Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эффекты воздействия низкоинтенсивного монохроматизированного света на живые ткани

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Эффекты воздействия низкоинтенсивного монохроматизированного света на живые ткани"

КАЗАНСКИЙ ОРДЕКА'ТРУДОВОГС КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рук.;г./с;:

1ШКНОБСКАЯ СВЕТЛАНА ЛЬВОВНА

ЭФФЕКТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НИЗК0ИНТЕНСКВН0Г0 МОНОХРОМАТИЗКРОЗАНКОГО СВЕТА НА ЖИШЕ ТКАНИ

03.00.13 - физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соаскаяие ученой степей кандидата бяологлческах наук

КАЗАНЬ - 1991

Работа выполнена на кафедрах нормальной физиологии а фязаки Нижегородского Государственного Медицинского Института.

Научние руководители: доктор медицинских каук,

профессор А.Т. Абакаров кандидат фхзгко-^ате^атичес-ких наук, В.А. Конич

Официальные оппоненты: доктор медацинсках каук,

Е.Е. Накольскжй доктор Оаологаческах наук, Б.К. Крылов

Зздузая органазацая - Московская Ветеринарная Академдя им. К.И. Скрябина

Защита состоятся - 199.fr.

часов на заседании спецаалазированного совета К.113.1Э.02 со присуждению ученой степени кандидата биолога- ' ческах наук по специальности 03.00.13 - физаологая человека а хивэтннх пра Казанском ордена Трудового Красного Знамена государственного педагогическом институте по адресу: 420021, г. Казань, ул. М.5£ехлаука, д. 1.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Казанского государственного педагогического анстатута по адресу: г. Казань, ул. ¡¿.Меклауха, д. 1.

Автореферат разослан

•М - Шм^&и 1591 г.

7*1екый секретарь

сЕьцаалнзароганного совета й.Ш. .^акалзев

"ляд, «¿ук

ОНЦАН ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Постоянно растущие з последние годы масштабы применения фототерапевтических методов в клинической практике стимулируют поиски новых источников света и эффектов их воздействия ва живые ткани. В настоящее время б медицине наиболее часто приценяется низкоинтенсЕввое излучение лазеров, б частности, гелий - неоновых Щ.Т. Александров, 1991; Г.С.-Юскг.н, Ц.Т.Александров, В.И.Речицкий," 1990). Йлещиеся опытные данные свидетельствуй;, однако, о том, что специфичность лазерного излучения, по сравнению с обычным светом адекватных коцностл и диапазона, не является решахщиы фактором воздействия ез биологические объекта (Т.И.Кару, Г.С.Календо, в.С.Летохов, В-В-Добко, 1983; С.Г .Терещенко, Г.А.Романов, А.М.Сазонов и др.", 1990). Учитывая, крода того, что применение лазеров имеет естественные ограничения, связанные с санитарно-гигиеническим нормированием, стоимостью и относительно сложным иняенернкм обсдушванпец (И.Т .Александров, 1991; В.А.Кошуба, 1990), поиск эффектов еоздействия па 2ивыз ткани света от альтернативных, более простых и безвредных источников, является актуальны« для клинической и лабораторной практики.

Долгое врем, существовали технические проблема по^чениа пекогерентпого света с необходима спектрами и 1:05нс ст.и:и. Резе-ние в последние годы этих проблем, благодаря созданию специализированны излучателей, осяовннннх на использовании свечения органических красителей, поставили вопроси о физиолпгичзской значимости векогерентного света в практическую плоскость (В.А.Цс-еич, Е.А.Ионич, С.Л.Нзливовская, 1991).

В отличие от виртеш лаэераГсзет даниа источников см*?

.........- 2-

отвосительно широкие спектральные диапазоны (50-Ю0 нанометров (ни), близкие по ширине к спектральным лзшинм поглощения кивых тканей. Такой свет, в отличие от ионохроматичного излучения лазера, называется шнохроматизированиш.

Вопрос о прямой воздействия света на функциональные свойства нервной ткани стал предметом экспериментальных исследований сравнительно недавно. Иыепциеся данные по воздействию на ткани головного шзга некогерентным светом немногочисленны и характеризуются противоречивости) (Л.В.Веллинг, 1986; Wade P.D. , Taylov J., Siekovltz Р. , 1988).

Б-'есте с теи, выявление эффектов воздействия низко интенсивного монохроматизироъанного света различных диапазонов на ткани головного шзга является актуальной задачей как с точки зрения изучения механизмов прямого воздействия видимого света на нервные клетки, так и с точки зрения поиска новых методов коррекции функционального состояния коры больших полушарий головного мозга. Особый интерес в связи с этим представляет прямое воздействие светом на ретикулярную формации среднего мозга, поскольку данная структура характеризуется обширными связями о различными отделами мозга и, как известно (Д.ф.Росси, А.Щккетти, i960; 0.3агер,1962; U-Еейбель, IS62; Г.Ыэгун, 1965), оказывает мощное генерализованное активирующее влияние на кору больших полушарий и другие структуры мозга.

Однако, ввиду возможности нежелательных эффектов действия низко интенсивного лазерного света на кровь (Ы.А.Никулин, В-Г.КРз-J2DB, А .Г .Васильев, 1991), актуальными для решения вопроса о перспективах практачв ского про»нения некогерентного монохроштизи-рованного излучения, является такав изучение воздействия его на злегкл крови а. з частности; ва резистентность эритроцитов, а

также на фагоцитарную активность непрофильных лейкоцитов.

Рель и задачи исследования. Цельв работы является поиск эффектов действия низко интенсивного шнохроыатизировакного емкого света различных диапазонов на ткани головного мозга и на клетки крови.

Задачами работы является:

- исследование изменений вызванных потенциалов зрительной коры головного мозга лабораторных етвотннх при воздействии :;а ретикулярную формацию среднего мозга красным светом длины золн 600-680 ни;

- исследование изменений вызванных потенциалов зрительно;; коры головного мозга лабораторных кивотных при воздействии на ретикулярную формацию среднего мозга зеленым светом длины волн 500-580 ям;

- изучение влияния низкоинтенсивного монохрсматизироваяного света различных диапазонов на:

резистентность эритроцитов;

фагоцитарную активность нейтрофилов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Воздействие низкоинтенсивным мопохроматизкровашжг светом на ретикулярную формацию среднего мозга вызывает существенные сдвиги общего функционального состояния головного козга. При этом происходят изменения амплитуды и ссотноиенпя позитивной я негативной фаз, вызванных потенциалов проекционных областей коры, а такяе перестройка фоновой ритмики электрокортккогра\:мы в сторож-появления эпилептиформных реакций.

2. Эффекты воздействия светом на структуры ксры <5оль.".:_{ полушарий юнее выразены в сравнении с э^ектжи воздействия нл

ретикулярную формацию даке ври десятикратном изменении мощности светсзого потока.

3. Бездействие красным светом оказывает Солее вырааенное влщзье на функциональное состояние ретикулярной формации коры больших полушарий в сравнении с зеленым светом этой же мощности.

4. Низкоиятенсивный монохроматизированный красный свет, максимум спектра которого близок к длине волны 632,8 нм излучения гелий-неонового лазера, стимулирует фагоцитарную активность ыейтрсфилов донорской крови и не вызывает при этом нежелательных эффектов гемолиза эритроцитов.

Научная новизна

- впервые исследовалось изменение электрической активности зрительной коры головного мозга лабораторных нивотных при воздействии на ретикулярную формацию среднего шзга монохроматизирован-ным зшшы светом.

- Епервые изучено сравнительное влияние мояохроматизирован-иого красного и зеленого низкоинтенсивного света на ткани шзга.

- Впервые проведено сравнительное изучение влияния иизхо-интеясивного мояохроматизированного видимого света и излучения лазера на резистентность эритроцитов.

- Епервие изучено действие на фагоцитарную активность нее-тро!:^1ьных лейкоцитов монохроматизировалного света различных диапазонов.

- первые в лабораторной практике использован оптоволоконный источник света, в которой необходимый диапазон света выделяйся с помощью оптических волокон, содеркащих органические храогтели. Спектры фотолюминесценции ддярнх красителей имели

диапазонов 50-100 нм.

-_5 -

Теоретическая и. практическая значимость работа

В результате исследования были установлены особенности влгя-идя монихроматизированного света на функциональное состояние нервной ткани и цельной крови.

Показана зависимость перестройки электрической активности мозга от зоны облучения и от спектра оптического излучения. Полученные данные расширяют представления о механизмах ЕоздеСстЕгт низкоинтенсивного видимого света на гивые ткани.

Результаты исследования югут бить использованы в пргктг-'.е физиологических экспериментов, а также для разработки еоекс способов фототерапии и методик нейрофизиологических исследований.

Б этоп связи мокно выделить основные направления практического использования результатов:

1. Избирательное воздействие видимым светом, имеющим спектр, согласованный со спектрами поглощения биологически ванных молекул, на различные отделы головного мозга, в том числе и на внутренние структуры:

а) с целью направленной модуляции функционального состояния головного мозга з эксперименте;

б) с целью моделирования эпилепткформноП активности головного мозга.

2. Полученные результаты югут слуклть основой для поиска новых фото^ерапевтических методик коррекции дтункциональпого состояния головного мозга с помощью оптоволоконных систем.

3. Показано отсутствие нежелательных э^ктов пзмэнения резистентности эритроцитов при воздействия на цельную кровь монохроматпзированннм светом терапевтических мощностей.

4. Показана возможность стимуляции фагоцитарной активности

непрофильных лейкоцитов при воздействии на цельную кровь моно-хроматизированным видимым светом.

