Автореферат и диссертация по медицине (14.00.29) на тему:Биофизические характеристики эритроцитов при воздействии на организм производственных факторов механическй и электромагнитной природы

Российская академия медицинских наук Гематологический научный центр

На правах рукописи ЗЮБАН Дмитрий Игоревич

БИОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭРИТРОЦИТОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ОРГАНИЗМ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ МЕХАНИЧЕСКОМ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ПРИРОДЫ

14.00.29 - гематология и переливание крови

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ыосква - 1994 г.

Работа выполнена в Курском ордена Трудового Красного Знамени Государственном медицинском институте.

• ■ Научные руководители:

Доктор биологических наук, профессор М.П.Попов Доктор медицинских наук, профессор Г.И.Козинец-

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор В.А.Макаров Доктор биологических наук Ю.А.Шарова

Ведущее учреждение:

Научно-учебный центр проблем жизнедеятельности человека РАН

. Защита состоится " "______________199____г. в________час.

на заседании диссертационного Совета Д 001.45.02 в Гематологическом научном центре РАМН (І25І67, Москва, Новозыковский проезд, д. 4-а). . .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Гематологического научного центра РАМН.

Автореферат разослан. "______"______________199____г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

В.Д.Реук

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ.

й^туальнссть. ■

Изменения биофизических параметров форменных элементов и плазмы крови имеют большое значение в патогенезе различных сосудистых заболеваний, сопровождающихся нарусекнем свертывания крови. В ряде случаев нарушения агрегатного состояния крови становятся причиной гибели организма [Гланц P.M., 1989; Люсов В.Й.,

1979. 1993; Белоусов Ю.Б., 1986; Гаврилов O.K., 1979, 1982,

1905; Левтов В.fl., 1982: Левин С.И., 1981, Козинед Г.И., 1986;]. По данным комитета экспертов ВОЗ [1984-1989 гг. Î, в 80% случаев причиной летальности при атеросклерозе и гипертонической болезни является тромбоз [Белоусов Ю.Б., 1936;]. В связи с ростом сердечно- сосудистых заболеваний актуальность рассматриваемой проблемы резко возрастает.

Сведения о механизмах агрегации форменных элементов крови приведенные в литературе противоречивы. (Ьвестно, что основную массу Форменных элементов крови составляют эритроциты. Им принадлежит главенствующая роль в изменении ее агрегационно- реологических свойств. Одним из параметров, спредедякплх агрегируе-мость крови является электрический заряд зритроаитов. В работах Д.Я.Чижевского (1990), А.И.Трещинского (1981), И.П.Попова и др. (1982, 1992), Г.И.Козинца (1986), W.Schutt, H. Kl i mann (1985) показана важность значения величины электрического заряда эритроцитов как фактора, определяющего силу их электростатического взаимодействия и регулирующего величину агрегации..

На агрггационных свойствах форменных з»емеитов крови значительно отражается изменение состава ее плазпы. К повышенной агрегации форменных элементов приводят также увеличение гематокрита и изменение их фактора формы- исчезновение дискоидных форм и

появление зхиноцитов и сферозхиноцитоь [Михайлова /1.Г., Щербакова Е.Г., 1986; Федорова З.Д., Котовшикова И.Д., 1982; Левин

Г.Я.-, Шереметьев И.Д., 1931; Козинец Г.И., 1990;]..

Таким образом, агрегационная стабильность эритроцитов определяется комплексом биофизических параметров, которые можно разбить на три основных класса: магнитоэлектрические, геометрические и агрегаднонно- реологические. Каждому классу соответствует определенный тип биофизических параметров и методов нх регистрации.

Экспериментально показано [Русяев В.Ф., 1985, 1991; Попов

М.П. 1988; 1992;], что только одновременно снимаемый комплекс исследуемых параметров с последующим нахождением коэффициента корреляции мехду ними может дать достаточно полную биофизическую картину агрегатного состояния крови. Поэтому остро стоит вопрос о создании н модернизации приборов и методов, позволяющих с достаточной точностью и быстротой измерять необходимые биофизические параметры в комплексе.

Многочисленные исследования показывают, что одной из причин, оказывающих существенное влияние на электрические и как следствие агрсгационккг свойства крови, является воздействие на организм таких «{мзических факторов производственной среды как механическая вибрация и магнитное поле. Они обусловлены внедрением во все отрасли промышленного производства машин, приборов и оборудования, которые генерируют вибрационные и магнитные поля широкого спектра СВннарик 3-М., 1981; Пахомова .Л.М., 1989; Кген-ти Т.Г.. 1991;].

Экспериментально показано [Пахомова Л.М., 1989;], что одним из ведущих клинических проявлений вибрационной болезни является нарушение «¡кроинркуляции крови, которое тесно связано с измгне-нием агрегацчонного состояния ее форменных элементов.

Результаты исследования биологического действия магнитного поля обстоятельно описаны в ряде работ [Холодов й.й., 1970;

1971; 1973; 1975; 1978; Травкин И.П., 1971; Нахнлькицкая З.Н.,

1974; 1978; Крамаренко Г.Г., 1989; Логинов В.Й., 1991; Зинченко

С.13., Данилов В.П., 1992; Данилов В.И., 1990; Кн5нлова H.H.,

1991, 1993; и др.].

