scbmtБИОМЕДИЦИНАJournal Biomed2074-59822713-0428Scientific center of biomedical technologies of Federal Medical and Biological Agency10.33647/2074-5982-19-4-35-46scbmt-1532Research ArticleМЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙMETHODS AND TECHNOLOGIES OF BIOMEDICAL RESEARCHМоделирующее действие низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высокой частоты на тканевой окислительный метаболизм и микрогемодинамику в кожеModulating Effect of Extremely High-Frequency Low-Intensity Electromagnetic Radiation on Tissue Oxidative Metabolism and Skin MicrohemodynamicsРаваеваМ. Ю.RavaevaM. Yu.

Раваева Марина Юрьевна – кандидат биологических наук, доцент.

295007, Республика Крым, Симферополь, пр-т Академика Вернадского, 4

Marina Yu. Ravaeva - Cand. Sci. (Biol.), Assoc. Prof., V.I. Vernadsky Crimean Federal University.

295007, Republic of Crimea, Simferopol, Academician Vernadsky Ave., 4

ravaevam@yandex.ruЧеретаевИ. В.CheretaevI. V.

Черетаев Игорь Владимирович - кандидат биологических наук.

295007, Республика Крым, Симферополь, пр-т Академика Вернадского, 4

Igor V. Cheretaev - Cand. Sci. (Biol.), V.I. Vernadsky Crimean Federal University.

295007, Republic of Crimea, Simferopol, Academician Vernadsky Ave., 4

cheretaev86@yandex.ruЧуянЕ. Н.ChuyanE. N.

Чуян Елена Николаевна – доктор биологических наук, профессор.

295007, Республика Крым, Симферополь, пр-т Академика Вернадского, 4

Elena N. Chuyan - Dr. Sci. (Biol.), Prof., V.I. Vernadsky Crimean Federal University.

295007, Republic of Crimea, Simferopol, Academician Vernadsky Ave., 4

elena-chuyan@rambler.ruГаленко-ЯрошевскийП. А.Galenko-YaroshevskiiP. A.

Галенко-Ярошевский Павел Александрович – доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН.

350063, Краснодар, ул. им. Митрофана Седина, 4

Pavel A. Galenko-Yaroshevskii - Dr. Sci. (Med.), Prof., Corr. Member of RAS, Kuban State Medical University of the Ministry of Health Care of Russia.

350063, Krasnodar Region, Krasnodar, Mitrofanа Sedinа Str., 4

Galenko.Yarochevsky@gmail.comФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского»РоссияV.I. Vernadsky Crimean Federal UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет» Минздрава РоссииРоссияKuban State Medical University of the Ministry of Health Care of RussiaRussian Federation2023061220231943546Copyright © Раваева М.Ю., Черетаев И.В., Чуян Е.Н., Галенко-Ярошевский П.А., 20232023Раваева М.Ю., Черетаев И.В., Чуян Е.Н., Галенко-Ярошевский П.А.Ravaeva M.Y., Cheretaev I.V., Chuyan E.N., Galenko-Yaroshevskii P.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.scbmt.ru/jour/article/view/1532

В работе рассматриваются показатели микрогемодинамики и тканевого окислительного метаболизма и их взаимосвязь у крыс после 10-кратного воздействия низкоинтенсивным электромагнитным излучением крайне высокой частоты (ЭМИ КВЧ). Цель исследования — выявить особенности реакции микроциркуляции и тканевого окислительного метаболизма на 10-кратное действие электромагнитного излучения крайне высокой частоты. Эксперимент проводили на 40 половозрелых крысах-самцах Wistar массой 200–220 г, которые содержались в условиях вивария с естественным свето-темновым циклом. Животных разделили на 2 группы по 20 крыс в каждой. Животные, находившиеся в первой группе, являлись биологическим контролем и подвергались ложному воздействию ЭМИ КВЧ (плацебо), животные второй группы подвергались мм-воздействию в течение 10 сеансов ежедневно, в утреннее время. На 10-е сут КВЧ-воздействия проводилась регистрация показателей тканевой флуоресценции кожи основания хвоста. Показано, что при 10-кратном воздействии низкоинтенсивным ЭМИ КВЧ происходит увеличение концентрации и интенсивности флюоресценции никотинамидадениндинуклеотида (НАДН), повышение флавинадениндинуклеотида (ФАД) и редокс-отношения (РО), что свидетельствует о росте потребности клеток в аденозинтрифосфате и преобладании окислительного фосфорилирования над другими процессами, что в целом свидетельствует об активации дыхательной цепи. При этом в микроциркуляторном русле наблюдали увеличение эндотелий-зависимой вазодилатации, снижение периферического сопротивления, увеличение притока крови в нутритивное микрососудистое русло, улучшение венулярного оттока. В целом можно заключить, что модулирующее действие ЭМИ КВЧ проявляется в перестройках корреляционных связей: на первый план выходит коэффициент вариации — итоговый расчетный показатель микроциркуляции, который имеет сильные отрицательные связи со всеми показателями тканевого метаболизма (ФАД, НАДН, РО), и амплитуды эндотелиальных ритмов, связанных с периодическим релизингом оксида азота эндотелием, имеющим сильную отрицательную связь с ФАД.

We set out to examine the indicators of microhemodynamics and tissue oxidative metabolism in rats after their tenfold exposure to extremely high-frequency low-intensity electromagnetic radiation (EHF EMR). The aim was to elucidate the specifics of skin microcirculation and tissue oxidative metabolism following exposure to tenfold electromagnetic radiation of extremely high frequency. The experiment was carried out on 40 mature male Wistar rats weighing 200–220 g, which were kept in standard vivarium conditions under natural light regimen. The animals were divided into two groups with 20 rats each. The animals in the first group were biological controls and were exposed to false EHF EMR (placebo); the animals in the second group were exposed to mm-exposure in the morning, 10 sessions daily. On the 10th day of EMR exposure, the indicators of skin tissue fluorescence on the tail base were recorded. Tenfold exposure to low-intensity EHF EMR was shown to increase the concentration and intensity of NADH fluorescence, as well as the FAD and redox ratio. This indicates an increased cellular demand for ATP and the predominance of oxidative phosphorylation over other processes, thus demonstrating the activation of the respiratory chain. At the same time, an increase in endothelium-dependent vasodilation, a decrease in peripheral resistance, an increase in blood flow to the nutritive microvascular bed, and an improvement in venular outflow were observed in the microcirculatory bed. The conclusion is made that the modulating effect of EHF EMR is manifested in the rearrangements of correlations. Thus, the coefficient of variation comes to the fore – the final calculated indicator of microcirculation, which has strong negative associations with all indicators of tissue metabolism (FAD, NADH, RR). In addition, the amplitudes of endothelial rhythms associated with periodic releasing of nitric oxide by the endothelium show a strong negative association with FAD.