Апробация диссертации. Материалы диссертации были доложены на двух Всесоюзных конференциях (Ростов-на-Дону, 1989; Ленинград, 1990), на Всесоюзном семинаре-совещании (Суздаль, 1990), на Всероссийской конференции (Москва; 1991) и на I съезде Ассоциации медицинских физиков (Обнинск, 1991).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения, изложенных на 83 страницах, включая 19 рисунков и 19 таблиц, Список цитируемой литературы включает 88 источников.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Эксперименты проводились на 26 взрослых кошках массой от 2,5 до 3 кг и на 70 образцах донорской крови. Кошки находились. под нембутал-хлоралозовыа наркозом (50 и 25-35 иг/кг соответственно). Голову гпЕОтного укрепляли в стереотаксическом аппарате и проводили трепанацию черепа.

Используемые в опытах световоды диаметром 0,3 нм, пропускаюсь красный или зеленый свет, заключали ь жесткую"стальную оболочку из инъекционной иг ля, а свободные их участки подсоединяли к устройству, служившему источником света.

Экспериментальный материал получен в 156 пробах с воздействием света на разные отделы мозга и регистрацией вызванных потенциалов (ВП) коры в ответ на зрительные, слуховые и соматические с титулы.

В экспериментах осуществлялась регистрация фоновой и внз-вашюй электрической активности от зрительной области неокор-текса (зона УП), а такге реакции передних отделов височной корн

- 7-

(первичная вестибулярная зона).'

Потенциалы отводились с помощью биполярных серебряных электродов с кегэлектродным расстоянием 2-3 им.

Зрительное раздражение осуществлялось' с помощью фотостимулятора, причем засветке подвергался контралатеральный глаз, слуховые стимулы - щелчки подавались в контралатеральное ухо через отверстия в упном дерЕателе с помочью миниатюрного телефона ТЫ-2А.

Электрококное раздракенне передней коятралатералькой лапы осуществлялось импульсами прямоугольной формы, длительностью 0,3 мс от стимулятора ЭСУ-1 через изолирующую приставку. Бое стимулы подавались с частотой 0,2-0,3 имп/с.

Корковые потенциалы усиливали (УЕЛ-1-02) и фотографировали с экрана осциллографа (С1-18) методом суперпозиции 3-5 пробегов луча с помощью фоторегистратора ССР-2.

Для облучения ретикулярной формация среднего мозга иглу со световодом укрепляли в держателе стереотаксического аппарата :: вводили з зону мозга со следувдими координатами:

После введения световодов и установки корковых электродов регистрировали ЕЛ от корковых структур. Через 10 мил регистрацию повторяли и, если ответы оказывались стабильными, начинали сзегс-вое воздействие на ретикулярную формацию. Для этого использовал-, специально сконструированный источник света, который обеспечивал получение постоянного по величине потока мэнохроматизироБан-чого сзета выбранного диапазона. Мощность светового раздражителя

составляла 0,02 мВт.

регистрацию БД осуществляли на первой, пятой, десятой миз светового воздействия на ретикулярную формацию, после чего пз-

точняк света выключали и повторяли регистрацию БП через I, 5, Ю мин после отключения. По завершении эксперимента животное забивали, а мозг помещали в формалин. Затем делали серийные срезы мозга с целью контроля положения световода. Данная схема использовалась как в экспериментах с зеленым, так и с красным светом.

Б 72-х контрольных пробах проводилось сравнение эффективности воздействия светом на различные зоны коры головного мозга копек. С этой целью было проведено шесть специальных опытов с воздействием на кору красным светом и шесть опытов с воздействием на кору зеленым светом. При этом облучение светом, кавдого из диапазонов, проводилось на зрительную зону (по 3 опыта) и на височную зону (по 3 опыта) с регистрацией вызванных потенциалов по методике,указанной выше. Перед началом эксперимента кончик световода приводился в соприкосновение с поверхностью корн, причем исследуемая зона заливалась слоем подогретого вазелинового масла, мощность излучения на дистальноа конце световода составляла 0,5 иВг. Такая схема применялась в о си ах как с красным, так п с зеленым светом.

В экспериментах на клетках крови использовались образцы консервированной донорской крови I группы.

Осмотическая резистентность эритроцитов измерялась по унифицированному методу в модификации Идельсона в забуферных гипотонических растворах хлорида натрия. Измерения оптической плотности растворов производились на фотоколориметре КФК-2 на длине волны 540 нм. Определялись значения полного генолиза по концентрации хлорида натрия в рабочих растворах и скорости нарастания гемолиза пак значение разности процентов гемолиза в изотонических растворах с двумя бликайдаи величинами концентрации хлорида натрия. Процент гемолиза вычислялся по формуле (Е^/Б^), где

Ех " оптическая плотность жидкости в растворе с 0,$ концентрацией хлордца натрия, Е^ - оптическая плотность исследуемой пробы.

В процессе облучения видкам светом температура образца крови стабилизировалась в пределах Т*3? ¿0,1°с. Были поставлены опыты с воздействием на образцы красным , оранжевым или зеленил светом, а такие светом гелий-неонового лазера. Контрольные образцы находились в режиме ложного облучения. Цонохроматизированкый свет к образцам подводился с помощью оптоволоконных световодоз. До и после облучения мощность света контролировалась с помощью ваттметра поглощаемой мощности 0153-65 и фотометров с откадибро-ванной чувствительностью. Время экспозиции составляло 5 мин, мощность света на дистальном конце оптоволокна составляла 0,5мВт, суммарная экспозиция составляла 0,15 Дя. в 5 контрольных экспериментах суммарная экспозиция за счет повышения времени облучения доводилась до 5 Дн. Образцы обрабатывались сразу после облучения. Значимыми параметрами являлись граница полного гемолиза и средняя скорость его нарастания.

Для определения фагоцитарной активности нейтрофилов использовалась методика, основанная на подсчете количества микробов, поглощаемых иммунокомпетентными клетками. В клеточную взвесь отмытых лейкоцитов (ГО-Ю6 кл/мл) объемом 0,2 мл вносили смыв суточной культуры стафилококка (I млрд.микробных клеток з I глл) объемом 0,3 мл. После перемешивания компонентов их термостати-ровали 30 мин при температуре Т=37+0, fc. После истечения этого времени в пробирку добавляли 5 мл прогретого до 37°С изотонического раствора хлорида натрия, встряхивали и центрифугировали Ю мин при 3500 об/мин. Далее надосадочную жидкость удаляли z делали мазки из лейкоцитарной взвеси. Приготовленные мазки сушили на воздухе, фиксировали 10 мин в метиловом спирте и красива

ли по Романовсхому-Гимзе. После окрашивания пазки просматривали под микроскопом (хЭОО).

По результатам измерений вычислялись следующие показатели: фагоцитарный индекс (ФИ), показывающий процент клеток, вступивших в фагоцитоз, от общего их числа; фагоцитарное число (ФЧ) -среднее число бактерий, находящихся внутриклеточно, и индекс бактерицидно ста нейтрофилов (ИБН), где ЙЕН = (И^/н 2) »100, и ^ - число убитых внутри фагоцитов, я 2 ~ общее'"число поглощенный фагоцитами микробов.

Обработка результатов всех измерений проводилась с помощью ЭВ.М ДБК-ЗМ по пакетам программ статистической обработки с проверкой нормальности распределения и с использованием критериев Стьюдента и фшера.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Освещение ретикулярной формации среднего мозга монохромата-зированнш красным светом приводило к различным по выраженности изменениям амплитудно-временных параметров вызванных потенциалов корковых структур. Согласно полученным данным, наиболее выракен-кые сдвиги обнаруживались в ответах зрительной области коры (табл.1). Уге после первой минуты облучения в опытах (5) наблюдалось снижение- амплитуды позитивной фазы Ш зрительной проекционной зоны на вспышки, подаваемые к коятралатеральному глазу. Уменьшение этой фазы ВП, как правило, отмечалось не только на всем протяжении сеанса облучения (10 мин), во и продолжалось после отключения светового воздействия в течение 10-20 мин наблюдения. В одном опыте с-мечено значительное повышение амплитуда позитивной фазы после начала облучения ретикулярной формации с разнонаправленной динамикой изменений после отключения светового воздействия.

Характеристики вызванных потенциалов зрительной коры на вспышки света при облучении красным светом ретикулярной формации

КЛ Негат. пп фаза(-) Время экспозиции (мин) "Время после выключения (мин)

ПО ЗЕТ. 5>аза( +) I 5 10 I ' 5 Ю

1 + 50+3 7915 27±2 39+2 128+5 20±2 115 ±6 "19±2 84+6 42+5 БЭ+Ь 19+2

2 + 132+9 100±7 56+5 65+4 47+5 50+3

"87+7 ' 95±7 87+6 6513 65+3 77+5

67+5 60+5 80+5 67+5

3 + Ю0+8 95+5 79+7 70+6

4 + 125+7 "43+5 86±6 86±7 П2±6 77±7 84+7 97+7 58+6 94+7 97+7 100+8

_ 83+6 89+6 83+6 105+7 105+7 127+8

5 + 156±7 187±7 125+7 "60+6 '37+6 • 0

е I 70+5 84+4 94+7 82+5 94+7 58+4 64*6 8215 80+7 118+7 70+6 118+7

7 I 67±7 91+8 108+7 '79^8 75 ±6 Ю3±8 92+8 91+3 100+3 "85+8 83±8 Ю0+8

Уровень значимости Р < О.С5

Примечание: Данные обозначения используются в таблицах 1-5.

Амплитуды позитивной и пегатквной фаз ВП даян в . процентах от исходного значения их амплитуды соответственно.

Более поздняя, негативная фаза ВП такта претерпевала весьма значительные изменения по амплитуде. В шч опытах, «а первой же минуте обнаруживалось ее снлгенсе. в дгух опытах наблюдался двуфазный эффект - поведение с даивдуадм ешзекгеа.

После отключения светового воздействия на ретикулярную формацию амплитуда ответов оставалась сниженной в большинстве опытов. Следует отметить, что аышштуднда изменения ВП сопровождались сдвигами их конфигурации. Эти сдвиги начинали обнаруживаться сразу после включения света и усиливались после его отключения. В отдельных случаях конфигурация ВП претерпевала весьма значительные перестройки вплоть до исчезновения некоторых компонентов ответа.

Воздействие ионохроматизированного зеленого света на ретикулярную формацию среднего мозга также отражалось на амплитудно-временных параметрах ВП зрительной корн. Изменения их оказались в большинстве опытов несколько менее выраженными в сравнении с результатами облучения красным светом (табл.2). Амплитудные сдвиги после включения света имели меньшую абсолютную величину, хотя в общей направленности их специфических особенностей не обнаруживалось. В большинстве опытов, как и при воздействии красным светом, снижалась негативная фаза ответов и в половине опытов наблюдалось снижение позитивное фазв.

В данной серии опытов, хроме ВП зрительной корн, изучались ответы вестибулярной проекционной области на соматические (электрокожные) и слуховые (щелчки) стимулы' (табл.3~4).

Полученные результаты показали, что а большинстве опытов изменения начальной позитивной фазы были сравнительно небольшими (около Ю—20% от исходного уровня). 1ииь в двух опытах наблюдалось возрастание амплитуда соматических БП более, чем на 50% ва фон» облучении ретикулярной формации. Изменения негативной фазы заключались преимущественно в начальном увеличении ашшпудн соматических ответов после включения света с последующими восстановлением или снижением ее в сравнении с фоном.

Таблица 2

Характеристики вызванных потенциалов зрительной коры на вспышки света при облучении зеленым светом ретикулярной формации

lili иегат. Время экспозиции (мин) Время после выключения опыта фаза(-) _" _;_(мин)_

aSSu) 1 5 Ю- 15 ю

78+5 335+7

Э1±7 II9¿7

112±8 Ю0±7

ÍI2±7 -81±5

135 ±5 125±6

40±2 83+4

7ровень значимости р 0,05

После отключения света, как правило, происходило восстановление амплитуды реакций. В трех опытах проводилось тестирование реакций зрительной зоны на гетеромодальные соматические стимулы (табл.5). Согласно полученным в них данным, реакция позитивной фазы ответов коры на облучение ретикулярной формации среднего мозга заключалось в небольшом снижении амплитуды. Негативная фаза ВП оказалась более чувствительной. В двух опытах наблюдалось снигение ее на первой минуте с последующим прогрессивным возрастанием до 50-70? от исходного уровня. После отключения света происходило плавное снижении амплитуда этой $азы, однако

1

2

3

4

5 S

- 128+7 I07¿6 Ю7±6 Ю7±6 336+6

+ ' 223±7 147±7 132±7 "88±6 I25±7

- 86±5 118±6 "86±5 100 ±7 П4±7

+ К9±7 I09¿7 109+7 Ю9±7 Ц9±7

- 85 ±6 IÓ0±7 112±7 125±8 125+8

+ 93±б Ю7±7 Ю0±7 3DO±7 Ю7±7

- 88+6 180±8 Ю0±7 "90±б -

85±8 "46±4 "82j-6 81±6

- Ю0±7 115 ±9 31*2 59±3 33I±4

+ 120±7 Ш±9 93±5. 74¿5 I00±5

- 75±9 55¿3 ID7¿5 75 *3 ' ÍÓ0±5

+ 78+9 40±4 •■39±2 84+5 •84±4

Характеристики соматических вызванных потенциалов вестибулярной зоны коры при воздействии зеленым светом на ретикулярную формацию

Негат. ' опыта фаза(-) Время экспозиции (мин)" " Время'после выключения (мин)

позше. Фаза(+) I с Ю I ' 5 10

1 + 164±8 78+5 157±7 94+4 157+7 "94^6 200+9 ЮО+2 178+9 100*6 228+9 100^

2 + 120±4 120±5 120±6 120±7 100+5 Ю0±7 102+6 Ю0±7 100+6 90+5 70^3

3 т 89+5 77±6 89*5 86±6 Ю0±5 90+7 100+5 90±7 100+4 '80±7 100+5 75+7

4 I Ю0±6 191±8 112±7 164±8 75^3 182+8 100+6 91±4 ЮО+7 91±4

5 I 83±4 96+5 79^3 115+7 52±4 63^5 50±6 77+6 62±4 8Х±4 75+7 86+8

6 I. 135*6 2В9+7 167±Э 36±2 40±2 125+8 185±7 125 ±6 157±7 125+8 157±7

7 I 1И±6 108*6 Ш±7 118±7 92±6 Х18±7 118+6 И8±7 130+7 127±7 118±6 127+8 .

' Уровень значимости р -с. 0,05

восстановления не отмечено до конца периода наблюдения.

