Анотація до роботи:

Нурищенко Н.Є. Молекулярні та біофізичні механізми дії ультразвуку при експериментальному запаленні і хронічному тонзиліті. – Рукопис.

Дисертація на здобіття наукового ступеня доктора біологічних наук зі спеціальності 03.00.02 – біофізика. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2005.

Дисертація присвячена встановленню основних фізико-хімічних і біофізичних механізмів протизапальної дії ультразвуку моночастотного і стохастичного режимів терапевтичного діапазону інтенсивностей ( 0,1 Вт/см²–1,0 Вт/см² ).

Аналіз отриманих експериментальних даних дозволив зробити заключення, що моночастотний і стохастичний ультразвук з інтенсивностями 0,2 Вт/см² і 0,3 Вт/см² підвищує стійкість організму до вільнорадикального окиснення за рахунок відновлення балансу в системі антиоксидантного захисту, а також знижує біоенергетичне забезпечення запальних реакцій. Внаслідок здатності ультразвуку впливати одночасно на декілька механізмів розвитку запалення, його дію можна вважати багатоплановою. Ультразвук із інтенсивностями 0,5 Вт/см² і 1,0 Вт/см² викликає зміни клітинного метаболізму, що є синергічними відносно розвитку запального процесу. Результати дослідження свідчать про більш виражену біологічну дію стохастичного ультразвуку порівняно з традиційним моночастотним як в області стимулюючих (до 0,5 Вт/см²), так і пошкоджуючих (> 1 Вт/см²) інтенсивностей. В основі більшої, порівняно з моночастотною, ефективності стохастичної ультразвукової терапії при хронічному тонзиліті лежить здатність стохастичного ультразвукового сигналу ефективно впливати на вільнорадикальне окиснення, а також ініціювати видалення епітеліальних клітин піднебінних мигдаликів з порушеним, в результаті розвитку патології, геномом з одночасною активізацією регенераційних процесів та відновленням субпопуляції нормальних диплоїдних клітин.

1. Біологічна дія як стохастичного, так і моночастотного ультразвукового сигналу, залежить від його інтенсивності. В області інтенсивностей 0,1-0,3 Вт/см² ультразвук обох режимів проявляє таку біологічну дію, яка зумовлює стимуляцію нормальних фізіологічних реакцій. При інтенсивності 0,5 Вт/см² ультразвук спричиняє зміни, які ведуть до підвищення мембранної проникності і порушення функціонування мембранних ферментів. Підвищення інтенсивності УЗ до 1,0 Вт/см² призводить до активації перекисного окиснення ліпідів за рахунок неспроможності системи антиоксидантів нейтралізувати дію вільних радикалів. УЗ цієї інтенсивності викликає також перерозподіл окиснених і відновлених форм нікотинамідаденін динуклеотидних та нікотинамідаденін динуклеотидфосфатних коферментів з переважанням окиснених форм, що негативно позначається на перебігу біосинтетичних реакцій. Результати дослідження свідчать про більш виражену біологічну дію стохастичного ультразвуку порівняно з моночастотним як в області стимулюючих (до 0,5 Вт/см²), так і пошкоджуючих (> 1 Вт/см²) інтенсивностей.

2. Ультразвук як моночастотного, так і стохастичного режимів, в залежності від інтенсивності по різному впливав на розвиток експериментального запалення. При застосуванні ультразвуку з інтенсивностями 0,1 Вт/см² і 0,2 Вт/см² каррагінановий набряк кінцівки щурів помітно зменшувався, тоді як озвучення з інтенсивністю 1,0 Вт/см² вело до посилення каррагінанового запалення кінцівки щурів.