кожамикрогемодинамикатканевой окислительный метаболизмнизкоинтенсивное электромагнитное излучение крайне высокой частотыникотинамидадениндинуклеотидфлавинадениндинуклеотидредокс-отношениеskinmicrohemodynamicstissue oxidative metabolismextremely high-frequency low-intensity electromagnetic radiationnicotinamide adenine dinucleotideflavin adenine dinucleotideredox potentialРабота выполнена в рамках проекта РНФ № 23-24-00332 «Тканевая микрогемодинамика: механизмы антистрессорного действия низкоинтенсивного миллиметрового излучения».The work was carried out within the framework of the RSF project No. 23-24-00332 “Tissue microhemodynamics: mechanisms of the anti-stress action of low-intensity millimeter radiation”.ReferencesКирилина Т.В., Красников Г.В., Танканаг А.В. Пискунова Г.М., Чемерис Н.К. Пространственная синхронизация колебаний кровотока в системе микроциркуляции кожи человека. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2009;3:32–36.Kirilina T.V., Krasnikov G.V., Tankanag A.V., Piskunova G.M., Chemeris N.K. Prostranstvennaya sinhronizaciya kolebanij krovotoka v sisteme mikrocirkulyacii kozhi cheloveka [Spatial synchronization of the blood flow oscillations in human skin microcirculation]. Regionarnoe krovoobrashchenie i mikrocirkulyaciya [Regional blood circulation and microcirculation]. 2009;3:32–36. (In Russian).Козлов В.И., Корси Л.В., Соколов В.Г. Биофизические принципы лазерной допплеровской флоуметрии. Применение лазерной допплеровской флоуметрии в медицинской практике: Мат-лы второго Всеросс. симпозиума. М., 1998:17–24.Kozlov V.I., Korsi L.V., Sokolov V.G. Biofizicheskie principy lazernoj dopplerovskoj floumetrii. Primenenie lazernoj dopplerovskoj floumetrii v medicinskoj praktike [Biophysical principles of laser Doppler flowmetry. Application of laser Doppler flowmetry in medical practice]: Mat-ly vtorogo Vseross. simpoziuma [Proceedings of the Second All-Russian Symposium]. Moscow, 1998:17–24. (In Russian).Козлов В.И., Соколов В.Г. Исследование колебаний кровотока в системе микроциркуляции. Применение лазерной допплеровской флоуметрии в медицинской практике: Мат-лы второго Всеросс. симпозиума. М., 1998:8–13.Kozlov V.I., Sokolov V.G. Issledovanie kolebanij krovotoka v sisteme mikrocirkulyacii. Primenenie lazernoj dopplerovskoj floumetrii v medicinskoj praktike [Investigation of blood flow fluctuations in the microcirculation system. Application of laser Doppler flowmetry in medical practice]: Mat-ly vtorogo Vseross. simpoziuma [Proceedings of the Second All-Russian Symposium]. Мoscow, 1998:8–13. (In Russian).Крупаткин А.И. Функциональная диагноcтика cоcтояния микроциркуляторно-тканевых cиcтем: колебания, информация, нелинейноcть: рук-во для врачей. М.: Либроком, 2014:498.Krupatkin A.I. Funkcionalnaya diagnostika sostoyaniya mikrocirkulyatorno-tkanevyh sistem: kolebaniya, informaciya, nelinejnost [Functional diagnostics of the state of microcirculatory and tissue systems: fluctuations, information, nonlinearity]: ruk-vo dlya vrachej [guide for doctors]. Moscow: Librokom Publ., 2014:498. (In Russian).Крупаткин А.И. Функциональная оценка периваскулярной иннервации конечностей с помощью лазерной допплеровской флоуметрии. Физиология человека. 2004;30(1):99–104.Krupatkin A.I. Funkcionalnaya ocenka perivaskulyarnoj innervacii konechnostej s pomoshchyu lazernoj dopplerovskoj floumetrii [Functional evaluation of the perivascular innervation of the skin of the extremities using laser doppler flowmetry]. Fiziologiya cheloveka [Human Physiology]. 2004;30(1):99–104. (In Russian).Крупаткин А.И., Рогаткин Д.А., Сидоров В.В. Клинико-диагностические показатели при комплексном исследовании микрогемодинамики и транспорта кислорода в системе микроциркуляции. Гемореология и микроциркуляция: мат-лы шестой Междунар. конференции. Ярославль, 2007:106.Krupatkin A.I., Rogatkin D.A., Sidorov V.V. Kliniko-diagnosticheskie pokazateli pri kompleksnom issledovanii mikrogemodinamiki i transporta kisloroda v sisteme mikrocirkulyacii. Gemoreologiya i mikrocirkulyaciya [Clinical and diagnostic indicators in the complex study of microhemodynamics and oxygen transport in the microcirculation system. Hemorheology and Microcirculation]: mat-ly shestoj Mezhdunar. konferencii [Proceedings of the Sixth International Conference]. Yaroslavl, 2007:106 (In Russian).Крупаткин А.И., Сидоров В.В. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови. М.: Медицина, 2005:125Krupatkin A.I., Sidorov V.V. Lazernaya dopplerovskaya floumetriya mikrocirkulyacii krovi [Laser Doppler flowmetry of blood microcirculation]. Moscow: Medicina Publ., 2005:125. (In Russian).Крупаткин А.И., Сидоров В.В., Баранов В.В. Колебательный контур регуляции линейной скорости капиллярного кровотока. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2007;3(23):52–58.Krupatkin A.I., Sidorov V.V., Baranov V.V. Kolebatel'nyj kontur regulyacii linejnoj skorosti kapillyarnogo krovotoka [The oscillatory circuit for the control of velocity indices of capillary blood flow and tone organization of precapillary distributive microvessels]. Regionarnoe krovoobrashchenie i mikrocirkulyaciya [Regional blood circulation and microcirculation]. 2007;3(23):52–58. (In Russian).Курганова Л.Н. Перекисное окисление липидов — одна из возможных компонент быстрой реакции на стресс. Вестник Нижегородского Университета им. Н.И. Лобачевского. Серия Биология. 2001;2:74–76.Kurganova L.N. Perekisnoe okislenie lipidov — odna iz vozmozhnyh komponent bystroj reakcii na stress [Lipid peroxidation is one of the possible components of a rapid reaction to stress]. Vestnik Nizhegorodskogo Universiteta im. N.I. Lobachevskogo. Seriya Biologiya [Vestnik of Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod. Biology]. 2001;2:74–76. (In Russian).Лукина М.М., Ширманова М.В., Сергеева Т.Ф., Загайнова Е.В. Метаболический имиджинг в исследовании онкологических процессов (обзор). Современные технологии в медицине. 2016;8(4)113–121. DOI: 10.17691/stm2016.8.4.16.Lukina M.M., Shirmanova M.V., Sergeeva T.F., Zagaynova Е.V. Metabolicheskij imidzhing v issledovanii onkologicheskih processov (obzor) [Metabolical imaging for the study of oncological processes (review)]. Sovremennye tehnologii v medicine [Modern technologies in medicine. 2016;8(4):113–121. (In Russian)]. DOI: 10.17691/stm2016.8.4.16.Москвин С.В., Антипов Е.В., Зарубина Е.Г., Рязанова Е.А. Эффективность кислородного обмена после применения лазерофореза различных гелей на основе гиалуроновой кислоты. Вестник Эстетической Медицины. 2011;10(3):48–55.Moskvin S.V., Antipov E.V., Zarubina E.G., Ryazanova E.A. Effektivnost kislorodnogo obmena posle primeneniya lazeroforeza razlichnyh gelej na osnove gialuronovoj kisloty [Oxygen exchange effectiveness after application of different gels based on hyaluronic acid laser-phoresis]. Vestnik Esteticheskoj Mediciny [Bulletin of Aesthetic Medicine]. 2011;10(3):48–55. (In Russian).Новиков В.Е., Левченкова О.С., Пожилова Е.В. Роль активных форм кислорода в физиологии и патологии клетки и их фармакологическая регуляция. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2014;12(4):13–21.Novikov V.E., Levchenkova O.S., Pozhilova Ye.V. Rol aktivnyh form kisloroda v fiziologii i patologii kletki i ih farmakologicheskaya regulyaciya [Role of reactive oxygen species in cell physiology and pathology and their pharmacological regulation]. Obzory po klinicheskoj farmakologii i lekarstvennoj terapii [Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy]. 2014;12(4):13–21. (In Russian).Серёгина Е.С., Стельмащук О.А., Пьявченко Г.