WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     |
|

На правах рукописи

БУГРИМОВ

Даниил Юрьевич

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СПИННОМОЗГОВЫХ ГАНГЛИЕВ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ИМПУЛЬСОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (медицинские науки)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Воронеж 2008

Работа выполнена на кафедре гистологии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель

доктор биологических наук,

профессор Воронцова Зоя Афанасьевна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук,

профессор Григорьев Юрий Григорьевич

доктор медицинских наук,

профессор Луцкий Михаил Александрович

Ведущая организация:

ГосНИИИ Военной медицины Министерства обороны РФ

Защита состоится « » 2008 г. в часов на заседании диссертационного совета Д.208.009.03 ГОУ ВПО «ВГМА им. Н.Н. Бурденко РосЗдрава» по адресу: 394000, г.Воронеж, ул.Студенческая 10

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко по адресу: 394000, г.Воронеж, ул.Студенческая 10

Автореферат разослан « » 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук,

профессор В.Т. Бурлачук

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования

Математическое моделирование широко распространено, и многие научные исследования носят модельный характер для создания объемного представления, выявления и устранения возможных недостатков первоначального замысла. Модель упрощает представление в понимании важных характеристик объекта и отражает основные, наиболее существенные его процессы, реализует успешный выход возникающих гипотез и предположений. Развитие медицинской науки, ее совершенствование невозможно без использования математических методов и современных технологий.

Появление новейших способов передачи информации и энергии, дистанционного контроля и наблюдения, а также развитие ряда технологических процессов сформировало новый значимый фактор загрязнения окружающей среды – электромагнитное поле антропогенного происхождения, требующий повышенного внимания (Ю.Г.Григорьев, 2003, 2006; M.H. Repacholi, 1998). Проблема электромагнитной экологии приобрела международное значение. Согласно Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в настоящее время нет полной ясности в понимании механизмов биологических эффектов, возможных отдаленных последствий и определения критериев безопасности в условиях долговременного воздействия электромагнитных полей (ЭМП) от современных источников (Ю.Г.Григорьев, 2002).

Энергетическая нагрузка от электромагнитных излучений в промышленности и быту постоянно возрастает в связи с проходящими во всех странах мира расширением сети источников электромагнитных полей, а также усилением их мощности (Ю.Г. Григорьев, 1998). Пропорционально растет число тех людей, у которых появляются проблемы со здоровьем, связанные с воздействием ЭМП (Ю.Г. Григорьев, 2006; В.В. Брунов, 2006). Наиболее мощным и непредсказуемым источником иЭМП в природе являются грозовые (коронные) разряды. По некоторым данным, импульс коронных разрядов может превышать 3 кВ/м (Н.Б.Рубцова, 1997; В.В. Брунов, 2006). Необходимо отметить сходство характеристик грозовых разрядов и излучаемых установкой-имитатором импульсов электромагнитных полей (иЭМП) используемых в военных целях. В настоящее время ВОЗ признано, что электромагнитные поля искусственного происхождения является одним из опасных для здоровья человека факторов (Ю.Г.Григорьев, 2003).

Многие экспериментальные данные (Ю.А.Холодов, 1984-1998; Л.М. Меркулова, 1992; Ю.Г. Григорьев, 2004) свидетельствуют, что воздействия ЭМП реализуются через регуляторные системы организма: нервную, иммунную, эндокринную. Однако нервная система является наиболее чувствительной (Ю.Г.Григорьев, Ю.А. Холодов, 1998).

Имеются исследования (В.Н. Никитина, 1991; В.Г. Зуев, 1984), в которых изучались проявления синдрома раннего старения организма у лиц, профессионально связанных с воздействием ЭМП. Было установлено, что при профессиональном стаже свыше 12-13 лет, биологический возраст этого контингента опережает календарный на 7-8 лет. Процесс старения в группе профессионального контакта с электромагнитным излучением (ЭМИ) также опережал таковой в 2 раза при сравнении с группой лиц, работающих в аналогичных условиях производства, но без воздействия данного фактора (В.Г. Зуев, И.Б. Ушаков, 2001).