3. Здатність ультразвуку модифікувати каррагінановий набряк у залежності від інтенсивності пов'язана з його впливом на вільнорадикальне окиснення й антиоксидантний захист. Вплив ультразвуку з інтенсивностями 0,1 Вт/см² і 0,2 Вт/см² сприяв зниженню перекисного окиснення ліпідів і підвищенню ефективності антиоксидантного захисту, зменшенню нейтрофільної інфільтрації при каррагінановому запаленні. Використання УЗ з інтенсивністю 0,5 Вт/см² викликало незначне посилення вільнорадикальних процесів. Застосування ультразвуку з інтенсивністю 1,0 Вт/см² пов'язано з посиленням вільнорадикального окиснення, зниженням антиоксидантного захисту та підвищенням нейтрофільної інфільтрації у вогнищі запалення. Відсутність достовірних розходжень у дії моночастотного і стохастичного ультразвуку вказує на єдиний механізм їх дії на досліджені параметри.

4. Моночастотний і стохастичний ультразвук з інтенсивністю 0,2 Вт/см² зменшував прояви експериментального запалення верхніх дихальних шляхів. Одним з основних механізмів такої дії є здатність як моночастотного, так і стохастичного ультразвуку нормалізувати параметри хемілюмінесценції плазми крові та зменшувати прояви окисного стресу. Про це свідчило зниження вмісту малонового діальдегіду, нормалізація активності супероксиддисмутази, збільшення вмісту відновленого і зменшення вмісту окисненого глутатіону, підвищення їх співвідношення, а також співвідношення НАДФН/НАДФ⁺.

5. Протизапальна дія ультразвуку моночастотного та стохастичного режимів при експериментальному запаленні верхніх дихальних шляхів пов’язана з порушенням енергозабезпечення запальних реакцій. Це реалізується шляхом зростання розпаду АТФ та підвищення АТФ-азної активності.

6. На основі досліджень, проведених на моделях запалення, було встановлено, що моночастотний і стохастичний ультразвук з інтенсивностями 0,1-0,3 Вт/см² проявляють біологічну ефективність при відсутності деструктивного впливу на тканини та клітини організму. Ультразвук такого діапазону інтенсивностей може бути рекомендований для терапевтичного застосування в клінічній практиці. Показники хемілюмінесценції плазми крові, вмісту АТФ, АТФ-азної активності еритроцитів крові є характерними як для ідентифікації запалення, так і впливу УЗ і тому можуть бути використані для оцінки ефективності ультразвукової терапії.

7. Розроблено інтегральний показник лабораторного визначення форми запального процесу у хворих на хронічний тонзиліт, котрий складається з двох компонентів: перший з них характеризує стан антиоксидантних систем крові хворих, а другий вказує на зміни в концетрації токсичних речовин білкової природи, які відіграють роль специфічних маркерів ендогенної інтоксикації організму. Використання цього показника в клінічній практиці сприяє поліпшенню і прискоренню діагностики щодо визначення адекватних засобів лікування.

8. Показано існування залежності активності іонних АТФ-аз від гостроти запального процесу в піднебінних мигдаликах. Гостра фаза хронічного тонзиліту супроводжується значним пригніченням загальної іон-транспортної АТФ-азної активності та її окремих компонентів, котрі при затуханні запалення поступово відновлюються, причому при компенсованій формі захворювання помітно перевищують контрольні рівні. Аналіз отриманих результатів показує, що застосування ультразвуку як моночастотного, так і стохастичного режимів сприяє нормалізації активності іон-транспортних АТФ-аз мембран еритроцитів хворих на хронічний тонзиліт. Після курсу моночастотної і стохастичної УЗ-терапії підвищена активність К⁺,Nа⁺-АТФ-ази, Са²⁺-АТФ-ази, Мg²⁺-АТФ-ази еритроцитів крові хворих з компенсованою формою знижувалась. Як правило, знижені показники активності цих ферментів в еритроцитах крові хворих на хронічний тонзиліт з декомпенсованою формою підвищувались.

9. У хворих на хронічний тонзиліт змінюється метаболічний стан лімфоцитів і нейтрофілів крові, що проявляється в суттєвих змінах активності їх ферментів. При застосуванні моночастотної і стохастичної ультразвукової терапії відмічається нормалізація метаболічних процесів.

