Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности роста, развития и резистентности гидробионтов под воздействием низкоинтенсивного когерентного инфракрасного излучения

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Особенности роста, развития и резистентности гидробионтов под воздействием низкоинтенсивного когерентного инфракрасного излучения"

На правах рукописи

Крутик Сергей Юрьевич

Особенности роста, развития и резистентности гидробионтов под воздействием низкоинтенсивного когерентного инфракрасного излучения

Специальность 03.00Л 8 - Гидробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва, 2006

Работа выполнена в Московском государственном университете технологий и

управления (МГУТУ)

Научный руководитель:

кандидат биологических наук, Фельдман Марк Геннадьевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова Филенко Олег Федорович

Кандидат биологических наук, с.н.с Межведомственной ихтиологической комиссии Ананьев Валентин Илларионович

Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО)

Защита состоится "¿<7" 2006 г. в " часов на заседании

диссертационного совета Д 212.122.06 при Московском государственном университете технологий и управления по адресу: 117149, г. Москва ул. Болотниковская, дом 15.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Московского государственного университета технологий и управления.

а/г

Автореферат разослан " -л 2006 г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, доцент / ' Никифоров-Никишин А.Л.

Об шая характеристика работы

Актуальность проблемы. В настоящее время в связи с широким применением низко интенсивных лазеров в медицине и ветеринарии остро стоитпроблемаопредел енияоптимальных параметров излучения.

Частота импульса, при импульсном воздействии, является наиболее слабо изученным параметром. В связи с чем представляет интерес исследование биологического действия различных частот импульса при различных экспозиционных дозах.

При искусственном воспроизводстве гидробионто в разрабатываются различные методы интенсификации производства. Однако в этих условиях возрастают экстремальные воздействия на культивируемые организмы, так как по мере повышения продуктивности уменьшается их резистентность к неблагоприятным факторам внешней среды. В таких условиях, облучение низко интенсивными лазерами может способствоватьрешению этой проблемы.

Целью данного исследования — яшшось выявление эффективности воздействия низкоинтенсивным импульсным лазерным излучением (НИЛИ) на динами^ численности и выживаемость гидробионтов в зависимости от экспозиционной дозы и частоты импульсов, а так же на их резистентность к неблагоприятным факторами внешней среды.

Для выполнения у казанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить закономерности динамики численности ряски малой Lemna minor при воздействии низюинтенсивного инфратасного лазерного излучения с вариациями экспозиционной дозыи часто ты импульсов.

2. Изучить влияние низюинтенсивного инфр атасно го лазера надинами^ смертности ряски малой Lemna minor находящейся под воздействием то кси кан то в.

3. Изучить закономерности воздействия низюинтенсивного инфраьрасного лазерного излучения с вариациями экспозиционной дозы и частоты импульсов на выживаемость эмбрионов тетры-плотвички Hemigrammus caudovitatus.

4. Изучить влияние низюинтенсивного инфракрасного лазера на регенерацию весовых усиюв меш ко жаберных сомов Heteropneustes fossilis.

5. Провести анализ результатов исследований, построить модель, описывающую получетные зависимости.

Научная новизна. Разработана модель, описывающая действие НИЛИ с учетом двух факторов экспозиционной дозы и частоты импульсов. Показано, что НИЛИ способно снимать стимуляцию регенерации, вызванную токсичным веществом (нитратом свинца).

Практическое значение. Предлагается новый способ интенсификации воспроизводства гидробионтов за счет использования низнэинтенсивного инфракрасного лазерного излучения. Применение низкоинтенсивного инфракрасного лазерного излученияпри ин^бировании икры, способствует ее выживаемости, и дает дополнительную возможность увеличения производительности инкубационных цехов рыбзаводов. Облучение гидробионтов низюинтенсивными лазерами повышает их сопротивляемость к токсикантам. Полученные данные могут также учитываться в медицине и ветеринарии при подборе оптимальных параметроввоздействияНИЛИ.

Апробация. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на IX Международной н^чно-практичесюй нэнференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (Москва, 2003), а также на расширенных коллоквиумах кафедрыбиоэюлоги и ихтиологии МГУТУ (2003-2006);опублиюваны: в «Сб. трудов молодых ученых МГУТУ», (Москва, 2005), «Объединенном научном яурнале», (Мэсква, 2006), «Рыбное хозяйство» (Москва.2006).

Публикации.По теме диссертации опубликовано б работ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 110 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4-х глав, заключения, выводов, списка литературы. Список литературы включает 168 наименования, из которых 64 иностранных. Работа иллюстрирована 17 рисунками и 10 таблицами.

Содержание работы Глава 1. Обзор литературы

В настоящее время существует обширное количество литературы, в которой изложены различные аспекты механизмов воздействия лазерного излучения на биологические объекты (Рубин и др., 1971;Векh et all., 1988; Berns et all., 1988;

Basford, 1989; Kara, 1987, 1988, 1989, 1990, 1991a, 19916, 1992, 1996a, 19966; Smith, 1991 ;Мантейфельи др., 1996;Бахрамов, 1999).

В литературе показано, что низкоинтенсивное лазерное излучение ультрафиолетового, видимого и инфракрасных спектров обладает выраженным терапевтическим эффектом.

Однако, одной из основных проблем в понимании действия низкоинтенсивного лазерного излучения является определение акцепторов лазерного излучения. На сегодняшний деть общей теории, всесторонне описывающий биологическое действие низюинтенсивного лазерного излучения не существу ет.

При анализе литературы можно вьщелитьдватипагипотез:

1) Гипотезы о специфическом действии НИЛИ (Itzkan 1988; Горбатенюваи др., 1989;Кати, 1989; Жуманулов, 1989¡Владимирев и др 1994;Sdiaffer et al., 1997;Haas etal., 1998;Karu,1999;Kapy,2001;Filipph L. et al.,2003).

2) Гипотезы о неспецифическом действии НИЛИ (Лисиенко и др., 1989, Рубин 1987;3агускин и др.,2005;3ахарови др., 1989).

Первые увязывают действие НИЛИ и других лазеров с наличием специфического акцептора и производными от него фотохимическими реакциями. Вторые — специфического акцептора не выделяют, а объясняют действие НИЛИ сложным синергетическим эффектом от множества акцепторов, либо вообще не касаются первичного взаимодействия лазера с веществом.

К достоинствам первых можно отнести более высокую верифицируемость. К недостаткам сильную односторонность, посвдльку конечный эффект НИЛИ является комплексным, и проявляющимся на всех уровнях организации от клеточного до организменного и на организмах разного систематического уровня. Акцептора, объясняющего весь комплекс конечного биологического действия НИЛИ найти не удалось. Хотя отдельные аспекты биологического действияНИЛИ хорошо объясняются тем или иным хромофором.

Вторые же базируются на исследованиях где организмы (и соответственно детальный механизм действия НИЛИ) на них представляется в виде черного ящика. Зато конечный эффект исследуется комплексно (т.е. НИЛИ изучается как абиотический аутэкологаческий фактор) Наше исследование относится именно к этому типу.

Глава 2. Материал и методика

В качестве источника низюинтенсивного инфракрасного лазерного

излучения использовался аппарат Му стан г-2000 и излучатель ЛО-2.

Энергия фотонов лазерного излучения аппарата Мустанг-2000 менее 1,5 эВ и она слишком мала для тою, чтобы вызвать ионизацию (диссоциацию) органических молекул, нарушить естественные процессы, разорвать биополимерные связи.

Глубину проникновения в ткани определяют пфаметры аппфата, в частности, длина волны импульсного лазера 890 нм. В диапазоне, соответствующем ближнему инфракрасно^ излучению (740-3000 нм), биологические ткани оптически прозрачны (Евстигнеев, 1987), что неоднофално подтверждено вработах отечественных и зарубежных ученых.

Экспозиционная доза определяется выбором частоты повторения лазерных импульсов, а также временем воздействия.

Мощность импульсалазерного излучения аппарата составляет не менее 4 Вт (при постоянном, не импульсном излучении такой мощности речь шла бы о высоюэнергетическом воздействии). Продолжительность каждою отдельного импульса составляет приблизительно] 00 наносе^нд. Объекты исследования и распределение материалапреаставлены в таблице 1.

Таблица. 1

Объекты исследования и распределение материала.

Объекты исследований Кол-во особей Виды исследований

Воздействие НИЛИ НИЛИ+ токсиканты Методы

Ряска малая Lemna minor динамика численности 1640* + + статистические, морфологические

Тетра-плотвичка Hemigrammus Caudovitatus эмбрионы и предличинки 480* + - статистические, морфологические

Мешкожаберный сом Heteropneustes fossilis вкусовые усики 12 + + статистические, морфологические

* на начало экспериментов

Для практического использования аппарата и подотета параметров экспозиций имеют значение следующие величины: Римп — мощность импульса, Вт. Показывает мощность одного импульса.

F— часто та импульсов, Гц.

Показывает количество импульсов за одну секунду воздействия.

I - длител шо сть и мпул ьса, с.

Показывает время действия одного импульса. На аппарате Мустанг-2000 оно является неизменяемым параметром, и во всех исследованиях составляло 100 наносекунд.

Т— время экспозиции,с.

Показывает время одного сеансаоблучения.

Рсред — Средняя МОЩНОСТЬ НИЛИ, Вт. РСред= Римп* Р* I

Показывает мощность НИЛИ. Может задаваться как частотой импульсов, так и мощностью импульса.

Б-экспозиционнаядоза, Дж. П= Рсред * Т, 0= Р„„п* К* I* Т.

Показывает количество энфгии сгенерированной аппаратом за один сеанс облуч ения (экспозиции).

Одна и та же экспозиционная доза может задаваться как частотой импульсов, так и временем экспозиции, что может оказывать различный биологический эффект. Большинство экспозиционных доз задавались в наших исследованиях различным количеством частот импульса. Таким образом, каждый сеанс облученияхарактеризовался не только энергией воздействия, но и той частотой импульсов, на которой она достигалась. Общее число сеансов облучений (экспозиций)равно количеству опытных групп.

В таблице 2 показано изменение экспозиции в зависимости от экспозиционной дозы и частоты и мпул ьсо в в опытных группахряски малой

Таблица2

Изменение экспозиции в зависимости от экспозиционной дозы и частоты

импульсов.

Доза Частота импульса

1 Гц 10 Гц 100 Гц 250 Гц 500 Гц 750 Гц 1000 Гц 1500 Гц 2000 Гц 3000 Гц

0,00015 Дж 1000 с 100 с 10с 4с 2с - 1 с - - -

0,0015 Дж 10000 с 1000 с 100 с 40 с 20 с 13с 10с 6с 5с -

0,015 Дж - 10000 с 1000 с 400 с 200 с 130 с 100 с 60 с 50 с 33

0,075 Дж - - 5000 с 2000 с 1000 с 650 с 500 с 300 с 250 с 165

0,15 Дж - - 10000 с 4000 с 2000 с 1300 с 1000 с 600 с 500 с 330

Для оценки воздействия низюэнергетаческэго инфра]фасного излучения на динамику численности ряски малой Ьетпа пппог был выбран д^хфакшрный дисперсионный анализ, показывающий значимость таких факторов, как экспозиционная доза и частота импульоов. Длительность эксперимента

составила 12 дней. Подсчет количества листецов проводился на третий, седьмой и двенадцатый день эксперимента. В каждой чашки подсчитывало«, общие количество листецов.

Объекты каждой опытной группы ряски малой помещались в специальную колбу, плотно прицепляющуюся и полностью накрывающуюся излучателем JIO-2. Расстояние от объектов до излучающего светодиода составляло 2-3 мм. Объекты размещались по всей поверхности облучения относительно плотно, что позволяло свести к минимуму потери энергии.

Для изучения закономфностей динамики смертности ряски малой, в качестве токсикантов были выбраны соли металлов. Все опытные группы облучались с часто той импульса500 Гц. В качестве токсиканта в были выбраны следующие соли металлов: iynopoc медный CuS04, кобальт хлористый СоС12, нитрат свинцаРЬ(Ы03)2.

В основном методика была идентичной случаю ряски без токсикантов. В опытных группах подсчитывалось как общее количество листецов, так и количество выживших. Выжившими считались листецы, не имеющие обширных хлороэови некрозов.

У тетры-плотвички Hemigrammus Caudovitatus эксперимент проводился по стандгртной методике для эмбрионов и личинок рыб. При реализации этого метода после воздействия излучения контролировалось эмбриональное развитие рыб, выклев свободных эмбрионов (предличинок) и выживаемость предличинокпосле выклева.

Подопытные группы эмбрионов облучались одно1ратно при следующих частотах импульса: 150 Гц, 300 Гц, 450 Гц, 600 Гц, 1200 Гц; и экспозиционных дозах: 0,006 Дж, 0009 Дж, 0,0144 Дж. Таким образом, нами изучалось пятнадцать подопьпных групп. Как контрольная, так и все опытные группы состояли из трех повторносгей,по десять эмбрионов на повторносгь. В каждой группе подсчитывалось количество выживших свободных эмбрионов.

Для оценки воздействия низюэнергетического инфрацасното излучшияна выживаемость тетр ы-плотвич ка был выбран двух факторный дисперсионный анализ с повторениями.

При исследовании влияния НИЛИ на регенерацию вкусовых усигов мешкожаберных сомов Heteropneustes fossilis, эксперимент состоял из трех опытных групп и одной гонтролшой, в каждой группе по три сома. Каждой особи, как в контрольной, так и в опытных группах, отсекалось по 50% каждого вкусового ушка и производился их предварительный под счет их длинны.

Опытные группы состояли из особей находящихся под воздействием:

нитрата свинца в концентрации 1мгЛ1, трехфатного облучения НИЛИ (300Гц, 5,4мДж), совместного воздействия НИЛИ и нитрата свинца. Подсчет результатов производился на 5-ый, 12-ый и 18-ый день эксперимента. Дня оценки воздействия НИЛИ и нитрата свинца на регенерацию весовых усигов был выбран ДЕухфакгорный дисперсионный анализ с повторениями.

При разработке модели, описывающей закономерности действия низюинтенсивного инфрафасного лазерного излучения с вариациями экспозиционной дозы и частоты импульсов проводился нелинейный регрессионный анализ.

Глава 3. Результаты исследований

В ходе проведенных исследований влияния низкоинтенсивного инфрафасного лазера на динамику численности ряски малой были получены сл едующие р езул ьтаты.

Исследования показали, что НИЛИ оказало стимулирующее действие на скорость роста и размножения ряски малой. Изменение численности показано нарисунках 1,2,3.

25

20

П 0,00015 Дж Н 0,0015 Дж. н 0,015 Дж □ 0,075 Дж нО,15Дж

Рис. 1. Численность ряски на третий день.

□ 0,00015 Дж В 0,0015 Дж ■ 0,015 Дж □ 0,075 Дж Н0.15ДЖ

Рис.2 Численность ряски на седьмой день.

П 0,00015 Дж О 0,0015 Дж И 0,015 Дж а 0,075 Дж ЕЭ 0,15 Дж

Рис.3 Численно сть р яски над вен аа ц атый день.

Почти ю всех опытных группах численность нарастала быстрее, чем в контрольной. Исключение составляют группы, облучавшиеся излучением с частотой импульса 1 Гц и дозами 0,00015 и 0,0015 Дж

Статистическая обработка методом подсчета реализации репродуктивного потенциала выявила достоверные различия между облученными и контрольными растениями. На рисунке 4 представлены окончательные результаты статистической обработки — изменение времени удвоения численности по отношению к контролю в группах с разными

экспозиционными дозами облучения и в зависимости от частоты импульса и времени.

Рис.4.Изменениявремениудвоениячисленностиряски вопытных группах,по отношению к контрольной.

Видно, что стимулирующий эффект зависит не сколько от экспозиционной дозы, сколько от частоты импульса, так например на седьмой день эксперимента в группах с одинаковой дозой воздействия 0,015 Дж, но с разной частотой импульса — 100 и 500 Гц, время удвоения численности различается в 12 %. Наибольший эффект на всех этапах наблюдения, а также при всех исследуемых экспозиционных дозах, отмечается при частоте импульса400-500 Гц. При частоте импульса 1 Гц стимуляция не наблюдается, на проме;яутке от

10 до 500 Гц эффект стимулирования быстро нарастает. После 500 Гц эффект немного снижается (750 Гц), при 1000 Гц снова возрастает и при более высоких частотах медленно снижается

В связи с этим возникла необходимость проверки значимости таких факторов как частоты импульса и экспозиционной дозы излучения. Для этого мы использовали д^хфакгорный дисперсионный анализ. Результаты этого анализа(таблицаЗ) показывают высокую зндаимостьобоих факторов,

ТаблицаЗ

Проверки значимости часто ты импульса и экспозиционной дозы излучения с

помощью двухфакторнош дисперсионного анализа*.

Источник Р-

вариации Значение критическое

Двенадцатый день

Частота 71,65 0,000 4,18

Доза 16,78 0,000 5,94

Взаимодействие 0,80 0,698 2,74

Седьмой день

Частота 28,31 0,000 2,21

Доза 7,16 0,000 2,71

Взаимодействие 0,98 0,486 1,73

Третий день

Частота 6,46 0,000 2,21

Доза 2,19 0,096 2,71

Взаимодействие 0,85 0,638 1,73

•а-0.05

Таким образом, частота импульса и экспозиционная доза излучения являются весьма значимыми факторами. Взаимодействие этих факторов не достоверно,хотя и вероятно.

Результаты исследований показали, что частота импульса низгоинтенсивного инфракрасного лазера имеет высокую значимость. При этом имеется максиму м (оюло 400-500 Гц).

В ходе исследований по влиянию излучения на резистентность ряски к токсикантам выяснилось, что облученные группы живут несколько дольше контрольных. Результаты представлены на рисунках 5,6,7. Контрольными считались растения, не подвергавшиеся воздействию как токсикантов, так и излучения. Контролем 1 считалась группа, подвергавшаяся воздействию токсикантов без излучения. Опытные группы подвергались воздействию как такси кантов так и излучения.

ЕконтролИ

□ 0,025Дж 13 0,05Дж

□ 0075Дж И контроль

Рис.5. Динамикачисленности ряски малой в присутствии хлористого кобальта в концентрации 2000 мгЛт.

Я контроль1 Ш 0,025Дж В 0,05Дж □ 0075Дж Ш контроль

Рис.6. Динамикачисленности ряски малой в присутствии нитрата свинца в концентрации 100 мгЛь

П1 и £11

Г пб

О 2 3 5 7 9 12 Дни

Ш контроль1 Ш 0.025ДЖ П 0,05Дж □ 0075ДЖ Я контроль

Рис. 7. Динамикачисленносш ряски малой в присутствии медного ^пороса

концентрации 100 мгАь

Как показано на рисунках, облученные группы жиЕут в среднем дольше, это подтвержцаюти данные дисперсионного анализа.

Исследование развития иьры тетрььплотвички при действии лазерного инфр акр асного луч ения позволило у становить сл едующие.

В ходе исследования выяснилось, что выклев эмбрионов в контролшой группе составил в среднем 70%, в опытных результат сильно разнился. Выклев эмбрионовпо каждой из опытаых групп представлен в процентах отпосадки на рисунке 8.

500

1000 1500

Частота, Гц

- -♦- -0,0144 -А- — 0,009 ■

-Контроль

Рис.8. Количество выживших эмбрионов в%отпосадки.

Данные д^хфакторного дисперсионного анализа с повторениями показали достоверность расхождения математических ожиданий между группами выборок, что говорит о статистической значимости результатов воздействия НИЛИ для каждой парычастотаимпульсо в/экспозиционная доза.

В ходе исследования влияния НИЛИ и нитрата свинца на регенерацию вкусовых у сию в мешюжаберных сомов.удалосьустановить следующие:

1) На5-ыйД2-ый и 18-ый день эксперимента длина вкуоовых усиюв группы сомов, находящихся под воздействием нитрата свинца, была длиннее контрольных соответственно на 20%, 16% и 14%. Дрсговерность разницы подтвердил диспфсионный анализ,

2) Различия между контролем, группой подвергшейся совместному воздействию НИЛИ и нитрата свинца, а также группой подвергшейся воздействию только НИЛИ. Статистически достоверных различий не обнаружено.

Глава 4. Обдокдениерезультатов

Результаты исследований показали, что частота импульса низюинтенсивного инфракрасного лазера имеет высокую значимость. Так в экспериментах с ряской малой нами был обнаружен максимум (около 500 Гц). Мы предположили, что здесь имеет место явление резонанса. Резонанс наступает вследствие воздействия вынуждающей силы. При резонансе на определенной частоте амплитуда достигает максимума. Зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты (или амплитудно-частотная хф актер и ста ка- АЧХ) описывается следующей закономерностью:

А = (Ро/т)/((юо2 - уу2)2 + 4-РЧУ2)ш

где: Р0 —амплитуд а выну сдающей силы, ш — м асса о сцилл ятор а,

а>о — собственная часто та колебаний осциллятора, уу — частота вынуждающей силы, р - коэффициент затухания.

В нашем случае мы имеем зависимость прироста численности ряски (ЫЛ) от частоты импульса излучения. Такая зависимость аналогична первой произюдной АЧХ по времени и называется резонаноом скорости. Резонанс скорости описывается следующим уравнением:

г).,кс = (Ро-лу/т)/« Юо2 - ЛУ2)2 + 4-Ь2-\У2),я

Также, согласно литературным данным (Москвин, 2003), частота импульсов несет в себе еще один фактор воздействия, а именно среднюю мощность зависимость эффекта который описывается в-образной логистической кривой.

Таким образом, для описания зависимости прироста листецов от экспозиционной дозы и частоты импульоов нами была предложена модель, являющаяся интегральной зависимостью резонанса скорости изменения амплитуды и 5-образной логистической 1ривой — зависимости эффекта от средней мощности импульсного излучения. Получившаяся теоретическая кривая коррелирует с экспериментальной 1фивой (Рис.9).

■ ■ " резонансная кривая

..............влияние излучения

экспериментальная кривая — — Теоритическая зависимость

Рис.9. Схема модели, описывающей зависимость прироста растений отдвух факгоровгчастотыимпульсного воздействияи энергии воздействия.

Для описания кривых зависимостей выживаемости эмбрионов от энергии воздействия и частоты импульсов нами была предложена модель, сходная с таковой для ряски. Она являющаяся совокупностью зависимостей резонанса амплитуды (в этом ее отличие) и Б-образной логистической кривой — зависимости эффекта от среди ей мощности импульсного излучения. 16

Кривые резонанса, Б-образнаяи теоретическая длядозО <006 Джи 0009 Дж, показаны нарисунках 10,11.

г о.э

/\

1200 1400 Ч астота, Гц

_| — -0.006——Контроль ■ - 'Влияние изгтучения — — Резонанс................ Сумма |

Рис. 10. Выживаемость эмбрионов тетры-плотвички по отношению к контролю при 0 экспозиционной дозе 0,006 Дж. Сумма квадрата вотклонений поданным регрессионного анализа8=0Р052.

§ о.а 21

. /

»4

I/

I

1200 1400 Частот», Га

_-0.009 1 Контроль - - - .Влияние излучения — — Резонанс.....-.........Сумма |

Рис. 11. Выживаемость эмбрионов тетры- плотвички по отношению к контролю при экспозиционной дозе0Д09 Дж. Сумма квадратовотклонений по данным регрессионного анализа5=0,0049.

Эксперименты с совместным воздействием НИЛИ и токсикантов позволило установить, что НИЛИ является существенным фактором повышения резистентности организмов к токсикантам. Снятие эффекта стимуляции регенерации вкусовых усимэв также можно отнести к повышении резистентности. Так как индуцированная токсикантами стимуляция может приводить краку (Мэттсон, 1982).

Вопрос о частоте при импульсном режиме лазерного воздействия остается наиболее сложным. Его решениележитпока в плоскости эмпирическою поиска наиболее эффективных частот импульсного воздействия. Использование импульсного режима НИЛИ позволяет создать более эффективные и оптимальныеусповиядлялазерного воздействия,по сравнению снепрерывным излучением, за счет высокой концентрации световой энергии в импульсе и возможности добиться хорошего терапевтического эффекта при меньших экспозиционных дозах и более 1фатю временным во зд ей стви ем на организм.

Частотная характеристика НИЛИ важна по д^м основным причинам. Во-первых, посредством подбора необходимой частоты можно регулировать величину средней выходной мощности лазерного излучения, а через нее и дозу воздействия. Во-вторых, частота излучения (особенно в области относительно небольших частот от 1 до 500 Гц) несет информационную компоненту, так как она может оказаться резонансной к частотам тех или иных изменений функциональной активности структур или процессов в организме (Москвин, 2003).

Излучение с частотой свыше 1000 Гц обычно рассматривается как квазинепрерывное, так как в этом диапазоне частот организм чувствителен только к энергетической составляющей лазерного воздействия(Козлов,2001).

Другой автор (Загускин, 2005) также отмечает, что импульсный режим оказывается предпочтительнее воздействия с постоянной плотностью мощности, так как биосистемы реагируют на производную, а к постоянному уровню воздействия быстро адаптируются. Он объясняет это тем, что при импульсном режиме больше тепловая диссипация энергии в клетке и температурные градиенты в участках поглощения акцепторами лазерного излучения соответствующих длин юлн и, следовательно, больше переход геля взольи снижение концентрации кальция в цитозоле. Там же утверждается, что импульсный режим с частотой больше 1 кГц воспринимается клеткой как воздействие непрерывным лазером, различие эффектов разных частот воздействия меньше 1 кГц определяется различием средней плотности мощности.

Мы же, однако, считаем что, во-первых — различие эффектов разных частот воздействия определяется наличием резонанса биологичесиэй системы с воздействующей энергией. Во-вторых, утверждение о том, что биосистемы «быстро адаптируются «постоянному воздействию»- спорно,хотя быпотому, что имеющееся здесь в виду непрерывное воздействие монохроматичным лазером также имеет свою собственную частоту, связанную с длиной волны. В-третьих, по результатам наших экспериментов, можно говорить о том, что после частоты импульса в 1000 Гц наблюдается постепенное снижение эффективности, которая стремится к знамению оной при непрерывном лазерном воздействии.

Вполне вероятно предположить, что один и тот же организм может иметь несколько резонансных частот, причем, чем выше собственная частота осциллятора, тем меньше его размер и тем больше появится самих осцилляторов, действующих как положительно, так и отрицательно наразвитие организма. Поэтому положительный эффект должен будет скрадываться, и тем больше, чем выше частота импульса. Таким образом, на роль вероятного осциллятор а претендуют сравнительно крупные объекты, это мо1утбьпъ:

- сам организм целиком,

- биологич ески е жидко ста,

- надмоле1улярные комплексы,

- клеточныеорганеллы,

- биологическиемембраныи клеточные стенки.

Причем первые два варианта для мелких организмов можно считать тождественными, так как жидкость является основным компонентом любого живого существа. Для организмов, обитающих в юдной среде, этот факт является весьма существенным. Можно предположить, что облучение только лишь одной воды на определенной частоте, сделает ее наиболее оптимальной для выращиваниягидробионтов.

Рассматривая другие варианты, следует выделить те клеточные компоненты, от которых зависит клеточный рост и пролиферация. Из клеточных органелл это могут быть ядро и митохондрии, а также хлоропласты у растений или их мембраны. Сдругой стороны все эти органеллыимеют важный отличительный признак- все они имеют молекулы ДНК.

Таким образом, ДНК как крупный надмолекулярный комплекс может выступать и акцептором излучения, так и его резонатором. Некоторые авторы придерживаются именно такой точки зрения (Гаряев, 1997), более того они

утверждают, что ДНК после лазерного воздействия способно переизлучать волны и тем самым передавать информацию как соседним клеткам, так и соседним организмам.

Вариант воздействия излучения на биологические мембраны подробно рассматривается в литфатурном обзоре и также представляется одним наиболее вероятных. Также вероятно и то, что НИЛИ оказывает воздействие на все вышеперечисленные объекты. И тогда резонансной частотой будет являться суперпозиция нескольких различных резонансных частот.

Заключение

В данной работе рассматривались закономерности воздействия низюинтенсивнош инфракрасного лазера с вариациями экспозиционной дозы и часты импульоов. Построены резонансные модели, описывающие рост, развитие и выживаемость высших водных растений и эмбрионов рыб под воздействием инфракрасного лазера. Показана высокая значимость частоты и мпул ьсо в и н фр акр асно го и мпу л ьсно го л аз ер а.

Вскрытые в работе заю но мер но сги воздействия низко интенсивно го инфракрасного лазерного излучения на рост и выживаемость гидробионтов могут найти практическое применение в области культивирования водных организмов. Использование низкоинтенсивной лазерной стимуляции в рьбоводстве, согласно полученным данным, может значительно повысить выклев предличинок их И1фы и выживаемость р ьб в процессе эмбриональною развития.

Лазерная стимуляция должна применяться с осторожностью, так как воздействия на высоких экспозиционных дозах и на отрицателшо резонирующих частотах импульсов может привести к обратному эффекту и вызвать у гнетениероста, развития и выживаемости гидробионтов.

Выводы

1. Низкоинтенсивное инфракрасное лазерное излучения стимулирует рост и размножение ряски малой ю всех исследуемых частотах импульсов и экспозиционных доз.

2. Низкоинтенсивное инфракрасное лазерное излучения увеличивает резистентно сть ряски малой ктоксическим воздействиям.

3. Эффект от воздействия импульсного низко интенсивно го инфрацзасного лазерного излучения отличается от неимпульсного из-заналичиярезонанса.

4. Резонансможетпроявляться как в стимуляции таки вугнегении.

5. Предложена модель, описывающая эффект стимуляции с помощыо д^х составляющих лазерного воздействия: частоты импульса и энергии инфракрасного света.

6. С помощью предложенной модели можно объяснить сходный эффект от воздействия низкоинтенсивного импульсного излучения на разной длине световой волны; предсказать на основе экспериментов оптимальную р езо н ан сну ю ч асто ту.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Фельдман М.Г., Крутик С.Ю. Симаков ЮР, Низкоинтенсивное инфракрасное лазерное излучение в гидробиологии // Стратегия развития пищевой промышленности-М.:МГТА, 2003, С.218-224.

2. Крутик С.Ю. Фельдман MP. Влияние низкоинтенсивного инфракрасного лазера на биосистемы // Вестник Московского Государственного университета Технологий управления, Сер. «Биология», Вып. 5-М.: МГУ ТУ, 2005.С.49-56.

3. Фелвдман М.Г. Крутик С.Ю. Аспекты совместного воздействия низкоинтенсивного лазера и токсикантов// Сб. трудов молодых ученых МГУ ТУ .-М.: МГУТУ,2005,С.24-29.

4. Крутик С.Ю. Фельдман MP. Влияние когерентного инфракрасного излучения с вариациями экспозиционной дозы и частоты импульсов нарост и расвитие ряски малой (Lemna Minor) // Объединенный научный журнал, N 14, Москва,Тезарус,200б. С.61-66.

5. Крутик С.Ю, Влияние когерентного инфракрасного излучения с вариациями экспозиционной дозы и частоты импульсов на выживаемость эмбрионов Hemgrammus Caudovitatus (тетра-плотвичка) // Объединенный н^чный журнал,N 14,Москва,2006,Тезарус.С. 67-70.

6. Фелвдман М.Г., Крутик С.Ю. Лазерная стимуляция как способ повышения производительности иньубационных цехов рыбоводных заводов // Рьбноехозяйство.ТМ 5,Москва,2006, С.78-79.

ДЛЯ ЗАМЕТОК

МГУТУ. Заказ 6815. Тираж 100 экз.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Крутик, Сергей Юрьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Растения семейства рясковые Lemnaceae как объект исследования.

1.2. Эмбрионы рыб как объект исследования.

1.3. Регенерация как объект исследования.

1.4. Современный взгляд на биологическое действие низкоинтенсивного лазерного излучения.

1.4.1. Гипотезы о специфическом действии низкоинтенсивного лазерного излучения.

1.4.2. Гипотезы о неспецифическом действии низкоинтенсивных лазеров.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА.

2.1. Технические характеристики аппарата Мустанг-2000.

2.2. Методы исследования воздействия НИЛ И на динамику численности ряски малой.

2.3. Методы исследования эмбрионального развития рыб при воздействии инфракрасным лазерным излучением.

2.4. Методы исследования регенерации вкусовых усиков мешкожаберных сомов при воздействии НИЛИ и нитратом свинца.

2.5. Статистические методы обработки результатов.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Динамика численности ряски малой под воздействием НИЛИ.

3.2. Эмбриогенез тетры-плотвички после лазерного облучения.

3.2. Динамика численности ряски малой при совместном действии НИЛИ и токсикантов.

3.4. Скорость регенерации вкусовых усиков мешкожаберные сомы под воздействием нитрата свинца и НИЛИ.

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Особенности роста, развития и резистентности гидробионтов под воздействием низкоинтенсивного когерентного инфракрасного излучения"

В настоящее время в большинстве стран мира наблюдается интенсивное внедрение лазерного излучения в биологических исследованиях и в практической медицине. Уникальные свойства лазерного луча открыли широкие возможности его применения в различных областях: хирургии, терапии и диагностики. Клинические наблюдения показали эффективность лазера ультрафиолетового, видимого и инфракрасного спектров для местного применения на патологический очаг и для воздействия на весь организм.

В России лазеры применяются в биологии и медицине уже более 30 лет. Исторически сложилось так, что приоритет в раскрытии механизмов и в биологическом применении находится в странах бывшего СССР.

За последние 15 лет механизмы действия во многом раскрыты и уточнены. Воздействие низкоинтенсивных лазеров приводит к быстрому стиханию острых воспалительных явлений, стимулирует репаративные (восстановительные) процессы, улучшает микроциркуляцию тканей, нормализует общий иммунитет, повышает резистентность организма к неблагоприятным воздействиям.

Одной из основных проблем в рыбной отрасли и в гидробиологии является сохранение и воспроизводство гидробионтов - объектов разведения и промысла. Усиливающееся антропогенное воздействие на водоемы резко снижает их продуктивность и популяционный состав.

В данной работе основное внимание уделяется такому вопросу, как влияние низкоинтенсивного импульсного инфракрасного излучения на рост и развитие гидробионтов. Общеизвестно, что многие абиотические факторы внешней среды приводят в одних случаях к стимуляции биологических процессов, в других случаях к их ингибированию. Применение низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) может также привести к ускорению процессов роста и размножения, устойчивости к патогенным и токсичным факторам, что важно в практическом отношении, особенно для объектов аквакультуры. Однако действие лазерного излучения на гидробионтов исследовано не достаточно полно - под его влиянием могут происходить изменения на клеточном уровне, которые могут далее перейти на более высокие уровни организации живой материи (Попов и др., 1997). Эти изменения могут быть как положительными, так и отрицательными, поэтому необходимо определить такие параметры воздействия НИЛИ как: длина волны, частота импульса излучения, продолжительность облучения, с помощью которых задается плотность потока мощности (облученность) и плотность потока энергии (доза).

В процессе наших исследований изучался онтогенез некоторых гидробионтов под воздействием импульсного инфракрасного лазерного излучения в экспериментальных условиях. Изучаемые нами объекты тестирования были различного систематического положения. Кроме того, исследуемые объекты подбирались таким образом, чтобы было удобно исследовать влияние НИЛИ на размножение и развитие, а также устойчивость к токсическим веществам после облучения. Для этого изучалось воздействие инфракрасного лазерного излучения на размножение ряски малой, эмбриогенез рыб и на регенерацию вкусовых усиков мешкожаберных сомов. В качестве дополнительного фактора использовались токсиканты - соли тяжелых металлов.

В настоящее время появляется все больше научных работ, связанных с воздействием инфракрасного лазерного излучения на процессы эмбрионального развития, клеточной пролиферации и регенерации тканей (Владимиров, 1999).

В представленной работе также оцениваются результаты проведенных исследований по интенсификации процессов роста и развития пресноводных биологических объектов при использовании низкоинтенсивного инфракрасного лазерного излучения.

Актуальность проблемы состоит в том, что в настоящее время в связи с широким применением низкоинтенсивных лазеров в медицине и ветеринарии остро стоит проблема определения оптимальных параметров излучения.

Так по данным ряда авторов (Ernst, 1993; Шипулина, 1996; Зверева, 1996; Барбараш и др., 1996) применение не оптимальных параметров воздействие может не только не привести к желаемому эффекту, но и вызвать угнетение жизненно важных функций организма.

Частота импульса, при импульсном воздействии, является наиболее слабо изученным параметром. В связи с чем, представляет интерес исследование биологического действия различных частот импульса при различных экспозиционных дозах.

Низкоинтенсивные лазеры могут эффективно применяться при воспроизводстве гидробионтов, и повышении их резистентности к токсикантам. При искусственном воспроизводстве гидробионтов разрабатываются различные методы интенсификации производства. Однако, в этих условиях возрастают экстремальные воздействия на культивируемые организмы, так как по мере повышения продуктивности уменьшается их резистентность к неблагоприятным факторам внешней среды.

Целью данного исследования - являлось выявление эффективности воздействия низкоинтенсивным импульсным лазерным излучением (НИЛИ) на динамику численности и выживаемость гидробионтов в зависимости от экспозиционной дозы и частоты импульсов, а также их резистентность к неблагоприятным токсическим факторам внешней среды.

Для выполнения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить закономерности динамики численности ряски малой

Lemna minor при воздействии низкоинтенсивного инфракрасного лазерного излучения с вариациями экспозиционной дозы и частоты импульсов.

2. Изучить влияние низкоинтенсивного инфракрасного лазера на динамику смертности ряски малой Lemna minor находящейся под воздействием токсикантов.

3. Изучить закономерности воздействия низкоинтенсивного инфракрасного лазерного излучения с вариациями экспозиционной дозы и частоты импульсов на выживаемость эмбрионов тетры-плотвички Hemigrammus caudovitatus.

4. Изучить влияние низкоинтенсивного инфракрасного лазера на регенерацию вкусовых усиков мешкожаберных сомов Heteropneustes fossilis.

5. Провести анализ результатов исследований, построить модель, описывающую полученные зависимости.

Научная новизна. Проведен сравнительный анализ стимулирующего действия низкоинтенсивных лазеров на представителей флоры и фауны гидросферы.

Разработаны методы стимуляции икры рыб с помощью низкоинтенсивного лазерного излучения с целью повышения ее выживаемости.

Обнаружено, что при наличии неблагоприятных факторов, обработка гидробионтов лазерным излучением повышает их резистентность. Показан эффект снятия стимуляции регенерации (вызванной нитратом свинца).

Разработана модель, описывающая действие НИЛИ с учетом двух факторов: экспозиционной дозы и частоты импульсов.

Практическое значение. Предлагается новый способ интенсификации воспроизводства гидробионтов за счет использования низкоинтенсивного инфракрасного лазерного излучения. Применение низкоинтенсивного инфракрасного лазерного излучения при инкубировании икры, способствует ее выживаемости, и дает дополнительную возможность увеличения производительности инкубационных цехов рыбоводных заводов. Облучение гидробионтов низкоинтенсивными лазерами повышает их сопротивляемость к токсикантам. Полученные данные могут также учитываться в медицине и ветеринарии при подборе оптимальных параметров воздействия НИЛИ.

Материалы диссертации могут также использоваться в учебном процессе при подготовке студентов по специальностям «Водные биоресурсы и аквакультура» и «Биоэкология» при прохождении таких курсов как: эмбриология рыб, гидробиология, биофизика.

Заключение Диссертация по теме "Гидробиология", Крутик, Сергей Юрьевич

Выводы

1. Низкоинтенсивное инфракрасное лазерное излучения стимулирует рост и размножение ряски малой во всех исследуемых частотах импульсов и экспозиционных доз.

2. Низкоинтенсивное инфракрасное лазерное излучения увеличивает резистентность ряски малой к токсическим воздействиям.

3. Эффект от воздействия импульсного низкоинтенсивного инфракрасного лазерного излучения отличается от неимпульсного из-за наличия резонанса.

4. Резонанс может проявляться как в стимуляции так ив угнетении.

5. Предложена модель, описывающая эффект стимуляции с помощью двух составляющих лазерного воздействия: частоты импульса и энергии инфракрасного света.

6. С помощью предложенной модели можно объяснить сходный эффект от воздействия низкоинтенсивного импульсного излучения на разной длине световой волны; предсказать на основе экспериментов оптимальную резонансную частоту.

Заключение

В данной работе рассматривались закономерности воздействия низкоинтенсивного инфракрасного лазера с вариациями экспозиционной дозы и часты импульсов. Построены резонансные модели, описывающие рост, развитие и выживаемость высших водных растений и рыб под воздействием инфракрасного лазера. Показана высокая значимость частоты импульсов инфракрасного импульсного лазера.

Лазерное облучение, вероятно способно вызывать активацию клеток, и даже ускорение биосинтеза ДНК. Можно предположить, что частичная лазерная активация нуклеиновых кислот связана с общим подъемом метаболизма после использования низкоинтенсивного лазерного излучения в инфракрасной области.

При изучении механизмов низкоинтенсивной лазерной стимуляции на уровне организма нельзя забывать о косвенной активации клеток, то есть активации не поглощением квантов в данной клетке, а воздействием на необлученные клетки через вторичные фотоакцепторы (цитокины, активные формы кислорода и азота и др.), выделенные активированными клетками.

Можно также задаваться вопросом, как объяснить различные клеточные отклики, если первичные фотоакцепторы, как и первичные реакции в дыхательной цепи, являются одинаковыми. Известно, что клеточный отклик определяется на уровне вторичных реакций (клеточная сигнализация), скорее всего на уровне транскрипции.

Рассмотренный механизм регуляции метаболизма клетки также позволяет объяснить некоторые противоречия эффектов низкоинтенсивной лазерной стимуляции цитодифференцировки и развития гидробионтов. Это, во-первых, величина эффекта облучения. В литературе можно найти описание существенных эффектов и менее значимых, а также документировано полное их отсутствие на одной и той же модели исследования при использовании одного и того же лазера. Сходное явление наблюдалось и нами при облучении различных тест-объектов, представительных гидробионтов модельного гидробиоценоза.

Сущность схемы состоит в том, что величина конечного эффекта зависит от изначального физиологического состояния облучаемого объекта. Вследствие лазерного воздействия нормализуется гомеостаз клетки. Была также предпринята попытка количественно охарактеризовать величину возможного эффекта стимуляции. Эти и другие проблемы биологических ограничений подробно рассмотрены нами в результатах исследований и в обсуждении результатов исследований.

Предполагаемый механизм стимуляции процессов транскрипции и репликации ДНК объясняет универсальность наблюдаемых эффектов лазерной стимуляции для гидробионтов различного систематического положения. Именно эта универсальность позволяет применить низкоинтенсивную лазерную стимуляцию в практических целях для ускорения метаболизма у гидробионтов различного систематического уровня и интенсификации роста при выращивании объектов аквакультуры.

Воздействие на биологические процессы роста и размножения гидробионтов можно осуществить не только при помощи лазерного излучения. Сходный эффект можно получить путем применения химических средств. Однако эти методы, особенно когда речь идет о воздействии на уровне тканей или целого организма, уступают лазерному воздействию, так как возможно побочное действие химических соединений.

Вскрытые в работе закономерности воздействия низкоинтенсивного инфракрасного лазерного излучения на рост и выживаемость гидробионтов могут найти практическое применение в области культивирования водных организмов. Использование низкоинтенсивной лазерной стимуляции в рыбоводстве, согласно полученным данным, может значительно повысить выклев предличинок их икры и выживаемость рыб в процессе эмбрионального развития.

Лазерная стимуляция должна применяться с осторожностью, так как воздействия на высоких экспозиционных дозах и на отрицательно резонирующих частотах импульсов может привести к обратному эффекту и вызвать угнетение роста, развития и выживаемости гидробионтов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Крутик, Сергей Юрьевич, Москва

1. Аджимолаев Т.А., Зубкова С.Н., Лапрун И.В. Средства и методы в квантовой электронике в медицине. - Саратов.: Изд. СГУ, 1976. -156 с.

2. Афанасьева Н.И., Кару Т.И., Тифлова О.А. Оксидазы bd и bo в качестве первичных фотоакцепторов низкоинтенсивного монохроматического излучения на клетку Escherichia coli II Доклады Академии наук. 1995. - Т. 345. - С. 404-406.

3. Барбараш О.Л., Марцияш А.А., Шейбак Т.В., Чукаева И.И., Корочкин И.М., Сырнев А.А. Стресс-модулирующие эффекты лазеротерапии у больных ишемической болезнью сердца // Тер. Архив. 1996. №12. - С. 5053.

4. Бочков Н. П. Клиническая генетика. М., 1997

5. Бреслер С.А. Репарация // Большая российская энциклопедия. М.,2001.

6. Брилль Г.Е., Брилль А.Г. Гуанилатциклаза и NO-синтаза -возможные первичные акцепторы энергии низкоинтенсивного лазерного излучения.// Лазерная медицина 1997, N1,Москва, С. 39-42.

7. Бриль Т.Е., Панина Н.П. Итоги 10-летних исследований влияния излучения гелий-неонового лазера на геном клетки //Материалы XIV

8. Международной научно- практической конференции

9. Применение лазеров в медицине и биологии", Харьков, 16-19 мая 2000 г. -Харьков. С. 6.

10. Буйлин В.А. Москвин С.В. Низкоинтенсивные лазеры в терапии различных заболеваний. Москва. 2005. 175с

11. Векшин H.JI. Светозависимое фосфорилирование в митохондриях // Молекулярная биология. 1991. - Т. 25. №1. - С. 54-59.

12. Векшин H.JL, Миронов Г.П. Флавин-зависимое потребление кислорода в митохондриях при освещении // Биофизика. 1982. -Т. 27.-С. 537-538.

13. Вернадский В.И. О химическом элементарном составе рясок (Lemna) как видовом признаке.// Живое вещество и биосфера. М., "Наука".-1994. С.473-476.

14. Владимиров Ю.А. Лазерная терапия: настоящее и будущее. // Соросовский образовательный журнал. 1999. -№12. - с.2-8.

15. Владимиров Ю.А. Три гипотезы о механизме действия красного (лазерного света) // Эфферентная медицина / Ред. С.Я. Чикин. М.: НИИ физ.-хим. медицины, 1994. с. 23-35.

16. Гамалея Н.Ф., Шишко Е.Д., Янишь Ю.В. Новые данные по фоточувствительности животной клетки и механизму лазерной биостимуляции // Доклады АН. 1983. - Т. 273. - С. 224-227

17. Гамалея Н.Ф.Лазеры в эксперименте и в клинике //М. Медицина.-1972.-232с.

18. Гаряев П.П. Волновой генетический код. Москва, 1997.,С. 108.

19. Гладких СП., Алексеев Ю.В., Истомин СП. Тригтерные молекулярные механизмы формирования биологических эффектов при низкоэнергетической лазерной терапии // В сб. Использование лазеров для диагностики и лечения заболеваний. М., Изд-во ЛАС, 1996.-С. 7-11.

20. Горбатенкова Е.А., Владимиров Ю.А., Парамонов Н.В., Азизова О.А. Красный свет гелий-неонового лазера реактивируетсупероксиддисмутазу // Бюлл. эксп. биол. мед. — 1989. Т. 57.3. -С302-305.

21. Горбатенкова С.А.,Азшова О.А., Парамонов М.В., Владимиров Ю.А., Механизм реактивации супероксиддисмутазы He-Ne лазером // Доклад АН СССР.-1988.-N229.-С.995-1 ООО

22. Горяйнов И.И.и др. Иммуномодулирующие действие эритроцитов после магнитно-лазерного облучения // Вестник новых медицинских технологий 1996 Т. 3,1,С.34-36

23. Дажо Р. Основы экологии. М.: Прогресс, 1975. - 415 с.

24. Девятков Н.Д., Зубкова СМ., Лапрун И.Б., Макеева Н.С. Физико-химические механизмы биологического действия лазерного излучения // Успехи современной биологии. 1987. - Т.103. вып. 1. -С.31-43.

25. Евстигнеев А.Р. Медико-технические вопросы лечения больных мочекаменной болезнью импульсно-переодическим РЖ-излучением полупроводниковых арсенид-галлиевых лазеров.// Лазерная техника и оптоэлектроника.-1994.-Выпуск 3Л.-С.59-60.

26. Егоров С.Ю., Таубер А.Ю.ДСрасновский А.А., Нижник А.Н., Нокаль А.Ю., Миронов А.Ф./ Фотогененрация синглетного молекулярного кислорода компонентами производного гематопорфирина.// Бюлл эксп биол мед- 1989 -Т. 108, №10.- С.440-442.

27. Жукинский В.Н.//Влияние абиотических факторов на разнокачественность и жизнеспособность рыб в раннем онтогенезе.Москва Агропромиздат 1986 С 4.-18.

28. Жуковский П.М.// Ботаника, Москва, колос, 1982,623с.

29. Жуманкулов М.С, Шабуневич И.В., Башладзе Л.И., Александрова1. Л.А.

30. Фотоактивация церулоплазмина как один из механизмов действия гелий-неонового лазера на кровь // Лазеры и медицина: международная конференция 10-13 окт. 1989г.: Сб. тез. Докл. /Научн. Совет. АН СССР

31. Загускин С. Л., Загускина С. С. // Лазерная и биоуправляемая квантовая терапия. Москва, «Квантовая медицина», 2005, 220с.

32. Зверева К.В., Гладкова Н.Д., Грунина Е.А.,Логунов П.Л. Выбор методики внутрисосудистой лазерной терапии при ревматоидном артрите. Тер. Архив. 1994; №1:29-32

33. Зубкова С. М., Крылов О. А. Действие гелий-неонового лазера на окислительно-восстановительные процессы в митохондриях //В кн. Труды ЦНИИ курортологии и физиотерапии. 1976 а. Т. 32. - С. 18-19.

34. Зубкова С. М., Лапрун И. В., Соколова 3. А. Попов В. И. Окислительные и синтетические процессы в тканях печени мозга придействии излучения гелий- неонового лазера // Научныедоклады высшей школы. Биол. Науки. -1981. № 4. С. 24-31.

35. Зубкова С.М. Биологическое действие электромагнитных излучений оптического и микроволнового диапазонов: Автореф. дис. . д-ра мед. наук.-М., 1992.

36. Иванова И.Е. Морфолого-экологическое исследование семейства Рясковых Lemnaceae. //Автореф. дис. к.б.н., 1971. (СПБУ Университет).

37. Илларионов В.Е. Основы лазерно терапии, М:Респект, 1992. 122С

38. Илларионов В.Е. Техника и методики процедур лазерной терапии.-М., 1994.- 178 с.

39. Карандашов В.И., Петухов Е.Б.,Финько И.А., Попов Ю.В., Слипченко С.И. /Экстракорпо-ральное облучение полного объёма циркулирующей крови низкоинтенсивным гелий-неоновым лазером / / Вестн. Росс. Акад мед наук.-1994- №4,- С.51-54.

40. Кару Т.Й. Клеточные механизмы низкоинтенсивной лазерной терапии //Успехи современной биологии. 2001. - Т. 121. №1. - С. 110-120.1. KJ

41. Кару Т.И. О молекулярном механизме терапевтического действия излучения низкоинтенсивного лазерного света. // Доклады АН. 1986. - Т. 291.-С. 1245-1249.

42. Кару Т.Й. Фотобиохимия регуляции метаболизма клетки низкоинтенсивным лазерным светом. Препринт н.-и. Центра по технологическим лазерам АН СССР. 1985. №7-8. - С. 4.

43. Кару Т.Й., Афанасьева Н.И., Кольяков С.Ф., Пятибрат JI.B. Изменение спектра поглощения монослоя живых клеток после низкоинтенсивного лазерного облучения // Доклады АН.' — 1998. Т. 360.1. С. 267-270.

44. Кару Т.И., Афанасьева Н.И. // Цитохром-с-оксидаза как первичный фотоакцептор при лазерном воздействии света видимого и ближнего ИК-диапазона на культуру клеток // Доклады АН. 1995.-Т. 342.-С. 693-697.

45. Кару Т.И., Календо Г.С., Летохов B.C. Лобко В.В. Зависимость биологического действия низкоинтенсивного видимого света на клетки HeLa от когерентности, дозы, длины волны и режима облучения. Ч. I // Квантовая электроника. 1982. - Т. 9. - С. 1761-1767.

46. Кару Т.Й., Календо Г.С., Летохов B.C. Лобко В.В. Зависимость биологического действия низкоинтенсивного видимого света на клетки HeLa от когерентности, дозы, длины волны и режима облучения. Ч.П // Квантовая электроника. — 1983. Т. 10. - С. 1771-1776.

47. Клебанов Г.И., Ю.А. Владимиров/ Клеточные механизмы прайминга и активации фагоцитов// Успехи соврем. биол.-1999- Т. 119, №5.-С.462-475.

48. Клебанов Г.И.Деселкин Ю.О., Бабенкова И.В., Башкуева Т.Ю., Модестова Т.М., Стеклова Л.С., Владимиров Ю.А./ Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на функциональный потенциал лейкоцитов// Бюлл. Эксп. Биол. мед.- 1997-.Т.123, №4.- С. 395-398.

49. Кожекин В.В., Решедько О.А., Ткачев A.M., Жук С.А. Внутривенное лазерное облучение крови и кислородтранспортная функция. Анестезиология и реаниматология. 1995;№1:42-43.

50. Козлов В.И. Современные направления в лазерной медицине 1997; 1:6 12.

51. Козлов В.И., Буйлин В.Н. Лазеротерапия. М.: Медицина, 1993.149 с.

52. Козлов В.И., Соболева Т.М., Азизов Г.А., Ленькова Н.А., Елфимов А.И.,Искакова Ж.Т. Состояние микроциркуляции у больных с артериальной ишемией нижних конечностей в процессе лазеротерапии.

53. Физиол журнал им. И.М. Сечеенова. 1991 ;77:55-67.

54. Козлов В.И., Терман О.А., Лихачёва Л.М. Микроциркуляторное русло печени при лазерном воздействии. Морфология. 1992; 102:78-85.

55. Корочкин И.М. Применение низкоэнергетических лазеров в клинике внутренних болезней // Рос. Мед. Журн. 1997. - №5. - С. 4-10.

56. Корочкин И.М., Чапидзе Г.Э., Капустина Г.М., Бохуа М.Р., Марсагинишвили Л.А., Беркинбаев С.Ф., Барбараш О.Л., Катаев М.И. Применение излучения гелий-неонового лазера для лечения острого инфаркта миокарда. Методические рекомендации М: МЗ РСФСР. 1989

57. Кочетов A.M. Декоративное рыбоводство. М.: Просвещение, 1991.- 384 с.

58. Кремер Н.Ш. Теория вероятности и математическая статистика.1. М.:

59. Крюк А.С, Мостовников В.А., Хохлов И.В., Сердюченко Н.С. Терапевтическая эффективность низкоинтенсивного лазерного излучения. -Минск.: Наука и техника, 1986. 231 с.

60. Лищук В. А. Жизнеспособность: принципы управления репарацией // Валеология. 2000. № 3. С. 4-9.

61. Лобенко О.О., Корж М.О., Дедух Н.В., Зупанець Ф.А. та сшв. Остеоартроз. Консервативна терашя /За ред. М.О.Коржа, Дедух Н.В., Зупанця I.A. Харьков: Прапор, 1999. - 336 с.

62. Лобко В.В., Кару Т.Й., Летохов B.C. Существенна ли когерентность низкоинтенсивного лазерного света при его воздействии на биологические объекты // Биофизика. 1985. — Т.

63. Любицкая А. И. Влияние различных участков видимой части спектра на стадии развития эмбрионов и личинок рыб. // Зоологический журнал, 1956, том 35, вып. 12, С. 1873-1888

64. Любицкая А. И., Дорофеева Е. А. Влияние света, ультрафиолетовых лучей и температуры на метамерию тела рыб. // Зоологический журнал, 1961,том 40, вып. 7, С. 397-407

65. Людковская Р.Г., Бурмистров Ю.Я. Фотобиоэлектрические процессы в возбудимых клетках // Биофизика живой клетки. Вып.2. Пущино. 1972. - 50 с.

66. Методические рекомендации по применению магнито-инфракрасного аппарата «Рикта-01». //, ПКПГИТ, Москва, 2001, 7-издание.

67. Методические рекомендации по установлению эколого-рыбохозяйственных нормативов (ПДК и ОБУВ) загрязняющихвеществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение. // Изд. ВНИРО, 1998.

68. Минц Р. И. Скопинов С. А. Структурная альтерация биологических жидкостей и их моделей при информационных воздействиях // Действие электромагнитного излучения на биологические объекты. -Владивосток. ДВО АН СССР, 1989, С. 6-41.

69. Моисеев П.А., Азизова Н.А., Куранова И.И. Ихтиология. // М.: Легкая и пищевая промышленность.- 1981,- 384 с.

70. Москвин СВ. Эффективность лазерной терапии. // М.: НПЛЦ «Техника», 2003. — 256 с.

71. Москвин СВ., Буйлин В.А. Оптимизация лазерного воздействия // В кн. «Низкоинтенсивная лазерная терапия». Под общей редакцией СВ. Москвина, В.А. Буйлина -М.: ТОО «Техника», 2000. С. 141-209.

72. Мэттсон П. Регенерация, настоящие и будущие. Москва 1982,175с.

73. Непомнящих Г.И., Лажей Г.А., Непомнящих Л.М. Влияние некогерентного красного света на пролиферативную и метаболическую активность эпителия гастродуоденальной системы. Бюлл. эксп.биол.мед.1994;118:194-198.

74. Никольский Г.В. Теория динамики стада рыб как биологическая основа рациональной эксплуатации и воспроизводства рыбных ресурсов. -М.: Пищевая промышленность, 1974. —

75. ОдумЮ Основы экологии -Москва Мир 1975, С.740с

76. Пантюх А.Ф. Живой мир болот. //Киев. 1986. ,С.30-31.

77. Пашкович В.Д., Юдин Б.С. Водные растения и жизнь животных.// М.:Наука.- 1978.- 128с.

78. Петров В.В. Растительный мир нашей Родины. //Москва. 1991.207с

79. Пианка Э. Эволюционная экология. М.: Мир, 1981. - 399 с.

80. Плужников М.С., Лопотко А.И. Низкоэнергетическое лазерное излучение в оториноларингологии // Вестник оториноларингологии. 1996.-№2.-С.5-14

81. Полежаев Л. В. Утрата и восстановление регенерационной способности органов и тканей у животных. Москва, Наука, 1968, 322с

82. Рощупкин Д.И. Свободные радикалы в живых системах // Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР: сер. Биофизика. М., 1991, - Т. 29.С. -225 с.

83. Рубин А.Б. Биофизика, Москва, Наука, 2004,Том 2, С.469

84. Рубин А.Б. Биофизика. М.: Высшая школа, 1987. С. 303 с.

85. Рубин А.Б., Еремеева О., Ахобадзе А. Влияние света на метаболизм нефотосинтезирующих микроорганизмов // Успехи совр. биол. -1971.-№71.-С. 220-234.

86. Саркисов Д. С. Общая патология человека. Москва, 1997

87. Тахтаджян А.Л. Жизнь растений. Семейство рясковые (Lemnaceae). Т.6. //М.:Просвещение. 1982. - С.493-500.

88. Тучин В.В.// Лазеры и волокнистая оптика в биомедицинских исследованиях. Изд. Саратовского ун та., 1998.

89. Файн С., Клейн Э. Биологическое действие излучения лазера.

90. М.: Атомиздат, 1968. 103 с.

91. Федоров В. Д., Гильманов Т.Г. Экология-Москва, Изд.-во МГУ, 1980, С. 463.

92. Федосеева Г.Е. Кару Т.Й., Ляпунова Т.С., Помощникова М.Н., Мейсель М.Н. Чувствительность различных дрожжевых культур к действию низкоинтенсивного красного света // Микробиология. -1987.-Т. 56.-С. 792796.

93. Фельдман М.Г. Влияние низкоинтенсивного инфракрасного лазерного излучения на рост и развитие гидробионтов. Дис. Кандидата биологических наук,Москва,2003, С. 110

94. Фещенко В.М. Изучение препарата ветом 4 и низкоинтенсивного лазерного излучения на поросят, больных гастроэнтеритом: Автореф. дис. кандидата ветеринарных наук. Троицк. 2003. 24с.

95. Цаценко Л.В., Филипчук О.Д. Биологическая индикация и генетический скрининг загрязнения компонентов агроценоза. //С.-х. биология. 1997 а. - N5. - С.ЗЗ- 47.

96. Цаценко Л.В., Филипчук О.Д. Фитотестирование загрязнения агроландшафта. // Вестник с.-х. наук.- 1997 б. -N 3.- С. 39 41.

97. Чудновский В.М., Ковалев Б.М. К вопросу о физическом механизме биологического действия низкоинтенсивного лазерного излучения //Лазеротерапия на дальнем востоке. Владивосток: Дальнаука,1993.- С.4-10.

98. Шипулина И. А. Лазеротерапия в комплексном лечении пиелонефрита у детей. Автореферат дис. к.м.н. Пермь. 1996

99. Ю2.Шнаревич И.Д. О влиянии различных участков видимой части спектра на рост и развитие ручьевой форели в эмбриональный период. // Республиканское совещание по форелеводству. Тезисы докладов., 1960, С. 20-21 Юнити Дана, 2002.-343с.

100. ЮЗ.Элькина Б.И., Генкин В.М., Прахова Н.В., Новиков В.Ф. Структурные перестройки глобулярных белков крови человека под действием НИЛИ // Лазерная биофизика и новые применения лазеров в медицине.

101. Материалы докладов П-ого Всесоюзного семинара 29-31 мая.

102. Тарту-Кяэрину, 1989 а . С. 92-98

103. Ю4.Элькина Б.И., Генкин В.М., Прахова Н.В., Новиков В.Ф., Филоненко Г.С. Структурные перестройки белков под действием НИЛИ //Действие низкоэнергетического лазерного излучения на кровь. Тезисы всесоюзной конференции 27-29 сент. Киев, 1989 б . - С. 49-50.

104. Adler С.Р., Herget G. W., NeuburgerM. Regeneration of the heart muscleaftermyocardialinfarct//Versicherungsmedizin. 1998. x2. P. 55-58.

105. A1-Watban F.A.,Zwang X.Y. / Comparison of wound healing process using Argon and Krypton lasers. // J Clin Laser Med Surg- 1997 -V.15, N5.-Pp.209-215

106. Anversa P., Capasso J.M., Sonnenblick E.H. Cellula basis of ventricular remodeling in hypertensive cardiomyopath //Am. J. Hypertens. 1992. 40. P. 758-770

107. Arvanitaki A., Chalazonitis N. Reactions bioelectriques a la photoactivation des cytochromes // Arch. Sci. Physiol. 1947. - V.l(4).-P. 385405.

108. Babcock G.T., Wikstrom M. Oxygen activation and the conservation of energy in cell respiration//Nature. 1992. - V. 356. - P. 301-309.

109. Barioglio S.R., Fiol deCuneo M., Lacuara J.L., Juri H. Effects of helio-neon laser radiation upon cellular cycle in a plant model // Cell Mol Biol. -1989,-V. 35(4).-P. 367-371.

110. Basfor J.R. Low-energy laser therapy-.controversies and new research findings//Lasers Surg. Med.-1989.-Vol.9.-P.l-5.

111. Beer J.Z. //Avd.Radiat.Biol. 1979.V8. P. 363-417

112. H.Belkin M., Zaturusky В.,Schwartz M.A critical review of low energylaser bioeffects // Lasers Light Ophthalmol.-1988 .-Vol.2.-P.63-71

113. Beltrami A.P., UrbanekK., KajsturaJ. Evidence that human cardiac myocytes divide after myocardial infarction // N. Engl. J. Med. 2001. *23. P. 17501757

114. Berki T. Biological Effect of Low-Power Hellium-Neon(He-Ne) Laser irradiation // Laser in Medicine Science., 1988, Vol. 3, P. 35

115. Berns M.W., Nelson J.S. Laser applications in biomedicine. Part I •.biophysics,cell biology , and biostimulation//J. Laser Applic.-1988.-Vol. 1.-P.34-39

116. Brown G.C. Nitric oxide and mitochondrial respiration // Biochem. et biophys. acta. 1999.-V. 1411. - P. 351-369.

117. Caterson E.J., Nesti L.J., Albert T. Application mesenchymal stem cells in the regeneration of musculoskeletal tissues //Med. Gen. Med. 2001.1 5. P. El.

118. Chain C. -K., Hofrichter J., Eaton W.A. Optical triggers of protein folding // Science. 1996. - V. 274. - P. 628-629.

119. Dube A., Gubta P.K., Bharti S. Redox absorbance changes of the respiratory chain components off following He-Ne laser irradiation // Lasers Life Sci. 1997. - V. 7.-P. 173-180.

120. Ernst E., Fialka V. Low-dose laser therapy: critical analysis of clinical effects. Schweiz-Med-Wochenschr. 1993; 123, P. 949-954.

121. Ferrando R.E., Schuschereba S.T., Quong J., Bowman P.D.

122. Carbondioxide laser induction of heat shock protein 70 synthesis:comparison with high temperature treatment // Laser Med. Science. 1995. - V. 10.-P. 207-212.

123. Filippin L., Magalhaes P.J., Di Benedetto G. et al. Stable interactions between mitochondria and endoplasmic reticulum allow rapid accumulation of calcium in a subpopulation of mitochondria // J Biol Chem. — 2003;

124. Forman H.J., Boveris A. // Free Radicals in Biology / Ed. by Pryor A. V. 5. - N.Y.: Acad. Press. - 1982. - 65 p.

125. Friedman H.J., Lubart R., Laulicht J., Rochkind S. A possible explanation of laser-induced stimulation and damage of cells cultures // J. Photochem. Photobiol. B: Biol. -1991. V. 11. - P. 87.

126. Funk J.O., Kruse A., Kirchner H. /Cytokine production after helium-neon laser irradiation in culture of human peripheral blood mononuclear cells // J Photochem Photobiol- 1992 -V.16, N 3. Pp. -347-355.

127. Gamaley I. A., Klybin J. Roles of reactive oxygen species: signaling and regulation of cellular functions // biternat. Rev. Cytology. 1999. - V. 188.-P. 155-203.

128. Gordon S.A., Surrey K. Red and far-red light action on oxidative phosphorylation // Radiat. Res. 1960. - V. 12. - P. 325-339.

129. Govindjee R. (Ed.) Photosynthesis. V. 1. N.Y.: Acad. Press, 1982.123 p.

130. Haina D. Animal experiments on Light-induced Wound healing // Biophisica, Berlin, 1973, Vol. 35(3), P. 227-230.

131. Herbert K.E., Bhusate L.L., Scott D.L., Damantopoulos S.D., Perrett D. Effect of laser light at 820 nm adenosine nucleotide levels in human lymphocytes // Lasers Life Sci. 1989. - V. 3. - P. 37-46.

132. Kaneko M., Signal P.K., Dhalla N.S. Alteration in heart sarcolemmal Ca -ATPase and Ca -binding activities due to oxygen free radicals // Basic Res. Cardiol. 1990. - V. 85. - P. 45-54.

133. Karu T.I. Primary and secondary mechanisms of action of visible to near-IR radiation on cells // J Photochem Photobiol B. 1999. - V.49, №1. -Pp. 117.

134. Karu T.I. // Photobiology of low-power laser therapy. London: Harwood, Acad. Publ., 1989.

135. Karu T.I. Activation of metabolism of nonphotosynthesizing microorganisms with monochromatic visible (laser) light: A critical review // Lasers Life Sci. 1996. - V. 7 (1),. - P. 11-34.

136. Karu T.I. Derepression of the genome after irradiation of human lymphocytes with He-Ne laser// Laser Therapy. 1992. V. 4 (1). P. 5-24.

137. Kato M., Shinizawa K., Yoshikawa S. Cytochrome oxidase is a possible photoreceptor in mitochondria // Photobiochem. Photobiophys. 1981. -V. 2. - P. 263-269.

138. Kim H., Han С An overview of cartilage tissue engineering //Yonsei Med. J. 2000. 6. P. 766-773.

139. Klein E., Fine S., Ambms J., Cohen E., Neter E., Ambras C., Bardos Т., Lyman R. Interaction of laser radiation with biologic systems. 3 studies on biologic systems in vitro И Fed Proc. 1965. -V. 24. 14. - P. 104+.

140. Kovalchuk L.V., Klebanov G.I., Ribarov S/R., Kreinina M.V.,Aptsiauri N.E., Gankovskaya L.V., Vladimirov Yu.A. / Priming of phagocytes by cytokins and water soluble products of lipid peroxidation // Biomed Sci- 1991 -V.2, N3.-Pp.11-21.

141. Mailer K. Superoxide radical as electron donor for oxidative phosphorylation of ADP // Biochem. and Biophys. Res. Communs. 1990.-V. 170.-P. 59-64.

142. Manteifel V., Bakeeva L., Kara T. Ultrastructural changes in chondriome of human lymphocytes after irradiation with He-Ne laser: ppearance of giant mitochondria // J. Photochem. Photobiol: B. Biology. 1997. - V. 38. - P. 25-30.

143. Masuda H., Kalka C., Asahara T. Endothelial progenitor cells forregeneration//Hum. Cell. 2000. 4. P. 153-160

144. Morel F., Doussiere J., and Vignais P.V. /The superoxide-generating oxidase in phagocytic cells. Physiological, molecular and pathophysiological aspects. Review // Eur J Biochem-1991- V.201,N3.- Pp.523-546.

145. Morimoto Y., Arai Т., Kikuchi M., Nakayama S., Nakamura H. Effect of low-intensity argon laser irradiation on mitochondrial respiration // Lasers Surg. Med. 1994.-V. 15.-P. 191-199.

146. Murrell A.C., Francis M.J.O., Bromley L. Modulation of fibroblast proliferation by oxygen free radicals // Biochem. J. 1990. - V. 265. - P. 659-665.

147. Pasher Т., Ghesick Y.P., Winkler J.R., Gray H.B. Protein folding triggered by electron transfer // Science. 1996. - V. 271. - P. 1558-1560.

148. Pastore D., Greco M., Passarella S. Specific helium-neon laser sensitivity of the purified cytochromecoxidase // Int. J. Radiat. Biol. 2000. - V. 76(6). - P. 863-870.

149. Puck Т. T. Marcus P. I. //J.Exp. Med. 1956 V.103. P. 653-666

150. Ribeiro M. S., Da Silva D. F., De Aranjo C. F., De Oliveria S. F., Pelegnini С. M., Zom Т. M., Zezell N. M.// J. Clin. Laser. Med. Surg. 2004, T.22, N1, P. 59-66

151. Salet C, Moreno G., Vinzens F. A study of beating frequency of a single myocardial cell. III. Laser microirradiation of mitochondria in the presence of KCN or ATP // Exp. Cell Res. 1979. - Vol. 120. - P. 25-29.

152. Schaffer M., Sroka R., Fuchs C. et al. Biomodulative effects induced by 805 nm laser light irradiation of normal and tumor cells // Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. — 1997, Vol.40(3). — P.253-257.

153. Schulze-Osthoff K., Los M., Bauerle P.A. / Redox signalling by transcription factors NF-kb and AP-1 in lymphocytes // Biochem Pharmacol -1995 V.50, N6,- Pp.735-741

154. Sinclair W. K. //Radiat. Res 1964. V. 21. P. 584-611

155. Suh H. Tissue restoration, tissue engineering and regenerative medicine //Yonsei. Med. J. 2000.1 6. P. 681 -684.

156. Vinck E. M., Cagnie B. J., Cornelissen M. J., Deelereq H. A., Cambier D. CM Laser Med. Sci. 2003, T.18, N 2, P.95-99

157. Xu G., Sima A.A. Altered immediate early gene expression in injured diabetic nerve: implications in regeneration // J. Neuropathol. Exp. Neurol. 2001.1 10. P. 972-983