Магнитные поля в экспериментальной и клинической онкологии Ю. Л. Рыбаков



Скачать 421.32 Kb.
страница1/4
Дата11.08.2013
Размер421.32 Kb.
ТипДокументы
  1   2   3   4

Магнитные поля в экспериментальной и клинической онкологии

Ю.Л. Рыбаков


Несмотря на то, что влияние МП на опухолевый процесс дискутируется не одно десятилетие, отношение к этому направлению исследований не сформировалось. Из достаточно большого количества работ, посвященных влиянию МП на развитие опухолей, складывается неоднозначное, а в ряде случаев – противоречивое представление о том, когда действие МП будет оказывать тормозящее или подавляющее действие на опухоль, а когда оно может инициировать или стимулировать процесс канцерогенеза. В этом плане для практического применения МП в онкологии имеет значение научно-обоснованное представление о биологическом действии МП как на опухоль, так и на активацию восстановительных процессов на уровне целостного организма.
  1. Слабые низкочастотные магнитные поля в магнитобиологии и медицине


Влиянию магнитных полей (МП) на биологические объекты посвящено много исследований, которые по поставленной цели можно условно разделить на два основных направления. Одно направление исследований преследует цель выявления и оценки вредных влияний МП на живые организмы. Другое – изучает и разрабатывает методы лечебного воздействия МП на человека. В настоящем обзоре в качестве источника воздействия рассматриваются слабые, низкочастотные (до 200 Гц) МП, взаимодействие которых с биологическими объектами носит не энергетический, а информационный характер. Вне рамок этого обзора остаются исследования с применением высокочастотных МП и микроволн, действие которых на биологические объекты требует специального рассмотрения.

К информационным воздействиям относят эффекты, вызываемые полями “нетеплового” действия [21]. Информационное действие таких полей проявляется при мощности выше некоторого минимального уровня, а верхний предел ограничивается появлением тепловых эффектов. В настоящее время достоверно установлено, что воздействие МП, не приводящее к повышению температуры более чем на 0,1С, способно порождать значительные физиологические изменения в организме, которые невозможно объяснить только повышением температуры.

Лечебное действие слабых МП во многих работах [11,19] связывают с активацией метаболических процессов, где МП выступает в роли триггера, запускающего естественные процессы гомеостатического регулирования функционирующих систем организма.

В большинстве случаев эти реакции носят неспецифический характер, т. е. сходные биологические эффекты могут иметь место при действии иных физических и фармакологических факторов. При определенных сочетаниях параметров МП биологический отклик на воздействие может иметь специфический характер в виде повышенной чувствительности биологических структур к МП. В ряде исследований [52,60] показано, что существуют специфические амплитудные и частотные режимы связи биофизических процессов с биотропными параметрами МП.
Возникающие при этом реакции организма могут иметь более выраженный отклик на действие МП, чем в случае неспецифического воздействия. Указанное явление получило название “биологически активных окон”, которые возникают в относительно узких интервалах параметров МП. Механизмы возникновения “биологически активных окон” могут быть связаны с явлениями резонанса и синхронизации.

Известно, что отдельные ткани, органы и системы органов животных и человека реагируют на МП. Установлено также, что МП оказывают влияние на системы общей регуляции организма. Поэтому при анализе реакций организма на воздействие МП надо учитывать многообразие различных биологических эффектов, проявляющихся на разных уровнях организации организма. Последствия такого воздействия могут проявляться в виде функциональных, так и структурных изменений в организме. Воздействие МП чаще всего приводит к биологическим эффектам, которые не превышают пределы нормальной (физиологической) толерантности, вызывая реакции организма, стимулирующие эффективность его физиологических процессов, что используется в терапевтических целях.

Успешное применение воздействия МП в медицинской практике напрямую связано с пониманием его биологических механизмов. В настоящее время уделяется много внимания экспериментальным и теоретическим исследованиям эффектов и механизмов биологического действия МП. Однако, простого ответа на вопрос: каким образом слабые МП вызывают биологический отклик – не существует. Это связано с тем, что в формирование биологических реакций вносят вклад процессы, происходящие на разных уровнях организации живого организма от молекулярно-клеточных процессов к физиологическим изменениям состояния организма в целом, вызывая адаптивные и другие реакции его регуляторных систем.

На молекулярно-клеточном уровне влияние МП проявляется: в изменении химического равновесия в биологических реакциях, электрической активности клеток, фазового состояния, вязкости и проницаемости клеточной мембраны для ионного транспорта, а так же изменение активности синтеза белков, пролиферации и других эффектах, имеющих значение для жизнедеятельности клетки.

В качестве акцепторов МП рассматриваются движущиеся электрические заряды (электроны, ионы, радикалы, конвекционные токи), сопровождающие все окислительные и восстановительные процессы в клетке. При этом, магнитная восприимчивость внутриклеточных элементов и соединений зависит от ориентации спинов и упорядоченности спиновых моментов внешних электронов. Изменение магнитной восприимчивости в клеточном веществе может происходить в результате перераспределения и трансформации микро- и макроэлементов. Величина парамагнетизма клеток различна и зависит от содержания в них парамагнитных веществ и элементов. Самой высокой намагниченностью обладают железосодержащие белки (различные формы гемоглобина, цитохром, цитохромоксидаза и подобные им металлоферменты). Участвуя в окислительно-восстановительных реакциях, эти ферменты меняют свою магнитную восприимчивость и другие характеристики в соответствии с числом перенесенных электронов, и определяют парамагнетизм клетки.

Во многих работах молекулярные механизмы изменения магнитной восприимчивости клеток и ее структур под воздействием внешнего МП связывают с влиянием парамагнитных свободных радикалов на метаболические процессы. Согласно данным представлениям, свободные радикалы обеспечивают непрерывный процесс переноса электронов и являются эндогенными источниками осцилляций в окислительно-восстановительных реакциях. Они представляют собой отдельные атомы, их группы или молекулы с неспаренным электроном на внешней орбитали, что создает у них нескомпенсированный магнитный момент. При действии внешнего МП парамагнитные свободные радикалы способны существенно усиливать значение магнитной восприимчивости отдельных структур клетки. В результате изменяется и трансформируется активность ряда ферментов, играющих важную роль в процессах окислительного фосфорилирования. Образующиеся в свободно-радикальных реакциях парамагнитные молекулы могут изменить значение трансмембранных потенциалов от положения равновесия в сторону деполяризации или гиперполяризации, и инициировать ключевые сдвиги в свойствах клеточной мембраны.

Роль МП на органном уровне рассматривают как некоторый физиологический раздражитель, влияющий на процессы возбуждения и торможения, и вызывающий адаптивные изменения в организме в сторону нормализации, либо выступая в роли сильного стрессового фактора, срывающего адаптационные возможности организма.

Эти уровни взаимодействуют, и различить вклад каждого в ответную реакцию организма сложно, поскольку она зависит не только от характера раздражения, но и от физиологического состояния. Поэтому большинство экспериментальных работ в магнитологии посвящено отдельным аспектам действия МП на биологические объекты. Среди основных направлений исследований следует выделить работы по изучению молекулярных механизмов действия МП, по влиянию на функции клеточных мембран и другие процессы клеточного метаболизма, а также по влиянию МП на функции органных систем.

Исследования биологических механизмов предполагают наличие моделей магниторецепции, т. е. путей, по которым происходит восприятие и реакции на сигналы воздействия МП. На сегодняшний день из многообразия различных представлений о природе биологических эффектов можно выделить два основных подхода к пониманию магниторецепции.

Наиболее изученным и сближающим воздействие МП с другими физиотерапевтическими методиками является “рефлекторный” путь его восприятия и отработки организмом. В этом случае МП так же как свет, тепло, электрический ток и механическое давление действуют на рецепторы кожи, которые передают раздражение через сеть соматических нервов в центральную нервную систему (ЦНС), вызывая соответствующие изменения в симпатической и парасимпатической регуляции внутренних органов и систем организма.

В работе [28] на основе проведенных нейрофункциональных исследований авторы пришли к мнению, что нервная система может являться первичной мишенью действия МП, регулируя функции адаптации организма на это действие. Вырабатывающиеся в нервной системе электрические импульсы создают эндогенные электромагнитные поля, взаимодействующие с внешними геомагнитным и искусственными МП.

Рефлекторной мишенью для действия МП, по мнению Ю.А. Холодова, [49] является ноцицептивная система, реагирующая на различные неионизирующие излучения. Автором показано, что МП может непосредственно влиять на рецепторы кожи и сосудов. При этом пороговая индукция постоянного МП для здоровых людей составляет около 8 мТл, переменного МП – 3 мТл и импульсного – 0,1 мТл. Чувствительность зависит не только от индукции, но и от площади воздействия. Эффект не связан с местом приложения МП, но повышается с увеличением площади воздействия. Длительность латентного периода, в течение которого появляется ощущение воздействия МП, для здоровых и больных людей неодинакова. Сильнее всех реагируют на МП люди, у которых нарушена болевая и температурная чувствительность. Факты рефлекторного действия МП подтверждаются многочисленными исследованиями [3,25].

В [42] предположено, что системой электромагнитной чувствительности могут быть зоны точек акупунктуры (ТА) и меридианов, на раздражение которых реагирует ЦНС. МП воздействуя на нейрорецепторы в зоне ТА, вызывает сначала местную, а затем и общую реакции организма, реализуемые нервным и гуморальным путями. По мнению авторов, указанная система по характеру сенсорных ощущений и особенностей физиологических ответов представляет собой афферентный вход, через который организм постоянно контролирует параметры внешних МП, которые могут изменить деятельность его жизненно важных функционирующих систем. Эта информация интегрируется в мозге и используется для запуска адаптивных механизмов, направленных на ослабление или компенсацию отрицательных изменений в функционирующих системах организма.

Другой путь воздействия МП на организм условно называется “прямым”, и он объединяет различные возможности непосредственного влияния на биологические структуры, минуя рефлекторный путь [40]. Обладая проникающим свойством (организм для МП прозрачен), МП могут непосредственно влиять на состояние и функции биоструктур (клеточные мембраны, митохондрии, белки, свободные радикалы и др.). Вслед за первичной реакцией на воздействие МП распространяется сложная цепочка вторичных биохимических и физиологических процессов, приводящих к опосредованному эффекту, по которому трудно понять работу первичных рецепторов и механизмов.

В. Н. Бинхи [55] в своем обзоре по данной проблеме, как наиболее интересные, выделяет следующие идеи магниторецепции: биомагнетит в магнитном поле; вихревые электрические токи, индуцируемые переменными МП; циклотронный резонанс и параметрический резонанс; магниточувствительные реакции с участием свободных радикалов; интерференция квантовых состояний связанных ионов и электронов; когерентные возбуждения квантовых систем; биологически активные метастабильные состояния воды; стохастический резонанс, как усилительный механизм в магнитобиологии и др.

Глубина проработки этих гипотез сильно различается. Лишь некоторые из них реализованы в виде математических моделей. Но ни одна из них в полной мере не описывает механизмы взаимодействия МП с биологическими структурами. Поэтому на сегодняшний день главным источником информации о реакциях биологических объектов на действие МП являются экспериментальные исследования.

Все большее внимание обращают на себя исследования эффектов биологического действия МП применительно к вопросам онкологии. При этом ведутся не только обширные исследования по проблеме противоопухолевой безопасности МП, но так же проводятся экспериментальные и клинические исследования противоопухолевого действия МП различных параметров как на саму опухоль, так и на организм. Изучаются и возможности применения МП для восстановительного лечения после применения стандартных методов противоопухолевой терапии.

2. Эпидемиологические и экспериментальные исследования влияние магнитных полей на канцерогенез

Эпидемиологическим исследованиям влияния искусственных МП на риск развития онкологических заболеваний у лиц профессионально, или, в силу каких-либо обстоятельств, подверженных длительному облучению различного рода МП, последние два десятилетия уделяется много внимания. Подобного рода исследования служат основой для разработки методологии гигиенического нормирования электромагнитных полей и оценки их вредного действия на организм. Однако вопрос о воздействии низкочастотных МП на онкозаболеваемость несмотря на большое количество исследований до сир пор остается открытым.

В ряде работ [62,68] получены достоверные статистические данные о возрастании вероятности лейкозов и опухолей мозга в результате длительной экспозиции МП промышленной частоты (50 – 60 Гц). По данным исследований [70] длительное пребывание в МП промышленных частот может быть ответственно за возникновение лейкемии у детей.

В работе [44] проведено исследование концентрации ряда онкомаркеров (CYFRA 21-1, CA 72-4, CEA, СА 125, CA 15-3, AFP) в крови у лиц, испытывающих продолжительные профессиональные воздействия (от 2 до 28 лет) МП промышленной частоты. Число обследованных составило 67 человек (сотрудники электрической подстанции 500 кВ). Результаты исследований показали, что имело место достоверное по отношению к контролю повышение содержания AFP, CYFRA 21-1, C 19-9, CA 72-4 и CEA в крови людей, подвергшихся воздействию МП промышленной частоты.

Проводятся исследования [59] по изучению заболеваемости женщин раком молочной железы вследствие профессиональной работы с аппаратурой, содержащей источники электромагнитных излучений (телефонистки, операторы электроустановок и др.).

Указанные наблюдения подтверждают гипотезу, согласно которой длительное воздействие низкочастотных МП создает повышенный риск возникновения злокачественных новообразований. Но, в то же время, нет однозначного ответа на вопрос о канцерогенной опасности МП, поскольку в других исследованиях [63] не установлена связь между экспозицией в низкочастотных МП и развитием лейкемий, опухолей мозга и молочной железы.

В работе [15] было выполнено четыре эпидемиологических исследования по оценке отдаленных эффектов производственного и внепроизводственного воздействия МП промышленной частоты на здоровье различных групп населения. Период наблюдения составил 23 года. В подопытную группу вошло 1532 человека. Анализ результатов показал, что риск смерти от лейкемии был повышен в 2 раза по сравнению с фоновым, хотя статистически был незначим. Было проведено два ретроспективных эпидемиологических исследования риска развития гемобластозов. Исследовались лица, получающие в силу профессиональной деятельности экспозицию МП промышленной частоты, и их дети. Исследование показало, что величина относительного риска развития лейкемий у родителей и их детей была повышена, но статистически незначима.

Данные зарубежных эпидемиологических исследований [83] также не представляют убедительных доказательств онкологической опасности низкочастотных МП для людей.

Из приведенных примеров видно, что эпидемиологические исследования не всегда позволяют изучить объективную картину действия того или иного канцерогенного фактора и доказать его относительный вклад в эффект комплекса различных воздействий, которые влияют на организм одновременно. Это связано со сложностью обеспечения в течение продолжительного времени единых условия наблюдения для всех участвующих в исследовании людей. Поэтому для проверки и уточнения данных проводятся экспериментальные исследования.

Влиянию МП промышленной частоты на развитие спонтанных и индуцированных опухолей экспериментальных животных посвящено много исследований [65]. Полученные результаты часто имеют противоречивый характер. Например, в работе [79] установлена зависимость между хроническим воздействием МП (60Гц) и развитием злокачественной лимфомы у млекопитающих. В то же время в работе [76] при исследовании in vitro влияния низкочастотного МП на пролиферацию, кинетику, ультраструктуру и клоногенную способность стволовых гемопоэтических клеток не было обнаружено изменений, специфичных для лейкогенного эффекта.

Достаточно интересны экспериментальные исследования влияния низкочастотных МП на возникновение как спонтанных [74], так и индуцированных рентгеновским излучением [67], или химическим агентом [75] опухолей мышей и крыс.

Анализируя указанные работы, можно сделать вывод о том, что под влиянием МП возможна модификация бластомогенной активности опухолей в экспериментальных условиях. В то же время, в работе [58] проверка предположения о возможной стимулирующей активности МП не обнаружила отличий от контроля по показателям частоты и множественности опухолей.

Большое внимание уделяется возможным канцерогенным эффектам от излучений бытовых электрических приборов: сотового телефона, телевизионных экранов, видеотерминалов персональных компьютеров и др. В [1] исследовалось влияние излучения видеотерминалов персональных компьютеров на возникновение спонтанных и индуцированных опухолей, а также на развитие уже сформировавшихся перевиваемых опухолей у мышей. Животные подвергались воздействию излучений видеотерминала по 1 часу в течение 5 дней в неделю на протяжении срока эксперимента (один год). Было показано, что излучение видеотерминала не влияло на частоту и латентный период развития спонтанных опухолей. Однако было отмечено снижение массы тела мышей и сокращение сроков полового созревания, что говорит об эндокринных нарушениях. При воздействии МП на мышей, получавших уретан, отмечена тенденция к увеличению частоты и множественности опухолей легких, а также к увеличению частоты опухолей матки. При экспозиции получивших эстрадиол мышей в МП выявлена тенденция к увеличению частоты и уменьшению латентного периода развития опухолей молочной железы и яичников. В опытах на перевиваемых штаммах опухолей карциномы Эрлиха и лейкоза L-1210 отмечалась стимуляция роста опухоли. Авторы предположили, что в механизме действия излучения видеотерминала может играть роль индуцируемое снижение секреции гормона эпифиза мелатонина.

При анализе опытов in vivo на мышах в [73] был обнаружен стимулирующий эффект действия низкочастотного МП в отношении канцерогенеза молочной железы. В работе [54] стимулирующий эффект МП рассматривался как нарушение эндокринного гомеостаза, выражающееся в снижении уровня мелатонина и увеличения уровня пролактина.

Похожие выводы были сделаны в работе [53], где исследовалось влияние слабого МП промышленной частоты в условиях круглосуточного освещения на развитие спонтанных и индуцированных опухолей молочной железы у экспериментальных животных. Полученные данные позволили авторам сделать вывод о наличии корреляций между развитием опухолевого процесса и условиями экспозиции. Круглосуточное освещение, по-видимому, уменьшало продукцию мелатонина и приводило к нарушению эндокринной регуляции.

Активность мелатонина в отношении опухолей молочной железы исследовалась in vitro и in vivo в работах [57,72], в которых подтверждается гипотеза о влиянии МП через снижение секреции мелатонина на развитие опухолевого процесса.

Таким образом, из приведенных исследований можно предположить, что при длительной экспозиции в МП биологических объектов не отмечается заметного действия на развитие спонтанных опухолей, но в некоторых опытах оно стимулировало развитие индуцированных и перевиваемых опухолей у экспериментальных животных. Из анализа результатов эпидемиологических и экспериментальных исследований следует, что техногенное МП может оказывать слабое модифицирующее влияние на канцерогенез и повышать риск развития некоторых опухолей в условиях продолжительного облучения. Величина риска зависит от интенсивности и дозы облучения, и для некоторых опухолей, например, опухолей молочной железы, может быть связана с изменениями нейроэндокринного статуса вследствие снижения продукции мелатонина.

В [33] предполагается, что возможный механизм указанных биологических эффектов техногенных МП связан с опосредованным влиянием на гормональные и ферментативные процессы, изменяющие нейроэндокринный статус организма, что способствует росту опухоли. Это может проявляться также в нарушениях на клеточном уровне (модификации процесса передачи сигнала, экспрессии онкогенов, активации факторов роста), дополняющих и усиливающих эффект гормонального дисбаланса. Что же касается непосредственного влияния слабых низкочастотных МП на канцерогенез, то по данным [64] их энергии недостаточно для возникновения генетических изменений, провоцирующих мутагенез (как, например, при ионизирующих излучениях). Отсутствие хромосомных нарушений в клетках, подвергавшихся воздействию МП 50 – 60 Гц, также указывает на то, что эти поля не обладают достаточной биологической активностью для генетических изменений и, по-видимому, могут быть только стимуляторами ранее инициированных процессов. Данная гипотеза высказывается в [81], но убедительных доказательств пока не получено.

Большинство исследований по данной проблеме, фиксируя влияние МП на канцерогенез, не касаются механизмов его биологического действия. Поэтому многие вопросы механизма канцерогенных эффектов техногенных МП нуждаются в проверке и дополнительном изучении.
  1   2   3   4

Похожие:

Магнитные поля в экспериментальной и клинической онкологии Ю. Л. Рыбаков iconТройной негативный рак молочной железы (клинико-биологические особенности). 14. 01. 12. Онкология
Работа выполнена на кафедре онкологии гоу дпо рмапо и в нии клинической онкологии ронц им. Н. Н. Блохина рамн
Магнитные поля в экспериментальной и клинической онкологии Ю. Л. Рыбаков iconК вопросу о возможности использования фемтосекундного лазерного излучения в экспериментальной и клинической онкологии
В 1982г по его инициативе была создана лаборатория лазерной хирургии в фиане, в которой началось изучение спектрально-селективного...
Магнитные поля в экспериментальной и клинической онкологии Ю. Л. Рыбаков iconОсновные направления развития магнитоупругости
Эмп: на электропроводные тела в равной мере воздействуют электрические и магнитные поля, на диэлектрики преимущественно электрические,...
Магнитные поля в экспериментальной и клинической онкологии Ю. Л. Рыбаков iconСеминар для молодых ученых «Методологические аспекты экспериментальной и клинической фармакологии»
Приглашаем Вас принять участие во Всероссийском научно-практическом семинаре для молодых ученых «Методологические аспекты экспериментальной...
Магнитные поля в экспериментальной и клинической онкологии Ю. Л. Рыбаков iconАктуальные вопросы клинической и экспериментальной

Магнитные поля в экспериментальной и клинической онкологии Ю. Л. Рыбаков iconПрактика Ответить на тестовые вопросы: 1 Подберите наиболее правильное продолжение фразы Магнитные поля создаются
Линии магнитного поля. Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции. Правило буравчика §2
Магнитные поля в экспериментальной и клинической онкологии Ю. Л. Рыбаков iconСовременное состояние и перспективы химиотерапии злокачественных опухолей головного мозга
Кафедра онкологии с курсом клинической радиологии Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования
Магнитные поля в экспериментальной и клинической онкологии Ю. Л. Рыбаков iconОпыт применения "трансфер-фактора" в дерматовенерологии
Государственная медицинская академия, Научный центр клинической и экспериментальной медицины со рамн
Магнитные поля в экспериментальной и клинической онкологии Ю. Л. Рыбаков iconЗлокачественные опухоли и беременность
В. Ф. Чехун, д м н., профессор, член-корреспондент нан украины, директор Института экспериментальной патологии, онкологии и радиологии...
Магнитные поля в экспериментальной и клинической онкологии Ю. Л. Рыбаков iconТрансперсональная психология: современные подходы и представления
Западная психология формировалась из двух компонентов: экспериментальной лабораторной науки и клинической практики, бихевиоризм и...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org