10. Проведення моночастотної і стохастичної ультразвукової терапії призводить до зниження рівня ендогенної інтоксикації та нормалізації процесів вільнорадикального окиснення, порушених при хронічному тонзиліті. СТУЗ-терапія викликає триваліший і більш виражений позитивний вплив в порівнянні з МУЗ-терапією.

11. Аналіз вмісту ДНК в ядрах епітеліальних клітин мигдаликів показано, що у хворих на хронічний тонзиліт спостерігалось домінування тенденцій пов’язаних з деградацією геномної ДНК та появою генетично неповноцінних клітин зі зниженим рівнем плоїдності. Проведення стохастичної і моночастотної ультразвукової терапії зумовлювало спалах анеуплоїдизації клітин та їх подальше відторгнення. Одночасно з цим ультразвук як моночастотного, так і стохастичного режимів підвищував ДНК-синтезуючу та мітотичну активність субпопуляції неушкоджених диплоїдних клітин мигдаликового епітелію. Дія стохастичного УЗ зумовлювала більш глибоку елімінацію генетично неповноцінних та пошкоджених клітин. Можливо, саме це явище лежить в основі більш ефективної стохастичної ультразвукової терапії, порівняно з моно частотною.

Список опублікованих праць за темою диссертації

1. Островский И.В., Карась А.Ф., Нурищенко Н.Е. Влияние стохастического ультразвука на биоэнергетику и свободнорадикальное окисление при экспериментальном воспалении // Доповіді національної академії наук України.- 1995.- № 4.- С. 118-120.

2. Островский И.В., Карась А.Ф., Нурищенко Н.Е., Стрежак В.В. Влияние стохастической ультразвуковой терапии на показатели крови больных хроническим тонзиллитом // Доповіді національної академії наук України.- 1995.- № 10.- С. 144-147.

3. Карась А.Ф., Андрейченко С.В., Нурищенко Н.Е., Стрежак В.В., Островский И.В. Нормализующее влияние стохастического ультразвука на хемилюминесценцию плазмы крови и АТФ-азную активность эритроцитов крови больных хроническим тонзиллитом // Физика живого. - 1995.- Т. 3.- № 1.- С. 81-85.

4. Нурищенко Н.Є., Улановська О.О., Карась А.Ф., Андрейченко С.В., Кучеренко Т.І. Активність ферментів лімфоцитів та нейтрофілів крові у хворих на хронічний декомпенсований тонзиліт // Журнал вушних, носових і горлових хвороб. - 1996.- № 4.- С. 1-4.

5. Мінін Ю.В., Кучеренко Т.І., Карась А.Ф., Нурищенко Н.Є., Андрейченко С.В., Макашев В.Є. Лікування хворих на вазомоторний риніт з застосуванням КВЧ-терапії // В збірнику: Матеріали ювілейної науково-практичної конференції, присвяченої 100-річчю О.С.Коломийченка. Київ, 1998.- С. 293-304.

6. Заболотний Д.І., Мінін Ю.В., Карась А.Ф., Нурищенко Н.Є., Кучеренко Т.І. Клініко-лабораторне обгрунтування застосування КВЧ-терапії при комбінованому лікуванні хворих на поліпозний риносинуїт // В збірнику: Матеріали ювілейної науково-практичної конференції, присвяченної 100-річчю О.С.Коломийченка. Київ, 1998.- С. 234-241.

7. Мусіч І.В., Заболотний Д.І., Нурищенко Н.Є., Карась А.Ф., Андрейченко С.В. Вплив КВЧ-терапії та фуросеміду на хемілюмінесценцію крові хворих на поліпозний етмоїдит // Журнал вушних, носових і горлових хвороб. - 2000.- № 1.- С. 59-61.