Все неспецифические изменения, возникающие в нервной системе при действии различных факторов, развитие патологических процессов проявляются на структурно-функциональном уровне нейроглиального комплекса. Наличие оптимального уровня афферентной импульсации, которую обуславливает спинномозговой ганглий (СМГ), являясь первичным звеном в рефлекторной дуге – одно из условий нормального функционирования нервной системы, а следовательно, и целого организма.

Анализ современной литературы показывает, что сведения о влиянии иЭМП на СМГ довольно ограничены, и практически отсутствуют при их хронических воздействиях. С этих позиций весьма актуальной проблемой представляется выяснение закономерностей реакции морфологических эквивалентов функционального состояния СМГ в условиях хронического эксперимента при воздействии иЭМП с различными параметрами и создание математической модели в хронобиологическом аспекте для разработки системы мероприятий по обеспечению электромагнитной безопасности личного состава Вооруженных сил Российской Федерации.

Цель исследования

Создать математическую модель степени участия параметров иЭМП в формировании биоэффектов на основе анализа морфологических эквивалентов, определяющих функциональное состояние спинномозговых ганглиев в условиях хронического эксперимента.

Задачи исследования

  1. С помощью компьютерной микроскопии провести морфологическое исследование СМГ крыс и установить зависимость его состояния от:
  • воздействия иЭМП с различными параметрами: плотности наведенных токов в теле экспериментальных животных (ПНТ), периодичности импульсов;
  • продолжительности воздействия;
  1. Изучить зависимость состояния перинейронального индекса от продолжительности и параметров воздействия иЭМП.
  2. Определить коэффициент поражаемости СМГ по степени хромности и установить этапность их развития.
  3. Построить математическую модель степени участия параметров иЭМП в реализации биоэффектов СМГ.

Научная новизна исследования

  1. Использованный комплекс гистологических и статистических методов, позволил провести оценку морфофункционального состояния СМГ с экстраполяцией параметров иЭМП с человека на крыс в условиях, эквивалентных профессиональному стажу специалистов.
  2. Разработанная методика подсчета перинейронального индекса в условиях воздействия иЭМП позволила получить комплексный ответ нейронов и глии периферического звена нервной системы.
  3. Внедренный подход, с применением новых информационных технологий, позволил разработать метод оценки хромности СМГ и определить коэффициент поражаемости, повышающий объективность ответа.
  4. Подтверждена направленность биоэффектов иЭМП в эксперименте по соотношению функциональных форм хроматина.

Практическая значимость работы

Разработанная в диссертации математическая модель степени участия параметров иЭМП в формировании биоэффектов на основе экспериментальных данных доказывает чувствительность СМГ к воздействию иЭМП и позволяет выявить некоторые параметры, не изменяющие состояние органа в условиях профессиональной деятельности.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

  1. Математическая модель степени участия параметров иЭМП в биоэффектах СМГ позволила выявить зависимость морфологических проявлений от степени их выраженности.
  2. Возрастное снижение активности нейронов СМГ усиливается в условиях воздействия иЭМП.
  3. Нейроглиальное окружение характеризуется более высокой чувствительностью по сравнению с нейронами и ранней реакцией на воздействие иЭМП.
  4. Применение коэффициента поражаемости СМГ по степени хромности позволяет подтвердить полученные результаты при использовании других методов исследования.
  5. Разработанная математическая модель морфофункционального состояния СМГ в условиях хронического воздействия иЭМП с различными параметрами определила степень их участия и может быть использована для оценки биологической эффективности других видов излучений.

Внедрение результатов в практику

Результаты исследования реализованы при разработке Санитарно-эпидемиологических правил и нормативов «Требования по защите персонала от воздействия импульсных электромагнитных полей» СанПиН 2.2.4.1329-03, утвержденных постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации №102 от 28.05.2003 г. (введено в действие с 25 июня 2003 г., регистрационный №4708 от 18 июня 2003 г.); «Рекомендаций по медицинскому обеспечению личного состава, эксплуатирующего испытательные установки – источники электромагнитных импульсов», утвержденных начальником Главного военно-медицинского управления Министерства обороны Российской Федерации 14.04.2003 г.; «Инструкции по мерам защиты личного состава от воздействия электромагнитных импульсов, генерируемых испытательными установками», утвержденных главным инженером в/ч 31600 3.04.2003 г.

