Реализация окислительных процессов в печени и крови после кратковременного воздействия наносекундных импульсно-периодических электромагнитных излучений

Жаркова, Любовь Петровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Реализация окислительных процессов в печени и крови после кратковременного воздействия наносекундных импульсно-периодических электромагнитных излучений
ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Реализация окислительных процессов в печени и крови после кратковременного воздействия наносекундных импульсно-периодических электромагнитных излучений"

иичы 6279

Жаркова Любовь Петровна

РЕАЛИЗАЦИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ПЕЧЕНИ И КРОВИ ПОСЛЕ КРАТКОВРЕМЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ИАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Специальность 03.03.01 — физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

- 3 ЛЕН 2010

Томск

-2010

004616279

Работа выполнена на кафедре физиологии человека и животных в ГОУ ВПО «Томский государственный университет»

Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент

Большаков Михаил Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Замощина Татьяна Алексеевна

доктор биологических наук Прокопьева Валентина Даниловна

Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук

Институт физиологии Коми НЦ Уральского отделения РАН

Защита состоится 22 декабря 2010 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.267.10 при ГОУ ВПО «Томский государственный университет» по адресу: 634050, г.Томск, пр. Ленина, 36.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ГОУ ВПО «Томский государственный университет» по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 34а.

Автореферат разослан ноября 2010г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. биол. наук Е.Ю. Просекина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Любой организм - иерархически организованная система со сложным набором прямых и обратных связей. Электромагнитное воздействие, начинающееся с поглощения энергии веществом, первоначально проявляет себя на молекулярно-клеточном уровне и затем сложным, нелинейным образом реализуется на более высоких уровнях организации вплоть до целого организма (Агаджанян, 2001, Кудряшов, 2008). Подобным образом реализуют свое действие электромагнитные излучения широкого спектра, включающие в себя, в том числе микроволновые и рентгеновское излучения. Исследование механизмов влияния таких электромагнитных факторов, в частности импульсно-периодических электромагнитных излучений (ИП ЭМИ), па системы разных уровней организации и их соотношения в формировании ответных реакций организма является актуальной физиологической проблемой.

В рамках этой проблемы значительный интерес проявляется к исследованию реакций организмов на воздействие радиочастотного (микроволнового) и рентгеновского излучений низкой интенсивности (Chemeris, 2004; Григорьев, 1996; Бурлакова, 1999). В последнем случае это связанно с проблемой малых доз ионизирующих излучений (Бурлакова, 1999; Фиалковская, 2009). Биологическое действие микроволн определяется рядом механизмов, которые принято подразделять на тепловые и нетепловые (Шванн, 1980; Давыдов, 1984; Григорьев, 2003; Gorge, 2008). Тепловое действие обусловлено преобразованием электромагнитной энергии в тепловую, что сопровождается повышением температуры в облучаемом объекте. Нетепловое влияние обусловлено сильным или слабым взаимодействием электрического поля излучения с атомами или молекулами вещества и не связано с нагревом. Биологическое действие такого рода излучений характеризуется тем, что эффекты воздействия зависят от частоты модуляции или частоты повторения импульсов (Adey, 1980, 1981, 1993, 1996; Григорьев, 2005; Большаков, 2002; Chemeris, 2004; Кудряшов, 2008). Наиболее чувствительными к электромагнитному воздействию считаются центральная нервная, иммунная, эндокринная и сердечно-сосудистая системы (Давыдов, 1984). В то же время, мало что известно о реакциях печени, а также непосредственной реакции клеток крови на такие воздействия.

В настоящее время большое внимание уделяется изучению биологических эффектов малых доз радиации, в реализации которых большую роль играют окислительные процессы (Мазурик, 2003; Кудряшов, 2004). В частности, такие воздействия стимулируют образование АФК и усиление процессов ПОЛ в облученных клетках и организме (Мазурик, 2005; Yamaoka, 2006; Simone, 2009). При этом реакции биологических объектов на такие воздействия нелинейно зависят от дозы (Фиалковская, 2009). В области малых доз эффект нарастает, достигая максимума, с увеличением дозы излучения снижается (в некоторых случаях знак эффекта меняется на противоположный) и с дальнейшим повышением дозы вновь нарастает (Бурлакова, 1999, Конопля, 1999). Подобные зависимости характерны для слабых и сверхслабых

воздействий любой природы на живые системы (Галль, 2009). В случае низкодозовых ионизирующих излучений у млекопитающих возникают немонотонные изменения в скоростях протекания биохимических процессов клеточного метаболизма критических систем и активируются функции органов и тканей, компенсирующие возникающие нарушения (Фиалковская, 2009).

В последние несколько десятилетий были разработаны и начали использоваться для различных научных и технических целей релятивистские сверхвысокочастотные (СВЧ) генераторы мощных электромагнитных импульсов наносекундной длительности (Месяц 1974; Бугаев, 1996; Коровин, 1996; Лонин, 2008). Влияние, оказываемое такими микроволновыми излучениями на живые системы, может оказаться значительным, поскольку при импульсно-периодическом режиме генерации интенсивность в импульсе будет достигать очень высоких значений энергии при длительностях импульса порядка десятков наносекунд и плотности потока мощности порядка нескольких киловатт на квадратный сантиметр (Бугаев, 1996; Klimov, 2008). Воздействие импульсно-периодическим микроволновым излучением (ИПМИ) может оказаться весьма эффективным из-за очень высокой напряжённости электрического поля, достигающего значений мегавольт на метр. Помимо генераторов наносекундных ИПМИ так же разработаны генераторы импульсно-периодического рентгеновского излучения (ИПРИ), генерирующие импульсы длительностью от единиц до десятков наносекунд, в дозах от 10 мкГр до единиц мГр за импульс при частотах повторения от единиц до ста импульсов в секунду (Артемов, 2004). Такие излучения характеризуется высокой дозой излучения в импульсе, в то время как ее средняя величина за экспозицию будет в пределах диапазона малых доз.

Тенденции в разработке источников ИП ЭМИ таковы, что область их использования будет расширяться. Соответственно, будет увеличиваться вероятность попадания под влияние таких излучений живых организмов, в том числе и человека. Поэтому возникает необходимость понять степень их возможного неблагоприятного влияния. Более того, в настоящее время изучается возможность применения источников ИПМИ и ИПРИ в медицине, прежде всего в онкологии (Литвяков, 2006; Булдаков, 2006), и биотехнологиях (Bolshakov, 2000; Лонин, 2008). Поэтому для успешного решения задач, связанных с использованием наносекундных импульсно-периодических излучений в новых областях применения, крайне необходимо знание корректных физиологических механизмов и общих закономерностей биологического действия ИПМИ и ИПРИ.

В ранее проведенных исследованиях было показано, что воздействие ИПМИ увеличивает количество морфозов и процент прерванного развития у дрозофил, тормозит удельную скорость роста кишечной палочки Е. Coli и плесневого грибка Fusarium (Большаков, 2000), нарушает сократительные свойства миокарда и электрическую активность нейронов (Pakhomov, 2000), пролиферацию опухолевых клеток (Rostov, 2004; Litvyakov, 2005). Кроме того, воздействие ИПМИ и ИПРИ изменяет некоторые морфологические показатели такого радиоустойчивого органа как печень, а так же биохимические

показатели крови облученных крыс, свидетельствующие о неблагоприятном влиянии этих излучений на печень (Коровин, 2005; Большаков, 2005). При этом влияние повреждений печени после действия наносекундных ИПРИ и ИПМИ на показатели крови, а также механизм формирования ответных реакций и роль окислительных процессов в этом остаются не ясными.

На основании вышеизложенного, целью исследования было изучение реализации окислительных процессов в печени и крови после кратковременного воздействия наносекундных импульсно-периодических электромагнитных излучений (микроволнового и рентгеновского).

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследовать окислительные процессы в печени мышей после воздействия наносекундных импульсно-периодических микроволнового и рентгеновского излучений

2. Изучить содержание активных форм кислорода в гепатоцитах мышей и митохондриях из гепатоцитов после воздействия.

3. Оценить состояние мембран гепатоцитов и их митохондрий, эритроцитов и лейкоцитов крови человека после воздействия.

4. Проанализировать частотную зависимость эффектов воздействия импульсно-периодических электромагнитных излучений.

Научная новизна.

Впервые исследованы окислительные процессы в печени и крови мышей после воздействия наносекундных импульсно-периодических микроволнового и рентгеновского излучений.

Установлено разнонаправленное действие наносекундных импульсно-периодических микроволнового и рентгеновского излучений на импеданс клеток крови и печени, а также на уровень активных форм кислорода в них. Впервые показано, что после облучения суспензии митохондрий гепатоцитов снижается их импеданс и происходит как набухание так и сокращение их объёма.

Величина и направленность изменения всех изученных показателей определяется частотой повторения импульсов, интенсивностью/дозой, а так же природой воздействующего электромагнитного фактора и объекта.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Результаты значительно углубляют теоретические представления о биологическом действии наносекундных ИП ЭМИ. Установленные закономерности развития окислительных процессов в печени и крови после воздействия наносекундных импульсно-периодических микроволнового и рентгеновского излучений характеризуются зависимостью биологических эффектов от частоты повторения импульсов, интенсивности/дозы и типа воздействующего фактора. Понимание основных закономерностей и возможных механизмов воздействия наносекундных импульсно-периодических излучений имеет важное практическое значение, поскольку полученные данные могут быть использованы при разработке и усовершенствовании гигиенических и экологических норм безопасного действия наносекундных ИПМИ и ИПРИ, а также могут быть востребованы медициной и ветеринарией.

Результаты работы используются при чтении лекционных курсов «Физиология», «Экологическая физиология», «Основы безопасности жизнедеятельности», «Электромагнитная экология» и «Биофизика мембран», а так же при проведении работ большого практикума на кафедре физиологии человека и животных Томского государственного университета.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Воздействие наносекундных импульсно-периодических электромагнитных излучений амбивалентно влияет на интенсивность окислительных процессов в печени и крови.

2. Величина и направленность исследованных эффектов зависят от частоты повторения импульсов, интенсивности/дозы и природы фактора и объекта.

Апробация работы. Результаты исследования по теме диссертации, доложены и обсуждены на научных конференциях и симпозиумах разного уровня: «Старт в науку» (Томск, 2005 - 2007); «Нейрогуморальные механизмы регуляции органов пищеварительной системы в норме и при патологии» (Томск, 2007); «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2007, 2008, 2010); VIII Международном симпозиуме по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии (Санкт-Петербург, 2009); «Биология 21 век» (Пущино, 2009); «17th IEEE International pulsed power conference» (Washington, 2009); IV Всероссийской конференции молодых ученых «Материаловедение, технологии и экология в третьем тысячелетии» (Томск, 2009); конференции посвященной 120-летию кафедры физиологии ТГУ (Томск, 2009); XVI Международной научно-практической конференции студентов и молодых учёных «Современные техника и технологии» (Томск, 2010); V научно-практической конференции «Медицинские и экологические эффекты ионизирующего излучения» (Северск-Томск, 2010); 21 Съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Калуга, 2010); 16th International Symposium on High-Current Electronics (Tomsk, 2010); VI Съезд no радиационным исследованиям (Москва, 2010).

Работа выполнялась при поддержке гранта РФФИ № 09-02-99014-р_офи; проекта АВЦП № 2.1.1/2777 и «У.М.Н.И.К.» № 7058р/9654.

Публикации. Основные научные результаты по теме диссертации опубликованы в 26 печатных работах, в числе которых 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы. Работа изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 41 рисунок, 4 таблицы и состоит из введения, 3 глав (литературный обзор, материалы и методы, результаты и обсуждение), заключения, выводов и списка литературы, который состоит из 288 источников, из которых 152 - иностранные.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Эксперименты выполнены на 506 беспородных белых мышах массой 2530 г, их клетках, органах и тканях. Животные содержались в стандартных условиях, в клетках с режимом освещения 12:12, на стандартном рационе вивария со свободным доступом к воде. В экспериментах использовались

группы облученных животных и, для сравнения, группы ложнооблученных (ЛО) животных, которые подвергались всем аналогичным манипуляциям, что и опытные, но без включения источников излучения. Распределение объектов исследования по группам в соответствии с используемыми экспериментальными методами представлены в таблице 1.

При проведении экспериментов соблюдались все правила гуманного обращения с животными («Правила проведения работ и использования экспериментальных животных», утвержденные Приказом МЗ СССР № 775 от 12 августа 1977; Хельсинская Декларация Всемирной Медицинской Ассоциации от 1964, дополненная в 1975, 1983 и 1989; Euroguide on the accommodation and care of animals used for experimental and other scientific purposes, 2007).

Воздействие ИПМИ или ИПРИ на мышей осуществлялось на область проекции печени однократно в течение 5 минут. Затем через 6, 12, 24, 36 и 72 часа после воздействия выделялись суспензия гепатоцитов и кровь облученных и ЛО мышей для дальнейшего определения содержания окисленных липидов и белков.

В экспериментах по измерению электропроводности ткани печени, суспензии гепатоцитов, крови или её компонентов, образцы подвергались воздействию 4000 импульсов ИПМИ и ИПРИ. Показатели электропроводности печени, суспензии гепатоцитов, культуры лейкоцитов и цельной крови измерялись непосредственно до и после воздействия ИП ЭМИ. Емкость суспензии эритроцитов регистрировалась до, после, а так же во время воздействия. Во всех случаях эффект воздействия оценивался относительно показателей, измеренных у анализируемого объекта до воздействия. Для оценки изменений лейкоцитарной формулы крови мышей облучали 4000 импульсов ИПМИ и ИПРИ, затем, через 24 и 72 часа после воздействия, отбирались образцы крови облученных и ЛО мышей и оценивалось соотношение разных форм лейкоцитов.

Для исследования содержания АФК изолированные гепатоциты или митохондрии гепатоцитов однократно подвергались воздействию 4000 импульсов ИПМИ или ИПРИ. Уровень супероксиданиона (02 ) измерялся на протяжении 60 минут после процедуры облучения или ложного облучения суспензии гепатоцитов. При определении содержания перекиси водорода (Н202) в гепатоцитах измерения проводились после облучения и ложного облучения.

При исследовании влияния излучений на состояние мембран митохондрий гепатоцитов по импедансу и набуханию суспензии, исследуемые образцы однократно облучались 4000 импульсов ИПМИ и ИПРИ. Измерения импеданса облученных и ЛО образцов проводились в каждом из дыхательных состояний по Чансу. Набухание оценивалось по оптической плотности облученной и ЛО суспензий митохондрий, находящихся во втором дыхательном состоянии (в котором работает дыхательная цепь, но не происходит образование АТФ).

Таблица 1 - Распределение объектов исследования по группам в соответствии

с используемыми экспериментальными методами

Решаемая задача Облучаемый объект Метод оценки Кол-во объектов, проб

Определение окислительной модификации липидов Мышь Спектрофотометрическое определение ТБК активных продуктов в крови и печени (ияЬиата, 1978; Чиркин, 2002) 160 мышей, 320 проб

Определение окислительной модификации белков Мышь Спектрофотометрическое определение уровня карбонилированного белка в крови и печени (Дубинина, 2004)

Оценка уровня супероксиданиона Изолированные гепатоциты печени мышей Спектрофотометрическое определение НСТ-восстановленных продуктов (8сИгеп7.е1,1998; Таргеу, 2001) 20 мышей, 120 проб

Оценка уровня перекисей Изолированные гепатоциты мышей, митохондрии гепатоцитов Определение флоуресценции зонда 2,7- ДХФДА (НаШ\*е1, 2006) 102 мыши, 620 проб

Оценка состояния мембран тканей, клеток и митохондрий Печень и кровь мышей, компоненты крови человека, митохондрии печени мышей Метод измерения электропроводности (импедансометрия) (8Ь\уап, 1980; Озерова, 2006); Метод измерения степени набухания митохондрий (Оливьер, 2006; Пазялова, 2007; Спс1Доп , 2009); Метод оценки скорости дыхания митохондрий для определения их функционального состояния (1оп5оп,1969); 180 мышей 1500 проб +900 проб крови человека

Оценка лейкоцитарной формулы крови Мышь Методика подсчета лейкоцитарной формулы (Гольдберг, 1989) 24 мышей 72 мазка крови

Для генерации ИПМИ использовался лабораторный импульсный генератор микроволнового излучения на основе магнетрона МИ-505 (несущая частота 10 ГГц, длительность импульсов на половинном уровне мощности 100 не, частота повторения 4-25 имп./с, пиковая ППМ от 50 до 1700 Вт/см2) (Klimov, 2008). Для генерации ИПРИ использовался ускоритель Sinus 150 (энергия фотонов 90-120 кЭв, длительность импульса 4 не, частота повторения 4-25 имп./с, доза в импульсе 0,3 - 4 мР/имп, суммарная поглощенная доза от 12 мГр до 160 мГр), разработанный в Институте сильноточной электроники СО РАН (г.Томск).

Во всех проведенных сериях опытов использовались выборки из 6-7 тест-объектов. При статистической обработке результатов рассчитывалась средняя

арифметическая величина показателя и её стандартная ошибка. Значимость различий между показателями облученных выборок и ЛО определялась с помощью непараметрического U-критерия Манна-Уитни с уровнем значимости р<0,05, коэффициенты корреляции между динамиками различных показателей рассчитывались по Спирмену (Ефимов, 2008). Все расчёты выполнены с использованием пакета компьютерных программ Statistica 6.0 для Windows.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Оценка реакций печени и крови мышей на однократное кратковременное воздействие ИП ЭМИ (микроволнового и рентгеновского) по показателям окислительной модификации липидов белков. В работах Коровина (2004) и Большакова (2005) было показано, что однократное кратковременное воздействие ИПМИ и ИПРИ вызывает альтеративные и деструктивные сдвиги в морфологии печени. Было высказано предположение, что такие эффекты могли быть инициированы развитием процессов ПОЛ в результате воздействия. Для проверки правильности такого предположения нами были проведены эксперименты, в которых область проекции печени мышей облучалась ИПМИ и ИПРИ.

Однократное кратковременное облучение мышей ИПМИ или ИПРИ с частотами повторения в диапазоне от 10 до 25 имп./с способно инициировать окислительную модификацию липидов и белков в печени, которая может сохраняться до 72 часов после воздействия. Эффект воздействия проявляется как в повышении, так и в понижении содержания продуктов окислительной модификации липидов и белков, в зависимости от частоты повторения импульсов. При этом наиболее эффективно на показатели окислительной модификации оказывают влияние ИПМИ и ИПРИ частотами повторения 13 и 25 имп./с (рисунок 1).

Ранее было показано (Коровин, 2004), что воздействие ИПМИ и ИПРИ влияет на показатели крови, такие как содержание глюкозы и белков в крови. Нами была проведена экспериментальная оценка содержания продуктов окислительной модификации липидов и белков в крови облученных мышей. Оказалось, что уровень этих показателей в крови может как понижаться, так и повышаться (рисунок 2), причем после некоторых воздействий в 2 - 6 раз (например, 13 и 10 имп./с соответственно) (рисунок 2, в).

Из полученных результатов следовало, что наиболее выражен эффект облучения ИПМИ с частотами повторения импульсов 13 и 25 имп./с. Поскольку исследуемые показатели окислительной модификации липидов и белков через 24 и 72 часа существенно различались, то необходимо было уточнить динамику протекания окислительных процессов. Для этого образцы гепатоцитов и крови анализировались через 6, 12, 24 ,36, 48 и 72 часа после облучения. Оказалось, что динамики показателей двух тканей после воздействия ИПМИ и ИПРИ с частотами 13 и 25 имп./с имеют как общий характер (рисунок 3, а), так и существенные отличия (рисунок 3, б).

белка (б, г) в гепатоцитах облученных мышей через 24 и 72 часа после воздействия разными частотами повторения импульсов ИПМИ (а, б) и ИПРИ (в, г). Сплошная линия - показатель измерен через 24 часа после облучения мышей, пунктирная линия - через 72часа.

Примечания: а, в) показатели представлены в % от уровня ТБК-РП в группе ЛО (100% = 3,1±0,3 мкмоль/мг); б, г) показатели представлены в % от уровня карбонилированного белка в группе Л О (100 % = 4±0,5 мкмоль/мг). Заштрихованное пространство - 95 % доверительный интервал среднего значения показателя в группе ЛО животных. * - различия между показателями облученной и ЛО выборок статистически значимы с уровнем р < 0,05

Рисунок 2 - Изменение уровня продуктов ПОЛ (а, в) и крбонилированного белка (б, г) в крови облученных мышей, через 24 и 72 часа после воздействия разными частотами повторения импульсов ИПМИ (а, б) и ИПРИ (в, г). Сплошная линия - показатель измерен через 24 часа после облучения мышей, пунктирная линия - через 72часа.

Примечания аналогичны рисунку 1.

Рисунок 3 - Динамика изменения уровня продуктов ПОЛ после воздействия ИПМИ (а) и ИПРИ (б) с частотой повторения 25 имп./с в крови (сплошная линия) и в суспензии гепатоцитов (пунктирная линия).

Примечания: показатели представлены в % ог уровня ТБК-РП в группе ЛО (100 % = 3,1 ±0,3 мкмоль/л). Заштрихованное пространство - 95 % доверительный интервал среднего значения показателя в группе ЛО животных. * - различия между показателями облученной и ЛО выборок статистически значимы с уровнем р < 0,05

Для уточнения взаимосвязи между показателями окислительной модификации липидов и белков в печени и крови был проведен корреляционный анализ динамик содержания окислительно-модифицированных продуктов в этих двух тканях. Выяснилось, что динамики этих процессов в двух разных тканях могут быть как скоррелированными, так и слабо скоррелированными в зависимости от режима воздействия (таблица 2). В случае высокой скоррелированности можно говорить о непосредственном влиянии на печень (поскольку облучалась именно область печени) и через неё на кровь. В случае слабо скоррелированных динамик можно предполагать не только влияние через печень, но и влияние непосредственно на кровь, а так же на другие физиологические системы, реакция которых отражается на показателях окислительной модификации крови.

Таблица 2. Коэффициенты корреляции Спирмена (Я) для динамик окислительной модификации липидов и белков в печени и крови (уровень значимости р<0,05)_

ИПМИ 1 ИПРИ

13имп./с 25имп./с 13имп./с 25имп./с

Значения Я для ТБК-РП в печени и

крови 0,74 0,91 0,6 0,02

Значения Я для карбонилированного белка в печени и крови 0,62 0,61 0,42 0,4

Для того чтобы разделить эффекты воздействия ИПМИ и ИПРИ на печень и кровь в облученном организме, необходимо было исследовать их влияние на печень и кровь в изолированном состоянии.

Соде ржанке АФК в изолированных гепатоцитах после воздействия ИПМИ и ИПРИ. Окислительная модификация биополимеров может быть инициирована активными формами кислорода (Мазурик, 2003; Dei Rio, 2005; Suwannalert, 2007). АФК могут образовываться в тканях (Halliwell., 2006; Лущак, 2007; Jones, 2008; Шумаев, 2010), и в водной среде (Gudkova, 2005) по схеме последовательного одноэлектронного восстановления кислорода (Скулачев, 1996). В этом ряду окислительно-восстановительных превращений

первым продуктом является 02 ~, что и определило проведение следующих экспериментов. Эксперименты показали, что облучение изолированной печени не меняет уровень 02" в ней (рисунок а, б).

а 8 им п./с О 13 имл./с И 19 имп./с 0 26 имп./с

а!

10 20 30 40 60 60 Время после воздействия, мин

100 Вт*см2 - ■ /00 Вт/ом 2 Т1600 В-йомг

В)

10 13 1в 19 26 Частота повторения, имл./с

б)

10 20 30 40 50 60 Время после воздействия, мин

1,6

ИГ

Г)

- 12 мГр - * *44 мГр —-80мГр

10 13 16 19 25 Частота повторения, имп./с

Рисунок 4 - Содержание супероксид аниона (а, б) и перекиси водорода (в, г) в гепатоцитах мышей, облученных ИПМИ (а, в) и ИПРИ (б, г) с разными частотами повторения импульсов.

Примечания: а, б) но оси абсцисс указано время после воздействия в минутах, по оси ординат - содержание супероксиданиона в относительных единицах; в, г) по оси абсцисс указаны частоты повторения импульсов, по оси ординат - значения интенсивности флуоресценции зонда в относительных единицах, пропорциональные содержанию ЦСЬ. Показатели ЛО образцов взяты за 1 Заштрихованное пространство - 95 % доверительный интервал среднего значения показателя в ЛО образцах. * - различия между показателями облученной и ЛО выборок статистически значимы с уровнем р < 0,05

Такой результат можно объяснить отсутствием влияния излучений на образование 02'. Однако возможно и другое объяснение: под действием излучения повышается активность супероксиддисмутазы, которая переводит 02~вН202.__

□ 100 Вт/ом 2 И 1600 Вт/см2

Частота повторения, имп./с;

Рисунок 5 - Влияние ИПМИ (а) и ИПРИ (б) на содержание пероксида в изолированных митохондриях гепатоцитов мышей в зависимости от частоты повторения импульсов.

Примечания: Показатели ЛО образцов взяты за 1. Заштрихованное пространство - 95 % доверительный интервал среднего значения показателя в ЛО образцах. * - различия между показателями облученной и ЛО выборок статистически значимы с уровнем р < 0,05

С помощью флуоресцентного зонда ДХФДА была проведена оценка содержания перекиси водорода непосредственно в гепатоцитах, облученных ИП ЭМИ. Выяснилось, что уровень Н202 мог повышаться или понижаться и характер изменений зависел от режима воздействия (рисунок 4, в,г). В гепатоцитах главные источники 02" и Н202- митохондрии (Болдырев, 1999, 2003; Cadenas, 2000; Inarrea, 2005). Однако воздействие ИПМИ на суспензию митохондрий не изменяет уровень Н202в них (рисунок 5,а), а воздействие ИПРИ с большинством режимов снижает его (рисунок 5,6)

Влияние ИП ЭМИ на состояние клеток печени, крови и их мембран.

Выявленная окислительная модификация липидов может сопровождаться повреждением клеточных мембран и, соответственно, изменением их функциональных характеристик. Состояние мембран в нашей работе оценивалось с помощью метода импедансометрии, с использованием переменного тока в области p-дисперсии, проводимость в которой напрямую связана с состоянием биомембран (Foster, 1980, 1986; Gabriel, 1996; Озерова, 2006; Константиновская, 2006).

Оказалось, что облучение печени ИПМИ не вызывает статистически значимых изменений сопротивления (рисунок 6, а), а воздействие ИПРИ с частотами повторения 19 и 25 имп./с снижает сопротивление ткани печени, измеренное на частоте переменного тока 50 кГц (рисунок 6, б). Это свидетельствует о влиянии ИПРИ на состояние именно мембран печени, поскольку показатели электропроводности на частоте 2,5 кГц не изменялись (рисунки не приведены), следовательно влияния на внеклеточную среду не оказывалось.

10 30 60

Время после облучения, мин

i ¡

0,6

б)

- 10 имп./с -19 имп./с

ЛО

Время после облучения, мин

Рисунок 6 - Динамика изменения сопротивления ткани печени, измеренного на частотах переменного тока в области р- дисперсии (50 кГц) после облучения ИПМИ (а) и ИПРИ (б) с разными частотами повторения импульсов.

Примечания: показатели ЛО образцов взяты за 1. Заштрихованное пространство - 95 % доверительный интервал среднего значения показателя в группе ЛО * - различия между показателями облученной и ЛО выборок статистически значимы с уровнем р < 0,05

Поскольку, как отмечалось ранее, воздействие ИП ЭМИ на мышей изменяет содержание продуктов окислительной модификации белков и липидов в крови, то возникает вопрос, что же происходит с клетками крови непосредственно во время облучения и сразу после него. Если в них происходит окислительная модификация липидов или белков мембран то должна меняться их электропроводность в области р-дисперсии. Система цельной крови содержит широкий набор клеток с разными свойствами (Новицкий, 2006). Поэтому

эксперименты были выполнены на наиболее важных функциональных элементах крови - эритроцитах и лейкоцитах человека. Облучение суспензии эритроцитов минимально и обратимо влияет на электропроводность суспензии (рисунок 7, а,б). При этом во время облучения емкость суспензии эритроцитов меняется двухфазно в пределах 2-3 % и к концу облучения возвращается к исходному уровню (рисунок 7, в). По-видимому такой незначительный эффект не может быть связан с развитием окислительной модификации липидов и белков мембран эритроцитов.

— до лбпучоиия

- поел* облучоми*

повторения имтупьвов, имуо

б)

—до облучения •по«л* облучения

Частота повторения импульоов, имл/о

в)

5,2

12,4

19,2

58,4

85,2 173,2 Доза, мГр

изменение емкости 2-3%

Рисунок 7 - Импеданс суспензии эритроцитов, облученной ИПМИ (а) и ИПРИ (б) с разными частотами повторения импульсов, в) - Дозовая зависимость относительного изменения ёмкости суспензии эритроцитов во время воздействия ИПРИ (частота повторения 8 имп./с).

Примечания: сплошной линией обозначены показатель импеданса до облучения, пунктирной - после облучения. * - различия между показателями облученной и ЛО выборок статистически значимы с уровнем р < 0,05

Лейкоциты реагируют на воздействие иначе, чем эритроциты. После облучения культуры лейкоцитов человека ИПМИ с частотами повторения 10 и 16 имп./с импеданс увеличивается (рисунок 8,а). Воздействие ИПРИ, в отличие от ИПМИ, сопровождается как снижением, так и ростом импеданса, и характер реагирования зависит от частоты и дозы воздействия (рисунок 8,6).

600

300

-.—до воздействия

— - ипми юо вт/емг

- ИПМИ 1600 В1/СМ2

л:

а)

4 8 10 13 16 19 22 частота повторения, имп/с

б)

- до воздействия

- ИПРИ12 мГр ■ ИПРИ 80 мГр

8 13 16

Частота повторения, имп/с

Рисунок 8 - Импеданс культуры лейкоцитов облученной ИПМИ (а) и ИПРИ (б) с разными режимами.

Примечания: Сплошной линией обозначены показатель импеданса до облучения, пунктирной - после облучения. * - различия между показателями облученной и ЛО выборок статистически значимы с уровнем р < 0,05

Усиление окислительных процессов в крови облученных животных наносекундными ИП ЭМИ приводит к изменению состояния клеток крови, что может повлиять на количественное соотношение клеток. Проведенные эксперименты показали, что воздействие ИПМИ на организм мышей изменяет лейкоцитарную формулу крови, причем эффект зависит от частоты повторения импульсов. Воздействие с частотой 25 имп./с не вызывает существенных изменений в лейкоцитарной формуле, а после облучения частотой 13 имп./с наблюдаются изменения в соотношении молодых и зрелых форм нейтрофилов как через 24 часа, так и через 72 часа после облучения. Облучение ИПРИ с частотами 13 и 25 имп./с не сопровождается статистически значимыми изменениями лейкоцитарной формулы (таблицы в автореферате не представлены).

Влияние ИПМИ и ИПРИ на мембраны митохондрий. Как было показано нами в экспериментах с импедансометрией, воздействие ИПМИ и ИПРИ существенно изменяло физико-химическую организацию мембран лейкоцитов, но не эритроцитов. Возможно, это связано с наличием митохондрий в лейкоцитах, в отличие от эритроцитов. Выше отмечалось, что митохондрии являются серьезным источником АФК в клетке. Не исключено, что они могут сами подвергаться действию ИП ЭМИ, и это будет отражаться на состоянии их мембран и, соответственно, на их импедансе. В нашем эксперименте митохондрии находились в разных дыхательных состояниях (Николе, 1985). Проведенные эксперименты показали, что воздействие ИПМИ и ИПРИ снижает импеданс митохондрий (рисунок 9, а,б). Это может быть следствием увеличения проводимости митохондриальньгх мембран после облучения, которое может быть вызвано ростом ее проницаемости для ионов через уже имеющиеся транспортные структуры, либо индуцированные воздействием (порин, неспецифические поры). Это может привести к нарушению продукции АТФ, изменению метаболических процессов и сдвигу окислительно-восстановительного гомеостаза в клетке.

Частоты повторения, имп./е И ЛО □8010013ЕЭ16Е3 22

а-2000 -|1000 -о -

а)

Состояния дыхания митохондрий по Чансу

3000

Частоты повторения, имп./с

ало ою сиз еле вгг

-Я • „ ""Л и * Р"

|| 1 =

1§Л ¿И Г ^

Состояния дыхания митохондрий О) по Чансу

Рисунок 9 - Импеданс суспензии митохондрий после воздействия ИПМИ (а) и ИПРИ (б) с разными частотами повторения ипульсов.

Примечания: В подписи к рядам данных указаны частоты повторения импульсов. По оси абсцисс указаны четыре дыхатерльных состояния митохондрий по Чансу (Николе, 1985), в которых и производились измерения импеданса. * - различия между показателями облученной и ЛО выборок статистически значимы с уровнем р < 0,05

Снижение импеданса свидетельствует об увеличении проницаемости (специфической и неспецифической) мембран у облученных митохондрий и изменении ионных потоков через них. Изменение ионных потоков через мембрану будет сопровождаться накоплением или обеднением матрикса теми или иными ионами, что должно сопровождаться переносом воды в матрикс или из него соответственно. Это будет приводить к набуханию или сморщиванию митохондрий, что можно зарегистрировать по оптической плотности суспензии митохондрий (Оливьер, 2006; Пазялова, 2007; СпсЫоп, 2009). Воздействие ИПМИ с пППМ 700 и 1500 Вт/см2 при всех использованных частотах не влияло на степень набухания митохондрий в облученной суспензии. Однако, воздействие ИПМИ с наименьшей из использованных интенсивностей (100 Вт/см2) приводило к значимому увеличению оптической плотности суспензии митохондрий (рисунок 10, а). Это может быть связано с выходом электролитов из митохондриального матрикса и уменьшением объема митохондрий. Воздействие ИПРИ с дозой 12 мГр так же увеличивало оптическую плотность суспензии митохондрий. Однако, ИПРИ с более высокими дозами (44 и 80 мГр) при всех частотах повторения импульсов, наоборот, снижало оптическую плотность облученной суспензии на 10% (рисунок 10, б). Это значит, что при воздействии с такими режимами потоки ионов устремляются в матрикс митохондрий, вслед за ними поступает вода, что приводит к набуханию митохондрий. ______

¿1,1 -i - 10 tt

к х * 16имп£

■»■11 ммп/с —— 22 имп/:

^ '------

б)

В ремя после облучения, мин

Рисунок 10 - Изменение оптической плотности суспензии митохондрий после воздействия ИПМИ (а) и ИПРИ (б).

Примечания: В подписи к рядам данных указаны частоты повторения импульсов. По оси абсцисс время после воздействия, по оси ординат оптическая плотность в относительных единицах. Заштрихованное пространство - 95 % доверительный интервал среднего значения показателя в группе JIO. * - различия между показателями облученной и J10 выборок статистически значимы с уровнем р < 0,05

Таким образом, воздействие ИП ЭМИ изменяет импеданс и набухание митохондрий не более чем на 5-10%. По-видимому, это не может быть связано с серьезными повреждениями митохондриальных мембран сразу после импульсного электромагнитного воздействия.

