивали от начала старта до момента образования тромбоцитарной пробки, закрывающей апертуру в виде временного интервала (сек.). В плазме крови животных изучали содержание церулоплазмина по методу [11]. Содержание фибриногена в плазме определяли по Клауссу на автоматическом коагулометре CS-2000i (Sysmex Corporation, Япония) с использованием реагента DadeR Thrombin Reagent (Siemens Healthcare, Германия).

Анализ показателей был проведен в динамике исследования через 1, 2 и 3 месяца воздействия электромагнитного излучения. Корреляционный анализ проведен между содержанием крупных тромбоцитов и временем развития индуцированной агрегации тромбоцитов, а также между содержанием фибриногена и содержанием главного антиоксиданта плазмы крови церулоплазмина при ЭМИ дециметрового диапазона.

Статистическую обработку результатов исследования проводили с применением методов вариационной статистики в программах Statistica 10.0 (StatSoft) и Microsoft Excel (пакет программ Microsoft Office 2010). С помощью расчета критерия Шапиро - Уилка определяли характер распределения данных. При наличии согласия с нормальным распределением количественных показателей в изучаемых группах рассчитывались средние величины (М), ошибка средних величин (m). Оценку достоверности проводили с помощью t- критерия. Различия между сравниваемыми группами считались достоверными при уровне значимости р<0,05. Степень тесноты корреляционной связи между исследуемыми параметрами определяли с помощью расчета линейного коэффициента корреляции. Результат оценки значимости уравнения линейной регрессии представлен коэффициентом детерминации R². Определение прочности связи между исследуемыми параметрами оценивали по шкале Чеддока.

Результаты исследования и их обсуждение

В периферической крови крыс контрольной группы содержание общего количества тромбоцитов - 580,0±11,70*10⁹/л, средний объем тромбоцитов - 6,77±0,10 фемтолитра и показатель отношения объема крупных тромбоцитов ко всему объему тромбоцитов (объем которых более 12 фемтолитров) - 25,37±2,30%, достоверно не отличались от представленных в литературе значений [12]. Воздействие ЭМИ дециметрового диапазона в течение 1 месяца не привело к статистически значимым изменениям показателей тромбоцитов периферической крови животных (табл. 1). На фоне постепенного снижения общего количества тромбоцитов у животных, находящихся под действием электромагнитного облучения, через 2 месяца наблюдалось достоверное по сравнению с интактной группой увеличение среднего объема тромбоцитов до 7,51 ±0,07 фемтолитра (p<0,001). Спустя 3 месяца воздействия ЭМИ показатель среднего объема тромбоцитов крыс составил 7,38±0,06 фемтолитра (p<0,001). При нахождении животных под действием ЭМИ в течение 1 месяца общее количество тромбоцитов не изменилось, поэтому, несмотря на резкое увеличение количества крупных тромбоцитов, достоверно не изменился показатель отношения объема крупных тромбоцитов ко всему объему тромбоцитов (29,25±2,32%). Через 2 и 3 месяца воздействия ЭМИ при достоверном снижении общего количества тромбоцитов статистически значимо увеличивался показатель отношения объема крупных тромбоцитов ко всему объему тромбоцитов на 32,24±1,86% и 34,95±1,69% соответственно (табл. 1).

электромагнитное излучение тромбоцитарный гемостаз

Таблица 1

Показатели динамики изменения общего количества тромбоцитов (10⁹/л крови), среднего объема тромбоцитов (фемтолитр) и количества крупных тромбоцитов ко всему объему тромбоцитов крыс (10⁹/л крови) при электромагнитном облучении (M±m)

Примечание. * - статистически значимые различия (p<0,05) с группой интактных животных.

Установленные изменения ускорения продукции и оборота тромбоцитов, заключающиеся в снижении общего количества тромбоцитов, увеличении их среднего объема, а также увеличении содержания крупных тромбоцитов в периферической крови, свидетельствуют о механизмах компенсации при ряде патологических состояний сердечнососудистой системы (иммунная тромбоцитопения, ишемическая болезнь сердца, острый коронарный синдром) [13]. Длительное нахождение животных в условиях воздействия ЭМИ дециметрового диапазона сопровождается нарушением проницаемости мембран эритроцитов [14]. Возможно, у животных, находящихся под действием ЭМИ, установленные изменения количественного и качественного состава тромбоцитарного звена гемостаза ассоциированы с ответной реакцией на повреждающее воздействие ЭМИ дециметрового диапазона.

Через 2 месяца у крыс, находящихся под действием ЭМИ, наблюдается достоверное уменьшение времени агрегации тромбоцитов более чем на 20% по сравнению с интактной группой (табл. 2). Спустя 3 месяца нахождения животных в условиях воздействия ЭМИ среднее время агрегации тромбоцитов также уменьшается и составляет 30,81±0,72 секунды (табл. 2).

Таблица 2

Время развития индуцированной агрегации тромбоцитов периферической крови крыс при электромагнитном облучении (M±m)