Розділ II. Матеріали і методи досліджень
Дослідження можливості прискореного виведення 137Cs з живого організму можна умовно розділити на 3 основних етапи:
* Пошук оптимального режиму опромінення НВЧ ЕМ полем і відпрацьовування методики опромінення посмугованих м'язів тварин (тому що саме вони є основним накопичувачем 137Cs).
* Постановка досліду in vivo для апробації обраних режимів опромінення поперечносмугастих м'язів на лабораторних тваринах з метою інтенсифікації виведення 137Cs з м'язової тканини і, надалі, з організму в цілому.
* Підбор сорбенту, що максимально задовольняє вимогам:
a) достатня ємність сорбції цезію, як основного радіоактивного забруднювача організму;
b) сорбент не повинен викликати побічних ефектів в організмі, має бути переважно натуральним і повинен мати інші загальнозміцнюючі для організму властивості.
II.1. Вплив надвисокочастотного електромагнітного поля на просмуговані м'язи лабораторних тварин
Задачею цієї роботи є підбір таких параметрів діючого НВЧ ЕМ поля, при яких мали б місце максимальні, але зворотні ефекти на мембрані клітин поперечносмугастих м'язів морської свинки [cv].
Для проведення експерименту були взяті морські свинки, що утримувалися в умовах стаціонарного віварію, де для них забезпечували нормальне функціонування організму. Тварини були забиті і, надалі, препаровані. Свіжопрепаровані просмуговані м'язи стегна морської свинки поміщали у вологу камеру (у нашому випадку це чашка Петрі з ізотонічним розчином Рінгера) і опромінювали НВЧ ЕМ полем наступних параметрів (Таблиця II.1).
Таблиця II.1
Параметри використовуваного для опромінення м'язів НВЧ ЕМ поля
Довжина хвилі, ?, смПотужність на приладі, W ВтЩПП на відстані 18 см від випромінювача, мВт/см2Експозиція, t, хв. 12,520652012,520651012,51032,51012,5516,251012,5516,255 Просмуговані м'язи стегна морських свинок і пацюків опромінювалися електромагнітним полем, одержуваним за допомогою приладу "Луч-3", що протягом багатьох років використовується у фізіотерапевтичній практиці (Рис. II.1). Він працює на частоті 2400 МГц (довжина хвилі - 12,5 см) і може генерувати електромагнітну енергію, потужністю від 0 до 20 Вт, регульовану плавно і ступенево.
Рис. II.1. Блок-схема установки для опромінення НВЧ ЕМ полем.
* 1 - генератор,
* 2 - антена випромінювач,
* 3 - об'єкт, що опромінюється,
* 4 - чашка Петрі.
Випромінюючий пристрій цього генератора - заводська (стандартна) рупорна антена циліндричної форми з параметрами:
R1 - радіус сфери ізотропного випромінювача - дорівнює 9 см;
R2 - радіус розкриву циліндричної антени спрямованого випромінювання - 5.75 см;
Р - відстань від апаратури до об'єкта, що опромінюється - 18 см.
Кількість енергії НВЧ ЕМ поля, поглиненої в м'язі таким способом опромінення, визначити неможливо, однак, для ідентифікації умов проведення досліду і тих інтенсивностей енергії НВЧ ЕМ поля, що викликають де- чи гіперполяризацію клітин поперечносмугастих м'язів, була розрахована щільність потоку потужності (ЩПП), що спадає на відпрепарований м'яз за формулою [56]:
ЩПП = (Рвипр * G) / (4? * R2), [Вт/см2], де:
Рвипр. - потужність випромінювання у Вт, що фіксується з точністю до 0.1 Вт на випромінюючому приладі,
G - коефіцієнт підсилення антени в порівнянні з ізотропним випромінювачем, що розраховується як відношення площі S1 навколо випромінювача антени з радіусом R1 (Рис. II.1) до площі S2 перетину максимального розкриву рупора антени-випромінювача:
S1 = 4? R12, а S2 = 4? R22.
Звідси :
G = (4 * 3.14 * 92) / (3.14 * 5.75) = 10.
Тоді ЩПП =(Рвипр * 10) / (4? * R2), [Вт/см2]
У такий спосіб робота проводилася з уже визначеними щільностями потоку потужності в дослідах при наступних показаннях приладу на генераторі у Вт (Таблиця II.1).
Усі вищевказані інтенсивності є тепловими і при опроміненні м'язів повинні викликати підвищення їхньої температури в межах 1 - 1.5 0С в умовах кімнатних температур. Однак, завдяки ефекту часткового відбиття хвиль від об'єкта опромінення (коефіцієнт відбиття ? 0.5), інтенсивність проникаючого НВЧ випромінювання при показанні на приладі генератора 5 Вт є біляпороговою. Тому при опроміненні об'єкта НВЧ ЕМ полем, зміни величини МП м'язів викликані нетепловим механізмом дії НВЧ ЕМ поля.
Контроль величини мембранного потенціалу. Величину мембранного потенціалу (МП), що характеризує асиметрію іонів на мембрані, визначали методом мікроелектродної техніки [cvi, cvii, cviii, cix]. Під мікроелектродною технікою розуміють відведення електричних потенціалів за допомогою досить тонких електродів, що можуть бути легко занурені в тканини без істотного ушкодження, не порушуючи їх нормальне функціонування. У цих умовах вимірюється потенціал між внутрішнім і зовнішнім середовищем клітини, тобто МП клітини.
Як мікроелектроди використовували скляні мікропіпетки, діаметр кінчика яких складав близько 0.5 мм і менше. Щоб уникнути дифузійних і осмотичних явищ у мікроелектроді, останній заповнюється 2.5 чи 3 М КСl. Розчин KCl зручний тим, що в клітині велика концентрація іонів калію (0.12 моль/л) і за час виміру біопотенціалу дифузія калію з мікроелектрода в клітину значно не змінює внутрішньоклітинну концентрацію калію в клітині. З іншої сторони дифузійний потенціал електрода дуже малий, тому що рухливість іонів калію і хлору приблизно однакова [106, 107].
U - для К+ дорівнює 7.64 [(мкм/с)/(В/см)] ;
і V- для Cl- дорівнює 7.91 [(мкм/с)/(В/см)].
Eq=[RT/F]*[(U-V)/(U+V)]ln(C1/C2), де :
U і V - рухливість іонів К та Сl відповідно,
С1 і С2 - концентрація КСl у мікропіпетці С1 і цитоплазмі С2,
R - газова постійна, Т - абсолютна температура, F - число Фарадея.
Існують ще деякі специфічні особливості, пов'язані з вимірюванням МП клітини (матеріал, з якого виготовляються мікропіпетки, опір мікроелектрода, калібрування установки і т.
- Київ+380960830922