К сожалению при анализе литературных данных о влиянии магнитного поля на процесс свертывания крови обранает иа себя внимание их противоречивость. Величина и направленность возникающих изменений параметров крови в значительной степени зависит от характеристик источника магнитного поля, его напряженности, длительности и места действия данного фактора, а такое объекта и модели опыта. Нет также данных об эффектах комбинированного действия вибрации и магнитного поля на приведенные в и» свойства н характеристики, форменных элементов и плазмы крови.

Таким образом вопрос о биологическом влиянии вибрации и магнитного поля как фактора внешней производственной среды на электрические свойства крови и прежде всего эритроцитов изучен недостаточно.

Все приведенное определяет цель настоящего нсслед^зания.

Цель исследования:

Исследовать электрические свойства эритроцитов при комбинированном воздействии на организм вибрации и магнитного поля в условиях производства н эксперименте.

Задачи исследования.

1. Создать и усовершенствовать регистрнрукзие устройства и методы, позволяющие изучать электрические свойства крови.

2. Изучить изменения электрических свойств эритроцитов при воздействии на организм вибрации в условиях промышленного произ-. водства и эксперимента.

3- Изучить изменения электрических свойств эритроцитов при воздействии в* организм магнитного поля в условиях промышленного производства и эксперимента.

4. Изучить изменения электрических свойств эритроцитов в условиях комбинированного воздействия на организм вибрации и магнитного по*я у экспериментальных животных и человека. Сравнить с данныги, полученными при раздельном действии этих факторов.

Научная новизна: '

Комбинированное воздействие механической низкочастотной вибрации и магнитного поля, имеющееся в реальных производственных условиях работы людей на Горнообогатнтельном комбинате Курской магнитной аномалии оказывает значительно более выраженное влияние на змктрнческне и агрегационные свойства эритроцитов чем раздельное действие этих факторов. Выявлено более выраженное действие вибрации чем магнитного поля на указанные электрические свойства крови.

Экспериментально установлено, что электрические и агрегационные параметры эритроцитов возвращаются к исходным величинам после прекращения длительного воздействия на организм магнитным полем; при воздействии вибрацией указанные параметры в исходное состояние не возвращаются. . '■

Обнарувгио явление быстрой адаптации эритроцитов к действию искусственного магнитного поля.

Выявлен эффект- смещения н уширения линии тока эритроцитов при микрозлегтрофорезе в магнитном поле, который показывает наличие дифференцированной реакции эритроцитов. '

Практическая значимость:

Модернизированы методы микроэлектрофореза эритроцитов, определения электропроводности плазмы и фактора формы эритроцитов.

Создано устройство для определения удельной электропроводности плазмы крови и метод определения гематохрнтного числа крови по ее электропроводности (Удостоверения на рацпредложения N 1031 от 20.05.92 и N 1001 от 20.01.92).

Создан прибор для автоматической регистрации времени агрегации форменных элементов крови, ее вязкости и показателя гематокрита (й.С. N 1677629 Й1).

Создана оригинальная установка- вибромагнитостенд, позволяющая моделировать комбинированное и раздельное действие на организм животных вибрации и магнитного поля с пгнягаимися параметрами. . .

Предложенный комплекс методов стандартизирует, облегчает и объективизирует оценку.электрических и агрегационных свойств эритроцитов, а также электропроводящих свойств плазмы крови.

Внедрение результатов исследования:

Полученные результаты внедрены в 1993 г. в диагностическую практику сосудистого отделения областной клинической больницы г.Курска и кожного отделения кожно- венерологического диспансера г.Курска, а также в качестве научно-исследовательского задания на кафедре биофизики Курского государственного мздицинского института. (йкты о внедрении N418 от 12.10.93 г., »423 от 14.10.93 г. и N424 от 14.10.93 г. см. в приложении диссертации).

Апробация работы:

Результаты работы были доложены на Иеждународном симпозиуме "Проблемы развития работ по лабораторно- диагностической технике" в ноябре- декабре 1988 г. в г.Смоленске; научно- практической конференции “Актуальные вопросы дерматологии" в 1998 г. в

г.Курске; конференции "Актуальные вопросы экспериментальной и клинической медицины и фармации" в 1990 г. в г.Курске; первой республиканской конференции "Новые физические методы в медицине” в 1990 г. в г.Ворошиловограде; конференциях и научных сессиях КГМИ в 1987- 1992 гг.

Положения, выносимые на защиту: ‘

1. Разработанная методическая основа комплексного изучения биофизических свойств эритроцитов значительно облегчает и существенно объективизирует лабораторные исследования ранних стадий их реакции на воздействие экологических факторов.

2. Комбинированное воздействие механической низкочастотной вибрации и магнитного поля, имеющееся в реальных условиях работы людей на горнообогатительном комбинате Курской магнитной аномалии оказывает значительно более выраженное влияние на электрические свойства эритроцитов крови, чем раздельное действие этих факторов, йгйствне вибрации на электрические свойства эритроцитов более выра:<.ано в сравнении с действием магнитного поля.

Публикации: . .

По тепе диссертации опубликовано 19 работ, из них в центральной печати 7. Получено авторское свидетельство на изобретение N 1677629 А1). Рационализаторские предложения, принятые Курским государственным медицинским институтом:

1. Способ определения гематокритного числа крови по элект-

ропроводности. (Удостоверение на рацпредложение N 1001 от 20.01.92 г.) .

2. Устройство для определения гематокритного числа крови по электропроводности. (Удостоверение на рацпредложение N 1031-92 от 20.05.92 г.)

3. Ультразвуковой магнитострикционный излучатель. (Удостоверение на рацпредложение N 1034-92 от 25.03.92 г.).

Структура диссертации:

Диссертация содержит 149 стр. машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, списка цитируемой литературы, приложения.

Работа иллюстрирована 29 рисунками и 17 таблица™. Список литературы содержит 273 источника (214 отечественных, 59 зарубежных).

Диссертационная работа выполнена на кафедре медицинской биофизики Курского государственного медицинского института (заведующий- доктор медицинских наук, профессор В.И.Комиссаров).

II. СОДЕРЖАНИЕ РЙБОТЫ

Материал и методы исследования. ;

' Для разностороннего решения задачи, поставленной перед исследованием, опыты проводились с кровью кроликов, крыс и собак.

Кроме того в настоящей работе обобщени данные исследования крови практически здоровых людей в возросте от 18 до 65 лет и людей,' по роду своей деятельности связанных с воздействием вибрации и магнитного поля.

Для достижения поставленной цели и выполнення задач исследования люди были разделены на следующие группы:

1. Практически здоровые люди не связанные с влиянием на них вибрации и магнитного поля (обследована донорская кровь со станции переливания крови г.Курск).

2. Практически здоровые люди, ¡кивушие в псвьпенном геомагнитном поле Курской магнитной аномалии (КПД) (обследована донорская кровь со станции переливания крови г.Пелезногорск).

3. Люди профессионально связанные с влиянием на них вибрации, имвущие в нормальном геомагнитном поле (г.Курск, производственное объединение "Курскрезинотехника").

4. Люди профессионально связанные с влиянием на них вибрации, живущие в повышенном геомагнитном поле КИЙ (г.Железногорск Горнообогатительный комбинат (ГОК) "KMfl РУДД").

5. Люди профессионально связанные с влиянием на них магнитного поля высокой напряженности (ГОК "KfW РУЛЯ").

4. Люди профессионально связанные с влиянием на них комбинированного воздействия вибрации и магнитного поля высокой напряженности (ГОК "КИД РУЛА").

Таблица 1. ■

Используемые методы и биофизические параметры для характе-

ристики электрических и агрегационных свойств эритроцитов.

м° Параметры характеризующие агре- ¡Методы оп-гационные свойства эритроцитов ¡редедения Объект исследования

определяемые экспериментальным путем опеделяемые ! рассчетным путем!

ч ЭФП [о] £- потенциал ¡Микроэлек-в- поверхност- ¡трофореэ ная плотность ! электрического ! заряда 1 ЗЭВ- энергия ! электростатичес-! • кого взаимодейст! Эритроциты

2. Электропроводность и диэлектрическая проницаемость у- удельная ¡Пост полной электропровод- ¡проводимости ность ! 1 Плазма крови

3. Геометрические размеры Н- колличество ¡Кондуктомет-клеток ¡рический О- диаметр . ¡"Рісозсаіе“ ^ фактор формы ! Эритроциты

4. п- показатель преломления Н'- обшее коли- ¡Рефракто-чество белков ¡метр Плазма крови

5. ■е- время агрегации эритроцитов П.- вязкость ¡Реоагрего-крови ¡метр Кровь

В эксперименте исследовались биофизические параметры: электрофоретическая подвижность (ЭФП) и потенциал эритроцитов; их геометрические характеристики- размеры и фактор формы; импеданс,

активное и емкостное сопротивления плазмы; время агрегации эритроцитов; показатель гематокрита, показатель преломления плазпм.

При исследовании образцов крови людей вышеперечисленные параметры комбинировались в зависимости от поставленных задач.

Методы исследования и определяемые с их помощью биофизические параметры выбирались в соответствии с таблицей 1.

Модельные эксперименты по воздействию вибрации н магнитного

. Р

поля на организм животных проводились ка сконструировали установке “Вибротгннтостенд", позволяющей моделировать действие указанных факторов производственной среды раздельно и комбинировано с изменением параметров.

Из сравнительно небольшого числа методов по определению электрических параметров крови нами были выбраны следующие:

1. Метод определения электрофоретической подвижности и ^потенциала эритроцитов, основанный на измерении скорости движения

заряженных частиц в постоянном электрическом поле. Этот метод был модернизирован путем вывода изображения исследуемого объекта на монитор, что дало возможность повысить точность измерения параметра. Информативность данного метода была расширена путем введения дополнительного воздействия на исследуемый объект, тоесть приложения в перпендикулярном направлении движения зарядов магнитного поля.

2. Метод определения фактора формы эритроцитов, оснований на подсчете частиц, проходящих через кадибровакое отверстие при различном усилении сигнала. Иетод был модернизирован посредством стыковки прибора "Picoscale“ с ЭВМ, которая управляла его работой и производила необходимые рассчеты.

3. Метод определения электропроводности плазмы крови при помощи мостов полной проводимости (переменного тока) ВМ 444 "Tesla" и Е-7-4 в диапазоне частот от 1 кГц до 300 мГц. с ис-

пользованием калиброванных кювет для стандартизации получаемых данных (Удостоверения на рацпредложения N1031 от 20,05.92 и N1001 от 20.01.92). . .

4. Нетод определения агрегации’эритроцитов,основанных на рассчете фотометрической кривой при рассеянии света на агрегатах форменных эжементов крови в кювете-с черными стенками. (Авторское свидетежьство N1677629). Метод был модернизирован путем помещения изиерительной кюветы в магнитное поле с возможностью

изучения динамики изменения агрегации эритроцитов в магнитном

. / ' поле с менявшейся напряженностью.

Объективные данные полеченные с помощью вышеперечисленных методов обрабатывались на'ЭВМ с определением достоверности различий между сравниваемыми группами по "Т"- критерию Стьюдента.

При выполнении корреляционного анализа результатов полученных исследований решали следующие вопросы:

- установление факта наличия связи;

- определение характера зависимости (прямая и обратная);

- количественное выражение достоверности связи.

III. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Проведаю комплексное изучение изменения некоторых электрических и агрегацнонных парамертов крови животных (крыс, кроликов) и человека после воздействия на их организм физическими факторами (вибрация, магнитное поле) с параметрами, часто.встречающимися на рабочих местах промышленного производства. .

Всего в работе было исследовано 190 образцов крови животных и 320 образцов крови людей. Вибрация и омагничивание животных проводились на специально сконструированой установке "Вибромаг-нитостенд", включавшей в себя вибростенд В-9-15 и позволяющей моделировать раздельное и комбинированное действие на организм животных в:;йрацни и магннтного поля с производственными парамгт-

рами (ГОК Курской магнитной аномалии и ПО “Курскрезинотехника"). Так напряженность магннтного поля вариировала & пределах от 200-500(3) до 1500-6000(3), а величина вибрации в основном в пределах от 2 до 63 (Гц) с амплитудой 0.5-2(пм).

При проведении модельных экспериментов на организм животных воздействовали вибрацией с амплитудой колебаний до 2-х миллиметров и частотой от Ь-30 Гц. Время экспозиции 1-5 часов. Эксперимент был проведен на 40 животных. Результаты эксперимента приведены в таблице 2.

Из таблицы 2 видно достоверное изменение в сторону уменьшения ЗФП эритроцитов, их диаметра, импеданса плазмы н времени агрегации эритроцитов при вибрировании крыс на частоте 30 Гц.

Таблиц» 2.

Параметры крови провибрированых крыс.

Измеряемые параметры ! до воздействия ¡после воздействия

ЗФП (ц*см/В*с) \ 1.45+0.12 ! 1.13±0.03 й<

Импеданс плазмы (Ом) ! 20.30±1.10 ! 16.20+1.40 *

Диаметр эритроцитов (мк)! 6.30+0.30 ! 5-20±0.40 *К

Время агрегации (с) ! 7.40+0.12 ! 4-57+0.16 *■

* Р<0.05

Изменение данных параметров говорит о сдвигах общего агре-гационного статуса крови животных, а следовательно влиянии общей низкочастотной вибрации на процессы начальной стадии свертывания крови.

Была обследована кровь рабочих ПО "Курскрезинотехника” подвергающихся воздействию общей низкочастотной вибрации, а также людей с диагнозом “вибрационная болезнь“. Результата проведенного эксперимента представлены в таблицах 3 и 4. Наблюдается достоверное уменьшение нмпеданса плазмы (в среднем 1.25 раза таблица 3) крови, которое говорит о сжатии двойного электрического

слоя, а следовательно, об уменьшении сил электростатического отталкивания эритроцитов, вследствии падения у последних величины потенциа«а. Данный факт характеризуется значительным уменьшение» (в среднем 1.9 раза) времени агрегации эритроцитов у людей, страдающих вибрационной болезные и наличием корреляционной связи между такими биофизическими параметрами, как ЭФП эритроцитов и импедансом плазмы (гв2=0.40), времени агрегации эритроцитов и их ЗФП (г =0.47).

Следует отметить изменение формы эритроцитов в сторону сфе-роцитога, что говотрит о нарушении проницаемости клеточных мембран при вибрационной болезни.

■ Таблица 3.

Экспериментальные данные по изменению комплекса биофизических параметров крови людей, связаных на производстве с воздействием общей вибрации.

N¡Обследован-!Сред-! Биофизические параметры !

¡людей \ьиа- !Э4>П !импе !раст ! в, !данс I 1 1 7 ¡годы ¡ц?см| X' 1 1 Ш*с 1 0п ' ' ! ' ' ! ! '' ; 1 11 1 : *1 I емко !йк- ¡Диаметр сть ¡тив-'.эритро-С, |ное |цнтов пФ ¡со- 0 ¡про-! !тив-! ! ле— ! !ние ! ¡К,Ом! Врем! аг- ! рега! ции ! х, с!

!' Практичес-! ¡1.31!23.0 1! ки здоро-! 37 ! ± ! ± ! вые п=30! !0.0210.9 280.1¡13.5!7.2 + ' + • + 12.0 10.9 ¡0.2 б. 30! ^ | 0712!

¡Подвергав- ! ¡0.88!20.2 2!щиеся воз- ¡49 ! ± ! ± ¡действию ! !0.03'.1.1 ¡вибрации 25! ! * ! * 220.4!11.0!5.70 + • + | + 11.8 ¡0.5 10.30 * 1 Ц« 1 ф 4.36! 0Т60! И» *

! Страдаюяих! ! ■* ! * ! вибрацион-! !0.75!16.1 3! ной бо-! 44 ! ± ! ± ! лезнью 22! !0.05!1.9 * 1 * ! * 188.4! 8.1!5.00 + • + 1 + 12Гб ¡1.7 10Т30 И* 1 3.28! 4. | 0.71!

* Р<0.05

Таблица 4.

Корреляционная зависимость между снимаемыми биофизическими параметрами

М!Исследуемые¡Буквеное¡Коэффициенты корреляции !

li Импеданс i 2, Ом ¡ги7=0.40*| г .-2=0.50 * i

2i Емкость j С, Ом iгШ0=О.50*| rTj,=0.40 * j

ojConpoTHBJie-i R, Ом ¡röR=-0.20i r,_R=0.50 * j

!ние активн.! ! ! !

* РС0.05

Таким образом можно сделать вывод, что при вибрационной бо-легнн наблюдается достоверное изменение электрических параметров крови, имеющих тесную корреляционную связь с ее агрегационным состоянием.

Известно, что в основе структурных, реологических и коагуляционных свойств крови лежат физико- химические процессы, зависящие от состава и концентрации ионов, их заряда и подвижности.

При распаде и гибели биологических тканей наблюдаются изменения данных параметров, ведущие к интегральным сдвигам в составе крови, которые характеризуются величиной удельной электропроводности, емкости и диэлектрической проницаемости [(Пучков fl.В., 1902; Безрукова Г.Д., Рубин В.П., 1992;]. Кроме того объем электролитов в клетке способствует формированию двойного электрического слоя, величина и состояние которого оказывает существенное влияние на начальные стадии свертывания крови- агрегацию и адгезию ее форменных элементов [Слышко П.П., 1972; Травкин И.П.,

1982; Кузник Б.И., Баркаган З.С., 1991;].

Поэтому ЭФП эритроцитов и электропроводящие свойства плазмы, при постановке модельных опытов, изучались в сравнительном

¡параметры

1! ЗФП

аспекте с другими биофизическими параметрами, характеризующими реологические и агрегационные свойства эритроцитов.

Эксперимент был проведен на 50 животных- кроликах и крысах. При проведении модельных опытов, была использована высокая напряженность пагнитиого поля: от 2000 до 5000 (3).

В проведенном эксперименте магнитное поле создавалось мощным электромагнитом, который питался от выпрямителя ВСШ-3 с фильтром, дающим на выходе осциллограмму в виде прямой линии. Экспозиция облучения соответствовала 1- 5 часам.

Результаты проведеных экспериментов приведены в таблицах 5

и 6.

Таблица 5.

Биофизические параметры крови кроликов после воздействия на организм магнитным полем напряженностью 4000 (3) (п=25).

N1 Снимаемые биофизи-!Зкспериментальные данные Коэффициент корреляции до ¡после обл. ¡обл.

! ¡до облуче- ¡после ! • !ння ¡облучения

1ІЗФП эритроцитов ¡0.55+0.03 ¡0.44±0.02 * _ 1 _

2!Диаметр эритроцит. ¡7.12+0.20 ¡6.40+0.40 ф 0.32 ¡0.36 *

ЗІИмпеданс плазмы ¡23.70+0.9 !21.7±1.10 * 0.45*!0.22

4!Удельная электро- !91.09±0.13 !92.12±0.22 * ¡проводность ! ! 0.60*¡0.52 * 1

5!Показатель пре- !1.3472± ¡1.3461+ * ¡ломления ¡0.0002 ¡0.0002 0.32 І0.36 * і

Все коэффициенты корреляции даны в-сравнении с ЗФП эритроцитов.

' * Р<0.05.

И* таблиц 5, 6 видно, что практически все представленные параметры статистически достоверно уменьшаются, удельная электропроводность увеличивается.

Как уже отмечалось, процессы агрегации, адгезии форменных элементов крови и образование сладжей во многом определяются двойным электрическим слоем, находящимся на поверхности эрнтро-

ünTss. Грк конко-злЕктростагпчгсксп гзгипздействии, он является своеобразный экраноп. У клеток крови, в результате перекрытия ионных атмосфер, происходит перераспределение ионов со значительным изменением их концентрации, что ведет к сжатию или растяжению двойного электрического слоя. При сжатии двойного электрического слоя происходит нарушение экранировки, наблюдается процесс сближения (агрегация) заряженных частиц. Уменьшение величины двойного электрического слоя говорит о большем числе свободных ионов в среде, окружающей клетку, следовательно, об увеличении удельной электропроводности [Герасимова Г.К., 1977; Горчичная З.М., 1984; Смирнов И.В. и др., 1990;].

Таким образом, как показали эксперименты, магнитное поле

Таблица 6.

Биофизические параметры крови крыс после воздействимя на их организм магнитным полем с напряженностью 4000 (3) (п=25).

»¡Снимаемые биофизи-¡ческне параметры i ¡Экспериментальные данные¡Коэффициент ! ¡корреляции ! ¡до облуче- ¡после ¡до ¡после ! !ния ¡облучения ¡обл. ¡обл. !

1!ЗФП эритроцитов 11.45±0.12 !1.17±0.08 * ! _ 1 _ i

2!Диапетр эритроцит.!6.30±0.30 ¡5.20+0.20 ¡0.26 ! 0.30 !

3!Импеданс плазмы !20.30±0.9 ¡19.4+1.20 * ¡0.54*! 0.42*!

4¡Время агрегации ¡эритроцитов ¡7.40+0.12 1 1 5.84±0.13 *¡0.62*! 0.61*! I 111

Все коэффициенты корреляции даны в сравнении с ЭФП эритроцитов.

* Р<0.05

высокой напряженности способствует нарушению проницаемости клеточных мембран, изменяет ионный состав плазмы. Причем, эти сдвиги в ионном составе ведут к сжатию двойного электрического слоя и к возрастанию ионоэлектростатических сил притяжения.

Обследование крови здоровых людей и людей страдающих сосудистой паталогией конечностей в обычном и повышенном геомагнитном поле, а также людей подверженых действию искуственных маг-

• міллі-ті it<knr>AwMiimA^M /-1ППП_ СОПЛ пппплплл.

ПИ ІПМІА tlUJICn DDIUUKUn П «І І р Я«ПО П П U L. І П V 1UUU JUOU г»« нрипдВид

стве показало, что изученные параметры крови практически здоровых и больных людей проживающих в пестах повышенной напряженнос-

Таблица 7. .

Биофизические параметры крови людей проживающих в повышенном геомагнитном поле, а также людей непосредственно контактирующих с сильными магнитными полями на производстве.

Измеряемые параметры

Люди, проживающие ¡Люди, проживающие в повышенном в обычном геомагнит- ¡геомагнитном поле (КМЙ) ном поле !

Практически здоровые люди п=30 Люди с со-!Практичес-судистой !ки здоро-паталогией!вые люди конечное- !п=30 тей ! п=25 ! і 1 Люди, под¡Люди с совершение ¡судистой возденет-¡паталогней ви» иску-!конечнос-ственных ¡тей магнитных¡п=21 полей ! п=29 !

1 2 ! 3 4 ! 5

1.3ФП эритроцитов 1.31+0.02 0.75±0.04 !1.30±0.03 Р1-2<0.05 !Р1-3>0.05 1.10+0.04¡0.74+0.03 Р1-4<0.05!Р2-5>0.05

2.Импеданс плазмы 23.00±0.9 1В.00±1.10!22.52+1.30 Р1-2С0.05 !Р1-3>0.05 21.40+1.1!18.20+1.12 Р1-4<0.05!Р2-5>0.05

3. Фактор формы d/h 4.50+0.30 4.00±0.20 ¡4.50+0.45 Р>0.05 !Р1-3>0.05 4.15+0.40¡4.10+0.25 Р1-4>0.05!Р2-5>0.05

4.Время аг регации эр итроцитов 6.30+0.12 3.94+0.20 !6.20+0.20 Р1-2<0.05 !Р1-3>0.05 і 5.90+0.30!3.69±0.30 Р1-4<0.05!Р2-5>0.05 ■

ти геомагнитного поля (К№)) в сравнении с нормой достоверных различий не имеют. Следует отметить, что у людей связанных на производстве с воздействием на организм магнитного поля высокой напряженности наблюдаются небольшие, но статистически достоверные сдвиги практически по всем изученным параметрам в сторону уменьшения, за исключением значения фактора формы.

Установлено, что уменьшение ЭФП эритроцитов до 1.00 (Н*см/В*с) и их времени агрегации- меньше 4 (с) указывает на опасность осложнений, вызванных резкими сдвигами в текучести

крирп. При обследовании образцов крови 22 больных, занятых на предприятии химической промышленности и страдающих сосудистыми заболеваниями нижних конечностей (ПО "Курскрезинотехника") оказалось, что ЭФП эритроцитов составило 0.73+0.04 (ц*см/В*с), а время их агрегации •с±5=(2.8±0.3) с.

Необходимо отметить, что при действии на организм магнитных полей различной напряженности изученные параметры крови изменяются неодинаково. Так в модельных экспериментах при действии на организм животных магнитным полем с относительно низкой напряженностью наблюдался обратный эффект. ЭФП эритроцитов, время их агрегации и импеданс плазмы заметно увеличивались, что можно объяснить обратным механизмом т.е. увеличением двойного электрического слоя в результате снижения концентрации свободных ионов в плазме. Вероятно действие магнитного поля низкой напряженности стимулирует повышение концентрации ионов на поверхности эритроцитов. ’

При проведении экспериментов по изучению комбинированного воздействия на организм животных и человека низкочастотной вибрации и магнитного поля как факторов наиболее часто встречающихся в реальных условиях производства в совокупности выбор пал на низкочастотную вибрацию 20 Гц., т.к., исходя из литературных

данных, она оказывает максимальное отрицательное влияние на организм и напряженность магнитного поля 1500- 2500 (Э) [Дндрее-ва-Галанина Е.Ц. и др., 1961; Борщевский И.Я. и др., 1987;].

Из таблицы 0 видно достоверное уменьшение всех изученных параметров крови животных. Следует отметить, что комбинированное действие вибрации- и магнитного поля на организм животных и человека влечет за собой более выраженные изменения в изученных параметрах (таблицы 0, 9).

Все вышеперечисленные процессы усиливаются, когда вибрация

лярнмми сдвигами, происходящими в плазме крови, действием на

Таблица 8.

Биофизические параметры крови после комплексного воздейст-

вии на организм животных магнитным полем и вибрацией.

Снимаемые параметры Крысы ! Кролики

норма ¡после воз! норма ¡после воздействия і ¡действия п=25 ! п=25 ! п=25 ! п=25

ЭФПЗ 1.45+0.12 !0.90±0.07¡0.55+0.03 !0.28±0.02 1*1 1 *

Импеданс 20.30±0.90!17.7+1.10!23.70±0.88!18.60+1.13 1*1 1 Ц* —

Диаметр эритроцитов 6.30+0.30 !4.80±0.20!7.12±0.20 ¡5.20+0.40 • і*і і *

Время агрегации 7.40+0.12 !3.92+0.10! ! і*і і

* РС0.05

Таблица 9.

Биофизические параметры крови людей, работающих в условиях комбинированного действия вибрации и магнитного поля в сравнении с нормой. -

Действие факторов 1 1 Снимаемые параметры

! ЗФПЭ і ¡Импеданс ¡Диаметр ¡Время аг-¡плазпы !эритроцнт!регацин

Норма !1.31±0.02 !23.00+0.90!7.20±0.50!6.30+0.12

При действии факторов¡0.70+0.04 !19.30+1.20!5.40+0.40!3.60+0.20

Р • ! <0.05 ! <0.05 ! <0.05 ! <0.05

клеточные и белковые субстанции силы Лоренца и другими физическими процессами, влияние которых при воздействии на организм только одним из физических факторов, как правило, не наблюдается. Следует отметить, что при действии на организм вибрации в сильном магнитном попе наблюдается более выраженное отрицатель-

пСь Д6ЙС |БЯ£ УКИЗЗКННХ ф&КТОрОВ Н» СобрТи^ВйпЯНУК» СпСТе«7 КрОВЯ. При снижении напряженности магнитного поля на той же частоте вибрации эффект изменения изученных параметров сглаживался в сравнении с эффектом действия'одного фактора- вибрация.

К одному из типов электромагнитного излучения относится индуцированное, которое находит широкое применение в современной биологии и медицине. Однако нет устоявшихся экспериментальных данных о влиянии лазерного излучения на процессы свертывания крови. '

Такая же картина наблюдается при использовании пульсирующих магнитных полей при проведении физиотерапевтических процедур.

Следует отметить, что очень много неясных вопросов в объяснении механизма действия магнитных полей (МП) и лазерного излучения на биологические объекты. .

Была обследована кровь 30 человек с сосудистой патологией нижних конечностей, а также людей с заболеваниями кожи принимавших в профилактории "Соловьиные зори" ПО "Курскрезинотехника" Физиотерапевтические процедуры.

Были проведены сравнительные эксперименты по измерению времени агрегации и содержанию ТХВ2 у лиц, подвергающихся воздействию магнитным полем и лазерным излучением в процессе приема терапевтических процедур. Всего было обследовано 30 человек. В таблице 10 приведены получение экспериментальные данные из которых можно сделать вывод, что уменьшение ЗФП эритроцитов, их времени агрегации и содержания ТХВ2 свидетельствует о нарастающем процессе стимуляции тромбоцитов.

Характерно изменение корреляционной связи между изученными параметрами. Наблюдается ее резкое возрастание после действия факторов электромагнитной природы (индуцированного излучения и пульсирующего Г1П). Это говорит об участии в этом сложном и мно-

гогранноп процессе всего комплекса клеточных субстанций крови.

Таблица 10.

Изменение ЭФП эритроцитов, времени их агрегации и содержания ТХВ2 У людей, подвергавшихся действию фактора электромагнитной природы (М+гл)

N ¡Исследуе-!мые параметры До воздействия ¡После воздействия ! 1 1 1 1

1.! ЭФП 1.31+0.02 ! 1.26±0.04 * !

2. ¡Время ¡агрегации 6.20+0.10 ! 5.21±0.13 * ! 1 1

3.¡ТхВ2, с 347.3+12.7 ! 274.8+7.6 * !

4 ¡Коэффициент ¡корреляции 0.50 * 1 \ ! 0.69 * !

* РС0.05

В заключении отметим, что исследованный комплекс биофизических параметров при массовом обследовании крови людей в производственных условиях и клиники (с помощо разработанных и предложенных в диссертационной работе экспресс методов) дает возможность судить о наличии начального воздействия на эритроциты, что позволяет принять необходимые профилактические мероприятия.

Как показали, эксперименты, уже в первые минуты после кратковременного воздействия МП, все основные биофизические параметры приходят к исходным величинам. В хроническом эксперименте наблюдаются значительные отклонения ЗФП эритроцитов, которые к исходным величинам возвращаются через более длительный промежуток времени. При вибрации биофизические параметры в исходное состояние -не возвращаются. •

Таким образом, на основании проведенного комплекса исследований можно сделать общий вывод о том, что обнаруженные сдвиги в снимаемых биофизических параметрах как при однократном возденет-

вии магнитными полями средней, так н повышенной напряженности на животных (кроликов) в целом не носят паталогического характера н не выходят за ралии физиологических колебаний.' Следовательно можно сделать заключение, что постоянные и пульсирующие МП не являются специфическим физическим агентом действия, ведущими к органическим изменениям в крови животных и человека. Действие вибрации носит патологический характер т.к. приводит к органическим сдвигам в организме.

ВЫВОДИ

1. Комплексное изучение бифизических параметров крови значительно повышает информативность исследований влияния вибрации

и пагнитгого поля на ее реологические свойства и является источни-ком-дополнительных данных для характеристики адаптационных воз' мощностей организма и его кроветворной системы.

2. Установлено, что воздействие вибрации на организм человека и экспериментальных животных приводит к достоверному уменьшении электрофоретической подвижности эритроцитов, их фактора формы и времени агрегации.

3. Влияние магнитного поля на организм человека и экспериментальных животных приводит к достоверным, но менее выраженным сдвигам в сторону уменьшения электрофоретической подвижности эритроцитов, их фактора формы и времени агрегации.

4. Экспериментально установлено, что величина электрофоретической подвижности, значение фактора формы и время агрегации эритроцитов при воздействии на организм животных магнитным полем

. возвращаются к исходным величинам после прекращения воздействия; при воздействии вибрацией указанные параметры к исходным значениям не возвращаются.

5. Исследование образцов крови людей, проживающих в районе Курской магнитной аномалии, не выявило статистически достоверных изменений электрофоретической подвиашости эритроцитов, их фактора формы и времени агрегации.