Зависимость эффектов воздействия ИПМИ и ИПРИ на клетки и ткани от частоты повторения импульсов. Считается, что частота повторения импульсов является важнейшим биотропным фактором (Adey W.R., 1980, 1981; Григорьев Ю.Г, 1998, 2000; Большаков М.А, 2000, 2001, 2005). В ходе работы выяснилось, что воздействия с разными частотами повторения импульсов

оказались неодинаково эффективными с точки зрения запуска окислительных процессов и дальнейшей их реализации. Поэтому отдельно был проведен анализ зависимости полученных эффектов от частоты повторения импульсов. На основании этого анализа были определены частоты повторения, импульсов, воздействие с которыми оказывало наиболее существенное влияние на облу чаемые объекты. Среди них наиболее эффективно способствуют запуску и реализации окислительных процессов воздействия ИПМИ с частотами повторения 13 и 25 имп./с, а так же воздействие ИПРИ с частотами повторения 10, 13, 16 и 25 имп./с (рисунков в автореферате не представлено).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе исследования выяснилось, что однократные кратковременные воздействия ИП ЭМИ способны оказывать влияние на реализацию окислительных процессов в печени и крови. Результаты этого могут проявляться как непосредственно после воздействия (например, повышение или понижения уровня перекиси водорода в гепатоцитах и их митохондриях; снижение импеданса, набухание митохондрий), так и сохраняться в течение продолжительного времени (например, повышение или понижение уровня продуктовв ПОЛ и карбонилированных белков в печени и крови в течение 72 часов после воздействия). Выявленные в ходе исследования эффекты были разнонаправленными или реализовались со знакопеременными динамиками, что зависело от режима воздействия ИП ЭМИ. Такие формы реагирования могут означать, что воздействие наносекундными импульсно-периодическими излучениями влияет как минимум на два одновременно протекающих процесса, но противоположных по своему регулирующему влиянию на регистрируемые показатели. Такие процессы явно имеют разные чувствительность к воздействию и кинетику реагирования. Поэтому, соотношение вклада таких процессов в формировании оцениваемого эффекта будет определять его величину и направленность (рисунок 11).

Рисунок 11 - Варианты реагирования объектов на воздействие ИП ЭМИ. А -вариант, когда после воздействия регистрируется снижение показателя, Б -вариант, когда после воздействия регистрируется увеличение показателя, В -варианты, когда после воздействия показатель не изменяется, хотя воздействие

оказывается на два противоположных процесса и в организме возникает напряжение, Г — воздействие при котором динамика изменения регистрируемого показателя знакопеременна, и через некоторое время возвращается к исходному состоянию. Темная и светлая стрелки обозначают степень регулирующего влияния противоположных процессов на регистрируемый показатель.

Динамика протекания окислительных процессов а печени и крови, в принципе, была представлена все варианты реагирования (рисунок 11), что определялось соотношением активности про- и антиоксидантных процессов. При этом стоит обратить внимание на вариант реагирования Г, поскольку он отображает отсутствие реакции по регистрируемому параметру. В приведенной работе было обнаружено отсутствие эффектов влияния практически по всем показателям после воздействия ИПМИ и ИПРИ с определенными режимами. Это может означать, что мишени влияния, ответственные за формирование эффекта, компенсируют друг друга в условиях, хотя физиологическая система или клетка реально подвергается воздействию и расходует свои ресурсы. В такой ситуации влияние ИПМИ и ИПРИ на эти мишени может быть зарегистрировано по другому показателю.

Результаты, полученные в работе в совокупности с литературными данными, позволяют представить обобщенную схему реализации биологического действия ИП ЭМИ (рисунок 12). Облучение животных приводит к изменению уровня АФК в клетках и митохондриях. В случае повышения уровня АФК, они инициируют окислительную модификацию липидов и белков в цитоплазме и клеточных мембранах. Это запускает процесс ПОЛ, что по данным литературы (Кудряшов, 2001) может сопровождаеться понижением микровязкости липидного матрикса, в результате чего становится возможна ди- или полимеризация рецепторов (рисунок 12) с изменением их активности при передаче сигналов в клетку. Кроме того, увеличение или уменьшение содержания АФК в клетке может влиять на сигнальные пути, которые включают в себя эти молекулы (Jones, 2008). Поэтому, воздействие ИП ЭМИ может быть причиной запуска или выключения таких сигнальных путей в клетке, что приведет к соответствующему изменению физиологических ответов, или же будет способствовать развитию окислительного стресса (Jones, 2008). Возникающее в результате электромагнитного воздействия нарушение баланса про- и антиоксидантной системы в клетке в сторону избыточной продукции АФК и, соответственно, окислительно-модифицированных липидов и белков, так же может сопровождаться изменением функциональных возможностей мембран и сигнальных путей в клетке (Мазурик, 2003). При усилении процессов ПОЛ мембран гелатоцитов становится возможным локальное повреждение этих мембран, что может быть причиной деструктивных сдвигов морфологии печени (Большаков, Иванова, 2005) и выхода глюкозы и белков из печени в кровь (Коровин, 2004).

Предложенная схема включает в себя возможный вариант объяснения зависимости эффекта от частоты повторения импульсов. По механизму,

предложенному Ас1еу (1980, 1981) облучение может влиять на связывание ионов кальция с полианионным слоем мембран, в результате чего изменяется микроокружение рецепторов и, соответственно, их функционирование. Связывание ионов кальция с полианионным слоем имеет кооперативный, колебательный характер и происходит с частотами единицы-десятки герц. Поэтому внешнее воздействие с частотами, близкими к частотам обратимого связывание кальция, будет инициировать изменение состояния гликокаликса.

Рисунок 12 - Схема возможных механизмов влияния ИПМИ и ИПРИ, основанная на результатах проведенной работы и данных литературы

Реализация окислительных процессов в печени после воздействия ИП ЭМИ может привести к нарушению ряда её функций, таких как, например, способность к синтезу ферментов, депонирование витаминов, микроэлементов, а так же детоксикация вредных веществ. Увеличение уровня карбонилированных белков в крови свидетельствует об окислительном повреждении белков крови, в том числе альбуминов и глобулинов. Это будет сопровождаться утратой их функций, прежде всего, транспорта гормонов, витаминов, ферментов и других биологически активных веществ. Кроме того возможно изменение свертываемости крови и снижение иммунитета (в случае окисления иммуноглобулинов). О возможности влияния на иммунные свойства крови указывают данные о влиянии на мембраны лейкоцитов и соотношение зрелых и молодых форм нейтрофилов после воздействия ИПМИ. Не исключено так же влияние этих излучений на дыхательную (газопереносящую) функцию крови, поскольку воздействие ИПМИ и ИПРИ оказывало влияние на емкость эритроцитов.

Таким образом, однократное кратковременное воздействие наносекундными ИПМИ и ИПРИ на клетки, ткани и организм мышей способно инициировать

Морфологические и «натопеш» реакщш клеток, в частности, гепатоцитов

целый ряд реакций на разных уровнях организации, характер и величина которых зависят от частоты повторения импульсов и интенсивности/дозы воздействия. Полученные результаты приблизили к пониманию реальности высокой биологической эффективности действия наносекундных импульсно-периодических излучений. Особенно это касается рентгеновского излучения, биологическое действие которого до настоящего времени оставалось практически не изученным

ВЫВОДЫ

1. После однократного кратковременного воздействия импульсно-периодическими электромагнитными излучениями на мышей наблюдается амбивалентное изменение динамики окислительных процессов в печени и крови на протяжении 72 часов в зависимости от частоты повторения импульсов и интенсивности/дозы.

2. Содержание супероксиданиона в печени не изменяется, а уровень перекиси водорода в гепатоцитах и их митохондриях повышается или понижается в зависимости от параметров воздействия. Электрическое сопротивление печени после воздействия импульсно-периодического рентгеновского излучения понижается вдвое. Воздействие импульсно-периодических электромагнитных излучений не оказывает влияния на импеданс цельной крови и эритроцитов, но способно снижать или повышать импеданс лейкоцитов в зависимости от параметров воздействия.

3. Величина и направленность выявленных эффектов определяется частотой повторения импульсов, интенсивностью/дозой, а так же природой воздействующего электромагнитного фактора и объекта.

4. Наиболее эффективно инициирует окислительные процессы в печени и крови воздействие импульсно-периодических микроволнового излучения с частотами повторения 13 и 25 имп./с и рентгеновского излучения с частотами повторения 10, 13, 16 и 25 импУс.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Жаркова Л.П., Афанасьев К.В., Большаков М.А., Князева И.Р., Ростов В.В. Оценка влияния импульсно-периодического рентгеновского и микроволнового излучений на биологические структуры с помощью измерения импедансных характеристик // Вестник Томского государственного университета. - 2008. - № 312. - С. 180-183.

2. Князева И.Р., Медведев М.А. Жаркова Л.П. Афанасьев К.В., Большаков М.А. Ростов В.В. Воздействие импульсно-периодическим микроволновым и рентгеновским излучениями на эритроциты человека // Бюллетень сибирской медицины. - 2009. - № 1. - С. 24-29.

3. Жаркова Л.П., Князева И.Р., Иванов В.В., Большаков М.А., Кутенков О.П., Ростов В.В. Влияние импульсно-периодического рентгеновского и микроволнового излучений на уровень перекисей в изолированных гепатоцитах

// Вестник Томского государственного университета. - 2010. - № 333. - С. 161163.

4. Жаркова Л.П., Мамонова Н.В., Князева И.Р., Кутенков О.П., Ростов В.В., Большаков М.А. Регенерация нейрогенных изъязвлений слизистой желудка после облучения импульсно-периодическим микроволновым излучением // Вестник Томского государственного университета. Биология. - 2010. - № 2. -С. 112-122.

5. Bol'shakov М.А., Knyazeva I.R., Rostov V.V., Korovin M.S., Neverova L.P. (Zharkova L.P.), Afanas'ev K.V., Klimov A.I. Initiation of free-radical oxidation in albino mice by exposure to pulse periodic microwaves and x-rays // Biophysics. -2005. - Vol.50. - Suppl.l. - P. 104-109.

Публикации в других научных изданиях

6. Большаков М.А., Князева И.Р., Неверова Л.П. (Жаркова Л.П.), Афанасьев К.В., Климов А.И., Ростов В.В. Изменение активности окислительных процессов в печени и крови мышей после воздействия имульсно-периодического микроволнового излучения И Материалы V Съезда по радиационным исследованиям. - Москва, 2005 . - С. 234-238.

7. Закирова Г.М., Неверова Л.П. (Жаркова Л.П.) Изучение динамики окислительных процессов в организме белых мышей после воздействия импульсно-периодическим рентгеновским излучением // Материалы LV научной студенческой конференции «Старт в науку». - Томск, 2006. — С. 48.

8. Князева И.Р., Большаков М.А., Неверова Л.П. (Жаркова Л.П.), Закирова Г.М., Афанасьев К.В., Климов А.И., Ростов В.В. Динамика процессов перекисной модификации липидов и белков после облучения мышей импульсно-периодическим рентгеновским излучением // Вестник Томского государственного университета. Приложение № 21: Материалы Всероссийской конференции «Механизмы индивидуальной адаптации». - Томск, 2006. - С. 6263.

9. Неверова Л.П. (Жаркова Л.П.), Закирова Г.М. Изучение процессов окислительной модификации в тканях белых мышей после воздействия импульсно-периодических микроволнового и рентгеновского излучений // Материалы LVI научной студенческой конференции биолого-почвенного факультета «Старт в науку». - Томск, 2007. - С. 4-5.

10. Гостюхина A.A., Неверова Л.П. (Жаркова Л.П.) Изучение влияния импульсно-периодического рентгеновского и микроволнового излучений на электропроводность крови белых мышей // Материалы LVI научной студенческой конференции биолого-почвенного факультета «Старт в науку». -Томск, 2007. - С. 58-59.

П.Князева И.Р., Большаков М.А., Неверова Л.П. (Жаркова Л.П.), Закирова Г.М., Афанасьев К.В., Климов А.И., Ростов В.В. Окислительные процессы в печени и крови мышей после действия импульсно-периодического излучения // Тезисы докладов XX съезда Физиологического общества им. И.П. Павлова. - Москва, 2007. - С. 265.

12. Князева И.Р., Большаков М.Л., Жаркова Л.П.., Закироза Г.М, Гостюхина A.A., Афанасьев К.В., Климов А.И., Ростов В.В. Исследование окислительных процессов в тканях белых мышей после кратковременного воздействия импульсно-периодических микроволновых и рентгеновских излучений // Материалы Научной конференции с международным участием «Нейро-гуморальные механизмы регуляции органов пищеварительной системы в норме и при патологии» посвященной 100-летию со дня рождения профессора Ларина Е.Ф. - Томск, 2007. - С. 89-94.

13. Князева И.Р., Большаков М.А., Жаркова Л.П., Афанасьев К.В., Гостюхина A.A., Закирова Г.М., Климов А.И., Ростов В.В. Изменение электропроводности гепатоцигов после воздействия импульсно-периодического микроволнового и рентгеновского излучения. Тезисы докладов VI Сибирского физиологического съезда. - Барнаул, 2008. - С. 44-45.

14. Жаркова Л.П. Князева И.Р., Афанасьев К.В., Кутенков О.П., Ростов В.В., Большаков М.А. Действие импульсно-периодического микроволнового излучения с импульсами наносекундной длительности на заживление поверхностных ран у мышей // Труды 8 международного симпозиума по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии. — Санкт-Петербург, 2009. - С. 399-402.

15. Князева И.Р., Большаков М.А., Жаркова Л.П., Ростов В.В. Анализ показателей окислительной модификации липидов и белков после воздействия наносекундного импульсно-периодического микроволнового излучения / Труды 8-го Международного симпозиума по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии. - Санкт-Петербург, 2009. - С. 395-398.

16. Rostov V.V., Bolshakov М.А., Buldakov М.А., Knyazeva I.R., Kutenkov O.P., Litvyakov N.V., Zharkova L.P., Cherdyntseva N.V. Sensitivity of some biological tissues and cellular cultures to repetitive submicrosecond microwave pulses // «17th IEEE International pulsed power conference». — Washington, 2009. - C. 2565-2569.

17. Жаркова Л.П., Иванов B.B., Керея A.B., Князева И.Р., Ростов В.В., Большаков М.А. Изменение уровня активных форм кислорода в гепатоцитах мышей после воздействия наносекундными импульсно-периодическими микроволновым и рентгеновским излучениями / Нейрогуморальные механизмы регуляции висцеральных органов и систем в норме и патологии. Материалы научной конференции с международным участием. - Томск, 2009. - С. 34-36.

18. Князева И.Р., Гостюхина A.A., Жаркова Л.П., Ростов В.В., Большаков М.А. Влияние импульсно-периодического микроволнового излучения на процессы регенерации мышей / Нейрогуморальные механизмы регуляции висцеральных органов и систем в норме и патологии. Материалы научной конференции с международным участием. - Томск, 2009. - С. 37-39.

19. Мамонова Н.В., Жаркова Л.П., Князева И.Р., Ростов В.В., Большаков М.А. Действие наносекундного импульсно-периодического микроволнового излучения на желудок мышей с поврежденной слизистой оболочкой / Нейрогуморальные механизмы регуляции висцеральных органов и систем в норме и патологии. Материалы научной конференции с международным участием. - Томск, 2009. - С. 127-129.

20. Пигузова А.И., Жаркова Л.П. Влияние импульсно-периодического икроволнового излучения на регенераторные процессы в организме мышей // Гатериалы XVI международной научно-практической конференции студентов

молодых учёных «Современные техника и технологии». - Томск, 2010. -. 38-39.

21. Керея A.B., Жаркова Л.П. Уровень пероксидации в гепатоцитах, 5лученных импульсно-периодическим микроволновым и рентгеновским злучениями // Материалы международной научной студенческой энференции «Студент и научно-технический прогресс». - Новосибирск, 2010. С. 30.

22. Жаркова Л.П., Князева И.Р., Булдаков М.А., Кутенков О.П., Большаков I.A., Ростов В.В. Биологические эффекты воздействия наносекундного мпульсно-периодического рентгеновского излучения // Материалы V еждународной научно-практической конференции «Медицинские и сологические эффекты ионизирующего излучения. - Томск-Северск, 2010. -. 84-86.

23. L.P. Zharkova, I.R. Knyazeva, М.А. Bolshakov, V.V Rostov The biological Tect of pulse-periodic microwave and x-ray radiation // Proceedings of thel6th iternational Symposium on High-Current Electronics. - Tomsk, 2010. - P. 527-529.

24. Жаркова Л.П., Князева И.Р., Кутенков О.П., Ростов В.В., Большаков М.А. лияние импульсно-периодических наносекундных ионизирующих и ^ионизирующих излучений на лейкоциты и уровень кортизола в крови ышей// Тезисы докладов 21 Съезда физиологического общества им. .П. Павлова. - Москва-Калуга, 2010. - С. 209-210.

25. Князева И.Р., Жаркова Л.П., Кутенков О.П., Ростов В.В., Большаков М.А. зучение функционирования митохондрий после воздействия импульсно-гриодических микроволнового и рентгеновского излучений // Тезисы экладов 21 Съезда физиологического общества им. И.П. Павлова. - Москва-алуга, 2010.-С. 276-277.

26. Большаков М.А., Жаркова Л.П., Князева И.Р., Ростов В.В. Некоторые [кономерности биологического действия наносекундного импульсно-гриодического микроволнового излучения // VI Съезд по радиационным :следованиям. - Москва, 2010. - Т. 2. - С. 160.

Перечень использованных сокращений

ОС - антиоксидантная система ФК - активные формы кислорода

ПМИ - импульсно-периодическое микроволновое излучение

ПРИ - импульсно-периодическое рентгеновское излучение

П ЭМИ - импульсно-периодическое электромагнитное излучение

О - ложное облучение

CT - нитросиний тетразолий

ОЛ - перекисное окисление липидов

ПМ — плотность потока мощности

БК - тиобарбитуровая кислота

ТБК-РП - ТБК-реактивные продукты УПМ - удельная поглощённая мощность 2,7- ДХФДА - 2,7-дихлорфлуоресцеиндиацетат Ог" - супероксиданион Н202 - пероксид водорода

БЛАГОДАРНОСТИ

Сердечно благодарю научного руководителя работы доктор биологических наук М. А. Большакова за помощь и поддержку при проведении анализе исследования, за чуткость, мудрые советы и наставления в научном жизненном пути.

Высказываю слова благодарности и признательности заведующем кафедрой физиологии человека и животных Ю.В. Бушову, а также все! сотрудникам кафедры за чуткое, внимательное отношение, проявленные в ход выполнения работы.

Выражаю глубокую признательность заведующему отделом физическо электроники Института сильноточной электроники СО РАН доктору физике математических наук, профессору В.В. Ростову, а также кандидату физике математических наук А.И. Климову, кандидату биологических нау И.Р. Князевой, кандидату биологических наук В.В. Иванову и кандидат биологических наук М.А. Булдакову за помощь при проведении эксперименте и полезные советы при обсуждении полученных результатов. Благодар! О.П. Кутенкова, К.В. Афанасьева и В.О. Кугенкова за качественно техническое обеспечение экспериментов.

Подписано к печати 16.11.2010. Тираж 100 экз. Кол-во стр. 24. Заказ № 48-10 Бумага офсетная. Формат А-5. Печать RISO Отпечатано в типографии ООО «РауШ мбх» Лицензия Серия ПД № 12-0092 от 03.05.2001г. 634034, г. Томск, ул. Усова 7, ком. 046 тел. (3822) 56-44-54

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Жаркова, Любовь Петровна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Характеристики микроволнового и рентгеновского излучений как факторов, действующих на биологические системы.

1.2 Биологическое действие низкоинтенсивного микроволнового и низкодозового рентгеновского излучений.

1.3 Действие наносекундных импульсно-периодических микроволнового и рентгеновского излучений на биологические объекты.

1.4. Механизмы и закономерности действия неионизирующих и ионизирующих излучений.

1.4.1 Возможная роль свободнорадикальных процессов в механизмах действия импульсно-периодического микроволнового и рентгеновского излучений.

1.4.1.1 Перекисное окисление липидов и окислительная модификация белков в облученных клетках.

1.4.1.2 Система окислительно-восстановительного гомеостаза клетки и её изменения после воздействия неионизирующих и ионизирующих излучений.

1.4.2 Физиологическое состояние мембран облученных клеток. Электропроводность как индикатор мембранных изменений.'.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Реализация окислительных процессов в печени и крови после кратковременного воздействия наносекундных импульсно-периодических электромагнитных излучений"

Любой организм - иерархически организованная система со сложным набором прямых и обратных связей. Внешнее воздействие, начинающееся с поглощения энергии или взаимодействия с химическим веществом, первоначально проявляет себя на молекулярно-клеточном уровне и затем сложным, нелинейным образом реализуется на более высоких уровнях организации вплоть до целого организма (Кудряшов Ю.Б., 2008). К такого рода внешним воздействиям относятся электромагнитные излучения широкого спектра, включающие в себя, в том числе, микроволновое и рентгеновское излучения Поэтому исследование механизмов влияния таких электромагнитных факторов, в частности импульсно-периодических электромагнитных излучений (ИП ЭМИ), на живые системы разных уровней организации и их соотношения в формировании ответных реакций организма в настоящее время является актуальной физиологической проблемой.

Значительный интерес проявляется к исследованию реакций организмов на воздействие радиочастотного (микроволнового) и рентгеновского излучений низкой интенсивности (Chemeris N.K., 2004; Григорьев Ю.Г., 1996; Бурлакова Е.Б., 1999). В последнем случае это связанно с проблемой малых доз ионизирующих излучений

Бурлакова Е.Б., 1999, 2001; Фиалковская JI.A., 2009). Биологическое действие микроволн t определяется рядом механизмов, которые принято подразделять на тепловые и нетепловые (Shwan Н.Р, 1981; Давыдов Б.И., 1984; Григорьев Ю.Г., 2003; Gorge D.F., 2008). Тепловое действие обусловлено преобразованием электромагнитной энергии в тепловую, что сопровождается повышением температуры в облучаемом объекте. Нетепловое влияние обусловлено сильным или слабым взаимодействием электрического поля излучения с атомами или молекулами вещества и не связано с нагревом. Биологическое действие такого рода излучений характеризуется тем, что эффекты такого воздействия зависят от частоты модуляции или частоты повторения импульсов (Adey W.R., 1980,1981,1993; Григорьев Ю.Г., 2005; Большаков М.А., 2002; Chemeris N.K., 2004; Кудряшов Ю.Б., 2008). Наиболее чувствительными к электромагнитному воздействию считаются центральная нервная, иммунная, эндокринная и сердечно-сосудистая системы (Давыдов Б.И., 1984). В этом ряду мало что известно о реакциях печени на такие воздействия. Что касается ионизирующих излучений, то в настоящее время большое внимание уделяется изучению биологических эффектов малых доз радиации. Известно, что реакции биологических объектов на такие воздействия нелинейно зависят от дозы (Фиалковская JI.A., 2009). При этом эффект нарастает при низких дозах, достигая максимума, затем снижается (в некоторых случаях знак эффекта меняется на противоположный) и, с увеличением дозы, вновь нарастает (Бурлакова Е.Б., 1999;

Конопля Е.Ф., 2003). Подобные зависимости характерны вообще для слабых и сверхслабых воздействий любой природы на живые системы (Галль Л.Н., 2009). В случае низкодозовых ионизирующих излучений у млекопитающих возникают немонотонные изменения в скоростях протекания биохимических процессов клеточного метаболизма критических систем И' активируются- функции в органах и тканях, компенсирующие возникающие нарушения (Фиалковская Л.А., 2009).

Среди новых техногенных факторов окружающей среды ионизирующей и неионизирующей природы все большую роль и значение приобретают импульсные и импульсно-периодические электромагнитные излучения. Помимо традиционных источников, использующихся во многих современных системах связи, радионавигации и радиолокации, к настоящему времени разработаны генераторы, импульсно-периодического рентгеновского и импульсно-периодического электромагнитного излучения. В последние несколько десятилетий были разработаны и начали использоваться для различных научных и технических целей релятивистские сверхвысокочастотные (СВЧ) генераторы мощных электромагнитных импульсов наносекундной длительности (Коровин С.Д., 1996; Лонин Ю.Ф., 2008). Влияние, оказываемое такими излучениями, на живые системы, может оказаться значительным (Яблоков А.В., 1998; Большаковым.А., 2002; СИетепэ Ы.К., 2004; Григорьев Ю.Г., 2005; Литвяков Н.В., 2005, 2006), поскольку при импульсно-периодическом режиме модуляции интенсивность в импульсе будет достигать очень высоких значений- энергии и при длительностях импульса порядка десятков наносекунд и плотности потока мощности порядка нескольких киловатт на квадратный сантиметр (КПтоу АЛ., 2008). Воздействие импульсно-периодическим микроволновым излучением (ИПМИ) может оказаться специфичным из-за очень высокой напряжённости электрического поля, достигающего значений мегавольт на метр. Кроме того, разработаны генераторы импульсно-периодического рентгеновского излучения (ИПРИ), генерирующие импульсы длительностью от единиц до десятков наносекунд, в дозах от 10 мкГр до единиц мГр за импульс при частотах повторения от единиц до ста импульсов в секунду (Артемов К.П., 2004). Такие излучения характеризуются, тем, что доза излучения в импульсе велика, в то время как средняя за экспозицию доза не велика, остается в пределах диапазона малых доз и поэтому биологическое действие может быть достаточно специфическим.

Использование источников ИПМИ и ИПРИ будет нарастать, и соответственно, будет увеличиваться вероятность попадания под влияние таких излучений живых организмов, в том числе и человека. Поэтому необходимо знать степень возможного неблагоприятного влияния. Кроме того, в настоящее время изучается возможность использования ИПМИ и

ИПРИ в медицине, прежде всего в онкологии (Литвяков Н.В., 2006; Булдаков М.А., 2006; Buldakov М.А., 2008) и биотехнологиях (Bolshakov М.А., 2000; Лонин Ю.Ф., 2008). Таким образом, для решения обеих задач необходимо знание физически корректных механизмов и общих закономерностей биологического действия ИПМИ и ИПРИ. Не исключено, что они будут аналогичны механизмам и закономерностям, установленным для низкоинтенсивных модулированных ЭМИ (Adey W.R'., 1981-1996; Григорьев Ю.Г., 19962005; Большаков-М.А., 2001), но это требует специального экспериментального изучения. В ранее проведенных исследованиях было показано, что воздействие ИПМИ влияет на развитие дрозофилы, удельную скорость роста кишечной палочки Е. Coli и плесневого грибка Fusarium (Большаков М.А., 2000), сократительные свойства- миокарда и электрическую активность нейронов (Pakhomov A.G., 2000), пролиферацию опухолевых клеток (Rostov V.V., 2004, 2006; Litvyakov N.V., 2005). Кроме того, воздействие ИПМИ и ИПРИ изменяет некоторые биохимические показатели крови облученных крыс, свидетельствующие о влиянии излучений' на печень (Коровин М.С., 2004). При* этом характер взаимодействия печени и периферической крови в реакциях на воздействие ИПРИ и ИПМИ до сих пор не ясен.

Имеются данные о том, что воздействие мощными микроволновыми импульсами или импульсами рентгеновского излучения наносекундной длительности значимо влияет на печень и изменет параметры её функционирования. Эти данные свидетельствуют о более высокой чувствительности печени к импульсно-периодическому режиму воздействия рентгеновского и микроволнового излучений малой мощности, в сравнении с непрерывным (Коровин М.С., 2004). Однако, до настоящего времени влияние излучений на печень оценивалось по общепринятым биохимическим показателям крови, косвенно отражающим метаболическое состояние печени.

Доступными и информативными объектами при исследовании излучений на организм могут служить клетки крови (Длусская И.Г., 1993). По мнению некоторых ученых, электромагнитное излучение нетепловых интенсивностей способно индуцировать структурные перестройки в мембранах эритроцитов (Cleary S.F., 1982; Девятков Н.Д., 1991; Badzhinian S.A., 2002). Более того, мембраны клеток крови, циркулирующих в капиллярном русле, меняя свои барьерные свойства при действии излучения, могут оказывать регуляторное действие на весь организм в целом и на отдельные органы (Преснухина Н.Г., 2003, 2005).

Одним из общепринятых механизмов биологического действия ионизирующих излучений является представление о генерации активных форм кислорода (АФК) и запуске процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и белков (Акоев И.Г. 2002; Е.Б.

Бурлакова, 2001; Михайлов В.Ф., 2003; Мазурик В.К., 2005). Поэтому не исключено, что импульсно-периодические излучения способны реализовать свое влияние в том числе по этой схеме. По мнению некоторых авторов (Halliwell В., 1994, 2006, 2007; Михайлов В.Ф., 2003; Мазурик В.К., 2005), радиационно индуцированные изменения окислительно-восстановительного гомеостаза в живых системах начинаются сразу, с момента передачи энергии излучения биоорганическим молекулам. В результате образуются активные формы- кислорода (и другие окислительные радикалы) способные запускать процессы окислительной модификации липидов и белков. Поэтому целесообразно исследовать I динамику изменения содержания АФК в облученных клетках и тканях- и идентифицировать типы АФК, образующиеся* при действии этих излучений. Известно также, что в формировании эффектов и реакций на влияние излучений существенную роль играют биологические мембраны (Казаринов К.Д:, 2008). Структурные изменения мембраны* могут изменять её некоторые функциональные характеристики, в том числе и параметры электропроводности (Исмаилов Э.Ш., 1998; Озерова- Е.С., 2006) и по изменению электрических характеристик клеток можно судить о физиологическом состоянии клеточных и субклеточных мембран после воздействия ИПРИ и ИПМИ.

Поэтому целью исследования было изучение реализации окислительных процессов в печени и* крови после кратковременного воздействия' наносекундных импульсно-периодичексих электромагнитных излучений (микроволнового и рентгеновского).

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследовать окислительные процессы в печени и крови мышей после воздействия наносекундных импульсно-периодических микроволнового и рентгеновского излучений.

2. Изучить содержание активных форм кислорода в гепатоцитах мышей и митохондриях из гепатоцитов после воздействия;

Научная новизна.

Впервые исследованы окислительные процессы в печени и крови мышей после воздействия наносекундных импульсно-периодических микроволнового и рентгеновского излучений. Обнаружено изменение уровня продуктов ПОЛ и карбонилированных белков в печени и крови облученных мышей, которое сохранялось до 72 часов после воздействия.

Величина и направленность изменения всех изученных показателей определяется частотой повторения- импульсов, интенсивностью/дозой, а так, же природой воздействующего электромагнитного фактора и объекта.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Положения, выносимые на защиту.

Петербург, 2009); «Биология 21 век» (Пущино, 2009); «17th IEEE International pulsed power conference» (Washington, 2009); IV Всероссийской конференции молодых ученых «Материаловедение, технологии и экология в третьем тысячелетии» (Томск, 2009); конференции посвященной 120-летию кафедры физиологии ТГУ (Томск, 2009); XVI Международной научно-практической конференции студентов и молодых учёных «Современные техника и технологии» (Томск, 2010); V научно-практической конференции «Медицинские и экологические эффекты ионизирующего излучения» (Северск-Томск, 2010); 21 Съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Калуга, 2010); 16th International Symposium on High-Current Electronics (Tomsk, 2010); VI Съезде no радиационным исследованиям (Москва, 2010).

Работа выполнялась при поддержке гранта РФФИ № 09-02-99014-рофи «Разработка малогабаритного низкодозового импульсно-периодического источника рентгеновского излучения с большим ресурсом работы для медико-биологического использования», проекта АВЦП № 2.1.1/2777 «Исследование возможности управления клеточными процессами с помощью наносекундных импульсно-периодических излучений (рентгеновского и микроволнового)» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010)» и гранта фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе «У.М.Н.И.К.» государственный контракт № 7058р/9654 от 01 июля 2009 г «Разработка метода стимуляции ранозаживления посредством наносекундного импульсно-периодического микроволнового излучения».

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Жаркова, Любовь Петровна

выводы

1. После однократного кратковременного воздействия импульсно-иериодическими электромагнитными излучениями на мышей наблюдается амбивалентное изменение динамики окислительных процессов в печени и крови на протяжении 72 часов в зависимости от частоты повторения импульсов и интенсивности/дозы.

2. Содержание супероксиданиона в печени не изменяется, а уровень перекиси водорода в гепатоцитах и их митохондриях повышается или понижается в зависимости от параметров воздействия. Электрическое сопротивление печени после воздействия ИПРИ понижается вдвое. Воздействие ИПМИ и ИПРИ не оказывает влияния на импеданс цельной крови и эритроцитов, но способно снижать или повышать импеданс лейкоцитов в зависимости от параметров воздействия.

4. Наиболее эффективно инициирует окислительные процессы в печени и крови воздействие импульсно-периодических микроволнового излучения с частотами повторения 13 и 25 имп/с и рентгеновского излучения с частотами повторения 10, 13, 16 и 25 имп/с.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Некоторые закономерности реализации окислительных процессов в печени и крови после кратковременного воздействия наносекундных ИП ЭМИ

Общую реакцию биологического объекта на радиационное, в том числе и электромагнитное, воздействие предлагается условно разделить на ряд стадий: биофизическую, биохимическую, на которых реализуются первичные механизмы влияния, и физиологическую, которая запускает реакции целого организма (Давыдов Б.И., 1984). Учитывая, что при импульсно-периодическом режиме генерации наносекундного микроволнового излучения интенсивность в импульсе будет достигать очень высоких значений плотности потока мощности - порядка нескольких киловатт на квадратный сантиметр (С.П. Бугаев, 1996; А.1. КИтоу, 2008), можно предположить существование ряда первичных механизмов влияния ИПМИ на организм: избирательный нагрев клеточных структур, возникновение тепловых потоков, формирование механических (акустических) волн вследствие мгновенного теплового расширения объекта, влияние поля- высокой напряженности на свободные заряды биополимеров, возбуждение колебательных и вращательных степеней свободы некоторых полярных макромолекул и частично связанных молекул воды, и, как следствие, изменение их активности, приводящее к изменениям протекания физиологических процессов в организме (Тяжелов В.В., 1983; МиБакЬапуап V., 2007; Кудряшов Ю.Б., 2008).

При воздействии применявшегося в работе ИПРИ доза в импульсе велика (2 мР в имульсе), в то время как накопленная за экспозицию доза (80 мГр) не превышала диапазона малых доз (до 100 мГр, Бурлакова Е.Б., 1999; Богданов И.М., 2005). По этой причине биологическое действие такого излучения может напоминать действие малых доз не импульсной радиации, но специфически зависеть от частоты повторения импульсов. Эффект рентгеновского излучения с импульсно-периодическим режимом генерации может быть обусловлен тем, что за время действия импульса в облучаемом объекте реализуются физическая и физико-химическая стадии превращений, в результате чего появляются разнообразные активные продукты, ионы и радикалы с широким спектром химических свойств (Кудряшов Ю.Б., 2004). Последующая, химическая стадия, длящаяся 10"6 — 10'3 с, реализуется во время между импульсами. Именно в этот момент времени ионы и радикалы взаимодействуют друг с другом и окружающими молекулами, формируя структурные ' повреждения различного типа. В течение экспозиции импульсно-периодического излучения вышеупомянутые процессы многократно повторяются, тем самым усиливая структурные изменения в биологическом объекте. Возможно, именно по этой причине импульсно-периодический режим воздействия оказывает более сильное влияние на биообъекты при сопоставимых дозах (Литвяков Н.В., 2006; Большаков М.А., 2007). После воздействия инициируются реакции физиологической стадии, т.е. на уровне тканей, органов, систем органов и целого организма.

Сложная нелинейная дозовая зависимость эффекта ИПРИ, характерная для биологического действия ионизирующих излучений при малых дозах (Бурлакова Е.Б., 1999, Фиалковская Л.А., 2009), указывает на существование общего механизма влияния не импульсных рентгеновских излучений и ИПРИ. Одним из вариантов такого влияния является развитие окислительной модификации биополимеров, вследствие чего будут наблюдаться изменения в функционировании тканей, органов и систем организма. В случае облучения ИПМИ и ИПРИ печени мышей наблюдается изменение свободнорадикальных процессов не только в печени, но и в крови облученных животных. После воздействия ИПМИ и ИПРИ с частотой повторения 13 имп/с динамики содержания окисленных липидов в двух различных тканях облученного организма оказались скоррелированы, что указывает на прямое • влияние наносекундных импульсно-периодических излучений на печень, а через неё - на систему крови. В меньшей степени, были скоррелированы динамики содержания карбонилированных белков после всех воздействий, а так же липидов после облучения с другими режимами. В последнем случае динамики показателей для двух тканей были слабо скоррелированы, и это может означать, что изменения показателей окислительной модификации липидов и белков в крови может быть обусловлено как реакциями непосредственно самой крови, так и влиянием на кровь со стороны других физиологических систем облученного организма.

Результаты проделанной работы позволили установить, что эффекты наносекундных импульсно-периодических микроволнового и рентгеновского излучений определённым образом зависят от частоты повторения импульсов. Возможно, что реакции печени на такие кратковременные низкоинтенсивные воздействия как раз и обусловлены чувствительностью этого органа к импульсно-периодическому характеру воздействия. Печень считается радиоустойчивым органом и значимые реакции этого органа на непрерывное рентгеновское излучение наблюдаются начиная с 4 Гр (Лицкевич Л.А., 1991; Боровикова Г.В., 1991), Ранее зависимость эффектов от частоты модуляции и интенсивности воздействия была обнаружена так же целым рядом исследователей для низкочастотных электрических, магнитных и модулированных радиочастотных излучений (Adey W.R., 1980, 1981; Григорьев Ю.Г., 1995, 1999; Bol'shakov М.А., 2000, Коровин М.С, 2004), а позже для рентгеновского излучения (Bol'shakov М.А., 2000; Buldakov М.А. 2004; Rosvov V.V., 2004; Литвяков Н.В!, 2006). Впервые работами школы Эйди было показано, что эффект модулированного ЭМИ реализуется в определенном интервале частот и интенсивностей, так называемых, частотном и энергетическом «окнах» (W.R. Adey, 1981), воздействие в пределах «окна» характеризуется высокой биологической активностью. Рассматривая эффекты влияния ИПМИ и ИПРИ, исследованные в настоящей работе и зависящие от частоты повторения импульсов, можно допустить, что механизмы их формирования аналогичны тем, которые исследовал Эйди, и, скорее всего, именно использованные частоты повторения импульсов будут ответственны за формирование эффектов влияния »при относительно низких интенсивностях ИПМИ и малых дозах ИПРИ: Поскольку наблюдавшиеся величины эффектов, прежде всего ИПМИ, чаще всего не были пропорциональны частоте повторения импульсов и, соответственно, УПМ, это указывает на нетепловой или не только тепловой механизм влияния ИПМИ.

Как было отмечено выше, на окислительную модификацию липидов и белков в печени и крови облученных животных могло влиять изменение уровня АФК после облучения. Известно, что ключевую роль в инициации ПОЛ играет образование разных активных форм кислорода (L. Marnet, 2002; М. Кос, 2003), в первую очередь супероксиданиона кислорода и пероксида водорода (Скулачев В.П., 2001; Болдырев A.A., 2003), превращающихся в последствии в наиболее активный и короткоживущий гидроксид радикал (ОН*) (В.И. Кулинский, 1999; Владимиров-Ю.А., 2000). Будучи небольшой-по размеру незаряженной частицей, он способен проникать в толщину гидрофобного липидного слоя и вступать в химическое взаимодействие с полиненасыщенными жирными кислотами (Владимиров Ю.А., 2000). Как показали эксперименты, динамика содержания супероксиданиона в печени не изменялась после облучения как ИПМИ, так и ИПРИ при всех исследуемых частотах. Это возможно благодаря' тому, что печень обладает мощной АОС, которая способна перерабатывать большое количество АФК любого типа. Следовательно, супероксиданион не мог быть радикалом-иницииатором перекисной модификации липидов в печени. Не исключено, что супероксиданион превращается в пероксид водорода под действием супероксиддисмутазы, что и было уточнено. Оказалось, что уровень перекиси в гепатоцитах существенно понижается после облучения ИПМИ с пППМ 1500 Вт/см2, но увеличивается после воздействия с пППМ 700 Вт/см2. Воздействие ИПРИ незначительно повышает или понижает уровень перекиси. Снижение уровня перекиси может быть обусловлено образованием из неё гидроксил радикалов в реакции Фентона (Fridovich I., 1998; Halliwel В., 2006). Этот продукт обладает высокой способностью к окислительной модификации любых молекул и, не исключено, что наблюдавшееся окисление липидов и белков происходили именно с участием короткоживущего (~Ю"10с) гидроксил радикала. К сожалению, в проведенной работе, по методическим причинам, не было возможности определить содержание этой АФК.

Воздействие на митохондрии ИПМИ и ИПРИ не сопровождается увеличением содержания перекиси в них (за исключением ИПРИ с частотой повторения 25 имп/с), а наоборот снижает его. Это позволяет предположить, что роль пероксида водорода и образуемых из него АФК, при функционировании митохондрий, в окислительной модификации липидов и белков в облученном организме не должна быть велика. Тем не менее, для вариантов воздействия, которые повышают уровень перекиси в суспензии митохондрий (ИПРИ 25 имп/с), можно говорить о значимом вкладе митохондриального пероксида водорода в окислительную модификацию биополимеров клетки.

В случае окислительной модификации1 молекулярных компонентов клеточных мембран должны меняться физико-химические свойства мембран, в частности, электрическое сопротивление, ёмкость и импеданс клеточных мембран. Относительно ИПМИ изменение сопротивления печени вследствие развития перекисного окисления в мембранах возможно при использовании больших интенсивностей (до 50 Вт/кг), но, как показано в данной работе, ИПМИ с меньшей УПМ (4-17 Вт/кг) не оказывает значимого влияния на сопротивление изолированной печени, измеренное как в диапазоне а-, так и в диапазоне Р-дисперсии. Это означает, что ИПМИ с УПМ 4-17 Вт/кг не влияет ни на процессы, происходящие вне клеток (в ткани), ни на клеточную мембрану. Воздействие 4000 импульсов ИПМИ с еще меньшей интенсивностью (до 12 Вт/кг) не изменяет импеданс суспензии эритроцитов, но увеличивает импеданс цельной крови и культуры лейкоцитов. Таким образом, влияние ИПМИ на электропроводность клеток нельзя связывать с запуском ПОЛ в мембране, поскольку полученные данные свидетельствуют об уплотнении и упрочнении структуры мембраны, которое, опираясь на модель Эйди (1981), можно объяснить уплотнением двойного электрического слоя на поверхности мембран под действием электромагнитного поля.

После воздействия ИПРИ снижается сопротивление печени, измеренное в области р-дисперсии, но не изменяется в области а-дисперсии. Это может быть связано с тем, что такое воздействие влияет на состояние мембран облученных гепатоцитов, но не изменяет состояние межклеточной жидкости. Не исключено, что в основе такого действия лежит запуск процессов ПОЛ в мембранах гепатоцитов. Воздействие ИПМИ и ИПРИ на изолированные митохондрии сопровождается снижением импеданса, что может быть свидетельством изменения проницаемости мембраны митохондрий для различных ионов. При этом при снижении импеданса изменяться может как входящий ток ионов, так и выходящий. Воздействие ИПМИ с наименьшей из использованных интенсивностей (100 Вт/см2) приводит к занчимому увеличению оптической плотности суспензии митохондрий. Это может быть связано с выходом элктролитов из митохондриального матрикса и сокращением объема митохондрий. Воздействие ИПРИ с дозой 12 мГр так же увеличивало оптическую плотность суспензии митохондрий (рисунок 36, а). Такой эффект согласуется с установленным фактом снижениям полного сопротивления переменному току (импеданса) суспензии, митоходрий, облученных с аналогичным режимом (рисунок 33,а). В противоположность этому ИПРИ с большими дозами (44 и 80 мГр) при всех частотах повторения импульсов снижало оптическую плотность облученной суспензии на 10% (рисунок 36, б,в). Из этого следовало, что и после воздействия с подобными режимами мембрана митохондрий повышает свою проницаемость, и потоки ионов * устремляются в матрикс митохондрий, вслед заг ними поступает вода и митохондрии набухают.

Воздействие ИПРИ не изменяет импеданс цельной крови и суспензии эритроцитов. Однако облучение культуры лейкоцитов ИПРИ приводит как к росту, так и к снижению импеданса в зависимости от частоты повторения* импульсов и дозы. Наличие разнонаправленных эффектов ИПРИ с разными режимами может быть связан с реализацией- по меньшей мере двух противоположно действующих механизмов под действием ИПРИ. Повышение импеданса культуры лейкоцитов может быть объяснено уплотнением двойного электрического слоя (аналогично ИПМИ) (W.R. Adey, 1980), а снижение - запуском ПОЛ и нарушением целостности мембраны (Челидзе Т.Л., 1974). Все изложенное выше свидетельствует о существовании разных механизмов формирования эффектов исследованных излучений на мембраны клеток. Результаты^ по влиянию ИПМИ и ИПРИ на кровь и её отдельные компоненты in vitro, позволяют предположить, что при облучении организма будут измененяться физико-химические и соответственно функциональные свойства клеток крови. Предположительно, эти изменения будут отражаться на соотношении разных типов лейкоцитов в- крови. Оказалось, что облучение ИПМИ не влияет на образование новых лейкоцитов, но подавляет элиминацию зрелых и наиболее физиологически активных нейтрофилов из кровеносного русла, тем самым повышая адаптивные возможности организма через 24 часа после облучения. На соотношение остальных компонентов лейкоцитарной формулы ИПМИ и ИПРИ не влияли.

Как уже отмечалось выше, эффекты ИПМИ и ИПРИ, наблюдаемые на разных уровнях организации облучаемых объектов, зависели сложным образом как от интенсивности/дозы воздействия, так и от частоты повторения импульсов. Считается, что частота повторения импульсов является важнейшим биотропным фактором (Adey W.R., 1980, 1981; Григорьев Ю.Г, 1998, 2000; Большаков М.А, 2000, 2001, 2005). Поэтому отдельно был проведен анализ зависимости полученных эффектов от частоты повторения импульсов. Оказалось, что однократные кратковременные воздействия ИПМИ и ИПРИ способны оказывать влияние на организм животного и на клеточные и субклеточные культуры, которое может проявляться как непосредственно после воздействия, так и сохраняться в течение продолжительного времени. Возействия. с разными частотами повторения импульсов оказались неодинаково »эффективными с точки зрения величины и выраженности биологической реакции. Наиболее эффективной частотой ИПМИ оказались 13 и 25 имп/с, ИПРИ - 10, 13,16 и 25 имп/с.

В ходе исследования выяснилось, что однократные кратковременные воздействия ИП ЭМИ способны оказывать влияние на организм животного, его клетки и клеточные процессы, результат облучения может проявляться как непосредственно после воздействия (например, повышение или понижения уровня перекиси водорода в гепатоцитах и их митохондриях; снижение импеданса, набухание митохондрий), так и сохраняться'В течение продолжительного времени (например, повышение или понижение уровня ПОЛ и карбонилированных белков в печени и крови в течение 72 часов после воздействия). Выявленные в ходе исследования эффекты были* разнонаправленными или реализовались со знакопеременными динамиками, что зависело от режима воздействия ИП ЭМИ. Такие формы реагирования могут означать, что воздействие наносекундными импульсно-периодическими излучениями влияет как минимум на два одновременно протекающих процесса, но противоположных по своему регулирующему влиянию на клеточные процессы. Они могут иметь разные чувствительность к воздействию и кинетику реагирования. Поэтому, соотношение таких процессов в формировании оцениваемого эффекта будет определять его величину и направленность (рисунок 40).

Динамика протекания окислительных процессов- в принципе иллюстрировала все варианты реагирования (А, Б и В). Это определялось соотношением, про- и антиоксидантных процессов. Необходимо обратить внимание на вариант Г, поскольку он отображает отсутствие реакции по регистрируемому параметру. В приведенной работе было обнаружено отсутствие эффектов влияния практически по всем показателям после воздействия ИПМИ и ИПРИ с некоторыми режимами. Это может означать, что мишени влияния, ответственные за формирование эффекта компенсируют друг друга в условиях, когда физиологическая система или клетка реально подвергается воздействию и расходует свои* ресурсы. В такой ситуации влияние ИПМИ и ИПРИ на эти мишени может быть зарегистрировано по другому показателю. я 3 и о я и 1> О. время время

3 Ж и

Г" л П

Я и е- й

О П

Я я

0 О

О* с время время

Рисунок 40 - Варианты реагирования облучаемой системы на воздействие ИПМИ и ИПРИ. А - вариант, когда после воздействия регистрируется снижение показателя, Б -вариант, когда после воздействия регистрируется увеличение показателя, В - вариант воздействия, при котором динамика изменения регистрируемого показателя знакопеременна, и через некоторое время возвращается к исходному состоянию, Г — варианты, когда после воздействия показатель не изменяется, хотя воздействие оказывается на два протвоположных процесса и в организме возникает напряжение. Темная и светлая стрелки обозначают степень регулирующего влияния противоположных процессов на регистрируемый показатель.

Такие формы реагирования могут означать, что воздействиее ИПМИ или ИПРИ влияют как минимум на два одновременно протекающих процесса, но противоположных по своему регулирующему влиянию на клеточные процессы. Они могут иметь разные чувствительность и кинетику реагирования. Соотношение таких процессов в формировании оцениваемого эффекта будет определять его величину и направленность. Ранее такие формы реагирования были описаны для воздействия радиочастотного излучения и повышенной температуры на электрическую активность нейронов моллюсков (Большаков М.А., 2002). Аналогичные формы реагирования, в том числе и колебательный характер, были обнаружены в работе Булдакова М.А. (2009) при исследовании влияния ИПМИ и ИПРИ на опухолевые клетки и клетки селезенки. Таким образом, разнонаправленые эффекты ноносекундных импульсно-периодических микроволнового и рентгеновского излучений или реализация знакопеременной динамики свидетельствуют о том, что характер реагирования на такие воздействия не выходит за общебиологические рамки.

На основании результатов, полученных в работе, а так же данных литературы, можно представить обобщенную схему механизмов реализации биологического действия ИПМИ и ИПРИ' (рисунок 41).

Реализация эффектов воздействия ИПМИ. и ИПРИ, по-видимому, может осуществляться по нескольким механизмам. По механизму, предложенному W.R. Adey (1980,1981) облучение может влиять на связывание ионов кальция с полианионным слоем мембран (рисунок 41), в результате чего изменяется микроокружение рецепторов и, соответственно, их функционирование. По мнению Эйди связывание ионов кальция с полианионным слоем имеет кооперативный характер и происходит с частотами единицы-десятки герц. Поэтому внешнее воздействие с частотами, близкими к частотам обратимого связывание кальция, будет инициировать изменение состояния гликокаликса. Модель Эйди в настоящее время остается одной из наиболее убедительно объясняющих зависимость эффектов воздействия от частоты модуляции или повторения импульсов.

Облучение ИПМИ и ИПРИ приводит к изменению уровня АФК в клетках и митохондриях. В случае повышения их уровня, они инициируют окислительную модификацию липидов и белков в цитоплазме и клеточных мембранах. При этом, может запускаться процесс ПОЛ, и, по-мнению Кудряшова Ю.Б. (2001), сопровождаться изменением микровязкости липидного матрикса, в результате чего будет происходить ди-или полимеризация рецепторов (рисунок 41), изменяться их активность и передача сигналов в клетку. Кроме того, увеличение или уменьшение содержания АФК в клетке может влиять на сигнальные пути, которые включают в себя эти молекулы (D.P. Jones, 2008). Поэтому, воздействие ИПМИ или ИПРИ может способствовать запуску или выключению такого сигнального пути в клетке, приводящее к некоему измененному физиологическому ответу (рисунок 41), или же способствовать развитию окислительного стресса (D.P. Jones, 2008). К изменению функционирования мембран и сигнальных путей в клетке так же может приводить нарушение баланса про- и антиоксидантной системы в клетке в сторону избыточного содержания АФК и окислительно модифицированных продуктов (Мазурик В.К., 2003). В случае усиления процессов перекисного окисления липидов мембран гепатоцитов не исключено локальное повреждение этих мембран, что может быть причиной деструктивных сдвигов морфологии печени (Большаков М.А., Иванова Л.А., 2005) и выхода глюкозы и белка из печени в кровь (Коровин М.С., 2004).

ИПРИ шми

Морфологические и биохимические реакции клеток, в частности, гепатоцитов

Рисунок 41 - Схема возможных механизмов влияния ИПМИ и ИПРИ, основанная на результатах проведенной работы и данных литературы (Adey W.R. 1980; Коровин М.С., 2001; Мазурик В.К., 2003; Кудряшов Ю.Б., 2004; Большаков М.А., 2005; D.P. Jones, 2008)

Баланс про- и антиоксид антных процессов

Запуск процессов ПОЛ в печени, как было показано в разделе З.1., может сопровождаться изменением метаболической функции печени, как показано в работах Коровина М.С. (2004) и Большакова М.А. (2005), а так же серьезными морфологическими изменениями печени (Большаков М.А., Иванова Л.А., 2005). Все это может привести к нарушению ряда функций печени, например способности к синтезу ферментов и депонированию витаминов, микроэлементов, а так же детоксикации вредных веществ.

Увеличение уровня карбонилированных белков в крови свидетельствует об окислительном повреждении белков крови, в том числе альбуминов и глобулинов. Это будет сопровождаться утратой их функций, прежде всего транспорта гормонов, витаминов, ферментов и других биологически активных веществ, кроме того возможно изменение свертываемости крови и снижение иммунитета (в случае окисления иммуноглобулинов). О возможности влияния на иммунные свойства крови указывают данные о влиянии на мембраны лейкоцитов и соотношение зрелых и молодых форм нейтрофилов после воздействия ИПМИ. Неисключеио так же влияние этих излучений на дыхательную (газопереносящую) функцию крови, поскоьку воздействие ИПМИ и ИПРИ оказывали влияние на емкость эритроцитов.

Таким образом, однократное кратковременное воздействие наносекундными ИПМИ и ИПРИ на клетки, ткани и организм мышей способно инициировать целый ряд реакций на разных уровнях организации, характер и величина которых зависят от частоты повторения импульсов и интенсивности/дозы воздействия. Полученные результаты приблизили к пониманию реальности биологической эффективности действия наносекундных импульсно-периодических излучений. Особенно это касается рентгеновского излучения, биологическое действие которого до начала выполнения этою работы практически не изучалось.

Результаты, полученные в данной работе, могут иметь реальное практическое значение, по-видимому, в двух аспектах: а) при усовершенствовании гигиенических и экологических нормативов безопасного действия радиочастотных излучений, б) с точки зрения возможности использования ИПМИ и ИПРИ в медицинской практике.

В основе гигиенических критериев оценки вредности и опасности воздействия электромагнитных излучений (неионизирующих и ионизирующих) лежат предельные допустимые уровни (ПДУ) фактора. До настоящего времени действующие гигиенические нормативы как в России, так и во всем мире, основаны лишь на регламентации энергетической нагрузки, слагаемой из интенсивности и длительности контакта с излучением, и не позволяют распространить ПДУ на условия воздействия полей и излучений со сложными физическими характеристиками (Григорьев Ю.Г., 1999). Исследования действия модулированного ЭМИ, проведенные рядом ученых (Григорьев Ю.Г., 1999; Большаков М.А., 2001) и дополненные результатами данной работы, ставят вопрос об учете особенностей биологического действия микроволн с различными режимами модуляции в разработке гигиенических норм электромагнитного воздействия. До сих пор в современных нормативах не учитывается такой параметр, как частота повторения импульсов (СанПиН 2.2.4/2.1.8.989-00). Хотя при воздействии на пациентов немодулированного излучения медицинских аппаратов ПДУ не регламентируются, поскольку уровни и продолжительность терапевтического воздействия определяются необходимым лечебным эффектом, тем не менее, ПДУ для» людей в случае воздействия продолжительностью не более 20 минут предписывает интенсивность не выше 1000 мкВт/см2 (СанПиН 2.2.4/2.1.8.989-00). Аналогично прописаны регламенты безопасного действия (СанПиН 2.6.4.802-99), согласно которому уровни безопасного воздействия для ионизирующих излучений составляют 20 мГр в год, но они также не учитывают импульсный характер, который, как оказалось, более эффективен (Большаков М.А., 2001; Литвяков Н.В., 2005). Поэтому полученные данные делают актуальным при разработке и усовершенствовании гигиенических и экологических норм безопасного действия электромагнитных и акустических факторов учитывать их импульсный характер и зависимость от частоты повторения импульсов, особенно это касается ИПМИ и ИПРИ, имеющих высокие пиковые значения интенсивности или дозы в импульсе при малых средних значениях. Использование наносекундных импульсно-периодических источников излучения будет нарастать, и соответственно, будет увеличиваться вероятность их действия на живые организмы, в том числе и человека, по тем или иным причинам оказывающихся в зоне их действия. Поэтому существует важная необходимость знать степень возможного неблагоприятного влияния.

Одной из важных и перспективных областей использования ИПРИ является терапия злокачественных новообразований. Относительно недавно стало известно, что воздействие низкодозового ИПРИ с частотами повторения импульсов в диапазоне 8-22 имп./с эффективно ингибировало пролиферацию опухолевых клеток (Litvyakov N.V. et al., 2005; Булдаков М.А., 2009). С точки зрения возможного применения ИПРИ для ингибиции злокачественных образований необходимо понимание общих механизмов действия ИПРИ на процессы пролиферации как опухолевых, так и нормальных клеток (Frei M.R., 1998). Существующие в настоящий момент данные свидетельствуют о высокой перспективности возможного использования ИПРИ в медицине в качестве фактора воздействия для подавления роста клеток при лучевой терапии злокачественных новообразований.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Жаркова, Любовь Петровна, Томск

1. Артемов К. П., Ельчанинов А. А., Кутенков О. П., Ростов В. В., Турчановский И. Ю. Импульсно-периодический источник рентгеновского излучения // Приборы и техника эксперимента. 2004. — №5. - С. 67-68.

2. Афанасьева Е.А. Неспецифические показатели иммунной защиты при стрессе у спортсменов // Научно-теоретический журнал Ученые записки. 2007. - №4(26). - С.7-13.

3. Африканова Л.А., Григорьев Ю.Г. Влияние электромагнитного излучения различных режимов на сердечную деятельность (в эксперименте) // Радиационная биология. Радиоэкология. 1996. Т.36. -№ 5. - С. 691-699.

4. Барабой В. А., Орел В. Э., Карнаух И. М.Перекисное окисление и радиация. Киев. -1991. - С.19-27.

5. Белоус О.И., Емец Б.Г., Малахова В.А., Носатов A.B., Сиренко С.П., Фисун А.И, Алмазова Е.Б. Роль КВЧ в повышении биологической активности крови // Радиофизика и электроника, 2008. Т. 13. - №3. - С.556-561.

6. Бецкий О. В., Лебедева Н. И. Применение низкоинтенсивных миллиметровых волн в биологии и медицине / Бецкий О. В., Лебедева Н. И. // Биомедицинская радиоэлектроника. 2007. - № 8-9. - С.6-25.

7. Биленко М.В. Ишемические и реперфузионные повреждения органов(молекулярные механизмы). М: Медицина 1989 -267с.

8. Богданов И.М., Сорокина М.А., Маслюк А.И. Проблема оценки эффектов воздействия «малых» доз ионизирующего излучения. 2005. - №2. - С.145-151.

9. Болдырев А. А. Карнозин. Биологическое значение и возможности применения в медицине. М.: Изд-во МГУ. - 1998; - С. 199-142.

10. Болдырев A.A. Роль активных форм кислорода в жизнедеятельности нейрона. // Успехи физиологических наук. 2003 - Т.34 - №3 - G.21-34.

11. Болтовская В.В. Морфогенез глубокой ожоговой раны в условиях применения низко интенсивного электромагнитного излучения // Вестник СамГУ. Естественнонаучная серия. -2006. -№6(1). С.212-219.

12. Большаков М.А. Физиологические механизмы действия радиочастотных электромагнитных излучений на биообъекты разных уровней организации: Диссертация . доктора биологических наук: 03.00.13 / Сибирский государственный медицинский университет. 2002. - 319с.

13. Большаков М.А., Князева И.Р., Евдокимов Е.В. Эффект воздействия ЭМИ 460 МГц на эмбрионы дрозофил на фоне повышенной температуры // Радиационная биология. Радиоэкология. 2002. - Т.42. - № 2. - С. 206-209.

14. Большаков М.А., Князева И.Р., Линдт Т.А., Евдокимов Е.В. Воздействие импульсно-модулированного низкими частотами ЭМИ 460 МГц на эмбрионы дрозофил.// Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. - Т.41. - №4 - С. 399-402.

15. Большаков М.А., Либрихт O.K., Князева И.Р., Ельчанинов A.A., Климов А.И., Ростов В.В. Продолжительность жизни и фертильность дрозофилы после импульсно-периодического рентгеновского облучения на постэмбриональных стадиях развития //

16. Радиационная биология. Радиоэкология. 2007. - Т.47. - №1. - С.22-27.

17. Большаков М.А., Ростов В.В. Клеточные реакции биосистем на импульсно-периодические воздействия техногенного характера // Тезисы докладов YT Сибирского физиологического съезда (Т. II). Барнаул: Принтэкспресс. 2008. — С.48.

18. Борисенко Г.Г., Полников И.Г., Казаринов К.Д. Биологические мембраны -первичные мишени рецепции электромагнитных полей в медико-биологическом эксперименте // Электронная техника. Серия 1. СВЧ-техника. 2007. - №4(492). - С.25-37.

19. Булгакова В.Г., Грушина В.А., Орлова Т.И. Влияние миллиметрового излучения нетепловой интенсивности на чувствительность стафилококка к различным антибиотикам // Биофизика. 1996. -Т.41. -№6. - С. 1289-1293.

20. Булдаков М.А., Литвяков Н.В., Ростов В.В. Влияние импульсного рентгеновского излучения на опухолевые клетки // «Науки о человеке» сборник статей молодых ученых и специалистов / под ред. Л.М. Огородовой, Л.В. Капилевича. Томск, СибГМУ. - 2004 -413с.

21. Бурлакова Е.Б., Голощапов А.Н., Жижина Г.П., Конрадов A.A. Новые аспекты закономерностей действия низкоинтенсивного облучения в малых дозах // Радиационая Биология. Радиоэкология. 1999. - Т.39. - №1. - С. 26-34.

22. Булдаков М.А. Влияние импульсно-периодического неионизирующего и ионизирующего излучений на нормальные и опухолевые клетки: автореферат дис. . кандидата биологических наук: 03.00.13 / Институт физиологии СО РАМН. 2009. - 24с.

23. Бурлакова Е.Б., Михайлов В.Ф., Мазурикин В.К. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. - Т.41. - №5. - С. 489 - 499.

24. Вакс B.JI. Эффектвность образования пероксида водорода и радикалов воды в природе // Препринт ИПФ РАН, Нижний Новгород. №537. - 2000. - 25с.

25. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы в биологических системах // Соросовский образовательный журнал. 2000. - №12. - С.13-19.

26. Воейков В: JI. Благотворная роль активных форм кислорода. // МИС-РГ. 2001'. -№24.-С. 1-5.

27. Гавриш H.H., Давыдов A.A. Численные исследования параметров воздействия электромагнитного импульса электрозарядных установок на биологические объекты.// Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. - Т.41. - №3 -С. 345-346.

28. Галль JI.H., Галль Н.Р. Сверхслабые воздействия- нелинейные явления в живых системах // Труды 5 международного конгресса «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине. 2009. - С.3-9.

29. ГапеевА.Б., Соколов П.А., Чемерис Н.К. Модельный анализ особенностей действия модулированных ЭМП на клеточном уровне при различных параметрах модулирующих сигналов.// Биофизика. 2001. - Т.46. - №4 - С.661-675.

30. Григорьев Ю.Г. Отдаленные последствия биологического действия электромагнитных полей.// Радиационная биология. Радиоэкология. 2000. - Т.40. - №2 -С.217-225.

31. Григорьев Ю.Г. Роль модуляции в биологическом действии электромагнитного излучения.// Радиационная биология. Радиоэкология. 1996. - Т.36- №5 - С.659-669.

32. Григорьев Ю.Г. ЭМП и здоровье населения // Гигиена'и санитария. 2003. - №3 -С.1'4-16.

33. Григорьев Ю.Г., Степанов B.C., Григорьев, O.A. Меркулов A.B. Электромагнитная безопасность человека / Спрвочно-информационно издание. Российский национальный комитет по защите от неионизирующего излучения. — 1999 — 148с.

34. Григорьев Ю.Г., Шафиркин A.B., Васин A.JI. Биологические эффекты микроволнового излучения низкой нетепловой интенсивности (к обоснованию предельно допустимых уровней) // Авиакосмонавтика и экологическая медицина. 2005. - Т.39. -N 4. -С.3-18.

35. Давыдов Б.И., Тихончук B.C., Антипов В.В. Биологическое действие, нормирование и защита от ЭМИ. М.: Энергоатомиздат. - 1984. - С. 175.

36. Данилович Ю.В. Взаимосвязь образования N0 и Н202 и их роль в регуляции ионного гомеостаза клеток // Украинский биохимический журнал. 2001. — Т.73. - №3. -С. 5-21.

37. Даренская Н.Г., Насонова Т.А., Алешин С.Л., Вайнер Е.А., Гринев М.П. Зависимость смертности и продолжительности жизни крыс от дозы излучения и частоты следования импульсов // Радиационная Биология. Радиоэкология. 1997. - Т.37. - №3. - С.328-336.

38. Дас, Д.К. Превращение сигнала гибели в сигнал выживания при редокс-сигнализации Д.К. Дас, Н. Молик Биохимия. 2004. - Т.69. - вып. 1. - С. 16-24.

39. Девятков Н.Д., Голант Н.Б., Бецкий О.В. Миллиметровые волны и их роль в процессах жизнедеятельности. М., 1991.

40. Длусская И.Г., Калинкин C.B., Киселев Р.К., Джеижера Л.Ю. Некоторые биохимические и функциональные показатели состояния организма при многочасовой операторской работе в экстремальных условиях // Физиол. человека. 1993. Т. 19. - № 1. -С.105-111.

41. Дубинина Е.Е. Процессы метаболизма кислорода в функциональной активности клеток. СПб: Медицинская пресса, 2006. 400с.

42. Дубинина Е.Е., Морозова М.Г., Леонова Н.В. и др. Окислительная модификация белков плазмы крови больных психическими расстройствами (депрессия, деперсонализация) // Вопросы медицинской химии. 2004. - № 4. - С.1 -9.

43. Ефимов В.М., В.Ю.Ковалева Многомерный анализ биологических данных. СПб. (изд.2, исправленное и дополненное). 2008. - 86 с.

44. Заводник И.Б., Лапшина Е.А. Влияние объемных диэлектрических свойстви среды на стабильность глобулярных белков и мембран // Биофизика. 1997. - Т.42. -№5. - С. 10351039.

45. Заводник Л.Б., Кравчук П.И. Динамика структурных изменений в печени крыс после однократного воздействия гамма-излучения.// Радиационная биология. Радиоэкология. — 2003. Т.43. - №6 - С.618-624.

46. Ивашкин В.Т., Драпкина О.М. Клиническое значение оксида азота и белков теплового шока // Изд. Дом Геотар-Мед. М: 2001. — С.87.

47. Изюмов Н.М., Линде Д.П. Основы радиотехники. М.: Радио и связь, 1983. 376 с

48. Исмаилов Э.Ш., Хачиров Д.Г., Исмаилова Г.Э., Кудряшов Ю.Б. Механизмы биофизического действия микроволн // Радиационная Биология Радиоэкология. 1998. -Т.38. -№ 6. - С.920-922.

49. Камышников B.C. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика. Справочник. Мн: Интерпрессервис. - 2003. - Т.1. - 495с.

50. Конопля Е.Ф., Верещако Г.Г., Буловатская И.В., Состояние репродуктивной системы и печени у крыс-самцов после фракционированного облучения в малой дозе и у ихпотомства.// Радиационная биология. Радиоэкология. 2003 - Т.43- №2.- С. 221-222.

51. Константиновская С.В. Исследование действия биоцидов (на примере полигексаметиленгуанидинов) на эколого-функциональное состояние водоросли Chlorella Pyrenoidosa. // автореф. дисс. — М: 2006. — 24с.

52. Коровин С.Д. Полевин С.Д. Ростов В.В. Мощные черенковские СВЧ-генераторы на основе сильноточных наносекундных электронных пучков // Известия высших учебных заведений. Физика 1996. - №12 - С.5 - 10.

53. Котеров А.Н. Малые дозы и малые мощности доз ионизирующей радиации: регламентация ^диапазонов, критерии их формирования и реалии XXI века / Котеров А.Н. // Медицинская радиология и радиационная безопасность. — 2009. Т.54. -N 3. - Р.5-45.

54. Красавин, Е.А. Проблема ОБЭ и репарация ДНК. М.: Энергоатомиздат. 1989 192с.

55. Кудряшов Ю.Б. Основные принципы в радиобиологии. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2001 -Т.41 -№5 С.531-547.

56. Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) / Под ред. В.К. Мазурика, М.Ф. Ломанова М.: ФИЗМАТЛИТ. - 2004. - 448с.

57. Кудряшов Ю.Б., Перов Ю.Ф., Рубин А.Б. Радиационная биофизика: радиочастотные и микроволновые электромагнитные излучения / М.: ФИЗМАТЛИТ. 2008. - 184 с.

58. Кулинский В.И. Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул // Соросовский образовательный журнал. — 1999: -№ 1. С. 2-7.

59. Лемешко В.В., Миронова Н.Г. Обратимая криоактивация неспецифической белковой1 поры как один из возможных механизмов криоразобщения и репарации системы окислительного фосфорилирования митохондрий // Проблемы криобиологии, 1993. №3. - С. 14-20.

60. Лонин Ю.Ф. Магда И.И. Сильноточные релятивистские ускорители ИПЭНМУ НИЦ ХФТИ и их применение // Problems of atomic science and technology, 2008. V.5 - P.85-90.

61. Лушников K.B., Гапеев А.Б., Чемерис H.K. Влияние электромагнитного излучения крайне высоких частот на иммунную систему и системная^ регуляция гомеостаза. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2002 - Т.42 - №5 - С. 533-545.

62. Лущак В.И. Свободнорадикальное окисление белков и его связь с функциональным состоянием организма.//Биохимия. 2007. - Т.27. - №8. - С.935-1017.

63. Ляшенко Л.А., Дробинская Л.В., Дарчук Л.А., Паладич Н.А., Означении некоторых маркеров радиационного повреждения в формировании групп повышенного риска развития онкогематологических заболеваний.// Онкология. 2000г. - Т2. - № 1-2. - С. 8790.

64. Мазурик В.К. Роль регуляторных систем ответа клеток на повреждения в формировании радиационных эффектов // Радиационная биология, радиоэкология. 2005. - Т. 45 - № 1 -С. 26-45.

65. Майкелсон С.М. Биологические эффекты СВЧ-излучения:обзор. //ТИИЭР -1980. -Т.68 -№1- с.49-58.

66. Меньшикова Е. Б. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты / Е. Б. Меньшикова, В. 3. Ланкин, Н. К. Зенков. М.: Слово. - 2006. - 556 с.

67. Миронова Н.Г, Древаль В.И., Сичевская Л.В. с соавт. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2000. - 40. - №2. - с.138-141

68. Николе Д. Биоэнергетика. Введение в хемиосмотическуго теорию: Пер. с англ. М.: Мир. 1985.- 190с.

69. Новицкий В.В., Рязанцева H.B., Степовая Е.А., и* др. Молекулярные нарушения мембраны эритроцитов при патологии разного' генеза являются- типовой реакцией организма: контуры проблемы // Бюллетень сибирской медицины. 2006. №2. - С. 62-69

70. Оливьер П.Дж., Сантос М.С., Узллас К.В. Тиолзависимые изменения неспецифической проницаемости и дыхания митохондрий, вызываемые доксорубицином // Биохимия, 2006. -Т.71. -№2. С.247-254.

71. Ордынская Т.А., Поручиков П.В., Ордынский В.Ф. Волновая терапия / Эксмо: 2008. -496с.

72. Оржешковский В.В., Стоян В.Ф:, Буренков М.С., Энговатов В.В. Клинические аспекты применения электромагнитных полей // Проблемы экспериментальной и практической электромагнитобиологии. Сборник научных трудов. Пущино: ОНТИ НЦБИ. 1983. -С.139- 147.

73. Пазялова A.A. Влияние микотоксинов боверицина и энниатина на функциональные системы митохондрий // Известия ПГПУ, 2007 — №3. — С.300-3007

74. Палёная Ю.В., Алиев Л.Л, Ворошилов С.С. Влияние ионизирующей радиации на процессы антиоксидантной защиты в головном мозге крыс // Материалы 77-й. научно-практической конференции. Симферополь, 2005. - С. 139-140.

75. Пашовкина С.М., Акоев И.Г. Исследование изменения активности аспартатаминотрансферазы сыворотки крови человека при низких амплитудномодулированных СВЧ ЭМИ. //Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. - Т.41. — №1 -С.59-61.

76. Пескин A.B. Роль кислородных радикалов образующихся при функционировании мембранных редокс-цепей, в повреждении ядерной ДНК.// Биохимия. 1996 №1 - С. 6572.

77. Пресман A.C. Электромагнитные поля и живая природа. М.: Наука. - 1968. - С.287.

78. Рощупкин Д.И., Крамаренко Г.Г., Аносов А.К. Децствие электромагнитного излучения КВЧ и УФ-излучения на агрегатное взаимодействие тимоцитов и эритроцитов // Биофизика, 1996. Т.41. - №4. - С.866-869.

79. Ульяненко С.Е. Радиобиологические оценки импульсного протонного излучения ускорителя И-100 // Медицинская Физика, 2009. 4. -С.8-16.

80. СанПиН 2.2.4/2.1.8.989-00 Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ). Изменение N 1 к СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96

81. СанПиН 2.6.4.802-99 Регламенты безопасного действия для ионизирующих излучений. 1999.

82. Семенов C.B. Ионизирующие излучения в нашей жизни // Энергобезопасность и охрана труда, 2009. №3(27). - С.3-12.

83. Сивак К.В. Фармакологическое изучение ряда растительных нефропротекторов: автореферат дис. . кандидата биологических наук: 14.00.25ГОУ ВПО СПХФА Росздрава и в лаборатории лекарственной токсикологии ФГУН Института токсикологии ФМБА России, 2007. 16с.

84. Скулачев В.П. Кислород в живой клетке: добро и зло // Соросовский образовательный журнал. 1996. — №3 - С. 4-10.

85. Скулачёв В.П. Явление запрограммированной смерти. Митохондрии, клетки и органы: роль активных форм кислорода.// Соросовский образовательный журнал. 2007. — Т.7. -№2. С.4-10.

86. ТамбиевА.Х., КириковаН.Н. Некоторые новые представления о причинах формирования стимулирующих эффектов КВЧ-излучения. // Биомедицинская радиоэлектроника, 2000. № 1. - С. 23-33

87. Тигранян Р.Э., Парсаданян А.Ш. Действие низкоинтенсивного импульсного СВЧ ЭМП на ритмику сокращений сердца лягушки. // Тезисы докл. Симпозиума «Биологическое действие электромагнитных полей». Пущино, 1982: ОНТИ НЦБИ: 13.

88. Трофимова С.В., Иванова И.П., Кирилов А.А. Изменение уровня свободнорадикальных процессов в эритроцитах беспородных крыс с перевитой лимфосаркомой Плисса, после воздействия КВЧ // Сибирский онкологический журнал, 2010. С.105-106.

89. Уилл К.М., Кинн Дж.Б. Современные методы экспериментальных исследований биологического действия ВЧ-излучений // ТИИЭР. 1983. Т.71. - №2. - С.37-48.

90. Фиалковская JI.A., Перепёлкина Н.И., Коломийцева И.К. Немонотонность изменений, активности орнитиндекарбоксилазы селезенки после воздействия! на крыс у-излучения // Радиационная биология. Радиоэкология, 2009. Т.49. - № 5. — С. 574-579.

91. Филиппова Т.М., Алексеев С.И. Влияние электромагнипюго излучения радиочастотного диапазона нахеморецепторные структуры. // Биофизика -1995- Т.40 -№3 с.624-636.

92. Хавинсон В.Х., Баринов В.А., Арутюнян А.В., Малинин В.В. Свободнорадикальное окисление и старение. СПб.: Наука, 2003. 327с.

93. Челидзе T.JI., Кикнадзе В.Д., Кевлишвили Г.Е. Диэлектрическая спектроскопия крови. О механизме диэлектрической поляризации крови в области p-дисперсии // Биофизика. 1974. Т. 19. -№5. - С. 859-862

94. Чемерис Н.К., Рубаник А.В., Гапеев А.Б. Импульсные микроволны с большой пиковой мощностью не генотоксичны и обладают противовоспалительным действием / Proc. 17-th Crimean Conference Microwave&Telecommunication Technology. Sevastopol. 2007. — P.33 -35

95. Ченская Т.Б., Петров И.Ю. Исследование действия ММ-излучения на компонентымембран методом ИК спектроскопии // Сборник научных трудов/ Под ред. Деваткова Н.Д. М: АН СССР, ИРЭ. - 1989. - С.208-213.

96. Чернавский Д.С., Хургин Ю.И. "Физические механизмы взаимодействия белковых макромолекул с КВЧ излучением", в сб-ке "Миллиметровые волны в медицине и биологии". Под реакцией акад, Девяткова Н;Д. М.: Издательство ИРЭ АН СССР. 1989

97. Чикирдин Э Г. Керма в воздухе // Вестник рентгенологии и радиологии. 1998 - №1 - С.53-57.131s. Чиркин А.А. Практикум по биохимии. Мн: Новое знание. 2002 - 512с.

98. Чуян Е.Н. Трибрат Н.С. Влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайневысокой частоты на процессы микроциркуляции // Ученые записки Таврического национального университета им. Вернадского. Биология. 2008. - Т.21 (60). - №1. -С.156-166.

99. Шаров B.C., Казаринов К.Д., Андреев В Е., Путвинский А.В., Бецкий О.В. Ускорение перекисного окисления липидов под действием электромагнитного излучения миллиметрового диапазона // Биофизика 1983. — Т.28. — №1. — С.146 — 147.

100. Яблоков А.В. Некоторые проблемы экологии и радиационной безопасности // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 1998 Т.43 - №1 - С.24-29.

101. Adey W.R. Biological effects of electromagnetic fields // Journal of Cell Biochemistry 1993. -V.51(4). -P.410-416.

102. Adey W.R. Frequency and power windowing in tissue interaction with weak electromagnetic fields.// Proceedings of IEEE, 1980 V.68. - P.l 19-125.

103. Adey W.R. Tissue interaction with nonionising electomagnetic fields // Phys. Review 1981. V.61(2). -P.435-514.

104. Ahsan H. Oxygen free radicals and systemic autoimmunity / H. Ahsan, A. Ali, R. AH//Clinical and Experimental Immunology 2003. - Vol. 131. - No. 3 . - P . 398-404.

105. Alexeev S.I., Ziskin M.C., Kochetkova N.V., Bolshakov M.A. Millimeter maves thermally alter the firing rate of the Lymnaea pacemaker neuron // Bioelectromagnetics, 1997. V.18(l).1. P.89-98.

106. Armstrong D. Oxidative Stress Biomarkers and Antioxidant Protocols / Methods in molecular biology, Humana press, 2002. — 336 p.

107. Athanasiou A., Karkambounas S., Batistatou A. et al. The Effect of Pulsed Electromagnetic Fields on Secondary Skin Wound Healing: An Experimental Study // Bioelectromagnetics. -2007. Vol.28: - P.362-368.

108. Awad S.M., Hassan N.S. Health risks of electromagnetic radiation from mobile phone on brain of rats // Journal of applied sciences research, 2008. V.4(12). - P. 1994-2000:

109. Ayrapetyan, Dadasyan E.H., Mikhaelyan E.R. Cell Bathing Medium as a Target for Nonthermal Effect of MMW on Heart Muscle Contractility// Progressin electromagnetics symposium proceedings, Moscow. 2009. - P. 1057-1060

110. Bajic V., Bajic Bl, Milicevic Z., Ristic S., Nikolau A. Oxidative stress is redused in wistar rats exposed to smoke from tobacco and treated with specific broad-band pulse electromagnetic fields // Arch, biolology science. 2009. V.61(3). - P.353-366.

111. Balci M, Devrim E, Durak I. Effects of mobile phones on oxidant/antioxidant- balance in cornea and lens of rats. Curr Eye Res. 2007. V.32. - P.21-5.

112. Barnes F. S., B. Greenebaum Handbook of Biological Effects of Electromagnetic Fields // University of Colorado, Boulder, USA Third Edition 2 Volume Set, 2006; - P.960

113. Barron G.E.S., Sh. Dickman, J.A. Muntz Studies on the mechanism of action ionizing radiation. Inhibition of enzymes by x-rays // The Journal of General Physiology. 1949. - V.32 (4). - P.537-552.

114. Basset C.A.L. Low energy pulsing electromagnetic fields modify biomedical processes // Bioessays. Vol.6. - №1. - P.36-42.

115. Beckman K.B. Ames B.N. The free radical teory of aging matures. // Physiology 1998 -V.78-P. 547-581

116. Betskii O.V., TambievA.H., KirikovaN.N., Lebedeva N.N., SlavinV.E. Low intensity millimeter waves and their application in hi-tech technologies. — Scientific Israel —-Technological Advantages. V. 2. - 2000. - № 3-4. - P. 97-108.

117. Bhattacharyya S. N., Adhyat S. RNA-triggered ATP Hydrolysis and Generation of Membrane Potential by the Leishmania Mitochondrial tRNA Import Complex // The journal of biological chemistry, 2004.-V. 279.-No. 12. P.l 1259-11263

118. Blantz R. C., Munger K. Role of Nitric Oxide in Inflammatory Conditions // Nephronjournals, 2002. 90. - P.373-378

119. Blokhina O.B., Virolainen E, Fsgerstedt Kurt V. Antioxidant? Oxidative Damage and Oxygen Deprivation Stress: Review. // Annals of Botany 2003 - V.91 - P. 179-194.

120. Bowler C., Van Montagum:, Inze D. Superoxide dismutase and stress tolerance. // Annual Revew of plant Physioligy and plant Molecular Biology. 1992 V. 43 - P. 83-116

121. Bradford M. M. A rapid and'sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding //Analytic Biochemistry 1976. - Vol. 7. -№1,2.-P. 248-254

122. Bradshaw P.C., Pfeiffer D.R. Loss of NAD(H) from swollen yeast mitochondria // BMC Biochemistry. 2006. -Vol.7 - P.3-14.

123. Buldakov M.A. Dual role of low-dose ionizing radiation /M.A. Buldakov, L.B. Feril // Philippine Physics Journal. 2008. - Vol. 30. - P. 1-8.

124. Cadenas E., Davies K.J. Mitochondrial free radical generation, oxidative stress, and aging. Free Radic Biol Med, 2000. 29. - P.222-230.

125. Calabrese E., Baldwin L. Radiation hormesis: Its historical foundations as a biological hypothesis // Human and Experimental Toxicology, 2000. Vol.19. — N.l - P. 41-75.

126. Chance B., Williams G.R. Respiratory enzymes in oxidative phosphorylation. I. Kinetics ofoxygen, utilization // Journal of biological chemistry. 1955. Vol. 217. - P.383-393.

127. Chance B., Williams G.R. The Respiratory Chain and Oxidative Phosphorylation // Advanced Enzymology. 1956. Vol.17. - P.65-134.

128. Cheda A., Nowosielska E., Wrembel-Wargocka J., Janiak M.K. Single or fractionated irradiations of mice with low doses of X-rays stimulate innate immune mechanisms // International Journal of Low Radiation (IJLR), 2009. V.6 (4). - P.325-342

129. Chizhenkova R. A. A Bibliometric Survey of Neurophysiological' Studies of the Effect of Nonionizing Radiation in the Second Half of the XX Century // Biophysics, 2005. V.50 (1). -P.163-174.

130. Cleary S.F., Garber F., Liu L.M. Effects of X-band micro-wave exposure on. rabbit erythrocytes // Bioelectromagnetics. 1982. Vol. 3. - P. 453-466.

131. Close D., Ledwidge L. Measuring Radiation: Terminology and Units // Science for democratic action 1997. V.8 (4). P.10.

132. Cole K. S. Electrical impedance of suspensions of spheres // The Journal of General Physiology. 1928. - Vol. 12. -P.29-36.

133. Cole K. S., Cole R. H. Dispersion and absorption in dielectrics. II. Direct current characteristics // Journal of Chemical Physics, 1942. -Vol.10. P.98-105.

134. Crichton P.G., Parker N., Vidal-Puing A.J., Brand M.D. Not all mitochondrial carrier proteins support permeability transition pore formation: no involvement of uncoupling protein 1 // Bioscience reports, 2009. V.30(3). - P. 187-192.

135. Dalle-Donne I., Daniela Ciustarini, Roberto Colombo, Protein in carbonilation in human diseases.// Trends in Molecular Medicine. 2003.- Vol.9. - Ji°4.

136. Dalle-Donne I., Ranieri Rossy, Daniela Ciustarini., Protein carbonyl groups as biomarkers of oxidative stress, //www.eisevier.com/iocate/clinehim. November. 2002.

137. Davies K.J., Shringapure R. Protein turnover by proteosome in aging and disease // Free radical biology and medicine. 2002. V.32. - P. 1084-1089.

138. Dede S., Deger Ye., Kaharman T., Kilicalp D. Effects of x-ray radiation on oxidation products of nitric oxide in rabbits treated with antioxidant compounds // Turkish journal ofbiochemistry. -2009. V.34(l). - P. 15-18.

139. De Iuliis G.N., Newey R.J., King B.V., Aitken R.J. Mobile Phone Radiation Induces Reactive Oxygen Species Production and DNA Damage in Human Spermatozoa In Vitro // PLoS ONE, 2009. —V.4(7). e6446.

140. Del Rio D., Stewart A. J., Pellegrini N.A. A review of recent studies on malondialdehyde as toxic molecule and biological marker of oxidative stress // Nutrition, Metabolism & Cardiovascular Diseases. -2005. -V.15. -P.316-328.

141. Desai N.R., Kesari K.K., Agarwal A. Pathophysiology of cell phone radiation: oxidative stress and carcinogenesis with focus on male reproductive system // Reproductive biology and endocrinology. 2009. - V.7. - P.l 14

142. DielF., Szabo S. Dose-dependent effect of linear and cyclic somatostatin on ethanol-inducer gastric erosions // Regulation Peport. 1986. - V. 13. - № 13-14. - P. 235-243.

143. Dobson J. Nanoscale biogenic iron oxides and neurodegenerative desease. // FEBS Lett. -2001-V. 496-P. 1-5.

144. Droge W. Free radicals in the physiological control'of cell function. Physiol. Rev. 2002. -V.82. -P.47-95.

145. Dromi S., Pulsed-high intensity focused ultrasound and low tempeiature-sensitive liposomes for enhanced targeted'drag delivery and anti-tumor effect // Clinical Cancer Research, 2007. V.13(9). — P.2722—2727.

146. Eltchaninov A.A., Korovin S.D., Rostov V.V., Pegel I.V., Mesyats G.A., Rukin S.N.,i

147. Shpak Y.G., Yalandin M.I., Ginzburg N.S. Production of short microwave pulses with a peak power exceeding the driving electron beam power // Laser and particle beams, 2003 21(2). -P. 187- 196.

