ДИНАМИКА СВОЙСТВ ЛИПИДОВ КАК возможный ФАКТОР ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДИАГНОСТИКИ АТЕРОСКЛЕРОЗА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ВОЛНАМИ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

May 11, 2012 by admin Комментировать »

Ивановская А. В., Иванченко И. А., Кузьменко В. М., Рудько Б. Ф., Чаяло П. П. Научно-исследовательский центр квантовой медицины «Видгук» Министерства здравоохранения Украины Украина 01033 г. Киев, ул. Владимирская 61-6 Тел.: (044) 244-44-39, fax.(044) 227-44-82, e-mail: sitko@i.kiev.ua

Аннотация – В основе атеросклероза лежит отложение липидов в стенке артерий с дальнейшим разрастанием соединительной ткани интимы и образованием бляшек. При исследовании пьезо- и сегнетоэлектрических свойств липидов отмечено, что фазовые переходы влияют на процесс формирования атеросклеротических бляшек. Разработанный нами метод дифференциальной рефлектометрии мм- диапазона позволяет электромагнитным волнам, проходящим сквозь поверхностные слои кожи и отражаясь от поверхности сосудов, нести информацию о фазовых состояниях липидов плазмы крови. Так как физические свойства холестериков достаточно сильно зависят от фазового состояния жидких кристаллов, это позволяет предложить метод управления указанными параметрами – воздействием внешним полем. Проведение исследований по влиянию внешних полей на состояние и свойства липидов плазмы крови, кроме совершенствования методики диагностики могут способствовать появлению новых методов предотвращения развития атеросклероза.

I.  Введение

При проведении диагностических и лечебнопрофилактических меропроятий у больных атеросклерозом необходимо доскональное знание механизмов атерогенеза.

Все липиды плазмы крови существуют в виде ли- попротеидов (ЛП) – сложных надмолекулярных комплексов с белками [1]. Обмен липидно-белковых соединений связан с их участием в большинстве физиологических процессов, и возникающие при этом аномалии в их структуре и обмене могут служить метаболической основой атеросклеротических поражений сосудов.

Согласно концептуальным основам физики живого [2] имманентным живому являются электромагнитные волны мм-диапазона. Поэтому динамику свойств липидов с целью применения их в диагностике следует изучать с помощью этих волн, максимально используя их основные характеристики, что и явилось целью работы.

II.  Основная часть

Разработанная в НИЦ квантовой медицины «Видгук» методика дифференциальной рефлектометрии в миллиметровом диапазоне электромагнитных волн, позволила решить ряд теоретических и прикладных задач [4]. При помощи этой методики определяется коэффициент анизотропии (AF), характеризующий показатель жизнедеятельности организма, численное значение которого имеет связь с функциональным состоянием организма.

Исследования [3], показали, что липиды инти- мальной оболочки артерий представляют собой многокомпонентные смеси, состоящие из свободного холестерина и свободных жирных кислот. Концентрация компонентов смеси определяют температуру фазового перехода (ФП) изотропная жидкость – жидкокристаллическое состояние (ЖК) или ЖК-твердый кристалл. В ЖК состоянии липидная смесь обладает свойствами жидкости – текучестью и вязкостью, и свойствами кристалла – текстурой, анизотропией, зависимостью от внешнего электрического или магнитного поля.

Мы рассматриваем липиды как некоторую среду, представляющую собой водный раствор ЖК, протекающий сквозь просвет кровеносного сосуда, в составе кровотока. Липиды находятся в одной из трех фаз: изотропной, жидкокристаллической или твердокристаллической. В живом организме происходят ФП между этими состояниями, что может способствовать развитию патологического процесса.

Рассмотрим липиды, как диамагнетики во внешнем магнитном поле (МП) [5]. В формуле для плотности свободной энергии, член, описывающий взаимодействие липидов с МП, имеет вид:

/=т=-1/2Дх(п-Н)2, где Н-напряженность МП, п-направ- ление директора, Ь.х = Х\\ — ^-диамагнитная анизотропия. Условие минимума полной энергии требует, чтобы при А%>0 ориентация между векторами была п||Н; в этом случае, Fm <0. Т. е., ориентирующее действие МП заставляет при положительной диамагнитной анизотропии длинные оси молекул ориентироваться вдоль направления поля. Для холестерика вводят среднее значение диамагнитной восприимчивости Ах*=1/гАх, т. е. знаки Ах и Ах* противоположны. Если Ах > 0, средняя анизотропия – отрицательна (Ах*<0), и выгодно расположение оси спирали перпендикулярно полю. Если направление поля, приложенного к текстуре холестерического жидкого кристалла (ХЖК), не соответствует минимуму его свободной энергии, то будет наблюдаться переход в другую, более энергетически выгодную структуру. Так, планарная текстура ХЖК с отрицательной средней анизотропией в поле, перпендикулярном оси спирали, трансформируется в планарную текстуру нематического липида; при этом, происходит раскручивание холестерической спирали. Ориентация длинных осей становится параллельной полю.

Рассмотрим липид в декартовой системе координат, где ось спирали геликоидной структуры направлена вдоль оси х-l, а внешнее поле Н приложено перпендикулярно оси спирали. Директор задан компонентами пр= (n-i, пг, пз), где п-|=0, n2=cos 9, пз = sin 9. Определим, как изменяется шаг спирали р в зависимости от приложенного поля Н. Плотность свободной энергии деформации липида, находящегося в МП, описывается выражением:

где /Сг – модуль Франка для деформации кручения, а до- волновой вектор спирали в отсутствие МП. Между шагом и волновым вектором имеется связь: pq=ж.. Чтобы найти 9(xi), надо решить вариационную задачу для функционала F: 5(Fn)=0. Откуда получаем критическое значение МП:

Медленный рост шага спирали холестерика при Н «Нс сменяется резким возрастанием при подходе к критической точке Н = Не, что приводит к раскрутке спирали геликоидальной структуры, и превращению ее в нитевидную структуру, т. е. к фазовому переходу холестерик – нематик.

Аналогично критическое значение внешнего электрического поля, раскручивающее холестерическую спираль [5]:

где ро-шаг спирали, As – анизотропия диэлектрической проницаемости.

III.  Заключение

В работе [4] исследовалась информация, переносимая электромагнитной волной мм-диапазона, при отражении ее от поверхности кожи пациентов с церебральным атеросклерозом. Существует корреляция между измеренным коэффициентом анизотропии в мм-диапазоне и данными клинического обследования. Измерение AF в определенных участках на поверхности кожи позволяет определить фазовое состояние липидов в подкожном слое и плазме крови. Все вышесказанное дает основание предположить, что проведение экспериментальных исследований по влиянию внешних полей на состояние и свойства липидов может способствовать совершенствованию диагностики и появлению новых методов предотвращения атеросклероза.

IV. Список литературы

[1]  П. П. Чаяло. Нарушения обмена липопротеидов. К.:»Здоровье», 1990, С.184.

[2]  Ситько С. П. Фундаментальные проблемы биологии с позиций квантовой физики живого .//Physics of the Alive.- Vol.9., №2., 2001., P.5-17.

[3]  A. E. Поляков. Липиды, атеросклероз и тромбоз. Одесса. ИРЭНТТ. 1997, С.160.

[4]  И. А. Иванченко, В. М. Кузьменко, А. В. Ивановская,

Б. Ф. Рудько. Теоретические и прикладные аспекты использования дифференциальной КВЧ-рефлектометрии при диагностике атеросклероза. Физика живого., 2002., т.10.,№ 1., С.107-114.

[5] А. С. Сонин. Введение в физику жидких кристаллов. М.: 1983.

DYNAMICS OF LIPID PROPERTIES AS A POSSIBLE FACTOR IN IMPROVING MM-WAVE DIAGNOSTICS OF ATHEROSCLEROSIS

Ivanovska A. V., Ivanchenko I. A., Kuzmenko V. М., Rud’ko B. F., Chayalo P. P.

‘Vidguk’ Research & Development Centre for Quantum Medicine, Ministry of Public Health of Ukraine 61-b Volodymyrska Str., Kyiv, Ukraine, 01033 phone: (044) 2444439, fax: (044) 2274482, e-mail: sitko@i.kiev.ua

I.  Introduction

Atherosclerosis usually results from lipid deposition on artery walls with subsequent enlargement of intima connective tissue and atherosclerotic plaque formation. Investigations into piezo- and ferroelectric properties of the lipids have revealed the impact of phase transformations on the process of atherosclerotic plaque formation.

The conceptual framework of the physics of living organisms considers the EM mm waves to be immanent to all the living things. In view of this, the dynamics of the lipid properties (bearing in mind their diagnostic applications) should be studied with the aid of these waves, making the most of their principal properties, including polarization and its effects.

II.  Main part

The mm-range differential reflectometry technique developed at ‘Vidguk’ enables EM waves penetrating skin integuments and reflecting from vessel surfaces to provide data on the phase states of lipids in blood plasma.

We regard the blood plasma lipids as a medium constituting a liquid-crystal water solution flowing through a blood vessel lumen within the blood flow. Depending on the concentration of components in the lipid mix and the intravascular temperature, lipids may appear in one of the following three phases: isotropic, liquid-crystalline, or solid-crystalline. In a living organism, phase transformations may occur between these three states contributing to the development of pathologic processes.

Since physical properties of cholesterics quite strongly depend on the phase state of liquid crystals, this allows for a technique of controlling the above parameters to be suggested, i. e. the external field action.

We have investigated the information carried by the EM mm waves reflected from skin integuments of patients suffering from myocardial ischemia and cerebral atherosclerosis. We have observed a correlation between the measured mm-wave anisotropy factor and the clinical observation findings. Measuring the anisotropy factor over certain areas of skin integuments allows for the phase state of the lipids in subcutaneous layer and blood plasma to be determined.

III.  Conclusion

Since the blood plasma lipids may appear in different phases of liquid-crystal state, a technique may be suggested that uses the EM waves penetrating skin integuments and reflecting from vessel surfaces to provide data on the phase states of lipids in blood plasma. In view of the fact that physical properties of cholesterics depend on the phase state of liquid crystals, means of controlling these parameters may be proposed which involve the application of external EHF EM fields.

Continuation of research into the influence of external fields on blood plasma may prompt the emergence of new techniques for preventing atherosclerosis, as well as improve the available diagnostic methods.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты