СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ И МИЛЛИМЕТРОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ВИРИОНЫ СПИДа Российский патент 2001 года по МПК A61N2/04 A61N5/02 

Изобретение относится к области медицины и предназначено для подавления вирионов СПИДа и может быть использовано для обработки донорской крови на станциях переливания крови.

За последние двадцать лет в медицинской практике нашли широкое применение методы, основанные на энергетических и информационных возможностях электромагнитного излучения (ЭМИ). Отмечаются успешные результаты комбинированного воздействия миллиметрового излучения (ММИ), рентгеновского излучения и противоопухолевых препаратов на различные виды новообразований. Дальнейшие научные исследования убедительно показали широкие возможности применения ЭМИ и переменного магнитного поля (ПЕМП) в различных областях медицины (1, 2). Последнее более чем актуально на фоне бесплодных поисков различных вакцин против ретровируса ВИЧ-инфекции.

Известен способ лечения СПИДа, основанный на плазмосорбции (3), но он громоздок и дорогостоящ.

Известен также способ лечения новообразований и вирусных заболеваний с использованием ЭМИ в диапазоне частот 0,01 - 18 ГГц (4), принятый за прототип, как наиболее близкий по технической сущности к заявляемому объекту. Прототип опробован только на болезнях, связанных с новообразованиями и вирусными инфекциями, вызывающими ОРЗ, герпес, пневмонию. Экспериментальная и клиническая картина воздействия этим способом на ретровирус СПИДа отсутствует. Поэтому возникла необходимость поиска новых способов борьбы с ВИЧ-инфекцией, связанных, прежде всего, с влиянием различного вида излучений на структуру вирионов СПИДа, которая к настоящему времени достаточно хорошо изучена (5).

Задачей предлагаемого изобретения является создание нового способа воздействия на вирионы СПИДа, характеризующегося относительной простотой, безопасностью и эффективностью облучения, приводящего к полному разрушению белковых оболочек вирионов и их последующей гибели.

Задача решена тем, что в предлагаемом способе комбинированного воздействия переменного магнитного поля и миллиметрового излучения на вирионы СПИДа, согласно изобретению осуществляют полный цикл облучения путем последовательного воздействия на вирионы вначале переменным магнитным полем с индукцией в пределах 10-40 мТл в течение 30 мин, а затем миллиметровым излучением с резонансными частотами, выбираемыми из диапазона 20-40 ГГц с плотностью потока мощности 0,05-0,1 мВт/см² в течение 1 ч. Для окончательной гибели вирионов СПИДа полный цикл облучения повторяют 8 раз с периодичностью 48 ч в течение 15 дней.

Известно, что внутренняя и внешняя оболочки вириона состоят из белков группы гликопротеинов gp 120 и gp 41, которые имеют трехмерную конфигурацию. Последняя закручена в пространстве в виде спирали. Третичная структура белков образуется за счет дисульфидных мостиков между цистеиновыми остатками, находящимися в различных местах полипептидной цепи - (СО - NH)_n -. Кроме того, в образовании третичной структуры участвуют ионные взаимодействия противоположно заряженных групп: NH⁺₃ и COO^-, а также гидрофобные взаимодействия. Такая структура белков предполагает наличие большого количества диполей и химических степеней свободы. Собственные электромеханические колебания молекул в белках приводят к возникновению микротоков смещения и переменных микромагнитных полей. Последнее делает возможным "отклик" белков на воздействие внешнего ПЕМП (6). Широко известен эффект гипокоагуляции и гиперкоагуляции крови в зависимости от интенсивности и частоты колебаний воздействующего на кровь ПЕМП. Экспериментально подтвержден (7) "отклик" белков не только на воздействие ПЕМП, но и на резонансные частоты ММИ. В (7) показан механизм взаимодействия ММИ с электромеханическими колебаниями клеточных структур и молекул белков. Последнее связано с тем, что при скорости звука в клеточной мембране 10⁴...10⁵ см/с и ее размере около 0,01 мкм, частоты собственных упругих колебаний элементов мембраны лежат в интервале частот 10... 100 ГГц, что коррелирует с частотой ММИ. Близкие оценки значений частот дают собственные электромеханические колебания молекул белков. Экспериментально определены (7) резонансная частота (42,26 ГГц) взаимодействия ММИ с молекулами гемоглобина, а также влияние ММИ на ионную проницаемость мембран эритроцитов, т. е. доказано, что ММИ может вводить в резонансное состояние различные микробиосистемы (МБС).

Технический результат заявляемого способа, выражающийся в проявлении эффекта острого резонанса в белковых капсомерах вирионов СПИДа, приводящий к разрушению белковых оболочек, достигается за счет того, что предварительное воздействие ПЕМП на МБС будет усиливать "полярное разделение" в биомолекуле, а следовательно, и амплитуду резонансного воздействия ММИ, до степени наступления в биомолекуле необратимых процессов.

Способ комбинированного воздействия ПЕМП и ММИ осуществляют следующим образом:
1. Определяют резонансные частоты взаимодействия ММИ и вирионов СПИДа в опытных пробах (ОП), содержащих только штамм ВИЧ-1 из диапазона 20-40 ГГц, выбор которого обусловлен тем, что при частотах менее 20 ГГц собственные электромеханические колебания биомолекул начинают затухать, а при частотах более 40 ГГц отмечаются резонансные частоты компонентов крови - гемоглобина и эритроцитов (7).

2. Выбирают оптимальные параметры ПЕМП, которые обусловлены порогом начала воздействия ПЕМП на биообъекты с индукцией более 10 мТл и порогом "насыщения", характеризующегося тем, что увеличение "биологического эффекта" прекращается при значении магнитной индукции более 40 мТл. Частота колебания ПЕМП выбирается из диапазона 40-60 Гц, которая обусловлена максимальной эффективностью воздействия на биообъекты.

3. Выбирают время воздействия ПЕМП на биообъект, которое обусловлено началом "биологического эффекта" (не менее 20 мин) и насыщением "биологического эффекта" (более 40 мин).

4. Определяют клиническую эффективность комбинированного воздействия ПЕМП и ММИ на вирионы в рабочих пробах (РП), содержащих питательную лимфоидную ткань.

5. Исследования проводят методом γ-резонансной спектроскопии на стандартной спектроскопической установке. Для снятия спектров исследуемого вещества используют мессбауэровский спектрометр. Для поддержания постоянной температуры (+4^oC) при снятии спектров и хранении опытных проб используют термостат. В качестве генератора ММИ используют лампу обратной бегущей волны с электронной перестройкой.

6. Облучают опытные пробы генератором ММИ в течение часа, так как максимальный биологический эффект воздействия ММИ на микробиообъекты достигается при экспозиции воздействия до 1 ч.

7. Линии исследуемых частот выбирают из диапазона 20-40 ГГц с шагом 150 МГц при стабильности частоты не хуже 10^-5 и интенсивности мощности излучения не более 0,1 мВт/см². Снятие мессбауэровского спектра с опытных проб проводят после воздействия ММИ, что обусловлено известным фактом "инерционности" "отклика" образца на воздействие ММИ (7).

Для реализации указанного способа было отобрано и проанализировано около 150 ОП на различных линиях частот ММИ. При этом были обнаружены две резонансные частоты, воздействие которых на вирионы приводило к изменению мессбауэровских спектров. На этих частотах наблюдались отклонения резонансных спектров квадрупольного расщепления, химического сдвига и параметров асимметрии. Обращает на себя внимание частотная зависимость отклонения параметра асимметрии (отношение площадей типов мессбауэровского дублета), полученного резонансного спектра, относительно исходного. При такой зависимости ширина резонанса на полувысоте была равна ~4 МГц или в относительных единицах ~ 5•10^-5. Последнее позволяло сделать вывод, что возможны дополнительные резонансные частоты в интервалах между обнаруженными.

После определения резонансных частот взаимодействия ММИ с вирионами в "чистых" ОП, были проведены рабочие исследования комбинированного воздействия ПЕМП и ММИ на РП, в которых вирионы СПИДа находились в питательной среде, могли размножаться в ней и взаимодействовать с различными компонентами лимфоидной ткани ВИЧ-больного. Контрольные образцы (КО) и РП хранились в тефлоновых кюветах при температуре около +4^oC. Последнее позволило проводить исследования на одних и тех же пробах в течение трех недель, что сделало возможным накопить практический материал, достаточный для описания результатов эксперимента. Несмотря на замедление биохимических процессов, связанное с пониженной температурой, результаты исследования были вполне корректны, так как и КО, и РП находились в одинаковых температурных условиях. Наряду с КО, который не облучался, использовались три облучаемых РП:
РП 1 - облучалась только ММИ нерезонансной частоты;
РП 2 - облучалась только ММИ резонансной частоты;
РП 3 - облучалась комбинированно ПЕМП и ММИ резонансной частоты.

Во всех облучениях проб использовались те же энергетические и временные параметры ММИ, что и на первом этапе исследовательских работ. Из двух резонансных частот для облучения использовалась только одна. Последнее определялось тем, что обе резонансные частоты давали приблизительно одинаковые спектральные характеристики "отклика" пробы на воздействие ММИ.

Вначале облучались РП 1 и РП 2 по часу каждая. Затем облучалась РП 3. При этом облучение носило комбинированный характер - 30 мин воздействовало ПЕМП, а после в течение часа РП 3 облучалась ММИ. Отбор проб для анализа из КО и всех рабочих проб осуществлялся через сутки после облучения РП 1, РП 2 и РП 3. Последнее связано с оговоренной ранее "инерцией" воздействия ПЕМП и ММИ на вирион, а также механизмом адгезии вириона на т- лимфоците-хелпере. Повторные облучения осуществлялись каждые 48 ч. За весь период эксперимента (21 день) было проведено восемь облучений, которые пришлись на 1-й, 3-й, 5-й, 7-й, 9-й, 11-й, 13-й и 15-й дни. Отбор проб на анализ из КО и РП 1-3 осуществлялся во 2-й, 4-й, 6-й, 8-й, 10-й, 12-й, 14-й и 16-й дни. Последний - девятый анализ был проведен в последний день эксперимента (21-й день), т. е. через 6 дней после последнего облучения РП. Анализ проб осуществлялся по двум направлениям:
1) Давалась количественная оценка РНК вирионов в пробах.

2) Проводился качественный анализ на аминокислоты - продукты распада белков вирионов.

Первый анализ осуществлялся по стандартным методикам микроспектрофотометрического анализа и носил статистический характер с вероятностью отклонений результата Р=0,05. Второй подтверждался проведением биуретовой и ксантопротеиновой аналитическими реакциями и носил оценочный характер.

Расчет результатов первого анализа осуществлялся по формуле

где α- коэффициент подавления вирионов СПИДа, %;
КО - концентрация вирионов в контрольном образце, от.ед./мкл;
РП - концентрация вирионов в рабочих пробах (РП), от.ед./мкл.

За время эксперимента на втором этапе (21 день) концентрация вирионов в КО и РП 1 постоянно возрастала, что указывало на жизнедеятельность ВИЧ-инфекции в лимфоидной ткани. Причем оба результата коррелировали между собой в пределах погрешности измерений - 5% (Р= 0,05). Результаты, полученные в образцах РП 2 и РП 3, указывали на значительное подавление вирионов. Необходимо отметить "инерционность" воздействия ПЕМП и ММИ на вирионы, концентрация которых уменьшалась даже после окончания облучения. Динамика изменения концентрации вирионов в пробах и коэффициента их подавления приведена в таблицах 1, 2.

Различия в результатах анализов РП 2 и РП 3 объясняются механизмом "помощи" ПЕМП, оговоренном ранее. В целом же, эффект полного подавления вирионов СПИДа при комбинированном воздействии ПЕМП и ММИ объясняется теорией молекулярной конформации, которая отмечает, что некоторые расположения атомов в молекуле соответствуют минимуму потенциальной энергии системы. В таком неопределенном состоянии молекула может находиться достаточно долго. Если это относится и к молекулам гликобелков вирионов, то воздействие ПЕМП и ММИ на белковую молекулу приводит к повороту ее частей вокруг одинарных химических связей и деформационным колебаниям. Такое воздействие происходит без разрыва химических связей, но с изменением пространственной структуры молекулы (эффект информационной голографии). Последнее приводит к тому, что молекулы белковых оболочек вирионов, не меняя своего "химического содержания", меняют свои физические свойства. В частности, переходят от гидрофобности к гидрофильности. Такая "метаморфоза" переводит их из класса фибриллярных в класс глобулярных белков, а это способствует их гидролизу на составляющие аминокислоты, что подтверждается биуретовой и ксантопротеиновой аналитическими реакциями. В результате этого вирионы лишаются белковых защитных оболочек, и РНК остается "один на один" со специфически активными эффекторами иммунной системы. Последнее приводит РНК, а следовательно и вирионы, к гибели.

Предложенный способ комбинированного подавления ВИЧ- инфекции ПЕМП и ММИ технически прост, выполним и относительно не дорог. Создание лечебной аппаратуры для его реализации не потребует больших затрат, а ее эксплуатация безопасна.

ЛИТЕРАТУРА
1. А. Ф. Циб. Новые и специальные технологии в медицинской радиологии и радиационной медицине. Вестник РАМН, N 10, М., "Медицина", 1999.

2. А.В. Дербин. Экспериментальный поиск явлений, выходящих за Стандартную модель, при низких энергиях. РАН, Петерб. Институт ядерной физики им. Б. Л. Константинова. - Пб., 1998. -Библиография: с. 4-36.

3. Патент N 2105310, МПК А 61 К 35/14, 1998.

4. Патент N 2134598, МПК А 61 N 5/00, 5/02, 1999.

5. A.A. Краевский. Возможности химиотерапии СПИДа. Вестник РАН, т. 68, N 9, М., 1999, с. 798-812.

6. Н. В. Каганов. Спиновая динамика в низкоконцентрированных парамагнетиках. Пермский гос. Университет. -Пермь, 1998, с. 2-15.

7. Эффекты нетеплового воздействия миллиметрового излучения на биологические объекты. Под ред. академика Н.Д. Девяткова. АН СССР, научн, совет по проблеме "Физическая электроника". М., 1983, с. 11-16, 63, 86-90.

Изобретение относится к медицине и предназначено для комбинированного воздействия переменного магнитного поля и миллиметрового излучения на вирионы СПИДа. Осуществляют полный цикл облучения путем последовательного воздействия на вирионы вначале переменным магнитным полем с индукцией в пределах 10 - 40 мТл в течение 30 мин, а затем миллиметровым излучением с резонансными частотами, выбираемыми из диапазона 20 - 40 ГГц и плотностью потока мощности 0,05 - 0,1 мВт/см² в течение часа. Полный цикл облучения повторяют 8 раз с периодичностью 48 ч в течение 15 дней до окончательной гибели вирионов СПИДа. Способ позволяет повысить эффективность ВИЧ - профилактики. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ комбинированного воздействия переменного магнитного поля и миллиметрового излучения на вирионы СПИДа, отличающийся тем, что осуществляют полный цикл облучения путем последовательного воздействия на вирионы вначале переменным магнитным полем с индукцией в пределах 10 - 40 мТл в течение 30 мин, а затем миллиметровым излучением с резонансными частотами, выбираемыми из диапазона 20 - 40 ГГц и плотностью потока мощности 0,05 - 0,1 мВт/см² в течении 1 ч. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют две резонансные частоты миллиметрового излучения из диапазона 20 - 40 ГГц, которые вызывают эффект острого резонанса в белковых капсомерах вириона СПИДа, приводящих к разрушению его белковых оболочек. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что полный цикл облучения повторяют 8 раз с периодичностью 48 ч в течение 15 дней до окончательной гибели вирионов СПИДа.