6. Установлено, что комбинированное действие вибрации и

магнитного поля с высокой напряженностью на организм человека н экспериментальных животных приводит к более выраженному изменению в сторону уменьшения изученных биофизических параметров эритроцитов, чем раздельное действие этих факторов производственной среды. '

7. Созданы оригинальные устройства и усовершенствованы методы регистрации дополнительных параметров крови:.I. Устройство "Реоагрегометр" на основе фотометрической камеры оригинальной конструкции сопряженной с ЭВМ (Й.С. N 1677629 Й1). 2. Повышена

точность измерения и облегчено наблюдение за эритроцитами при микроэлектрофорезе. 3. Усовершенствован метод измерения геометрических параметров форменных элементов крови путем сопряжения устройства "Р1со5са1е" с ЭВМ. 4£оздано устройство и метод определения гематокритного числа крови по ее электропроводности (Удостоверения на рацпредложения N 1031 от 20.05.92 и Н 1001 от 20.01.92).

, - 26 -

Список работ, опубликованных по тепе диссертации.

1. Попов И.П., Реук В.Д., Толстой Л. А. и др. "О повышении информативности фотометрической регистрации агрегационных свойств эритроцитов“. ¡к. Гематология и трансфузиологня № 5,

1987 г. .

2. Мовчан А. Л., Шигулин В.А., Попов М.П. “К вопросу о возможности использования информативных биофизических экспресс- методов при массовых обследованиях". Тезисы докладов научно- практической конференции "Актуальные вопросы дерматологии", Курск-

1988 г.

3. Попов П.П., Шигулин В.А., Мовчан А.Л. "Автоматическая регистрация агрегационных свойств форменных элементов крови“. Тезисы докладов симпозиума с международным участием "Проблемы развития работ по лабораторно- диагностической технике", Смоленск- 1968 г.

4. Попов П.П., Мовчан А.Л., Шигулин В.А. и др. "Дрейф эритроцитов при электрофорезе в магнитном поле, норме и патологии". Сборник статей "Биофизические н клинические аспекты экологических исследований", Курск- 1989 г.

5. Попов М.П., Шубин И.В., Толстой Л.А. и др. "Влияние магнитного .поля на электрическое состояние крови". Сборник статей "Биофизические и клинические аспекты экологических исследований", Курск1989 г.

6. Попов М.П., Мовчан А.Л., Реук В.Д. и др! "Автоматическая

регистрация времени агрегации форменных элементов крови". Сборник статей "Биофизические и клинические аспекты экологических исследований", Курск- 1989 г. • •

7. Конопля А.И., Шубин И.В., Попов М.П. и др. "Влияние низкочастотной вибрации на электрические и агрегационные свойства крови". Сборник статей "Биофизические и клинические аспекты эко-

логических исследований", Курск- 1989 г.

3. Попов М.П., Шубин М.В., Реук 8.Д. и др. "Электрическое состояние сыворотки крови при комплексном воздействии на организм животных низкочастотной вибрации и магнитного поля". Сборник статей "Биофизические и клинические аспекты экологических исследований", Курск- 1989 г.

9. Гармашов А.В., Нигулин В.А., Попов П.П. и др. "Новый вид ротационного вискозиметра, используемого при массовом обследовании крови люден, занятых на промышленных предприятиях". Сборник статей "Биофизические и клинические аспект экологических исследований", Курск- 1909 г.

10. Сорокин Д.В., Попов И.П. "Анализ реологических параметров крови с использованием ЭВМ в норме и патологии". Материалы конференции "Актуальные вопросы экспериментальной и клинической медицины и фармации”, Курск- 1990 год.

11. Сорокин А.В., Попов М.П. "О целесообразности двойного подхода при рассчете электрофоретической подвижности эритроцитов". Материалы конференции "Актуальные вопросы экспериментальной и клинической медицины н фармации", Курск- 1990 год.

12. Сорокин А.В., Попов М.П. "Использование ЭВМ для регистрации и анализа реологических параметров крови в норме и патологии". Материалы первой республиканской конференции "Новые физические методы в медицине”, Ворошиловоград- 1990 год.

13. Попов М.П., Мовчан А. Л., Шигулин В.Д. “Реоагрегометр", Авторское свидетельство № 1677629. Зарегестрировано в Государственном реестре изобретений СССР 15 пая 1991 года.

14. Попов М.П., Мовчан А.Л., Реук В.Д. и др. "Использование ЭВМ для исследования агрегационных свойств форменных элементов крови“, и. Гематология и трансфузнология № 9, 1990 год.

15. Попов М.П., Сорокин А.В. "Изменение линии потока эритро-

цитов при микрозлектрофореэе в магнитном поле в норме и при па-ТСЛиГпл". ж. Лабороторное дело № 12, 1991 год.

16. Сорокин А.В. "Способ определения гематокрнтного числа крови г.о электропроводности". Рацпредложение местного значения. Удостоверение Н° 1001, 20.01.1992 год.

17. Сорокин А.В. "Устройство для определения гематокрнтного числа крови по электропроводности". Рацпредложение местного значения. Удостоверение N° 1031, 20.05.1992 год.

13. Сорокин А.В. "Ультразвуковой пагнитострикционный излучатель". Рацпредложение местного значения. Удостоверение № 1034, 25.03.19Э2 год. •

19. Попов М.П., Сорокин Й.В., Реук В.Д. "Изменение агрегаци-онных и фнзнко- химических свойств крови при вибрационной болезни". ж. Гематология и трансфузиологня. № 11- 12, 1992 год.