Разработаны и внедрены 2 рационализаторских предложения: «Методика подсчета перинейронального индекса» № 724 и «Новый подход в оценке морфофункционального состояния спинномозгового ганглия по степени хромности нейронов» №803.

Апробация результатов исследования

Основные результаты исследования доложены на конференциях «Студенческая медицинская наука – 2003, 2004» (Воронеж), на пленарном заседании Российского Национального Комитета по защите от неионизирующего излучения Правительства РФ (Москва, 2004); на I и II Всероссийских Бурденковских студенческих научных конференциях (Воронеж, 2005, 2006 гг.); на научной конференции «Бабухинские чтения в Орле» (Орел, 2005г.); на XIII, XIV XV Международной конференции и дискуссионном научном клубе «Новые информационные технологии в медицине и экологии» (Украина, Гурзуф, 2005-2007 гг.); на 19-ой межрегиональной выставке здравоохранения (Воронеж, 2005г.); на III Международной конференции БИО-ЭМИ 2005 (Калуга); на I и II морфологической конференции «Должановские чтения» (Воронеж, 2005, 2006 гг.); на V-м съезде по радиационным исследованиям (Москва, 2006); на V Всероссийском симпозиуме “Война и здоровье: боевой стресс” (Москва, 2006г.); на 3-й научно-практической конференции «Инновационные направления в медицине» (Воронеж, 2007г.); на Международной конференции «Актуальные вопросы в современной медицине» (Украина, Харьков, 2007г.), на межкафедральной научной конференции ВГМА им. Н.Н. Бурденко (Воронеж, 2008 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 19 научных работ: из них 13 в центральной печати, в том числе, 2 в рекомендованных ВАК РФ, перечень которых приведен в конце автореферата.

В работах опубликованных в соавторстве и лично диссертантом изучены, с применением статистических методов, морфофункциональное состояние нейронов [8,10,13,16,17,18] и нейроглии спинномозговых ганглиев [7,11,12,15] в хронобиологическом аспекте [3,14] и в связях с другими клеточными популяциями [1,2,3,4,9] в условиях хронического воздействия иЭМП, а также сделаны выводы о степени участия параметров иЭМП и поражаемости ганглия для создания практических рекомендаций по защите личного состава Вооруженных сил РФ от воздействия иЭМП [5,6] и предложены новые методы исследования с применением новых информационных технологий [19].

Структура диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, списка литературных источников, приложения. Работа изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 8 фотографий, 73 таблицы, 6 рисунков. Список литературы включает 242 источника, из них – 199 отечественных и 43 зарубежных. Все материалы, представленные в диссертации, обработаны и проанализированы лично автором.

Материалы и методы исследования

Объектом изучения являлась 351 половозрелая белая беспородная крыса-самец с начальным возрастом 4 месяца. Масса тела животных варьировала от 130 г. до 230 г соответственно возрасту. Экспериментальная возрастная модель соответствовала от 4 до 14 месяцев, что эквивалентно профессиональному возрасту для персонала от 22 до 45 лет. В соответствии с планом эксперимента были сформированы группы животных. Для каждого срока эксперимента был определен свой возрастной контроль. (Табл. 1) Животных подвергали воздействию редко повторяющихся широкополосных высокоамплитудных импульсов электромагнитного поля ультракороткой длительности 15 40 нсек в течение 5, 7 и 10 месяцев. Уровни воздействующих импульсов электромагнитных полей подбирались таким образом, чтобы ПНТ в теле человека при его профессиональной деятельности была эквивалентна уровням токов в теле экспериментальных животных, и составила 0,37; 0,7; 0,8; 2,7 кА/м2. Эта градация дает адекватную возможность проведения как интерполяции, так и экстраполяции для других уровней ПНТ. Источниками, генерировавшими импульсы ЭМП, являлись установки ПК-4, ОМ-20Т «Ладога-М», ПК-5.

Таблица 1

Распределение животных и их численность по группам

группы

Плотность наведенных токов

(кА/м2)

Периодичность

(и/н)

Pages:     |
|



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.