А., Воробьев Е.В., Кузнецова Е.А., Алексеев А.Г., Жеребцов Е.А., Подмастерьев К.В., Дунаев А.В. Оценка влияния антиоксидантных веществ на метаболические процессы клеток головного мозга методом флуоресцентной спектроскопии. Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии. 2018;1:62–66.Seregina E.S., Stelmaschuk O.A., Piavchenko G.A., Vorobyev E.V., Kuznetsova E.A., Alekseev A.G., Zherebtsov E.A., Podmasteriev K.V., Dunaev A.V. Ocenka vliyaniya antioksidantnyh veshchestv na metabolicheskie processy kletok golovnogo mozga metodom fluorescentnoj spektroskopii [Evaluation of the effect of antioxidant substances on the metabolic processes of brain cells by fluorescence spectroscopy]. Physics and Radio Electronics in Medicine and Ecology. 2018;1:62–66. (In Russian).Чуян Е.Н., Джелдубаева Э.Р. Низкоинтенсивное миллиметровое излучение: нейроиммуноэндокринные механизмы адаптационных реакций. Симферополь: ОOO «Издательство Типография «Ариал», 2020:624.Chuyan E.N., Dzheldubaeva E.R. Nizkointensivnoe millimetrovoe izluchenie: nejroimmunoendokrinnye mekhanizmy adaptacionnyh reakcij [Low-intensity millimeter radiation: neuroimmunoendocrine mechanisms of adaptive reactions]. Simferopol: OOO «Izdatelstvo Tipografiya «Arial», 2020:624. (In Russian).Чуян Е.Н., Раваева М.Ю. Механизмы вазопротекторного действия электромагнитного излучения крайне высокой частоты в условиях хронического гипокинетического стресса. Биомедицинская радиоэлектроника. 2017;3:55–65.Chuyan E.N., Ravaeva M.Yu. Mekhanizmy vazoprotektornogo dejstviya elektromagnitnogo izlucheniya krajne vysokoj chastoty v usloviyah hronicheskogo gipokineticheskogo stressa [Mechanisms of vasoprotective action of extremely high frequency electromagnetic radiation in conditions of chronic hypokinetic stress]. Biomedicinskaya radioelektronika [Biomedical radio electronics]. 2017;3:55–65. (In Russian).Чуян Е.Н., Трибрат Н.С., Раваева М.Ю., Ананченко М.Н. Тканевая микрогемодинамика: влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения миллиметрового диапазона. Симферополь: ОOO «Издательство Типография «Ариал», 2017:422.Chuyan E.N., Tribrat N.S., Ravaeva M.Yu., Ananchenko M.N. Tkanevaya mikrogemodinamika: vliyanie nizkointensivnogo elektromagnitnogo izlucheniya millimetrovogo diapazona [Tissue microhemodynamics: the effect of low-intensity electromagnetic radiation in the millimeter range]. Simferopol: OOO «Izdatelstvo Tipografiya «Arial», 2017:422. (In Russian).Mokry M., Gal P., Harakalova M., Hutnanova Z., Kusnir J., Mozes S., Sabo J. Experimental study on predicting skin flap necrosis by fluorescence in the FAD and NADH bands during surgery. Photochem Photobiol. 2007;83(5):1193–1196. DOI: 10.1111/j.1751-1097.2007.00132.x.Mokry M., Gal P., Harakalova M., Hutnanova Z., Kusnir J., Mozes S., Sabo J. Experimental study on predicting skin flap necrosis by fluorescence in the FAD and NADH bands during surgery. Photochem Photobiol. 2007;83(5):1193–1196. DOI: 10.1111/j.1751-1097.2007.00132.x.NADH fiuorescence: from animal models to human studies. Am. J. Physiol. Cell Phisiol. 2007;292(2):615– 640. DOI: 10.1152/ajpcell.00249.2006.NADH fiuorescence: from animal models to human studies. Am. J. Physiol. Cell Phisiol. 2007;292(2):615– 640. DOI: 10.1152/ajpcell.00249.2006.Stefanovska A., Bracic M., Kvernmo H.D. Wavelet analysis of oscillations in peripheral blood circulation measured by Doppler technique. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1999; 46(10):1230–1239. DOI: 10.1109/10.790500.Stefanovska A., Bracic M., Kvernmo H.D. Wavelet analysis of oscillations in peripheral blood circulation measured by Doppler technique. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1999; 46(10):1230–1239. DOI: 10.1109/10.790500.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.