8. Малікова Н.М., Нурищенко Н.Є., Андрейченко С.В., Карась А.Ф. Вплив ДМХ-терапії на хемілюмінесценцію крові у хворих на хронічний тонзиліт // Журнал вушних, носових і горлових хвороб. - 2000.- № 5.- С 87-89.

9. Нурищенко Н.Є., Карась А.Ф., Стрежак В.В., Островський І.В. Віддалені результати стохастичної ультразвукової терапії хронічного тонзиліту // Доповіді Національної академії наук України. - 2001.- № 12.- С. 154-159.

10. Нурищенко Н.Є., Марченко О.Т. Вплив моночастотного та стохастичного ультразвуку на вільнорадикальне окиснення при експериментальному запаленні //Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Серія Біологія. - 2002.- Вип. 36-37.- С. 14-17.

11. Нурищенко Н.Є. Цитохімічні дослідження ферментів лімфоцитів та нейтрофілів периферичної крові хворих на хронічний тонзиліт при ультразвуковому лікуванні //Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Серія Біологія. - 2002.- Вип. 38.- С. 58-61.

12. Нурищенко Н.Є., Андрейченко С.В., Мірошниченко М.С. Характерні зміни деяких показників крові хворих на хронічний тонзиліт при лікуванні стохастичним ультразвуком // Фізика живого .- 2003.- Т. 11.- № 1.- С.80-83.

13. Нурищенко Н.Є. Молекулярні аспекти патогенезу хронічного тонзиліту // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету ім. Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. - 2003.- Т. 21.- № 2.- С. 54-57.

14. Нурищенко Н.Є., Андрейченко С.В., Островський І.В., Мірошниченко М.С. Метаболізм піридинових нуклеотидів в гепатоцитах щурів за дії моночастотного та стохастичного ультразвука // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету ім. Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. - 2003.- Т. 22.- № 3-4.- С. 91-96.

15. Нурищенко Н.Є., Андрейченко С.В., Мірошниченко М.С. Вивчення впливу гостроти запалення піднебінних мигдаликів на активність іонних АТФ-аз еритроцитів крові людини // Біофізичний вісник. - 2003.- Вип. 1 (12).- С. 70-73.

16. Нурищенко Н.Є., Мірошниченко М.С. Вплив моночастотного та стохастичного ультразвуку різних інтенсивностей на перекисне окиснення ліпідів в крові щурів // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Серія Біологія. - 2003.- Вип. 41.- С. 108-110.

17. Нурищенко Н.Є. Вплив різних інтенсивностей стохастичного ультразвуку на деякі показники крові експериментальних тварин // Науковий вісник Чернівецького університету. Серія Біологія.- 2003.- Вип. 169.- С. 71-75.

18. Нурищенко Н.Є., Андрейченко С.В., Мірошниченко М.С. Влияние однократного и курсового применения ультразвука разных интенсивностей на развитие экспериментального отека // Физика живого. - 2003.- Т.11.- № 2.- С. 106-111.

19. Нурищенко Н.Є. Вплив моночастотного та стохастичного ультразвука на перекисне окиснення ліпідів та антиоксидантний захист при експериментальному запаленні // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету ім. Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. - 2004.- Т.23 .- № 1-2 .- С. 94-98.

20. Нурищенко Н.Є. Активність мієлопероксидази при експериментальному запаленні та впливі ультразвука терапевтичних інтенсивностей // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія Біологія.– 2004.- Вип. 14.- С. 119-121.

21. Нурищенко Н.Є., Кривохатська Л.Д., Карась А.Ф. Вплив моночастотного і стохастичного ультразвуку на процеси інтерфероноутворення в лейкоцитах та синтетичну активність лімфоцитів крові людини in vitro // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія Біологія. – 2004.- Вип. 15.- С. 177-179.

22. Нурищенко Н.Е., Мирошниченко Н.С. Влияние ультразвука терапевтических интенсивностей на содержание малонового диальдегида, глутатиона и активность миелопероксидазы при экспериментальном воспалении // Физика живого. - 2004.- Т. 12.- № 1.- С. 73-81.

23. Заболотний Д.І., Нурищенко Н.Є., Карась А.Ф., Стрежак В.В., Андрейченко С.В., Алтуніна С.В. Вміст ДНК в епітеліальних клітинах мигдаликів хворих на хронічний тонзиліт при лікуванні з застосуванням моночастотного та стохастичного ультразвуку // Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології: Збірник наукових праць. Київ, Луганськ, Харків, 2004.- Вип. 8(61).- С. 27-36.

24. Нурищенко Н.Е., Карась А.Ф., Андрусишина И.Н. Влияние ультразвука на АТФ-азную активность митохондрий печени //В сборнике: Научно-практическая конференция по эмоционально-стрессовой психотерапии, физическому воспитанию, реабилитации и диагностике. Одесса, 1990.- С.58.

25. Андрейченко С., Нурищенко Н., Карась А. Дослідження синергічної дії низькодозового опромінення та флогогених агентів // Матеріали щорічної наукової конференції національного університету „Києво-Могилянська Академія„ “Україна: людина, суспільство, природа”. Київ, 1995.- С. 46.

26. Андрейченко С., Нурищенко Н., Карась А. Вільнорадикальне окиснення в плазмі крові щурів при розвитку експериментального запалення ВДШ в умовах опромінення в зоні ЧАЕС // Матеріали щорічної наукової конференції національного університету „Києво-Могилянська Академія„ “Україна: людина, суспільство, природа”. Київ, 1995.- С. 53.

27. Нурищенко Н., Карась А., Андрейченко С. Функціонально-метаболічна активність лімфоцитів та нейтрофілів периферичної крові щурів при експериментальному запаленні ВДШ в умовах опромінення в зоні ЧАЕС // Матеріали щорічної наукової конференції національного університету „Києво-Могилянська Академія„ “Україна: людина, суспільство, природа”. Київ, 1995.- С. 54.

28. Карась А.Ф., Нурищенко Н.Е., Стрежак В.В., Островский И.В., Дубровский О.Б. Изучение эффективности широкополосного стохастического ультразвука при лечении больных хроническим тонзиллитом // Матеріали YIII-го з’їзду отоларингологів України. Київ, 1995.- С. 115-116.

29. Карась А.Ф., Нурищенко Н.Е., Гюллінг Е.В. Застосування карбобензпириду та його ліпосомальної форми при запаленні верхніх дихальних шляхів в експерименті // Матеріали YIII-го з’їзду отоларингологів України. Київ, 1995.- С. 134-136.

30. Nurishchenko N., Andreychenko S., Karasse A., Ostrovsky I. Stochastic ultrasound therapeutics of chronic tonsillitis // 2nd World Congress of Otorhinolaryngologic Allergy Endoscopy and Laser Surgery / Joint Meeting of the American Academy of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery and of the Panhellennic Society of Otorhinolaryngology - Head and Neck Surgery / 11^th Panhellenic Congress of Otorhinolaryngology - Head and Neck Surgery. Abstracts. - Athens (Greece), 2001. - P.283.

31. Nurishchenko N., Andreychenko S., Karasse А. The application of broad band ultrasound for treatment of chronic tonsillitis // XVII World Congress of the International Federation of Oto-Rhino-Laryngological Societies. Abstract Book.- Cairo (Egypt), 2002.- P. 300.

32. Нурищенко Н.Е., Мирошниченко Н.С., Андрейченко С.В. Особенности перекисного окисления липидов в условиях однократного и продолжительного применения ультразвука // Ш з’їзд з радіаційних досліджень (радіобіологія і радіоекологія), Київ, 2003.- С. 58.

33. Nurishchenko N., Miroshnichenko N., Andreychenko S. The advantages of stochastic ultrasound in curing of chronic tonsillitis // Ш з’їзд з радіаційних досліджень (радіобіологія і радіоекологія), Київ, 2003.- С. 238.