В контрольных опытах амплитуды негативной и позитивной фаз находились в пределах 100+52 от исходных пх значений в течение

всего времени регистрации (60 кип).

Представляют интерес наблюдения, касащиеся изменений фоновой электрокортикограымк. В большинстве экспериментов на 5-й и Ю-й ыин после начала светового воздействия на ретикулярную формацию в коре возникла эпилептг^орьшая активность. Примерно в

Характеристики слуховых вызванных потенциалов вестибулярной зоны коры при воздействии зеленым светом яа ретикулярную формацию

.щ; Негат. ' Время экспозиций (мин) ' Время после выключения

опыта фаза(-)

(мин)

позит. Фаза( +) I 5 ■ Ю - I * 5 Ю

1 + 2 ^ 123+7 80+5 П0±6 Ю8±5 123+7 "70+5 90+6 10045 338±8 "84±6 80±4 100+5 . Е38±8 "92+5 80±5 Ю5±4 123±8 "80±5 100*6 9515 123±8 94+5

Ю4±4 П7±о 100+4 117+6 120±4 ЮО^ 120±4 Е0±7 120*6 Н7?7 120±6 117+7

Уровень значимости р 4 0,05

. Таблица 5

Характеристика соматических, вызванных потенциалов зрительной корн при"воздействии зеленым светом на ретикулярную формацию

ЕЧ Негат.■ опыта фаза(-) Время экспозиции (мин) Время после Епключения (мин)

позит. фаза(+) I 5 Ю I ' 5 Ю

1 + 83+5 120+5 167+9 100±3 150±9 "60±7 150+9 Ю0±7 130+9 140±7 130+9 100+4

2 + 50+2 100^ 150+8 ВЗ+5 170±9 •89±5 160±9 78+5 150+9 "89^5 150+9 "8915

3 + 117+6 43+3 Юб+6 "80+5 57+3 90±5 87+6 80^5 - 80+7 Э0±6

Уровень значимости р < 0,05

половине опытов она регистрировалась в ввде отдельных пик-волновых комплексов и одиночных спайков, сохранившихся на протяжении всего периода наблюдения, в остальных экспериментах изменения электрокортикограшы заключались в появлении групповых разрядов тэта-диапазона высокой амплитуды, продолжительностью 1-3 секундн с периодичностью от Ю до 15 секунд. В двух опытах на фоне таких разрядов отмечались судорожные сокращения скелетной мускулатуры. Как правило, эпилептиформная активность не пре-

*

краздалась после выключения светового воздействия до конца наблюдений. Согласно полученным данным, изменения фоновой электрокор-тикограммы, как и вызванной активности,были более выраженными при облучении ретикулярной формации красннм светом. В контрольных экспериментах, когда в ретикулярную формацию вводился световод, изолированный от света, изменений вызванной и фоновой активности коры не отмечалось.

Полученные в нашем экспериментальном исследовании результаты показали, что воздействие низкоинтенсивного монохроматизиро-ванного света на ретикулярную формацию вызывает значительные сдвиги фоновой и вызванной электрической активности корн головного мозга.

Эти данные, по нашему мнению, могут получить удовлетворительное объяснение лишь в том случае, если принять допущение, что нейронные элементы ретикулярной формации среднего мозга обладают чувствительностью (реактивностью) по отношению к прямому воздействию света. Ответ*на вопрос о конкретных механизмах столь заметных сдвигов функционального состояния нервных, клеток под влиянием следовых интенсивностей монохроиатизированкого света может быть найден лишь в общем контексте проблемы объяснения процессов, лежащих в основе фоторецепции живых тканей.

.........- 17 г

Существует представление, согласно которому монохроматический когерентный свет приводит к изменению энергетического состояния клеток, можно предположить, что и некогерентный свет вызывает сдвиги энергетического состояния облучаемой популяции нейронов ретикулярной формации, вырезающиеся в переходе их в иной режим деятельности, а это, вероятно, служит причиной перестройки активности других структур мозга, и в том числе - корковых нейронов, на которые ыезенцефалическая ретикулярная формация оказывает свои мощные восходящие влияния. Характер ретпкуло-корковых влияний и особенности взаимоотношения между этими структурами являлись предметом многочисленных исследований, широко представленных в литературе.