148. Esterbauer H. Cytotoxity and genotoxity of lipid-oxidation products // Amer. J. Clin. Nutr. 1993 -Y.57-P. S779-S786.

149. Estrella da Silva J., Marques de Sa J.P., Jossinet J. Classification of breast tissue by electrical impedance spectroscopy // Medical & Biological Engineering & Computering. 2000. — Vol. 38. — P.6-30.

150. Euroguide on the accommodation and care of animals used for experimental and other-i scientific purposes. FELASA. 2007. p. 17.

151. Falzone N., Huyser C., Fourie F., Toivo T, Leszczynski D, Franken D. In vitro effect of pulsed 900 MHz GSM radiation on mitochondrial membrane potential and motility of human spermatozoa // Bioelectromagnetics. 2008. - V.29. - P.268-276

152. Fisher A.B. Reactive oxygen species and cell signaling with lung ischemia // UHM. — 2004. V.31. — №1. — P. 97-103.

153. Foster K.R., Schepps J.L., Schwan H.P. Microwave dielectric relaxation in muscle. A second look. // Biophisic Journal 1980. -Vol.29. P. 271-282

154. Foster K.R., Schwan H.P. Dielectric properties of tissues. // Polk C, Rostow E, editors.CRC Handbook of Biological effects of electromagnetic fields. Boca Raton, Florida: CRC Press, Inc. 1986.-P .27-96.

155. Frei M.R., Berger R.E., Dusch S.J., Guel V., Jauchem J.R., Merritt J.H., Stedham M.A. Chronic exposure of cancerprone mice to low-level 2450 MHz radiofrequency // Biolectromagnetics. 1998. Vol. 19. - P.20-31.

156. Frey A.H., Eichert E.S. Psyshophysical analysis of microwave sound perception. 11 Journal of Bioelectricity. 1985.-V. 4.-No 1.-P. 1-14.

157. Fridovich I. Oxigen toxicity: a radical explanation // Journal of Experimental Biology/ 1998. V.201. - P. 1203-1209.

158. Gabriel S., Lau R.W., Gabriel C. The dielectric properties of biological tissues. // II. Measurements in the friquency range 10 Hz to 20 GHz. // Physology Medicine Biology. 1996. -Vol. 41-P. 2251-2269.

159. Gandhi O.P. Numerical methods for specific absorption rate calculations. Biological Effects and medical applications of electromagnetic Energy. 1990 P. 113-140.

160. Garkusha O. M., Mazurenko R. V., Makhno S. N., Gorbik P. P. Influence of low-intensity electromagnetic millimeter radiation on the vital activity of Saccharomyces cerevisiae cells // Biophysics, 2008. V.53 (5). - P.402-405.

161. Grafc U. Biochemistry of antibiotics // Berlin spectrum akademisher Verlag, 1992. P. 124-282.

162. Gregg E.C., Yau TM., Kim SC. Effect of low dose rate radiation on cell growth kinetics // Biophysical Journal 1979 - Vol. 28 - P.81-91.

163. Guler G., Tomruk A., Ozgur E., Seyhan N. The effect of radiofrequency radiation on DNA and lipid damage in non-pregnant and pregnant rabbits and their newborns // Genetic Physiology Biophysics, 2010. V.29 (1). - P.59-66:

164. Halliwell B. Free radicals, antioxidants and human disease: curiosity, cause, or consequence? // Lancent. 1994 - V.344 - P.721-724.

165. Halliwell B. Oxidative stress and neurodegeneration: where are we now? //Neurochemistry journal. 2006. V.97. - P. 1634-1658.

166. Halliwell'B. Free-radicals in biology and medicine / Halliwell B., Gutteridge J.M.C. // Oxford: Oxford University Press, 2007. 85 lp.

167. Han D., Antunes F., Canali R., Rettori D., Cadenas E. Voltage-dependent anion channelscontrol the release of the superoxide anion from mitochondria to cytosol. // Journal of Biological Chemisrtry. -2003; V.278. - P.5557-5563.

168. Hardmeier R., Halard Hoeger, Susanne Fang-Kircher et.al. Transcription and activity of antioxidant enzymes after ionizing irradiation in radiation-resistant and radiation-sensitive mice 1997. - V. 94 - P. 7572-7576.

169. Hayashi Y., Fukumi, A., Matsukado, K., Mori, M. Estimation of photon dose cenerated by a short pulse high power laser // 2006. http://dx.doi.org/10.1093/rpd/nci383

170. Hermann M., Kuznetsov A., Maglione M., Smigelskaite J., Margreiter R., Troppmair J. Cytoplasmic signaling in the control of mitochondrial uproar? // Cell Communication and Signaling. 2008. - V.6. - P.4-12.

171. Ibey B.L., Roach W.P., Xiao S., et al. // Bioelectromagnetic society. 2008. - P.74.

172. Jones D.P. Radical-free biology of oxidative stress. // American Journal of Physiology. Cell Physiology. 2008. - V.295. - P.C849-C868.

173. Jones D.P. Redefining oxidative stress // Antioxidants and redox signaling, 2006. V8. -P. 9-10.

174. Jonson D., Lardy H. Isolation of liver or kidney mitochondria. In: Methods in Enzymology. New York: Academic Press. 1969. V. 10. - P. 94-96.

175. Keevil N., Mason H.S. Molecular oxygen in biological oxidations // Methods Enzimology 1978.-V. 52.-P. 3-40.

176. Kholodov Yu. A. Nonspecific responses of the nervous system to non-ionizing radiation // Radiatsionnaya Biologia Radioekologiya, 1996. V.38. - P.121-125

177. Khurgin Yu: I., V. A" Kudiyashova and V. A. Zavizion interaction of EHF radiation withbiomolecular systems // Radiophysics and Quantum Electronics. 1994. V.37. - 1. - P.23-31.

178. Klimov A.I., Kovalchuk O.V., Rostov V.V., Sinyakov A.N. Measurement of Parameters of X-Band High-Power Microwave Superradiative Pulses // IEEE Transactions on Plasma Scienc. 2008. Vol.36. - № 6. - P.1-4.

179. Korovin S.D., Rostov V.V., Polevin S.D., Pegel I.V., Schamiloglu E., Fuks M I., and Barker R.J. Pulsed Power-Driven High Power Microwave Sources// Proceedings of the IEEE, 2004 Vol. 92. - Issue 7. -P. 1082-1095.

180. Kositsky N.N., Nizhelska A.I., Ponezha G.V. Influence of High-frequency Electromagnetic Radiation at Non-thermal Intensities on the Human Body // No place to hide, 2001. V 3(1). -P.2-33.

181. Leach J.K., Tuyle G.V., Lin P.-S., Schmidt-Ullrich R., Mikkelsen R.B. Ionizing radiation-induced, mitochondria-dependent generation of reactive oxygen/nitrogen // Cancer Res. 2001. -Vol. 61.-P. 3894-3901.

182. Litvyakov N.V., Buldakov M.A., Cherdyntseva N. et.al. Effect of impulse low dose X-ray irradiation on tumor and normal cells // Proceedings of the 47th annual meeting of the Japan radiation research society, 2004 November 25-27 - Nagasaki - p. 64.

183. Litvyakov N.V., Rostov VV., Buldakov M.A., Afanas'ev K.A., Astapenko A.N., Kutenkov O.P., Cherdyntseva N.V. Apoptosis-Indusing Effect of Pulse Periodic X-rays on Tumor Cells // Biophysics. 2005. Vol. 50. - Suppl. 1. - P.51-58.

184. Luckey T. D. Low-Dose Irradiation Therapy // Radiation-Protection Management, 2004. -V.21.-N5-P. 21-26.

185. Luukkonen J, Hakulinen P, Paakkanen J, Juutilainen J, Naarala J Enhancement of chemically induced reactive oxygen species production and DNA damage in human SH-SY5Y neuroblastoma cells by 872MHz RFR // Mutation Research, 2009. 662(1-2). - P.54-58.

186. Maltezopoulos T., Cunovic S., Wieland M., Beye M., Azimal A., Redlin H. Single-shot timing measurement of extreme-ultraviolet free-electron laser pulses // New Journal of Physics,2008. V.10. - P.033026 (9p).

187. Markov M.S. Expanding Use of Pulsed Electromagnetic Field Therapies. // Electromagnetic Biology & Medicine. 2007. - V.26(3). - 257-274.

188. Marnett L.J. Oxy radicals, lipid peroxidation and DNA damage // Toxicology, 2002. Vol. 181-182.-P.219-222.

189. Mates J.M., Sanchez-Jimenz F. Antioxidant enzymes and their implications in pathophysiologic processes // Front. Biosci. 1999. Vol.4 - P.D339-D345.

190. Mohammad F. Kiani, Ramin Ansari, Waleed Gaber. Oxygen delivery in irradiated normal tissue // Journal of Radiation Research. 2003. - Vol. 44 - P. 15-21.

191. Mohora M., Greabu M., Muscurel C., Duta C., Totan A. The sources and the'targets of oxidative stress in the etiology of diabetic complications // Romanian'journal of biophysics, 2007. V. 17. - N.2. - P.63-84.

192. Moskovitz J., Yim M.B., Chock P.B. Free radicals and disease // Arhives of biochemistry and biophisics, 2002. Vol.» 397. - № 2. - P.354-359

193. Mura Yu. Oxidative stress, radiation-adaptive responses and* aging // Journal of radiation research, 2004. V.45(3). - P. 357-372.

194. Murphy M.P. How mitohondria produce reative oxygen species^// Biochemical Journal,2009.*-V.417. — P.1—13.

195. Musakhanyan V.Primary mechanism of EM interaction with the live tissues // Brilliant Light in Life and Material Sciences, 2007. P.279-282.

196. Narang H., Krishna M'. Mitogen-activated protein kinases: specificity of response to dose of ionizing radiation in liver // Journal of Radiation Research. 2004. - Vol. 45. - No. 2. -P.213-220.

197. Nishi M., Takashima H., Oka T. Effect of x-ray irradiation on peroxide levels in the rat submandibular gland // Journal of dental research 1986 - Vol. 65 - P.1028-1029.

198. Pakhomov A.G., Doyle J., Mathur S.P. Combined effect of pulsed microwaves and glutamate superfusion on the population spike in rat hippocampal slices // Abstracts of the 22-nd

199. Annual Meeting of the Bioelectromagnetic Society, Munich, Germany. 2000. P.262-263.

200. Pallotti F., Lenaz G. Isolation and subfractionation of mitochondria from animal cells and tissue culture lines. //Methods Cell Biology.-2001.-Vol. 65.-P.1-35.

201. Pilla A. Proposed electrochemical mechanism of EMF modulation of tissue repair // The bioelectromagnetic society 30th annual meeting abstract collection, San Diego, California. -2008.-P. 147.

202. Pippenger C.E., Browne R.W., Armstrong D. Regulatory antioxidant enzymes // Methods Moleculer Biolology. 1998. - Vol.108. - P.299-313

203. Poli G., Leonarduzzi G., Biasi F., Chiarpotto E. Oxidative stress and cell signaling // Current medicinal chemistry, 2004. -Vol.11. P. 1163-1182.

204. Repacholi M.H., Basten A., Gebski V., Noonan D., Finnie J., Harris A.W. Lymphomas in En-Piml transgenic mice exposed to pulsed 900 MHz electromagnetic fields // Radiation Research. 1997.-Vol. 147.-P.631-640.

205. Riesz P., Kondo T. Free radical formation induced by ultrasound and its biological implication // Free Radical Biology and Medicine, 1992. V. 13. - P.247-270.

206. Rostov V.V., Bolshakov M.A. Pulse repetitive microwaves and biological effects. // Tomsk — 2006 —P.200

207. Rumaih Muna M., Rumaih May M. Influence of ionizing radiation on antioxidant enzymes in three species of Trigonella. // American Journal of Environmental Sciences, 2008. 4(2). -P. 151-156.

208. Safronova V.G., Gabdoulkhanova A.G., Santalov B.F. // Bioelectromagnetics. 2002. -Vol.23.-Iss.8.-P.599-606

209. Sanz A., Stefanatos Rh., Mcllroy -G. Production of reactive oxygen species by the mitochondrial electron transport chain in Drosophila melanogaster // Journal of Bioenergetics and Biomembranes, 2010. V.42. -P. 135-142.

210. Scandalios J.G. Oxidative Stress and the Molecular Biology of Antioxidant Defenses-Plainview: Cold Spring Harbor Laboratory, 1997

211. Schoenbach K.H., Peterkin F.E., Beebe S., Byars D., Alden R., Adolphson P., Turner T. Effect of pulsed electric fields on microorganisms: experiments and aplications // IEEE. 1995. -P.25-33.

212. Schoenbach K.H., Abou-Ghazala A., Vithoulkas T., Alden R.W., Turner R., Beebe S. The effect of pulsed electrical fields on biological cells // IEEE. 1997. P.73-78.

213. Schoenbach, R.P. Joshi, P.F. Kolb, et al. //Proceedings of the IEEE, 2004. V.92. - №7. -P.l 122-1137.

214. Schrenzel J., Serrander L., Banfi B., Nusse O., Fouyouzi R., Lew D.P., Demaurex N., Krause K.H. Electron currents generated by the human phagocyte NADPH oxidase. // Nature. -V.392. P.734 737,

215. Schwan H. P. History of the genesis and development of the study of low energy electromagnetic fields. // Biological Effects and Dosimetry of Non-Ionizing Radiation, M. Grandolfo, S. Michaelson, and A. Rindi, Eds. New York: Plenum, 1981 pp. 1-17.

216. Shigenaga M., Hagen T., Ames B.Oxidative damage and mitihindrial decay in aging // Proc. Nnatl. Academy Science -1994 V.91 -P.10771 - 10778.

217. Simone N.L., Soule B.P., Saleh A.D., Savage, J. E., Degraff, W., Cook, J., Harris, C. C., Gius, D. and Mitchell, J. B. Ionizing radiation-induced oxidative stress alters miRNA expression // Public library of science ONE. 2009. 4(7). - e6377

218. Sohal R. Role of oxidative stress and protein oxidation in the aging process // Free Radical Biology & Medicine. 2002. - V.33 (1). - P. 37-44.

219. Spitkovsky D.M., Kuzmina I.V., Makarenkov A.S., Terekhov S.M., Karpukhin A.V. Interphase chromosome locus displacement induced by low-doses of radiation. // Radiats Biology and Radioecology. 2002. - V.42(6). - P.604-7.

220. Stadtman E.E. Metal-ion catalyzed oxidation of proteins: biochemical mechanism and biological consequences // Free radical biology and medicine. 1990. -V.9. - P.315-325

221. Suzuki, N. Mizukoshi T. Effect of low doses of whole body irradiation on spontaneous lung metastasis of NFSA2ALM1 mouse tumors // Radiation Medicine. 1987. Vol.5. - No. 6. -P. 212-214.

222. Tarpey M.M., Fridovich I. Methods of Detection of Vascular Reactive Species. // Circulation Research. 2001. - T.89 - №224

223. Urso M.L., Clarkson P.M. Oxidative stress, exercise, and antioxidant supplementation // Toxicology, 2003. -Vol. 189. P.41-54.

224. Ushijama M., Mihara M. // Analytical Biochemistry. 1978. - V. 86. - P. 271-278.

225. Usichenko T.I., Edinger H., Gizhko V.V., Lehmann C., Wendt M., Feyerherd F. Low-intensity electromagnetic millimeter waves for pain therapy // Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2006. - V.3 (2). - P.201-207.

226. Valentine J.S., Wertz D.L., Lyons T.J., Liou L.-L., Goto J.J., Gralla E.B. The dark side of dioxygen biochemistry // Current Opinion in Chemical Biology. 1998 - Vol.2.- P.253-262.

227. Xu S, Zhou Z, Zhang L, Yu Z, Zhang W. Exposure to 1800 MHz radiofrequency radiation induces oxidative damage to mitochondrial DNA in primary cultured neurons// Brain Research 2010.-V.1311.-P.189- 196.

228. Yamaoka K. Increased SOD activities and decreased lipid peroxide in rat organsinduced by low X-irradiation. // Free Radical Biology and Medicine. -1991. V.l 1. - P.3-7.

229. Yamaoka K. // Journal of Clinical Biochemistry & Nutrition. 2006. - V.39. - №3. -P.114-133.

230. Yu H.S., Song A.Q., Lu Y.D. Effects of low-dose radiation on tumor growth, erythrocyte immune function and SOD activity in tumor-bearing mice // Chin. Medical Journal. 2004. -Vol.117. - No.7. - P.1036-1039.1. БЛАГОДАРНОСТИ

231. Сердечно благодарю своего научного руководителя д.б.н. М.А. Большакова за наставления, помощь и поддержку в работе, за мудрые слова и внимание, за помощь в научном и жизненном пути.

232. Высказываю слова благодарности и признательности Зав. кафедрой физиологии человека и животных Ю.В. Бушову, а так же всем сотрудникам кафедры за чуткое, внимательное отношение в ходе выполнения работы.

233. Благодарю ведущего инженера электроника Отдела физической электроники Института сильноточной электроники О.П. Кутенкова и инженеров К.В. Афанасьева и В.О. Кутенкова за качественное техническое обеспечение экспериментов.

234. Благодарю бывших и нынешних студентов кафедры физиологии человека и животных Закирову Г.Р., Гостюхину A.A., Пигузову А.И. и магистранта Керея A.B. за помощь при выполнении экспериментальной части работы.

Информация о работе

Жаркова, Любовь Петровна
кандидата биологических наук
Томск, 2010
ВАК 03.03.01

Диссертация

Реализация окислительных процессов в печени и крови после кратковременного воздействия наносекундных импульсно-периодических электромагнитных излучений - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы