CC BY
47
УДК 57.013:612.1
Ключевые слова: низкоинтенсивное лазерное излучение, кровь, лейкоцитарная формула, ретикулоциты, тельца Гейнца-Эрлиха, глутатион, перекисное окисление липидов
Key words: low intensity laser radiation, blood, leucogram, reticulocytes, Heinz's bodies, glutathione, lipid peroxidation
*Дерюгина А.В., 2Самоделкин А.Г., 2Иващенко М.Н.
ВОЗДЕЙСТВИЕ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРОВИ
EFFECT OF LOW INTENSITY LASER RADIATION AT BLOOD BIOLOGICAL PROPERTIES
'Институт биологии и биомедицины ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского» Адрес: 603950, Россия, г. Нижний Новгород, Гагарина пр., д. 23
Biology and Biomedicine Institute of National Research State University named after N.I. Lobachevsky Address: 603950, Russia, Nizhniy Novgorod, Gagarin pr., 23 2ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия» Адрес: 603107, г. Нижний Новгород, Гагарина пр., д. 97
Nizhniy Novgorod State Agricultural Academy, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education
Address: 603107, Russia, Nizhniy Novgorod, Gagarin pr., 97
Дерюгина Анна Вячеславовна, д. б. н., доцент, зав. кафедрой физиологии и анатомии. Е-mail: [email protected]. Тел. +7 831 462-32-02
Deryugina Anna V., Doctor of Biology Science, Associate Professor, Head of Physiology and Anatomy Dept. Е-mail: [email protected]. Те1 +7 831 462-32-02 Самоделкин Александр Геннадьевич, д. б. н., профессор, зав. кафедрой физиологии и биохимии животных.
Е-mail: [email protected]. Тел. +7 831 462-66-56 Samodelkin Alexandr G., Doctor of Biology Science, Professor, Head of Animal Physiology and Biochemistry Dept.
Е-mail: [email protected]. Те1 +7 831 462-66-56 Иващенко Марина Николаевна, к. б. н., доцент каф. физиологии и биохимии животных. Е-mail: [email protected]. Тел. +7 831 462-66-56 Ivashchenko Marina N., PhD of Biology Science, Associate Professor of Animal Physiology and Biochemistry Dept.
Е-mail: [email protected]. Те1 +7 831 462-66-56
Аннотация. Проведена оценка влияния низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) на лейкоцитарный состав крови, содержание ретикулоцитов, тромбоцитов, свертывающую систему крови, оксидантную и антиоксидантную систему крыс. Животные подвергались воздействию низкоинтенсивного лазерного излучения на затылочную область. При анализе лейкоцитарной формулы установлено, что НИЛИ вызывало достоверные изменения только молодых форм лейкоцитов, что свидетельствует о высоком уровне реактивности организма. Количество ретикулоцитов, тромбоцитов, телец Гейнца-Эрлиха достоверно не изменялось. Не наблюдалось достоверного изменения в свертывающей системе крови; прослеживающаяся тенденция к ускорению процесса свертывания крови, вероятно, явилась стандартной реакцией на воздействие. Опыты по изучению влияния НИЛИ на оксидантную и антиоксидантную системы свидетельствуют о выраженной эффективности НИЛИ. При действии НИЛИ отмечено усиление процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и рост активности глутатионредуктазной системы, направленной на поддержание стационарного состояния ПОЛ.
Summary. Effect of low intensity laser radiation (LILR) on leukocyte composition, reticulocyte and thrombocyte number, blood coagulation system, oxidant and antioxidant systems of rats was analyzed in the article. The rats occipital region was treated with low intensity laser radiation. The leucogram showed that the LILR provoked significant changes of only young forms of leukocytes. So a high reactivity of organism is evident. The number of reticulocytes, thrombocytes and Heinz's bodies did not change significantly. There were no any significant changes in blood coagulation system. The discovered tendency to the acceleration of blood coagulation represents probably a standard reaction to the impact. The study of LILR influence at oxidant and antioxidant systems during the experiments proves certainly LILR effectiveness. It's noted that the LILR provoked the enforcement of lipid peroxidation processes and the increase of glutathione reductase system activity as the purpose of this system is to sustain lipid peroxidation state status.
Введение
В настоящее время одним из основных направлений в развитии биологической науки является внедрение качественно новых, прогрессивных технологий. В связи с этим актуальны поиск и использование экологически и биотехнологически безопасных методов, позволяющих решать проблемы, связанные с повышением жизнеспособности, неспецифической резистентности и адаптационных возможностей организма животных, с диагностикой их состояния и лечением наиболее распространенных заболеваний. Для решения данных задач сегодня используют различные биофизические факторы [6].
Низкоинтенсивное лазерное излучение (НИЛИ) получило широкое распространение в различных областях биологии благодаря тому, что первичные фотобиологические реакции вызывают разнообразные биохимические и физиологические ответные реакции в организме [2, 3].
Вместе с тем механизмы действия лазеров низкой интенсивности на биологические объекты остаются во многом еще нераскрытыми. Можно считать общепризнанным, что воздействие лазерного излучения на организм наиболее часто осуществляется через кровь. Поэтому представляется интересным исследовать изменения биологических характеристик крови при облучении НИЛИ [4].
Материалы и методы
Исследование проведено на 70-ти самцах белых беспородных крыс массой (180200) г. Животных содержали в виварии, оборудованном согласно требованиям «Санитарных правил по устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)» №1045-73. Опыты проводили в соответствии с правилами проведения работ и использования экспериментальных животных Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях» от 18-го марта 1986-го г., ФЗ РФ «О защите животных от жестокого обращения» от 01.01.1997 и с нормативными документами, представленными в руководстве «Guide for care and use of laboratory
animais. ILAR publication, 1996, National Academy Press».
Животные были разделены на опытную и контрольную группы. В опытной группе животные подвергались воздействию низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) на затылочную область с помощью лазерного терапевтического аппарата «Успех» (ГП «Восход»), работающего в импульсном режиме, с длиной волны излучения (0,80,9) мкм, частотой следования импульсов 415 Гц, минимальное значение плотности средней мощности излучения в плоскости выходного окна аппликатора - 193 мкВт/кв.см. Воздействие осуществляли в течение 10-ти мин. Крысу помещали в специальную камеру, представляющую собой контейнер из органического стекла для ограничения подвижности животного. Забор крови производили до и через 120 минут после начала эксперимента из подъязычной вены.
Подсчет процентного содержания разных форм лейкоцитов производили в мазках крови, окрашенных азур-2-эозином по Романовскому, содержание ретикулоцитов определяли в мазках крови, окрашенных раствором метиленового синего, определение телец Гейнца-Эрлиха проводили в мазках крови, окрашенных раствором метиленового фиолетового, подсчет тромбоцитов проводили в мазках крови, окрашенных по методу А. Fonio. Общее время свертывания крови определяли по методу Ли Уайта, время рекальцификации плазмы - по методу Bergerhofu Roka. Для определения уровня малонового диальдегида использовали метод М.С. Гончаренко и А.М. Латыповой [1], концентрацию глутатиона - спектрофотоме-трическим методом.
Статистическая обработка проводилась с помощью пакета программ BIOSTAT и Microsoft Excel. Для оценки достоверности различий между группами использован t-критерий Стьюдента (р<0,05).
Результаты исследований
Результаты проведенного исследования показали достоверные изменения лейкоцитарного состава крови под влиянием НИЛИ, что выражалось в увеличении количества
Таблица 1
Изменение некоторых показателей крови при действии НИЛИ
Показатель До воздействия После воздействия
Лейкоциты, %
Нейтрофилы молодые 0 1,38±1,35*
палочкоядерные 6,14±1,07 5,67±0,89
сегментоядерные 19,19±2,18 26,47±2,23*
Эозинофилы 0,71±0,46 1,52±0,57
Базофилы 0,33±0,23 0,46±0,55
Моноциты 10,0±1,81 11,43±4,72
Лимфоциты 65,07±3,12 55,63±3,02*
Ретикулоциты на 1000 эритроцитов 11,76±3,12 13,82±3,99
Тромбоциты на 1000 эритроцитов 19,0±4,28 17,88±3,59
Время свертывания (сек) 130±16,43 112±20,59
Время рекальцификации (сек) 20,6±2,5 18,4±4,0
Время кровотечения (сек) 323,3±31,69 233,3±44,32
Количество телец Гейнца-Эрлиха на 1000 эритроцитов 2,25±0,62 2,10±0,28
Примечание: «*» - р<0,05 по отношению к показателям до воздействия.
нейтрофилов (суммарно на 32 %) с появлением молодых форм (сдвиг лейкоцитарной формулы влево) и уменьшением количества лимфоцитов (на 15 %) (табл. 1). Количество ретикулоцитов и тромбоцитов не изменялось, содержание телец Гейнца-Эрлиха, характеризующих возможности токсического отравления крови, достоверно не изменялось. Также не наблюдалось достоверного изменения в свертывающей системе крови. Прослеживающаяся тенденция к ускорению процесса свертывания крови, вероятно, явилась стандартной реакцией на воздействие.
Известно, что лейкоцитарная формула отражает системные неспецифические адаптационные реакции организма. Тип реакции определяется по процентному содержанию лимфоцитов в лейкоцитарной формуле, степень напряженности и полноценности реакции - по изменению остальных элементов белой крови. Учитывая, что у крыс лимфо-цитарный тип кроветворения, можно полагать, что НИЛИ в течение исследованного времени воздействия является антистрессовым агентом, вызывающим развитие реакции тренировки, при которой повышается противовоспалительный потенциал.
Оценка реактивности организма по признакам напряженности реакции показала,
что НИЛИ вызывало достоверные изменения только молодых форм лейкоцитов, что свидетельствует о высоком уровне реактивности. При этом повышается активность как регуляторных, так и защитных подсистем организма без признаков напряжения или повреждения, отмечается нормализация энергетического обмена. Вероятно, НИЛИ вызывает развитие эффективных адаптационно-компенсаторных процессов, обусловленных, в том числе, и увеличением в крови стресс-реализующих гормонов [5].
Опыты по изучению влияния НИЛИ на ок-сидантную и антиоксидантную системы свидетельствуют о выраженной эффективности НИЛИ (табл. 2). При действии НИЛИ отмечено усиление процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ). В частности, концентрация малонового диальдегида достоверно увеличилась. В какой-то мере этот процесс полезем тем, что активация ПОЛ способствует увеличению ионной проницаемости, в том числе для ионов Са2+. Увеличение содержания ионов Са2+ запускает Са2+-зависимые процессы и повышение уровня функциональной активности клетки. Однако значительное усиление ПОЛ может привести к поражению клеток. В тоже время, в наших экспериментах выявлен рост активности глутати-онредуктазной системы: при действии НИЛИ
Таблица 2
Изменение концентрации малонового диальдегида и глутатиона при действии НИЛИ
Параметр МДА, нмоль/мл Общий глутатион, мг % Восстановленный глутатион, мг % Окисленный глутатион, мг %
до облучения 2,78±0,24 25,56±2,05 23,52±1,71 4,09±0,13
после облучения 4,33±0,14* 30,67±2,24* 27,69±2,23* 5,10±0,15*
Примечание: «*» - р<0,05 по отношению к показателям до воздействия.
показан достоверный рост общего глутатиона на 20 %, восстановленного глутатиона - на 17 % и окисленного - на 25%. Отмеченное в наших экспериментах повышение активности глута-тионредуктазной системы является следствием усиления активности антиоксидантной системы, направленной на поддержание стационарного состояния ПОЛ.
Заключение
НИЛИ, вызывая активацию ПОЛ как неспецифический ответ клеток на внешнее воздействие, одновременно активирует и ан-тиоксидантное звено, направленное на ограничение повреждающею действия ПОЛ. Исследованный режим действия НИЛИ является антистрессовым агентом, вызывающим развитие реакции тренировки с высоким уровнем реактивности.
Учитывая, что воздействие НИЛИ осуществлялось на затылочную область головы, можно предположить, что выявленные изменения лейкоцитарной формулы при действии НИЛИ могут реализовываться через его адаптирующее влияние на нейроэндокринные структуры мозга и непосредственно через протекающую через облучаемую область головы кровь.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-016-00195.
Список литературы
1. Гончаренко М.С., Латипова А.М. Метод оценки перекисного окисления липидов // Лабораторное дело. 1985. № 1. С. 60-61.
2. Дерюгина А.В. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на показатели красной крови на фоне действия адреналина / А.В. Дерюгина, М.Н. Ива-щенко, А.С. Корягин [и др.] // Естественные и технические науки. 2017. № 12 (114). С. 59-62.
3. Дерюгина А.В. Повышение адаптационного резерва телят неинвазивными методами антистрессовой терапии / А.В. Дерюгина, И.А. Куимов, М.Н. Иващен-ко [и др.] // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2016. № 12. С. 81-86.
4. Королевич А.Н. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на реологические характеристики крови человека / А.Н. Королевич, Н.С. Дубина, С.И. Ве-черинский, М.С. Белсли // Журнал прикладной спектроскопии. 2004. Т. 71. № 4. С. 525-531.
5. Маслова М.Н. Молекулярные механизмы стресса // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2005. Т.80. № 7. С. 1320-1328.
6. Петухов В.Л., Себежко О.И., Короткевич О.С. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на минеральный состав сыворотки крови и щетины поросят // Ученые записки ГАВМ. 2013. Т. 49, № 2-1. С. 310-314.
КАК ОФОРМИТЬ ПОДПИСКУ НА ЖУРНАЛ?
А. Через подписной каталог
Индекс в каталоге "Газеты. Журналы" Агентства "Роспечать" - 33184 Б. Через редакцию журнала
Банковские реквизиты для оплаты подписки по безналичному расчету для юридических лиц: ЧОУДПО "Институт Ветеринарной Биологии". ИНН 7802196720. КПП 781301001. Р/с 40703810400000000022 в АО "Горбанк", г. Санкт-Петербург. К/с 30101810200000000814. БИК 044030814
В поле "Назначение платежа" указать:
"Предоплата за подписку на журнал "Актуальные вопросы ветеринарной биологии" на 2019 г. согласно инф. письму б/н от 03.09.18 г. НДС не облагается. Адрес подписки: ..." Стоимость редакционной подписки на 2019 год 2000 рублей.
Адрес редакции: Санкт-Петербург, ул. Ораниенбаумская, 3-Б. Т./ф. (812) 232-55-92, т. 927-55-92. E-mail: [email protected]; www.invetbio.spb.ru