Концепция об активирующем характере ретикуло-корковых влияний позволяет объяснить значительную часть" наших данных о сдвигах электрических реакций корн. В первую очередь это касается изменений параметров ВП. В большинстве опытов.происходило снижение амплитуды позитивной и'негативной фаз, что вероятнее всего связано с усилением восходящих десинхронизирующих влияний, облучаемых светом ретикулярных ядер. Однако эти влияния плели значительные индивидуальные различия и характеризовались непостоянством, фазностью. В отдельных опытах было замечено возрастание амплитудных параметров ВП. Вышеуказанные особенности реакции можно объяснить различиями местонахождения кончика электрода в отдельных экспериментах и трудноконтролируемнми факторами, связанными с вариациями объемов клеточных популяций, подвергаемых воздействию света.

Полученные данные свидетельствуют и о том, что облучение ретикулярной формации среднего мозга оказывает различное влияние на ВП вестибулярной и зрительной корн. Более выраженными оказы-

веются изменения БП зрительной воны как на гошмодальныэ, так и на гетеромодальные (соматические) ответы. Однозначное объяснение этому факту дать трудно, »ига, однако, предположить, что структурное элементы ретикулярной формации, связанные со зрительной корой, обладают больсей реактивностью к прямому световому воздействию, в сравнении с теми клетками, которые связаны с другими проекционными зонами.

Согласно результатам исследования, облучение ретикулярной • формации приводит к значительным изменениям фоновой электрокор-тккограммы, появлению эпилептифорыной активности. Известно, что эпнлепткзация мозга связана с изменениями функционального состояния, повышением возбудимости ряда структур коры больших полушарий, лимбических образований и синхронизирующих структур ствола (П.М.Сарадашвили, Т.Ш.Геладзе, 1977; Ф.П.Еедяев, 1965). В наших опытах, воздействие света на ретикулярную формацию оказалось фактором, достаточным для развертывания процессов эпилептизации мозга и формирования характерных ее проявлений. Конкретные механизмы развития подобной "фотогенной" эпилепсии требуют специального изучения.

Исследование показало, что более значительное влияние на функциональное состояние мозга оказывает моЕохроыатизированный красный свет. Изменения вызванной и фоновой активности коры при облучении ретикулярной формации зеленым светом оказались менее выраженными.

Полученные результаты свидетельствуют о перспективности дальнейшего изучения влияния различных диапазонов видимого света на мозговые структуры с целью разработки способов направлений коррекции Л2 функционального состояния.

Блеете с тем, практическое применение новых источников света

ставит вопрос о возможности нежелательных эффектов воздействия монохроматизированного света терапевтической мощности на систему крови. В литературе наиболее широко обсуддается гемолитическое и иммуномодулирующее действ ж лазерного света. Это и определило выбор объекта - цельной крови и методик оценки характера воздействия света на нее.

Эффектов снижения осмотической резистентности и появления эффекта алой крови ни в проведенной серии экспериментов, ни в контрольных экспериментах с повышенной экспозицией (мощность 20 мВт, время воздействия 5 мин) не наблюдалось. Следует отметить статистически достоверное увеличение осмотической резистентности в образцах, облучаемых монохрсматизированным светом красного и оранжевого диапазонов. Облучение зеленым светом не привело к значимым изменениям резистентности. С уровнем значимости р< 0,05 получены следующие данные для границы полного гемолиза, ^

и средней скорости нарастания гемолиза соответственно: контроль - 0,32>;±0,01$, 122+3?; облученные лазером - 0,33^±0,01$, облученные красным светом -

0,35/^0,01^, 15%±1%', оранэевым светом - 0,35/5;$, 01$; облученные зеленым светом - 0,32^^0,01^;

Выявленное повышение осмотической резистентности гхсто объяснить стабилизирующим действием света на мембраны эритроцитов, что согласуется с данными, об ингибированпи процесса пере-кисного окисления липидов (ПОЛ) низкоинтенсивным спетом гели2-не-онового лазера (С.Ы.Бубнова, 1983), процессы. ПОЛ могут быть связаны со снижением эластичности мембран и, такгал образом, соответственно приводить к снижению осмотической резистентности з изотонических растворах.

Для поиска нежелательных эффектов воздействия на Седые клетки крови было проведено изучение влияния ыонохромагизированного света на фагоцитарную активность непрофильных лейкоцитов донорской крови. При атом, контрольными служили образцы, находившиеся в режиме ложного облучения. Проведено также сравнение с данными, полученными для образцов, облучавшихся гелий-неоновым лазером. Постановка экспериментов, выбор экспозиции и диапазонов света аналогичен тем, которые были в опытах по определению осмотической резистентности. Проведенные эксперименты показали, что красный и оранжевый шнохроматизированный свет, как и свет гелий-неонового лазера стимулирует процессы фагоцитоза. В качестве параметров слуЕшш: фагоцитарное Число, фагоцитарный индекс и индекс бактерицидности на 30-й мин. Получены следующие данные для

И'^о и ИБНдд соответственно: контроль - 4,30+0,12; 37,0^1,5; 39,0^-1,3, для образца, облученного лазером: 5,50+0,14; 49,0^2,1; 50,0^6,4; красным ыонохроматизированным светом -5,70^0,12; 54,0^3,5; 54,0^3,4» оранжевым монохроматизированнкм светом - 5,50±6,21; 50,0*Ь1; 53,0^3,5.. Данные для зеленого света, полученные в трех экапериментах, показывают, что значимых отклонений фагоцитарной активности зеленый свет не вызывает.

Полученные результаты показывают не только' отсутствие нежелательных эффектов подавления фагоцитарной активности нейтрофи-лов монохроматизированным светом, Но И Наличие, статистически достоверной ее стимуляции по сравнению с'контрольными образцами. Превышение эффекта стимуляции краишм монохрйматизированяым светом по сравнению с соответствующим результатом, полученным при воздействии гелий-неоновым лазером, подтверждает предположило об эффективности воздействия излучения о шириной спектра 50-100 км и, об отсутствии узких спектральных резинансов в имам-

ных образцах.

Действительно, применение получившего распространение в фототерапии низкоштенсивного излучения гелий-неонового лазера, вызывает подтвержденные экспериментальными и клиническими данными эффекты воздействия на-кровь в норме и патологии и, в частности, повышение клеточного иммунитета. Однако отсутствие в гивых тканях специфичных узкорезонансннх мишеней-рецепторов излучения гелий-неонового лазера подтверждает предположение о возможности использования в лабораторной и клинической практике низкоинтенсивного монохроматизирозанного света. Наиболее перспективным . для этих пелей, как показывата полученные данные, является красный ыонохрсматззировашшй сгет с максимумом 633 ни. Подобная избирательность фоторзцепции гивых тканей свидетельствует о том, что значительную роль в формировании отклика биологических объектов играют молекулы, имеющие полосы поглощения о ширинами порядка нескольких десятков нанометров и с максимумами, близкими к 630 нм, например, молекулы каталазы.

'ЗЫВОДЫ

I* Ыонохроматизированный видимый свет низких интенсквностей (мощность 0,02 мЗт, плотность шдности 0,15 мВт/см2) вызывает перестройку электрической активности корн больших полушарий головного мозга и способен прозоцировать появление эпдлептшорц-вой активности.

2. Наибольшую эффективность воздействия на ретикулярную формацию среднего мозга и на кору головного мозга имеет красный монохроматизированный свет.

3. Воздействие видимым светом на кору головного мозга менее олгективно по сравнению с действием на ретикулярную "торьнлиа.

4. Ыонохроыатпзированный видимый свет терапевтических мощностей повышает осмотическую резистентность эритроцитов и не вызывает, таким образом, нежелательных эффектов гемолиза.

5. Низкоиытенсивный монохроматизированный свет отполирует фагоцитарную активность нейтрофилов донорской крови, наибольшую активность при этом имеет красный свет, максимум спектра которого соответствует длине волны 632,8 нм гелий-неонового лазера.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ Ш МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Исследование вызванных потенциалов неокортекса у кошек при воздействии видимого света на ретикулярную формацию среднего мозга (совм. с А.Т.Абакаровыы, В-А.Ыоничеы, В.Л.Шапошниковш.1, М.Т .Швачкиной) I Всероссийская конференция . Актуальные вопросы лазерной медицины. Тезисы докладов. ц., 1991. - С.14-15.

2. Влияние монохроматизированного видимого света на функциональное состояние структур головного мозга (совм.с А.Т.Абакаровыы, В.А.Ионичем, В.Л .Шапошниковым). Нижегородский медицинский журнал, 1992, & I. - 0.78-82.

3. Шнохроматизнрованный видимый -свет как фактор воздействия на биологические ткани (совм.с в.А.ЬЗоничзм, Е.А.Шничем). • нижегородский медицинский журнал, 1991, & 4. - С-ЭЗ-94.

4. Проблемы создания физиотерапевтических оптоволоконных источников света (совм.с В-А-Шничем). Труды I учредительной конференции Ассоциации медицинских физиков. - Обнинск, ноябрь, 1991. Тематический выпуск журнала Медицинская техника. - С,49-54.

5. Особенности регистрации слабых потоков света в мутных и ыалопрозрачных жидкостях (совм.с В.А.Моничем). методические указания Всесоюзной школы-семинара вш-терыо-хемилюминесценции Ц., Суздаль, 1990. - 86 с.

- 23 -

6. Механизмы воздействия микроволновых полей низкой интенсивности на биологические объекты (совм.с В.А.Ионичем). Всесоюзная конференция. Актуальные проблемы применения магнитных и электромагнитных полей в медицине. Тезисы докладов. - Л., 1990. -с.по-ш.

7. Воздействие импульсных, электромагнитных полей низкой интенсивности на мембраны эритроцитов (совм.с В.А.Моничем).

I Всесоюзная конф«ренция с международным участием. Шханизм действия магнитных и электромагнитных полей на биологические системы различных уровней организаци. - Ростов-на-Дону, 1989, -С.68-69.