Влияние излучения газоразрядной плазмы на баланс ионов в организме животных

Литвинова, Лариса Григорьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Влияние излучения газоразрядной плазмы на баланс ионов в организме животных
ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние излучения газоразрядной плазмы на баланс ионов в организме животных"

005003657

Литвинова Лариса Григорьевна

ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ПЛАЗМЫ НА БАЛАНС ИОНОВ В ОРГАНИЗМЕ ЖИВОТНЫХ

03.03.01 физиология

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 4 НОЯ 2011

Нижний Новгород - 2011

005003657

Работа выполнена в научной проблемной лаборатории физико-химических исследований НИИ Прикладной и фундаментальной медицины ГБОУВПО « Нижегородская государственная медицинская академия»

Научный руководитель:

Доктор биологических наук Иванова Ирина Павловна

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук, профессор Чурмасов Александр Васильевич

Кандидат биологических наук, доцент Веселова Татьяна Анатольевна

Ведущая организация

ФГЪОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная

академия».

Защита состоится 14 декабря 2011 года в 1300 часов на заседании диссертационного совета Д 220.047.01 при ФГБОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 603107, Н.Новгород, пр.Гагарина, 97

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»

Автореферат разослан 11 ноября 2011 года

Ученый секретарь

диссертационного совета, к.б.н. М.Н. Иващенко

ОЖ&ас?

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

В настоящее время в области биологии, ветеринарии, сельского хозяйства и экологии стремительно развиваются оптические технологии, связанные с использованием различных источников излучения.

Физико-химическое постоянство внутренней среды организма является определяющим фактором функциональной активности органов и систем. При силе воздействия, превышающей пороговые значения, адекватная приспособительная реакция клетки может потребовать перехода на иной уровень функционирования (Медведев Л.Н., 1988; Меерсон Ф.З., Малышев И.Ю., 1993, Akishev Y., Kroepke S., 2000).

В последнее время, как в России, так и за рубежом ведется исследование биологических эффектов высокоэнергетических импульсных электрофизических факторов, таких как газоразрядная плазма, искровые и коронные разряды (Schoenbach К.Н., Peterkin F.E., et al.1995, Fridman G., 2006, Fridman A., 2008). При инициации высокоэнергетических импульсных воздействий генерируется целая группа физических факторов: некогерентное световое излучение, токи - мишгасекундной и наносекундной длительности, радикальные продукты, ионы и электроны, имеющие высокую энергию (Мик Д., Крегс Д.,i960, Райзер Ю.П.,1992, Базелян Э.М., 1997, 1998, Спиров Г.М., 1999, Пискарев А.М.,1998, 2000, Laroussi, М. 2005, Halliwell, В., 2007, Fridman G., 2006, Zimmermann J.L„ 2010). На ионный баланс и на структурно-функциональное состояние мембран все эти факторы могут оказывать влияние. Известно, что при радиационных воздействиях в первую очередь изменяется функциональное состояние клеток иммунной системы и костного мозга (Пекарский М.И.,1963), а влияние излучения газоразрядной плазмы на лимфоциты и клетки костного мозга практически не изучено. Механизмы воздействия газоразрядной плазмы на организм, также не изучены, однако устройства уже сейчас рекомендуют для терапевтических целей (Stoffels, Е., et al., 2006, Sladek R.J, 2010). Поэтому исследование влияния газоразрядной плазмы на такой важный гомеостатический показатель как ионный баланс

позволит приблизиться к пониманию механизмов действия газоразрядной плазмы, как на клеточном, так и на организменном уровне.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Цель работы - исследование ионного состава лимфоцитов и клеток костного мозга интактных крыс и с экспериментальным окислительным стрессом in vitro, оценка ионного состава в плазме крови животных после воздействия излучением газоразрядной импульсной плазмы.

Основные задачи исследования

1. Анализ внеклеточной концентрации натрия и калия после воздействия излучением газоразрядной плазмы на лимфоциты и клетки костного мозга интактных крыс в эксперименте in vitro. Оценка интегрального уровня свободно-радикальных процессов лимфоцитов и клеток костного мозга после воздействия излучением газоразрядной плазмы в эксперименте in vitro.

2. Исследование внеклеточной концентрации натрия^ калия после воздействия излучением плазмы на лимфоциты и клетки костного мозга крыс с окислительным стрессом и на суспензию лимфобластов в эксперименте in vitro.

3. Оценка концентрации ионов натрия, калия, кальция, магния и фосфора в плазме крови лабораторных животных после воздействия излучением газоразрядной плазмы в различных временных диапазонах in vivo.

4. Изучение активности катал азы, уровня молекулярных продуктов переписного окисления липидов, окислительной модификации белков и объема эритроцитов после воздействия на животных некогерентным излучением газоразрядной плазмы.

Научная новизна

Впервые изучено изменение ионного баланса натрия и калия в клетках костного мозга и лимфоцитах интактных крыс и с экспериментальным окислительным стрессом после воздействия излучением импульсной низкотемпературной газоразрядной плазмы в эксперименте in vitro.

Впервые оценено влияние излучения импульсной газоразрядной плазмы на

внеклеточную концентрацию натрия и калия в суспензии лимфобластов.

Проведено сопоставление баланса натрия и калия и интегрального уровня свободно-радикальных процессов в лимфоцитах и клетках костного мозга крыс после воздействия излучением газоразрядной плазмы.

Установлено, что однократное и трехкратное воздействие излучением газоразрядной плазмы на животных в эксперименте in vivo в различных временных диапазонах сопровождается изменением концентраций ионов натрия, калия, кальция, магния и фосфора в плазме крови лабораторных животных.

Оценены уровни молекулярных продуктов перекисного окисления липидов и интегральный показатель свободно-радикальных процессов в плазме крови животных после облучения низкотемпературной плазмой.

Проанализирована зависимость снижения объема эритроцитов от времени воздействия излучением газоразрядной плазмы. Оценена активность фермента каталазы и окислительная модификация белков плазмы крови после воздействия на животных некогерентным импульсным излучением газоразрядной плазмы.

Теоретическая и практическая значимость работы

Анализ проведенных исследований показал, что полученные данные позволяют объяснить биологические эффекты вызванные излучением газоразрядной плазмы и дать физиологически обоснованные рекомендации по рациональному использованию их в биомедицинских целях.

Совокупность экспериментальных данных позволила оценить изменения баланса ионов в лимфоцитах, клетках костного мозга и лимфобластах в экспериментах in vitro. В плазме крови лабораторных животных, в ответ на воздействие излучением газоразрядной импульсной плазмы проанализированы концентрации натрия, калия, кальция, магния и фосфора. Полученные данные позволяют оценить роль ионного обмена в клетках и организме в целом в процессе адаптации к экстремальным факторам внешней среды.

Полученные данные имеют научно-теоретическое и прикладное значение для биологии, ветеринарии и медицины. Результаты исследования могут быть использованы в ветеринарной практике.

Новые данные о механизмах действия высокоэнергетических импульсных воздействий на ионный баланс клеток и организма могут быть включены в программы по физиологии и биохимии при подготовке специалистов биологического и ветеринарного профиля.

Положения, выносимые на защиту

1. После воздействия импульсным излучением низкотемпературной газоразрядной плазмы на суспензию клеток костного мозга интактных животных; и с окислительным стрессом в эксперименте in vitro во внеклеточной среде статистически значимо с увеличением времени воздействия возрастает концентрация ионов натрия и снижается концентрация ионов калия.

2. Уровень свободно-радикальных процессов в суспензии клеток костного мозга интактных животных статистически значимо возрастает при воздействии излучением газоразрядной плазмы в течение 300 секунд. После воздействия на взвесь лимфоцитов уровень свободно-радикальных процессов статистически значимо снижается, а антиокисидантная активность возрастает. Свободно-радикальные процессы в суспензии лимфоцитов животных с окислительным стрессом статистически значимо возрастают, а антиокислительная активность снижается.

3. Концентрация ионов калия и натрия в плазме крови животных после воздействия излучением газоразрядной плазмы в течение 60 и 120 секунд статистически значимо, но незначительно увеличивается. С увеличением времени экспозиции концентрация натрия статистически значимо увеличивается, а калия снижается. Уровень ионов кальция и магния в плазме крови крыс после воздействия излучением плазмы незначительно увеличивается. Концентрация фосфора в плазме крови крыс увеличивается при кратковременных воздействиях излучением и снижается при более длительных временных режимах

крови снижаются при всех временных режимах воздействия газоразрядной плазмой. Активность кагалазы возрастает при кратковременных воздействиях и снижается при длительных экспозициях.

5. Окислительная модификация белков плазмы крови после воздействия некогерентным излучением представлена алифатическими кетонами основного характера. Объем эритроцитов увеличивается при кратковременных воздействиях и снижается при длительных экспозициях.

Апробация работы

Пятая национальная научно-практическая конференция с международным участием «Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека» - Смоленск -2007г. 18-22 сентября, ГО Международная научная конференция «Высокоинтенсивные физические факторы в биологии, медицине, сельском хозяйстве и экологии». - Саров - 2011., Ш Международная научная конференция «Высокоинтенсивные физические факторы в биологии, медицине, сельском хозяйстве и экологии». - Саров - 2011., Международная научно-практическая конференция «Наука сегодня. Теоретические аспекты и практика применения» - Тамбов - 2011 г. - 28 октября.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ из них 2 работы в журналах рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на/^страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, характеристики материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов. Список цитируемой литературы включает источник (/#£ отечественных и ¿^зарубежных). Работа содержит ¡с рисунков и /¿таблиц.

Глава 1. Обзор литературы. В первой главе диссертации приводится обзор научных исследований по основным действующим факторам газоразрядной плазмы и значению ионного баланса в гомеостазе клеток и организме животных.

Глава 2. Материалы и методы исследования.

Работа выполнена в научной проблемной лаборатории физико-химических исследований Научно-исследовательского института прикладной и фундаментальной медицины ГБОУ ВПО НижГМА.

Характеристика экспериментального материала. Объектом исследования являлись: 1. взвесь клеток костного мозга и лимфоцитов интактных белых беспородных крыс самцов; 2. взвесь клеток костного мозга и лимфоцитов белых беспородных крыс самцов с экспериментальным окислительным стрессом; 3. суспензия лимфобластов; 4. белые беспородные крысы самцы массой 200-250 грамм (плазма крови, эритроциты). Животные содержались в стандартных условиях вивария и получали обычный рацион питания. Каждая серия состояла из 10-15 экспериментальных животных. Общее количество животных -191.

В экспериментах in vitro обработке излучением газоразрядной плазмы подвергали суспензии клеток объемом 4 мл, объекты помещали на расстоянии 2 см от разрядника, конечная концентрация клеток 5x108 кл./мл. После облучения клетки инкубировали в термостате 1 час при 37 градусах С, а затем, клетки осаждали центрифугированием при 3 тыс.об./мин. в течение 10 мин и анализировали концентрацию натрия и калия во внеклеточном пространстве и интегральный уровень свободно-радикальных процессов в клетках. В контрольную группу входили клетки, не подвергавшиеся воздействию излучением газоразрядной плазмы (Таблица 1).

В работе использовалась высокоэнергегическая газоразрядная установка,

продуцирующая импульсную газоразрядную плазму. Устройство разработано

для биомедицинских исследований совместно с инженерами РФЯЦВНИИЭФ г.

Сарова. Излучение импульсной газоразрядной плазмы в данном исследовании

8 '

формировалась следующим образом: к разрядному промежутку, находящемуся между двумя электродами, подводилось высокое импульсное напряжение (10 кВ) непосредственно от конденсаторной батареи или через коммутирующее устройство. При инициировании электрического пробоя воздушного промежутка энергия выводилась в проводящий канал электрического разряда. Канал по мере нарастания тока разряда (1 кА) нагревался, газоразрядная плазма начинала светиться и излучать в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной области спектра. Спектральный состав некогерентного излучения плазмы соответствует 200-1000 нм. Частота следования импульсов 1 Гц. Энергия в 1 импульсе 5 Дж.

Таблица 1

Основные этапы исследования in vitro_

N Этапы исследования Экспериментальные п N

серии

1 Изучение внеклеточной кон- 1- контроль 15 15

центрации натрия и калия после 2-100 с 15

воздействия излучением газораз- 3-300 с 15

рядной плазмы на взвесь

лимфоцитов и клеток костного

мозга интактных крыс.

2 Исследование внеклеточной кон- 1-контроль 13 13

центрации натрия и калия после 2-100 с 13

воздействия излучением плазмы на 3- 300 с 13

взвесь лимфоцитов и клеток

костного мозга крыс с

экспериментальным окислитель-

ным стрессом.

3 Оценка внеклеточной кон- 1- контроль 15 15

центрации натрия и калия после 2-100 с. 15

воздействия излучением плазмы на 3-300 с 15

суспензию лимфобластов.

4 Анализ интегрального уровня 1-контроль 28 28

свободно-радикальных процессов в 2-10 с 28

суспензии лимфоцитов и клеток 3-15 с 28

костного мозга после воздействия 4-30с 28

излучением плазмы 5-100 с 28

6- 300 с 28

Все серии экспериментов in vivo выполнены в соответствии с этическими

нормами работы с животными. Животным обрабатывали переднюю брюшную

стенку излучением газоразрядной плазмы в различных временных режимах. Обработку и декапитацию животных проводили под эфирным наркозом. . Животным, перед декапитацией для предотвращения свертываемости крови вводили гепарин в объеме 0,2 мл внутрибрюшишго. Кровь отбирали в пробирки с гепарином, и центрифугировали при 3 тыс.об./мин. Плазму крови использовали для анализа ионного состава, молекулярных продуктов перекисного окисления липидов, активности катал азы, окислительной модификации белков. В контрольную группу входили животные, не подвергавшиеся воздействию излучением газоразрядной импульсной плазмы (Таблица 2).

Таблица 2

Основные этапы исследования in vivo

N Этапы исследования Экспериментальные п N

серии

1 Оценка концентрации ионов нат- 1-контроль 12 128

рия, калия, кальция, магния и фос- 2- 1 х 60 с 14

фора в плазме крови крыс после 3- 1х120 с 14

воздействия излучением 4- 1x300 с 15

газоразрядной плазмы в различных 5- 1x600 с 15

временных режимах однократно и 6- 3x60с 14

троекратно 7- 3 х 120 с 14

8- 3x300с 15

9- 3 х 600 с 15

2 Изучение концентрации первич- 1- контроль 12

ных, вторичных и конечных 2- ,1 х 60 с 10

продуктов перекисного окисления 3- 1x120 с 14

липидов и интегрального уровня 4- 3 х 60 с 15

свободно-радикальных процессов в 5- 3 х 120 с 10

плазме крови крыс

3 Исследование активности катал азы 1- контроль 12

и окислительной модификации 2- 1 х 60 с 10

белков плазмы крови животных 3- 1х120 с 14

4-3x60с 14

5- 3 х120 с 10

4 Анализ объема эритроцитов крыс 1-контроль 12

после воздействия излучением 2 -1 х 300 с 15

плазмы однократно и троекратно 3- 1x600 с 15

4- 3 х 300 с 15

5- 3x600с 15

Для сценки биологических эффектов используемого экспериментального

материала были применены методы исследования, представленные в таблице 3.

Таблица 3

Методы исследования _

Выделение клеток Лимфоциты Клетки костного мозга Лимфобласты Центрифугирование цельной крови в градиенте плотности фикол-уротрафин, (р=1,076 г/см 3) (Мальева Л, Диас Х.В., 1979). Рабочая концентрация лимфоцитов составляла 108 кл/мл. У декапитированного животного выделяли бедренную кость, отсекали эпифизы и вымывали раствором Хенкса содержимое центральной полости. Клетки подсчитывали в камере Горяева и доводили до рабочей концентрации 108 кл/мл (Астахова B.C., 2000). Измельчение ткани лимфосаркомы Плисса в растворе Хенкса. Клетки подсчитывали в камере Горяева и доводили до рабочей концентрации 108 кл/мл.

Оценка концентрации ионов Набор реагентов VitalDiagnstic StPeterburg. Концентрацию натрия оценивали с помощью набора " Sodium "E-D" при 420 нм, калия с помощью набора реагентов «Potassium «E-FL» при 578 нм, кальция с помощью набора реагентов «Кальций-Витал» при 570 нм, магния с помощью набора реагентов «Magnesium «E-FL» при 520 нм, фосфора с помощью набора реагентов «Phosphorus Inorganic «E-FL» при 520 нм (Камышников B.C., 2000)

Состояние свободнорадикальных процессов 1.Индуцированная хемилюминесценция (Кузьмина Е.И. и др.,1983); 2.Молекулярные продукты ПОЛгдиеновые коньюгагы, триеновые коньюгаты (Shenstone Е., 1971) основания Шиффа (Fletcher D.L. et al., 1973)

Состояние антиоксидантной системы 1.Суммарная антиоксидантная активность (АОА=1/ Бхл); 2.Активность каталазы (Aebi H., 1970)

Состояние белков Степень окислительной модификации белков (Дубинина Е.Е., 1995 г.)

Общий объем эритроцитов Гемагокрит (Меньшиков В.В., 1999)

Методы статистической обработки. Данные, полученные в эксперименте,

были обработаны статистически с помощью пакетов прикладных программ EXCEL, Statistica - 6.0, и статистической диалоговой системы Stadia версия 4.51 с использованием методов одномерной статистики. Результаты представлялись в виде М±т, где М - среднее арифметическое, m — ошибка среднего. Достоверность различий средних определялась по t - критерию Стьюдента и критерию Вилкоксона. Две выборки считались принадлежащими

к разным генеральным совокупностям (являлись статистически значимыми) при р<0,05 (Гланц С., 1999).

Глава 3. Результаты исследования и обсуждение

3.1. Исследование внеклеточной концентрации ионов натрия и калия в суспензии лимфоцитов и клеток костного мозга интактных крыс в экспериментах in vitro после воздействия излучением газоразрядной плазмы.

Живая клетка - это подвижная, саморегулирующаяся система. Её внутренняя организация поддерживается активными процессами, которые направлены на возвращение к исходному состоянию после отклонения, вызванного различными физико-химическими факторами (Маршалл В. Д., 1999). Именно поэтому первоначально были проведены эксперименты in vitro по определению внеклеточной концентрации основных клеточных ионов натрия и калия в клетках костного мозга и лимфоцитах крыс после воздействия излучением газоразрядной плазмы. Наблюдалось снижение внеклеточной концентрации калия и возрастание внеклеточной концентрации натрия в суспензиях клеток костного мозга и лимфоцитов интактных крыс с увеличением времени воздействия излучением газоразрядной плазмы (Таблица 4).

Таблица 4

Внеклеточная концентрация калия и натрия после воздействия излучением

газоразрядной плазмы на суспензии клеток костного мозга и лимфоцитов __ интактных крыс__

Тип клеток Контроль 100 с 300 с

Na (мМоль/л) Костный мозг 427,12 ±0,53 477,03 ± 16,08 488,92 ± 14,62*

Лимфоциты 299,26 ±0,44 307,67 ±22,46 366,73 ± 17,41

К (мМоль/л) Костный мозг 3,508 ±0,003 3,204 ±0,366 2,494 ±0,324*

Лимфоциты 4,594 ±0,011 4,338 ±0,112 4,14 ±0,12

*- Статистически значимо относительно контрольной серии р<0,05 Показано, что после воздействия импульсным излучением низкотемпературной газоразрядной плазмы на суспензию клеток костного мозга интактных животных во внеклеточной среде с увеличением времени воздействия возрастает концентрация ионов натрия на 14% и снижается концентрация ионов калия на 30% по сравнению с контролем. В суспензии лимфоцитов при увеличении времени воздействия имеется тенденция к

возрастанию концентрации ионов натрия (на 22,5 %) и снижению концентрации ионов калия (10 %) во внеклеточной среде.

После оценки уровня свободно-радикальных процессов было показано, что после воздействия излучением газоразрядной плазмы на лимфоциты в эксперименте in vitro наблюдается снижение показателей как спонтанной, так и индуцируемой реактивом Фентона хемилюминесценции (Таблица 5).

Таблица 5

Интегральный уровень свободно-радикальных процессов во взвеси лимфоцитов

после воздействия излучением газоразрядной плазмы

Серии S сп., мВ Imax сп., мВ S инд., мВ Imax инд., мВ

Контроль 0,36±0,11 0,071±0,004 7,595±0,628 1,502±0,31

Юс 0,105^,035* 0,044±0,004* 7,243±0,363 1,313±0,06*

15 с 0,28±0,047* 0,044±0,008* 6,95±0,341* 1,321 ±0,182

30 с 0,13±0,01* 0,058±0,009 6,7±0,132* 1,203±0,117*

100 с 0,32±0,012* 0,057±0,004* 7,143±0,282 1,463±0,228

300 с 0,295±0,043* 0,061±0,009 6,753±0,127* 1,143±0,207*

*- Статистически значимо относительно контрольной серии р<0,05 После воздействия в течение 10 и 30 секунд наблюдалось значительное снижение спонтанной хемилюминесценции в 3,43 и 2,77 раза соответственно, После увеличения времени экспозиции наблюдалось снижение светоуммы на 11%-20%. Интенсивность свечения взвеси лимфоцитов после воздействием излучения 10с и 15с статистически значимо снизилась в 1,61 раза. Увеличение длительности воздействия повлекло снижение показателя 1тах изд. от 14% до 24%. Тенденция снижения уровня свободно-радикальных процессов наблюдалась при всех режимах воздействия излучением низкотемпературной газоразрядной плазмы.

В свою очередь, уровень антиоксидантной активности возрастал при всех режимах воздействия. После 300 секунд воздействия излучением газоразрядной плазмы на суспензию лимфоцитов показатель антиоксидантной активности вырос на 20,2 % ( от 0,134±0,011 до 0,168±0,003 ота.ед.) по сравнению с контролем.

При исследовании уровня свободно-радкальных процессов в суспензии клеток костного мозга наблюдалось статистически значимое возрастание

показателей хемилюминесценции. После воздействия излучением на протяжении 300 секунд уровень хемилюминесценции вырос на 53 % (от 0,957±0,01 до 1,751±1,35 мВ) и на 21% (0, 957±1,01 до 1, 211±1,04 мВ) после 600 секунд по сравнению с контрольной серией.

Таким образом, после воздействия импульсным излучением низкотемпературной газоразрядной плазмы на суспензию клеток костного мозга интактных животных в эксперименте in vitro во внеклеточной среде статистически значимо с увеличением времени воздействия возрастает концентрация ионов натрия и снижается концентрация ионов калия.

Уровень свободно-радикальных процессов в суспензии клеток костного мозга статистически значимо возрастает при воздействии излучением газоразрядной плазмы в течение 300 секунд. После воздействия на взвесь лимфоцитов уровень свободно-радикальных процессов статистически значимо снижается, а антиоксидантная активность возрастает. На ионообменные процессы в суспензии лимфоцитов воздействие излучением газоразрядной плазмы статистически значимо не влияет.

Универсальным механизмом адаптации и повреждения клеточных систем является окислительный стресс (Sies Н., 1991). Поэтому было проведено исследование влияния излучения газоразрядной плазмы на уровень натрия и калия в клетках костного мозга и лимфоцитах крыс с окислительным стрессом в экспериментах in vitro.

Показано, что воздействие излучением газоразрядной плазмы на клетки костного мозга и лимфоциты крыс на фоне окислительного стресса вызвало изменение концентрации калия во внеклеточном пространстве. Полученные данные представлены в таблице 6.

Таблица 6

Внеклеточная концентрация калия и натрия после воздействия излучением

газоразрядной плазмы на клетки костного мозга и лимфоциты крыс с _ окислительным стрессом в эксперименте in vitro._

Тип клеток Контроль 100 с 300 с

К (мМоль/л) Костный мозг 3,404 ±0,003 3,121 ±0,189 2,868 ±0,131

Лимфоциты 4,958 ±0,031 4,266 ±0,21 4,12 ±0,42*

Na (мМоль/л) Костный мозг 404,77 ± 0,42 445,99 ±32,12 418,26 ±33,57

Лимфоциты 340,47 ±1,11 405,75 ±24,23 415,4 ±42,18*

* - статистически значимо относительно контрольной пробы р<0,05

После воздействия излучением на клетки костного мозга крыс с окислительным стрессом в течение 100 секунд концентрация ионов калия во внеклеточном пространстве имела тенденцию к снижению на 8,3% по сравнению с контролем, а после воздействия в течение 300 секунд - на 15,8%.

После воздействия излучением на лимфоциты в течение 100 секунд концентрация калия во внеклеточном пространстве имела тенденцию к снижению на 16%, а после воздействия в течение 300 секунд статистически значимо снижалась на 20% по сравнению с контролем.

После воздействия газоразрядной плазмы в течение 300 секунд на взвесь лимфоцитов концентрация ионов натрия во внеклеточном пространстве возрастала на 22%.

Воздействие газоразрядной плазмой на суспензию лимфоцитов животных после моделирования окислительного стресса вызывало статистически значимое снижение концентрации ионов калия и возрастание ионов натрия в ответ на увеличение времеци воздействия.

После воздействия излучением газоразрядной плазмы на взвесь лимфоцитов и клеток костного мозга животных с окислительным стрессом показатель хемилюминесценции клеток 'костного мозга практически не изменялся при увеличении времени воздействия (от 2,16±0,384 до 2,18±1,32 мВ). В суспензии лимфоцитов уровень хемилюминесценции статистически значимо увеличился на 71,1% (от 1,72±0,57 до 2,97±0,39 мВ) после 300 секунд и на 49,5% (от 1,72±0,57 до 2,74±0,117мВ)-после 600 секунд воздействия излучением газоразрядной плазмы, что является статистически значимыми результатами.

Уровень антиоксидантной активности клеток костного мозга не изменялся, а в суспензии лимфоцитов крыс с окислительным стрессом статистически значимо возрастал на 37,4% после воздействия излучением газоразрядной плазмы в эксперименте in vitro.

Таким образом, воздействие газоразрядной плазмой на суспензию лимфоцитов животных с окислительным стрессом вызывало статистически значимое снижение концентрации ионов калия и возрастание ионов натрия в ответ на увеличение времени воздействия.

Уровень свободно-радикальных процессов в суспензии лимфоцитов статистически значимо возрастает при воздействии излучением газоразрядной плазмы, а антиокислительная активность снижается. Воздействие газоразрядной плазмой на суспензию клеток костного мозга животных после моделирования окислительного стресса не вызывает статистически значимых изменений во внеклеточной концентрации калия и натрия, что подтверждается и интегральными показателями свободно-радикальных процессов.

Метаболизм бластных клеток во многом отличается от метаболизма нормальных клеток, реакция бластных клеток на физико-химические стимулы может отличаться, поэтому мы исследовали влияние излучения газоразрядной плазмы на уровень натрия и калия в лимфобластах в эксперименте in vitro

После воздействия излучением газоразрядной плазмы на лимфобласты концентрация ионов калия имела тенденцию к снижению (на 32%), в натрия к повышению во внеклеточном пространстве.

Таблица 7

Внеклеточная концентрация (мМолъ/л) натрия и калия после воздействия

излучением газоразрядной плазмы на суспензию лимфобластов

Контроль 100 с 300 с

Натрий 351,85 ±0,33 416,51 ±23,1 382,38 ±22,82

Калий 22,02 ±0,01 20,58 ±0,68 16,67 ±0,84

Известно, что бластные клетки изначально содержат больше ионов натрия и калия. Увеличение содержания калия препятствует в определенной мере развитию внутриклеточного ацидоза в связи с усилением гликолиза и накоплением молочной кислоты (Долгих В., 2001).

Таким образом, после воздействия излучением импульсной низкотемпературной газоразрядной плазмой на взвесь клеток костного мозга,

лимфоцитов и суспензию лимфобласгов показано, что во внеклеточной среде с увеличением времени воздействия возрастает концентрация ионов натрия и снижается концентрация ионов калия. В начальный период действия физико-химических факторов изменения метаболизма в основном сходны с физиологическим возбуждением (Браун А. Д., Моженок Т. П., 1987). В эксперименте с моделированным окислительным стрессом клетки костного мозга (так называемые стволовые клетки) в большей степени подверглись окислению и на дополнительное внешнее окисление уже не реагировали. Поэтому уровень свободно-радикальных процессов в суспензии лимфоцитов статистически значимо возрастал при воздействии излучением газоразрядной плазмы, а антиокислительная активность снижалась. В суспензии лимфобластов в ответ на воздействие излучением газоразрядной плазмы увеличение внеклеточной концентрации калия в контрольной группе можно объяснить активной пролиферацией лимфобластов, при которой внеклеточное содержание калия увеличивается (Гольдштейн Д.В., Аксиров А.М., 2005; Марахова И,И., Виноградова Т.А., 2000). При этом в суспензии бластных клеток, также как в суспензиях лимфоцитов и клеток костного мозга наблюдалась тенденция снижения внеклеточной концентрации калия с увеличением времени воздействия.

Можно предположить, что изменение-уровня внеклеточной концентрации ионов натрия и калия в изученных клетках может быть обусловлено с одной стороны изменением пассивного транспорта путем прямой диффузии ионов из клетки, а с другой стороны с помощью активного транспорта Na-K-АТФэз, в результате работы, которых, ионоы калия накашиваются в клетке, а ионы натрия выводятся. •

3.2. Исследование концентрации ионов натрия, калия, кальция, магния и фосфора в плазме крови крыс после воздействии излучением газоразрядной плазмы в экспериментах in vivo

На данном этапе исследований определяли влияние излучения газоразрядной плазмы на концентрации ионов натрия, калия, кальция, магния и

фосфора в плазме крови лабораторных животных при различных временных режимах воздействия. Результаты исследований представлены в таблице 8.

Таблица 8

Уровень концентраций ионов натрия, калия, кальция, магния и фосфора в плазме крови крыс после воздействия излучением газоразрядной плазмы

обработка концентрация ионов, мМоль/л

натрий калий кальций магний фосфор

контроль 159,8±10,43 3,17±0,08 1,77±0,16 0,85±0,17 2,49±0,19

1x60 с 177,01±12,37 4,01±0,16* 2,12±0,14 0,46±0,11 3,36±0,2*

1x120 с 183,80±10,74 4,08±0,2* 2,19±0,13 0,88±0,16 4,07±0,51*

3x60 с 258,33±21,1* 3,95±0,16* 2,43±0,08* 1,24±0,06* 1,75±0,5

3x120 с 272,33±19,62* 4,20±0,18* 2,37±0,11* 1,07±0,15 ] ,35±0,42*

*- статистически значимо относительно контрольной пробы р<0,05

Изменения концентраций ионов натрия и калия в плазме крови крыс после воздействия излучением газоразрядной плазмы после 300 сек и 600 сек (однократно и троекратно) представлены на рисунке 1.

Контроль 1*300 с 1*600 с 3x300 с 3x600 с

Рис.1 Уровень концентраций ионов натрия (ммоль/л) и калия (ммоль/лхЮ2) в плазме крови крыс после воздействия излучением газоразрядной плазмы после длительных временных экспозиций.

Показано, что концентрации ионов калия и натрия в плазме крови животных после воздействия излучением газоразрядной плазмы в течение 60 и 120 секунд статистически значимо, но незначительно увеличиваются. С

увеличением времени экспозиции концентрация натрия статистически значимо возрастает на 70%, а концентрация калия на 25%. После 600 секунд воздействия, независимо от количества обработок, наблюдалось повышение уровня концентрации натрия в 1,2 -1,4 раза. Концентрация ионов калия при режимах воздействия (300 сек и 600 сек) различной кратности однократно и троекратно) статистически значимо снижалась на 38,8%.

Выявлено, что уровень ионов кальция и магния в плазме крови крыс после воздействия излучением плазмы незначительно увеличивается при более длительных временных экспозициях. Концентрация фосфора в плазме крови крыс увеличивалась при кратковременных воздействиях излучением (на 34,9% и 63,4% соответственно 60 и 120 секундам) и снижалась при более длительных временных режимах на 45,8%.

При оценке интегрального уровня свободно-радикальных процессов в плазме крови после воздействия излучением газоразрядной плазмы наблюдалось статистически значимое возрастание свободно-радикальных процессов на 45,5% (от 13,31±1,02 до 19,36±2,89 мВ) после воздействия в течение 120 секунд (однократно) относительно контрольного показателя. При более длительных режимах воздействия показана тенденция к возрастанию свободно-радикальных процессов.

В процессе окислительного стресса, может происходить повреждение основных клеточных структур: ДНК, белков и липидов (Gruñe Т. et al., 1997). Поэтому исследование уровня молекулярных продуктов окисления липидов, представляет интерес при изучении физико-химических воздействий. В таблице 9 представлены уровни молекулярных продуктов перекисного окисления липидов в плазме крови после воздействия излучением газоразрядной плазмы на животных.

Установлено, что после воздействия излучением газоразрядной плазмы на животных уровень первичных продуктов в плазме крови снижается при всех режимах воздействия (на 44% после максимального воздействия относительно контрольного показателя). Уровень вторичных продуктов возрастает с увеличением времени воздействия, а конечные продукты перекисного

окисления липидов в плазме крови снижаются при всех временных режимах воздействия газоразрядной плазмой.

Концентрация вторичных продуктов перекисного окисления липидов возрастает при однократном воздействии излучением плазмы в течении 120 секунд в 1,9 раза, а уровень оснований Шиффа в плазме крови снижается на 44% при однократном воздействии газоразрядной плазмой в течение 120 секунд. Результаты исследований представлены в таблице 9.

Таблица 9

Уровень молекулярных продуктов перекисного окисления липидов клеток в плазме крови после воздействия излучением газоразрядной плазмы на

животных

Серии экспериментов Показатели ПОЛ

ДК (отн.ед) ТК (отн.ед) ОШ(отн.ед) ОЛ(отн.ед)

Интактные 0,053±0,006* 0,021±0,005 11,588±1,674 0,107±0,014

1x60 с 0,028±0,009 0,031±0,011 11 ±0,982 0,08±0,015

1x120 с 0,049±0,012 0,041 ±0,01* 7,625±0,844* 0,089±0,017

3x60 с 0,04±0,017 0.045±0,03 12,5±0,5 0,028±0,004*

3x120 с 0,035±0,012 0,051±0,014 7,1 ±0,707* 0,024±0,009*

* - статистически значимо относительно контрольной группы р<0.05

Показано возрастание активности каталазы в плазме крови после однократного воздействия излучением газоразрядной плазмы в течение 60 секунд на 35,4% (от 26,33±2,15 до 39,3±2,24 отн.ед.) и снижение при длительных экспозициях на 19,8% (до 21,09±0,34 отн.ед.) по сравнению с контрольным показателем.

Известно, что окисление липидов приводит к окислительной деструкции белков (Richter С. et а!., 1987). Поэтому мы исследовали степень окислительной модификации белков в плазме крови животных после воздействия излучением газоразрядной плазмы, показано, что незначительные окислительные модификации представлены алифатическими кетонами основного характера (Таблица 10).

Таблица 10

Изменение окислительной модификации белков плазмы крови крыс после

воздействия излучением низкотемпературной газоразрядной плазмы

D, Степень Степень Р Степень Р

длина окисленности, окисленности, окисленности,

волны, отн. ед. отн. ед. отн. ед.

нм

контроль 60 с 120 с

363 1,06±0,13 1,39±0,22 0,19 1,15±0,09 0,64

370 1,12±0,15 1,41±0Д1 0,28 1,26±0,13 0,53

430 0,69±0,15 0,88±0,17 0,43 0,59±0,07 0,63

530 0,06±0,01 0,1±0,02* 0,04 0,06±0,015 0,85

* - статистически значимо относительно контрольной группы р<0.05

Изменение объема эритроцитов свидетельствует о нарушении водно-электролитного баланса.

После воздействия излучением газоразрядной плазмы на животных объем эритроцитов статистически значимо увеличивался в 1,28 раза ( от 69±0,03% до 89±0,17%) при кратковременных воздействиях и снижался при длительных экспозициях в 1,25 раза (от 69±0,03% до 55±0,03%). Повышение объема эритроцитов свидетельствует о гипотоническом характере нарушений водно-электролитного баланса, тогда как понижение — о гипертоническом характере.

Заключение

В многоклеточном организме гомеостатические процессы поддерживаются в стационарном состоянии в частности и с помощью механизмов, контролирующих ионный ' баланс во внутриклеточном и внеклеточном пространстве. Из зарубежных источников известно, что воздействие наносекундных импульсных электрических полей, по видимому, способствует образованию нанопор в клеточных мембранах (Vasilkoski Z.et al., 2006, Baldwin, WH. et al., 2010, Jody A, White, 2009, Vernier PT, et al.,2006,2009, Kolb JF, Kono s; Schoenbach КН.,2006, Kennedy SM. et al.,2008). Эти мембранные дефекты могут способствовать переходу, непроницаемых для мембран молекул или ионов путем прямой диффузии через образовавшиеся поры (Teissie J,et al., 1999. Neumann E. et al. 1989, Weaver JC.,2003).

Количество нанопор зависит от длительности импульса и амплитуды, а также от проводимости внеклеточной среды. Клеточный ответ на воздействие внешнего физического фактора зависит от сложного взаимодействия

биофизических и биохимических процессов (Vasilkoski Z, Esser AT, 2006). В нашей работе с использованием источника излучения импульсной низкотемпературной плазмы не выявлено нарушении состояния мембран в экспериментах in vitro на клетках костного мозга, лимфоцитах и бластных клетках крыс после воздействия газоразрядной плазмы. Можно заключить что, после воздействия излучением на изученные клетки in vitro наблюдается тенденция возрастания концентрации ионов натрия и снижение калия во внеклеточном пространстве, не смотря на особенности метаболической активности. Воздействие излучением на клетки in vitro сопровождается активацией ионообменных процессов в ответ на излучение плазмы

В экспериментах in vivo увеличение в плазме крови концентрации ионов может быть следствием адаптационных процессов организма в ответ на физическое воздействие. Вследствие чего увеличивается высвобождение ионов, находящихся в организме, в основном, в связанном с белками (в частности и с белками крови) состоянии, а также незначительное накопление активных форм кислорода (Иванова И.П. и др., 2011). Активные формы кислорода, в свою очередь, активируют антиоксидантные ферменты, предотвращая повреждающее действие активных форм кислорода на мембраны клеток. После воздействия излучением газоразрядной плазмы увеличивается активность каталазы, перекись водорода разлагается на воду и кислород, предотвращается окисление мембранных белков. Концентрации молекулярных продуктов перекисного окисления липидов после воздействия газоразрядной плазмой изменяются незначительно, и процесс свободнорадикального окисления проходит только до уровня вторичных продуктов ПОЛ триеновых коньюгатов. Конечные продукты - основания Шиффа не образуются, не наблюдается и окислительной модификации белков плазмы крови, которые, как известно в большей степени подвержены окислению, чем фосфолипиды мембран. Незначительные колебания объема эритроцитов можно также отнести к адаптивным перестройкам организма в ответ на воздействие некогерентным излучением импульсной газоразрядной плазмы на организм крыс.

Выводы

1. Воздействие импульсным излучением низкотемпературной газоразрядной плазмы в течение 300 секунд на суспензию клеток костного мозга ингактных животных в эксперименте in vitro вызывает статистически значимое увеличение концентрация ионов натрия на 14 % и снижение концентрации ионов калия на 30% во внеклеточной среде.

2. Уровень свободно-радикальных процессов в суспензии клеток костного мозга статистически значимо возрастает на 53% при воздействии излучением газоразрядной плазмы в течение 300 секунд. После воздействия на взвесь лимфоцитов уровень свободно-радикальных процессов статистически значимо снижается, а антиоксидантная активность возрастает на 20,2 %.

3. Воздействие газоразрядной плазмой на суспензию лимфоцитов животных с окислительным стрессом вызывает статистически значимое снижение концентрации ионов калия (13,9%) и возрастание ионов натрия (22%) в ответ на увеличение времени воздействия

4. Уровень свободно-радикальных процессов в суспензии лимфоцитов животных с окислительным стрессом статистически значимо возрастает (на 71,1% и 49,5%) при воздействии излучением газоразрядной плазмы, а антиокислительная активность снижается (на 38%).

5. Концентрация ионов калия и натрия в плазме крови животных после воздействия излучением газоразрядной плазмы в течении 60 и 120 секунд статистически значимо увеличивается (Na+ на 70%, К+ на 25%'. С увеличением времени экспозиции концентрация натрия статистически значимо увеличивается в 1,2-1,4 раза, а калия снижается на 38%.

6. Уровень ионов кальция и магния в плазме крови крыс после воздействия излучением плазмы увеличивается (CaJ+ 37,2%-33,8%, Mg2+ 45,8%). Концентрация фосфора в плазме крови крыс увеличивается при кратковременных воздействиях (34,9%-63,4%) излучением и снижается при более длительных временных режимах на 45,8%.

7. Концентрация вторичных продуктов перекисного окисления липидов возрастает при однократном воздействии излучением плазмы в течении 120

секунд в 1,9 раза, а уровень оснований Шиффа в плазме крови снижается на 44% при однократном воздействии газоразрядной плазмой в течение 120 секунд.

8. Активность катал азы при облучении животных газоразрядной плазмой возрастает при кратковременных воздействиях на 35,4% и снижается при длительных экспозициях на 19,8%.

9. Окислительная модификация белков плазмы крови после воздействия излучением газоразрядной плазмы, представлена алифатическими кегонами основного характера.

10. Объем эритроцитов увеличивался в 1,28 раза при кратковременных . воздействиях и снижался при длительных экспозициях в 1,25 раза.

Практические рекомендации

1. Полученные данные позволяют дать физиологически обоснованные рекомендации по рациональному использованию излучения газоразрядной плазмы в исследовательских и прикладных целях. Воздействие излучением газоразрядной плазмы в течение 10 минут на организм животных не вызывает метаболических нарушений и активирует антиоксидантные системы организма.

2. Совокупность экспериментальных данных позволила внедрить способ оценки функционального состояния клеток по изменению баланса ионов в НИИ ПФМНижГМА

3. Новые данные о механизмах действия высокоэнергетических импульсных воздействий на ионный баланс организма могут бьггь включены в программы по биологии, физиологии, биохимии, при подготовке специалистов биологического и ветеринарного профиля.

Список работ опубликованных по теме диссертации

1. Иванова И.П., Литвинова Л.Г., Трофимова C.B., Тимуш A.B., Бурхина O.E. Влияние импульсного микросекундаого электромашитного воздействия на ионный баланс в клетках и организме лабораторных животных И Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2011. -N 6(25). - с.54-58.

2. Иванова И.П., Трофимова C.B., Пискарев И.М., Князев Д.И., Тимуш О.В., Бурхина ОХ., Литвинова Л.Г. Влияние низкотемпературной газоразрядной

плазмы искрового разряда на окислительные процессы в модельных растворах органических и неорганических веществ. // Вестник ННГУ 2011 г. № 2(2).- с. 142-148.

3. Иванова И.П., Литвинова Л.Г., Кирилов АЛ. Липидный обмен интактных крыс после воздействия высокоэнергетических импульсных разрядов // Естествознание и гуманизм.-Томск.-2007.-Т.4,№ 1- с.46.

4. Иванова И.П., Литвинова Л.Г., Солынина О.В. Изучение уровня первичных и вторичных продуктов ПОЛ крови крыс с экспериментальной лимфосаркомы при воздействии некогерентным импульсным излучением 11 Материалы пятой национальной научно-практической конференции с международным участием «Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека» - Смоленск-2007. - с. 299-301.

5. Кирилов АЛ., Иванова И.П, Литвинова Л.Г. Влияние некогерентного излучения на ПОЛ и ОАО крови и плазмы крови 1фыс. Материалы 5-й Национальной научно практической конференции с международным участием. Активные формы кислорода. Оксид азота. Антиоксиданты и здоровье человека. Смоленск.- 2007- с.448-449.

6. Зуймдч Е. А., Иванова И. П., Литвинова Л.Г., Семериков А.Е. Оценка влияния импульсного некогерентного излучения на свободнорадикальные процессы в системах in vitro // Естествознание и гуманизм. - Томск.- 2007 -Т.4, № 1. - с. 39.

7. Литвинова Л.Г., Иванова И.П., Тимуш A.B., Бурхина O.E. Влияние импульсной газоразрядной плазмы на баланс ионов магния, кальция и фосфора в организме животных. // Шестая Международная Телеконференция "Естествознание и. гуманизм. Актуальные проблемы современной науки и практика". 14-19 октября, 2011 - с.92.

8. Литвинова Л.Г., Бурхина O.E., Трофимова C.B. Оценка концентрации калия и натрия в клетках тканей крыс после воздействия газоразрядной импульсной плазмой. // П Международной заочной научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки».- Россия,- Тамбов. 27 сентября 2011 - с.75.

Формат 60x84 1/16. Печать офсетная Печ.л. 1 Тираж 100 экз. Заказ №316 Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия 603107, г. Нижний Новгород, проспект Гагарина, 97

Типография НГСХА

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Литвинова, Лариса Григорьевна

Принятые сокращения

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Газоразрядная плазма

1.1.1. Характеристика излучения газоразрядной плазмы

1.1.2. Физико-химические процессы в газоразрядной плазме

1.1.3. Использование газоразрядной плазмы в биологии и медицине

1.2. Активные формы кислорода в организме

1.2.1. Окислительный стресс

1.2.2. Свободнорадикальное окисление липидов

1.2.3. Молекулярные продукты перекисного окисления липидов

1.3. Водно-электролитный гомеостаз организма

1.3.1. Роль натрия в организме и клетке

1.3.2. Роль калия в организме и клетке

1.3.3. Сходство и различия ионов натрия и калия

1.3.4. Роль кальция в организме и клетке

1.3.5. Роль магния и фосфора в организме и клетке

1.3.6. Баланс ионов в бластных клетках

1.4. Транспорт через клеточные мембраны

1.4.1. Пассивный транспорт

1.4.2. Активный транспорт

Глава 2. Материалы и методы исследования 46 2.1 .Характеристика экспериментального материала. 46 2.2.Характеристика высокоэнергетического экспериментального устройства. 46 2.3.Основные этапы исследования

2.3.1. Основные этапы исследования in vitro

2.3.2. Основные этапы исследования in vivo 49 2.4.Характеристика методов исследования 51 2.4.1 .В ыделение клеток 51 2.4.2.0ценка концентрации ионов

2.4.3. Определение интегрального уровня свободно-радикальных

Процессов

2.4.4. Определение продуктов перекисного окисления липидов

2.4.5. Определение состояния антиоксидантной системы

2.4.6. Метод определения окислительной модификации белков

2.4.7. Общий объем эритроцитов

2.4.8. Методы статистической обработки данных

Глава 3. Результаты исследования

3.1. Исследование концентрации ионов натрия и калия в клетках крыс in vitro после воздействия излучением газоразрядной плазмы

3.1.1. Исследование внеклеточной концентрации ионов натрия и калия в суспензии лимфоцитов и клеток костного мозга интактных крыс в экспериментах in vitro после воздействия излучением газоразрядной плазмы

3.1.2. Определение интегрального уровня свободно-радикальных процессов в суспензии клеток костного мозга и лимфоцитов интактных крыс после воздействия излучением низкотемпературной газоразрядной плазмы

3.1.3. Влияние излучения газоразрядной плазмы на уровень натрия и калия в клетках костного мозга и лимфоцитах крыс с окислительным стрессом

3.1.4. Влияние излучения газоразрядной плазмы на уровень свободнорадикальных процессов в суспензиях клеток костного мозга и лимфоцитах крыс с окислительным стрессом

3.1.5. Влияние излучения газоразрядной плазмы на внеклеточную концентрацию натрия и калия в суспензии лимфобластов

3.2. Исследование концентрации ионов в организме крыс после воздействия излучением газоразрядной плазмы

3.2.1.Исследование концентрации ионов натрия, калия, кальция, магния и фосфора в плазме крови крыс после воздействии излучением газоразрядной плазмы в экспериментах in vivo

3.2.2. Определение интегрального уровня свободно-радикальных процессов в плазме крови крыс после воздействия излучением газоразрядной плазмы

3.2.3. Определение уровня молекулярных продуктов ПОЛ клеток в плазме крови после воздействия излучением газоразрядной плазмы на животных

3.2.4. Определение уровня активности каталазы в плазме крови после воздействия излучением газоразрядной плазмы

3.2.5. Исследование окислительной модификации белков

3.2.6. Определение объема эритроцитов

Глава 4. Обсуждение результатов

4.1. Оценка внеклеточной концентрации ионов натрия и калия в суспензии лимфоцитов и клеток костного мозга интактных крыс в экспериментах in vitro после воздействия излучением газоразрядной плазмы

4.2. Оценка уровня свободно-радикальных процессов в экспериментах in vitro после воздействия излучением газоразрядной плазмы

4.3. Оценка внеклеточной концентрации натрия и калия в клетках костного мозга и лимфоцитах крыс с окислительным стрессом после воздействия излучением газоразрядной плазмы

4.4. Оценка уровня свободно-радикальных процессов в суспензиях клеток костного мозга и лимфоцитах крыс с окислительным стрессом после воздействия излучением газоразрядной плазмы.

4.5. Оценка внеклеточной концентрации натрия и калия в суспензии лимфобластов после воздействия излучением газоразрядной плазмы.

4.6. Оценка интегрального уровня свободно-радикальных процессов в плазме крови крыс после воздействия излучением газоразрядной плазмы

4.7. Оценка молекулярных продуктов перекисного окисления липидов в плазме крови после воздействия излучением газоразрядной плазмы на животных

4.8. Оценка концентрации ионов натрия, калия, кальция, магния и фосфора в плазме крови крыс после воздействии излучением газоразрядной плазмы в экспериментах in vivo

4.9. Механизмы действия неионизирующего электромагнитного излучения на биологические объекты 104 Заключение. 109 Выводы 111 Практические рекомендации 113 Литература ШІ І Ш І . II І І І» ■ ■ 1 І ¡1 В II II II і III II Мін ІМШ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АОА - антиоксидантная активность

АФА- активные формы азота

АФК — активные формы кислорода

ДК - диеновые конъюгаты

МДА-малоновый диальдегид

НИЛИ-низкоинтенсивное лазерное излучение

ОС — окислительный стресс

ОШ - основания Шиффа

ПОЛ — перекисное окисление липидов

СРП - свободнорадикальные процессы

ТК - триеновые конъюгаты

ХЛ - хемилюминесценция тРРР-наносекундные импульсные электрические поля i i ni Ii Ii m i in KB i i in iau i, i i mi ■ i ■ i Ii i it i i i i • 11 i 11 i ni i i i in и i n i i i ч i и 11 x «■ и» i ■■■ "

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние излучения газоразрядной плазмы на баланс ионов в организме животных"

Физико-химическое постоянство внутренней среды организма является определяющим фактором функциональной активности органов и систем. При силе воздействия, превышающей пороговые значения, адекватная приспособительная реакция клетки может потребовать перехода на иной уровень функционирования (Меерсон Ф.З., 1993, Akishev Y., Kroepke S., 2000).

В последнее время, как в России, так и за рубежом ведется исследование биологических эффектов высокоэнергетических импульсных электрофизических факторов, таких как газоразрядная плазма, искровые и коронные разряды (Schoenbach К.Н., Peterkin F.E., et al. 1997, Fridman G., 2006, Fridman A., 2008). При инициации высокоэнергетических импульсных воздействий генерируется целая группа физических факторов: некогерентное световое излучение, токи миллисекундной и наносекундной длительности, радикальные продукты, ионы и электроны, имеющие высокую энергию (Мик Д., Крегс Д., 1960, Райзер Ю.П.,1992, Базелян Э.М., 1997, Пискарев A.M., 2000, Laroussi, М. 2005, Halliwell, В., 2007, Fridman G., 2006). На ионный баланс и на структурно-функциональное состояние мембран все эти факторы могут оказывать влияние. Известно, что при радиационных воздействиях в первую очередь изменяется функциональное состояние клеток иммунной системы и костного мозга (Волкова О.В., 1976), а влияние излучения газоразрядной плазмы на лимфоциты и клетки костного мозга практически не изучено. Механизмы воздействия газоразрядной плазмы на организм, также не изучены, однако устройства уже сейчас рекомендуют для терапевтических целей (Stoffels Е., et al., 2006, Sladek R.J, 2010). Поэтому исследование влияния газоразрядной плазмы на такой важный гомеостатический показатель как ионный баланс позволит приблизиться к шш ¿ ¿ ¿ 4.¡.¿&<¿á í ss áM т. ¿шшшш. шжма юю 8ВИ Ш1 шжш. ШШ- жамки« штттлж ямм шш ¡ натуши пониманию механизмов действия газоразрядной плазмы, как на клеточном, так и на организменном уровне.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Основные задачи исследования

2. Исследование внеклеточной концентрации натрия, калия после воздействия излучением плазмы на лимфоциты и клетки костного мозга крыс с окислительным стрессом и на суспензию лимфобластов в эксперименте in vitro.

4. Изучение активности каталазы, уровня молекулярных продуктов перекисного окисления липидов, окислительной модификации белков и объема эритроцитов после воздействия на животных некогерентным излучением газоразрядной плазмы.

Научная новизна

Впервые оценено влияние излучения импульсной газоразрядной плазмы на внеклеточную концентрацию натрия и калия в суспензии лимфобластов.

Теоретическая и практическая значимость работы

Совокупность экспериментальных данных позволила оценить изменения баланса ионов в лимфоцитах, клетках костного мозга и лимфобластах в экспериментах in vitro. В плазме крови лабораторных животных, в ответ на воздействие излучением газоразрядной импульсной плазмы проанализированы концентрации натрия, калия, кальция, магния и фосфора. Полученные данные позволяют оценить роль ионного обмена в адмшдаии^твмшм«»« > урн А F»—«ад it тутмтттш ж ш& т^тш:ти:т шшштштшш шя ш щщшттмт жшь^шшшттшгтшум р. шл. шл лшшжт ¡ii.a^ а ш ^и^Ш. î л клетках и организме в целом в процессе адаптации к экстремальным факторам внешней среды.

Положения, выносимые на защиту

1. После воздействия импульсным излучением низкотемпературной газоразрядной плазмы на суспензию клеток костного мозга интактных животных и с окислительным стрессом в эксперименте in vitro во внеклеточной среде статистически значимо с увеличением времени воздействия возрастает концентрация ионов натрия и снижается концентрация ионов калия.

3. Концентрация ионов калия и натрия в плазме крови животных после воздействия излучением газоразрядной плазмы в течение 60 и 120 секунд статистически значимо, но незначительно увеличивается. С увеличением времени экспозиции концентрация натрия статистически значимо увеличивается, а калия снижается. Уровень ионов кальция и магния в плазме крови крыс после воздействия излучением плазмы незначительно ш —««■ шшт шт.шт и к 1 тяш увеличивается. Концентрация фосфора в плазме крови крыс увеличивается при кратковременных воздействиях излучением и снижается при более длительных временных режимах

4. Концентрация первичных продуктов перекисного окисления липидов после воздействия снижается, вторичных возрастает с увеличением времени воздействия, конечные продукты перекисного окисления липидов в плазме крови снижаются при всех временных режимах воздействия газоразрядной плазмой. Активность каталазы возрастает при кратковременных воздействиях и снижается при длительных экспозициях.

Апробация работы

Пятая национальная научно-практическая конференция с международным участием «Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека» - Смоленск -2007г. 18-22 сентября, III Международная научная конференция «Высокоинтенсивные физические факторы в биологии, медицине, сельском хозяйстве и экологии». - Саров -2011., III Международная научная конференция «Высокоинтенсивные физические факторы в биологии, медицине, сельском хозяйстве и экологии». - Саров - 2011., Международная научно-практическая конференция «Наука сегодня. Теоретические аспекты и практика применения» - Тамбов - 2011г.-28 октября.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ из них 2 работы в журналах рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 131 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, характеристики материалов и

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Литвинова, Лариса Григорьевна

Выводы

1. Воздействие импульсным излучением низкотемпературной газоразрядной плазмы в течение 300 секунд на суспензию клеток костного мозга интактных животных в эксперименте in vitro вызывает статистически значимое увеличение концентрация ионов натрия на 14 % и снижение концентрации ионов калия на 30% во внеклеточной среде.

5. Концентрация ионов калия и натрия в плазме крови животных после воздействия излучением газоразрядной плазмы в течении 60 и 120 секунд статистически значимо увеличивается (Na+ на 70%, К+ на 25%). С увеличением времени экспозиции концентрация натрия статистически значимо увеличивается в 1,2-1,4 раза, а калия снижается на 38%.

6. Уровень ионов кальция и магния в плазме крови крыс после воздействия излучением плазмы увеличивается (Са2+ 37,2%-33,8%, Mg2+ 45,8%). Концентрация фосфора в плазме крови крыс увеличивается при кратковременных воздействиях (34,9%-63,4%) излучением и снижается при более длительных временных режимах на 45,8%.

ИI ИИ Will иШ 111 IIIЯ | ■■■! 11 и т—ПИШИГШИГТ WTTTf w—f. Iffpim ЪЛШШШШк. 1 НУ«—^У^МИНН IIГ »MiB IMI HW"8 !S'я я mm

7. Концентрация вторичных продуктов перекисного окисления липидов возрастает при однократном воздействии излучением плазмы в течении 120 секунд в 1,9 раза, а уровень оснований Шиффа в плазме крови снижается на 44% при однократном воздействии газоразрядной плазмой в течение 120 секунд.

8. Активность каталазы при облучении животных газоразрядной плазмой возрастает при кратковременных воздействиях на 35,4% и снижается при длительных экспозициях на 19,8%.

9. Окислительная модификация белков плазмы крови после воздействия излучением газоразрядной плазмы, представлена алифатическими кетонами основного характера.

10. Объем эритроцитов увеличивался в 1,28 раза при кратковременных воздействиях и снижался при длительных экспозициях в 1,25 раза.

Ш 111111 ИЛИI 1ГЧР \юш.Iщн&шщтяшшж цшш вн ¡и«иж шш\-шшш.шл\ ВВЛШНВШЁШИК яш&шттшшш%шы¡яшпижге»

Практические рекомендации

3. Новые данные о механизмах действия высокоэнергетических импульсных воздействий на ионный баланс организма могут быть включены в программы по биологии, физиологии, биохимии, при подготовке специалистов биологического и ветеринарного профиля.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Литвинова, Лариса Григорьевна, Нижний Новгород

1. Абрамов В.В. Взаимодействие иммунной и нервной систем / В.В. Абрамов. Новосибирск : Наука, 1988. - 166 с.

2. Акоев И.Г. Биофизика познает рак. М.: Наука, 1988. 263с.

3. Акоев И.Г., Мотлох H.H. Биофизический анализ предпатологических и предлейкозных состояний. М.: Наука, 1984. 288с.

4. Александров М.Т., Егоркина Н.С., Черкасов A.C. Проблемы реализации основных принципов лазерной медицины в клинической практике // Лазеры и аэроионы в медицине: сб. докл., статей, сообщений и исследований. Калуга-Обнинск, 1997. - С. 13-18.

5. Алексеев А. В.//Гомеостаз/Под ред. П. Д. Горизонтова.-М., 1981.-С.419-460.

6. Алехина С.П., Щербатюк Т.Г. Озонотерапия: клинические и экспериментальные аспекты. // Алехина С.П., Щербатюк Т.Г. Н.Новгород.- Медицина. -2003. 238 с.

7. Аничков Н.М., Кветной И.М., Коновалов С.С. Биология опухолевого роста (молекулярно-медицинские аспекты). "Олма-Пресс".- 2004. с.216.

8. Антонов В.Ф. Биофизика мембран / В.Ф. Антонов // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 6. - С. 1-15.

9. Астахова B.C. Остеогенные клетки- предшественники костного мозга человека .- Киев: Феникс,2000.-С:7-20

10. Ю.Базелян Э.М., Райзер Ю.П. Искровой Разряд.-М.: МФТИ, 1997. 317 с.

11. П.Балаж А. Биология опухолей. Сомнения и надежды. М.: Мир, 1987. 206с.

12. Барабой В.А. Перекисное окисление, биоэнергетика в механизме стресса. Нарушения биоэнергетики в патологии и пути их восстановления. /Барабой В.А.- М. 1993. - С. 27-33.

13. Бардош Л., Лебедев Ю.А. Электродный шаровой СВЧ разряд. Феноменология и результаты зондовых измерений / Л. Бардош, Ю.А.iii tut hi и in i в i Ii i in i un mu i i,ш i i in 11 и i и un« i urn < inn i i и и i > in i.i ■ ■ ■»

14. Лебедев // Журнал технической физики 1998. - т.68. - №12. - С. 2932.

15. Березин Ю.Д., Прочуханов P.A., Ростовцева Т.И. Структурные особенности действия низкоинтенсивного лазерного излучения переживающие ткани человека // Тр. ДАН СССР. 1983. Т. 273. № 3. -С. 734-736.

16. Биофизика / Под ред. В.Ф. Антонова. М. : Арктос-Вика-пресс, 1996.

17. Болдырев A.A., Кяйвяряйнен Е.И., Илюха В.А. Биомембранология / A.A. Болдырев, Е.И. Кяйвяряйнен, В.А. Илюха. Петрозаводск.-2006. С.52-89.

18. Браун А. Д., Моженок Т. П. Неспецифический адаптационный синдром клеточной системы. Л. Наука.- 1987. 232 с.

19. Брин В.Б., Вартанян И.А., Ткаченко Б.И. Основы физиологии человека. Учебник для высших учебных заведений, в 2-х томах, // Ред. акад. РАМН Б.И. Ткаченко. Л.: СПб, 1994. Т. 1. 569 с.

20. Викторов И.В. Роль оксида азота и других свободных радикалов в ишемической патологии мозга / И.В. Викторов // Вестник РАМН. 2000.-№4.-С. 5-10.

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

22. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах / Ю.А. Владимиров, А.И. Арчаков. М. : Наука, 1972. - 172 с.

23. Владимиров Ю.А., Потапенко А .Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов./ Ю.А. Владимиров, А.Я. Потапенко.-М. Высшая школа.-1989. 237 с.

24. Гаврилов O.K., Козинец Г.И., Черняк Н.Б. Клетки костного мозга и периферической крови. Москва: Медицина, 1985, 288с

25. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1999. 459с

26. Гольдштейн Д.В., Аксиров A.M., Кантор Г.М., Смольянинова Е.И., Погорелов А.Г. Циклические изменения цитоплазматической концентрации калия в зиготе мыши // Биологические мембраны. 2005. Т. 22, №5. С. 396-400.

27. Гольдштейн Д.В., Ржанинова A.A., Погорелов А.Г. Электронно-зондовый микроанализ концентрации калия и натрия в клоногенной культуре нейральных стволовых клеток человека // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2005. Т. 140, №9. С. 282285.

28. Горн M. М., Хейтц У. И., Сверинген П. JI. Водно-электролитный и кислотно-основной баланс. СПб.: Невский Диалект, М.: БИНОМ, 2000. 320с.

29. Долгих В.Т. Опухолевый рост. Избранные лекции. Пособие для студентов медицинских вузов. Н.Новгород: Медицинская книга, Издательство НГМА, 2001. 81с.

30. Дубинина Е. Е., Шугалей И. В. Окислительная модификация белков //Успехи современной биологии. 1993.-Т. 113, вып.1. С. 71-81.

31. Елисеенко В.И. Патогенетические механизмы лазерной терапии // Лазеры и аэроионы в медицине: сб. докл., статей, сообщений и исследований. Калуга-Обнинск, 1997. - С. 21-22.

32. Зайцев В.Г., Закревский В.И. Методологические аспекты исследований свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма. Вестник Волгоградской медицинской академии. Вып. 4. Волгоград, 1998. С. 49 53

33. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Основы общей патологии. Часть 2. Основы патохимии. СПб.: ЭЛБИ, 2000. 688с

34. Зенков Н.К., Меныцикова Е.Б. Активированные кислородные метаболиты в биологических системах/ Н.К. Зенков, Е.Б Меныцикова. // Успехи современной биологии.-1993.- Т.113, вып.З.- С. 286-296.

35. Иванищев В. В., Юдаев А. В.//Вестник новых мед. технологий.- 2002.-Т.9, №1.- С.34-36.

36. Иванова, И.П. Озон и активные формы кислорода высокоэнергетических импульсных разрядов. / И.П. Иванова, М.И. Заславская //Нижегородский медицинский журнал. Раздел «Озонотерапия».- 2005.- С.ЗО .-ISSN 0869-0936

37. Илларионов В.Е. Основы лазерной терапии. М.: Респект, 1992. -123с.

38. Инюшин В.М. О некоторых причинах биологической эффективности монохроматического света лазера красной части спектра // О биологическом действии монохроматического красного света. Алма-Ата, 1977.-С. 5-15.

39. Камышников B.C. Справочник по по клинико-биохимической лабораторной диагностике. ./ B.C. Камышников /.- Минск: Беларусь, 2003.-465 с.

40. Капустина Г.М. Внутривенное лазерное облучение крови / Применение низкоинтенсивных лазеров в клинической практике. -М.: ГНЦ лазерной медицины, 1997. С. 35

41. Клаттер У. Нарушения минерального обмена и костного метаболизма / У. Клаттер // Терапевтический справочник Вашингтонского университета / Под ред. М. Вудли и А. Уэлан. М. : Практика, 1995. -С. 502-601.

42. Козлов В.И. Взаимодействие лазерного излучения с биотканями / Применение низкоинтенсивных лазеров в клинической практике. -М.: ГНЦ лазерной медицины, 1997. С. 24-34.

43. Кольман Я., Рем К.Г. Наглядная биохимия / Я. Кольман, К.Г. Рем. -М.: Мир, 2000. 469 с.

44. Котык А., Яначек К. Мембранный транспорт / А. Котык, К. Яначек. -М.: Мир, 1980.-187с.

45. Крылов В.И. Физиология и патология клеточных мембран./ В.И. Крылов / Свердловск, 1984. С. 13-18.

46. Кузьмичёва Л. В. Цитохимическое исследование лимфоцитов периферической крови в норме и при облучении низкоэнергетическим гелийнеоновым лазером и ультрафиолетовым светом: автореф. дис. канд. биол. наук Саранск, 1995. 21 с.

47. Кулинский В.И. Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред, защита / В.И. Кулинский // Соровский образовательный журнал. 1999.№ 1.С.2-7

48. Кутепов A.M., Захаров А.Г., Максимов А.И. Химические процессы, инициируемые неравновесной плазмой в растворах. // Теоретические основы химической технологии. 2000. Т. 34, № 1. С. 76.

49. Левицкий Д.О. Кальций и биологические мембраны / Д.О. Левицкий. М.: Высшая школа, 1990. - 124 с.

50. Малахова М.Я. Эндогенная интоксикация как отражение компенсаторной перестройки обменных процессов в организме//Эфферентная терапия. 2000. Т.6, №4. С.3-14.

51. Маленков А.Г. Ионный гомеостаз и автономное поведение опухоли. М.: Наука, 1976. 168с.

52. Мальева Л., Диас Х.В. Простой метод выделения лимфоцитов из периферической крови человека // Лабораторное дело. 1979. №1. С. 79.

53. Марахова И.И., Виноградова Т.А., Торопова Ф.В. Na/K-насос и ответ клетки на митогенный сигнал: механизм регуляции и связь с бласттрансформацией лимфоцитов периферической крови человека // Биологические мембраны. 2000. Т. 17, №2. С. 200-206.

54. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия / В.Дж. Маршалл. М.; СПб. : Бином - Невский диалект, 2002. - 348 с.

55. Меерсон Ф.З. Адаптационная медицина: Механизмы и защитные эффекты адаптации. М.: Hypoxia Medical, 1993. - с. 331.

56. Межевитинова Е.А., Прилепская В.Н., Назарова Н.М. Роль магния в развитии предменструального синдрома / Е.А. Межевитинова, В.Н. Прилепская, Н.М. Назарова // Гинекология. 2003. № 2. - С. 23-33.

57. Муллинзом Л. Мембраны: Ионные каналы. / Сборник статей. М.: Мир, 1981.

58. Меныдиков B.B. Клиническая и лабораторная аналитика. М.: Лабинформ- РМЛД, Т.2. 1999.С. 22-24.

59. Меныцикова Е.В., Зенков Н.К. Окислительный стресс при воспалении / Е.В. Меныцикова, Н.К. Зенков // Успехи современной биологии. 1997.-Т.117.-С. 155-171.

60. Мецлер Д. Биохимия. М.:Мир. 1980. т.1.- С. 360-369.

61. Морозкина Т.С. Энергетический обмен и питание при злокачественных новообразованиях. Мн.: Беларусь, 1989. 191с.

62. Наточин Ю.В. Немцов В.И. Эмануэль В.Л. Биохимия крови и диагностика. СПб. 1993. 149 с.

63. Нацименто Л. Гиперкалиемия и гипокалиемия / Л. Нацименто // Трудный диагноз: В 2-х томах / Под ред. Р.Б. Тейлора, т. 1. М. : Медицина, 1992. - С. 302-322

64. Петров Р.В., Сеславина Л.С. Взаимодействие лимфоцитов с кроветворными стволовыми клетками // Журн. микробиол.1977. N 11. С.28-55.

65. Пискарев И.М. Окислительно-восстановительные процессы в воде, инициированные электрическим разрядом над ее поверхностью. //Журнал общей химии. 2001. Т. 71. Вып. 10. С. 1622.

66. Пискарев И.М. Теоретические основы химической технологии. М: Изд-во МГУ. 2000. 34с.1.in и mi 1 I I I «I in u t ни ii ii ii I ü I и и I i.i li и ill i I I, I и I и hi I I in. i ; ill ■ I mi in i sii.ifisu папам

67. Пискарев И.М., Рылова A.E., Севастьянов А.И. Образование озона и пероксида водорода в электрическом разряде в системе раствор-газ //Электрохимия. 1996. Т. 32, № 7. С. 895.

68. Плисс Б.Б. Онкологическая характеристика нового штамма лимфосаркомы крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 1961. Т. 2, №1. С. 95-99.

69. Покровский A.A. Химический состав пищевых продуктов. М.: "Пищевая промышленность",1976. С.53-58

70. Протасевич Е.Т. Холодная неравновесная плазма газового разряда / Е.Т. Протасевич // ТВТ. 1989. т.27. - №6. - С. 1206-1218

71. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1992. 536с.

72. Рубин А.Б. Биофизика / А.Б. Рубин. М. : Высшая школа. 1987.

73. Руководство по клинической лабораторной диагностике / Клиническая биохимия ч.З / Под ред. М.А. Базарновой, В.Т. Морозовой. К.: Вища школа, 1986. - С. 216-223

74. Самойлова К.А., Миронова А.П., Арцишевская P.A. Выход веществ из лимфоцитов периферической крови человека, облучённой коротковолновыми УФ-лучами / К.А. Самойлова, А.П. Миронова, P.A. Арцишевская // Цитология. 1984. т.26. - № 1. - С. 102-108.

75. Селье Г. Концепция стресса как мы ее представляем в 1976 году // Новое о гормонах и механизме их действия. Киев: Наук. Думка. 1977.- С. 27-51.

76. Сидоренко Б.А., Разумова Е.Т. Нарушения водно-электролитного обмена и кислотно-основного состояния / Б.А. Сидоренко, Е.Т. Разумова // Справочник терапевта / Под ред. Ф.И. Комарова. К. : Здоров'я, 1980. - С. 569-578.

77. Скальский A.B., Рудаков И. А. Биоэлементы в медицине. М.: Издательский дом " ОНИКС 21 век", 2004. 272 с.

78. Скулачев В.П. Биоэнергетика. Мембранные преобразователи энергии / В.П. Скулачев. М.: 1989.

79. ШШНВШШПНУИВ ■МШ;11111М1ИЧ1»1!1Ш11ИЯ1И» вмш |Ш ИИ!Iii и■ДМ11—11ДI IHM

80. Слабкая Е.В., Мешкова Р.Я. Соотношение одно- и двуспиральных нуклеиновых кислот в лимфоцитах доноров, подвергнутых лазерному облучению крови in vitro // Применение лазеров в науке и технике: материалы междунар. семинара. Новосибирск, 1992. - С. 77-79.

81. Смоляр В.И. Рациональное питание / В.И. Смоляр. К. : Наукова думка, 1991.-368 с.

82. Тарусов Б.Н. Первичные процессы лучевого поражения / Б.Н. Тарусов. М. : Медгиз, 1957.

83. Улащик В. С.//Актуальные вопросы невропатологии и нейрохирургии.- Мн., 1975. Вып.8.- С.210-218.

84. Физиология водно-солевого обмена и почки./Ред. Ю.В.Наточина. СПб.: Наука, 1993.576 с.

85. Химия плазмы / Под ред. JI.C. Полака и Ю.А. Лебедева -Новосибирск: Наука, 1991.

86. Чейда A.A., Вялов С.Л., Колпаков В.А. и др. Морфологический анализ изменений в жизненно важных органах после воздействия НИЛИ // Низкоинтенсивные лазеры в медицине: материалы Всесоюзного симпоз. -Обнинск, 1991. С. 115-116.

87. Чекман И.С., Горчакова H.A., Николай С.Л. Магний в медицине / И.С. Чекман, H.A. Горчакова, С.Л. Николай. Кишинев : 1992. - 101 с.

88. Чернух А. М., Александров П. Н., Алексеев О.В. Микроциркуляция.- М., 1975. 456 с.

89. Шапот B.C., Шелепов В.П., Ушаков В.А. Глюконеогенез и расстройства гомеостаза в опухолевом организме // Вестник АМН СССР. -1982.- №9.- С. 29 34.

90. Adragna N.C., White R.E., Orlov S.N., Lauf P.K. K-Cl co-transport in vascular smooth muscle and erythrocytes: possible implication in vasodilation / N.C. Adragna, R.E. White, S.N. Orlov, P.K. Lauf // Am. J. Physiol., 2000. v.278. - P. C381-C390.

91. Akar F., Jiang G., Paul R. J., O'Neill W.C. Contractile regulation of the Na+-K+-2Cl-cotransporter in vascular smooth muscle / F. Akar, G. Jiang, R.J. Paul, W.C. O'Neill // Am. J. Physiol. Cell. Physiol., 2001. v.281. - P. C579-C584.

92. Alexandratou E., Yova D., Handris P. et al. Human fibroblast alterations induced by low power laser irradiation at the single cell level using confocal microscopy // Photochemical & Photobiological Sciences.-2003, v.l (8).- P.547-552.

93. Altura B.M. Basic biochemistry and physiology of magnesium: a brief review / B.M. Altura // Magnesium and Trace Elements, 1991. v. 10. - P. 167-171.

94. Ando J., Smith N.I., Fujita K., Kawata S. Photogeneration of membrane potential hyperpolarization and depolarization in non-excitable cells / J. Ando, N.I. Smith, K. Fujita, S. Kawata // European Biophysics Journal, 2009. v.38. - №2. - P. 255-262

95. Barlow R.S., El-Mowafy A.M., White R.E. H202 opens BK Ca channels via the PLA2-arachidonic acid signaling cascade in coronary artery smooth muscle / R.S. Barlow, A.M. El-Mowafy, R.E. White // Heart Circ. Physiol., 2000. P. 279

96. Bhoj A.N., Kushner M.J. Multi-scale simulation of fimctionalization of rough polymer surfaces using atmospheric pressure plasmas / A.N. Bhoj, M.J. Kushner // J. Phys. D: Appl. Phys., 2006. v.39. - P. 15941598.

97. Borcia G., Chiper A., Rusu I. Using a He + N2 dielectric barrier discharge for the modification of polymer surface properties / G. Borcia,

98. A. Chiper, I. Rusu // Plasma Sources Sci. Technol., 2006. v. 15. - P. 849857.

99. Chang, D. C. Cell poration and cell fusion using an oscillating electric field. Biophys. J. 1989b. v56.- P.641-652.

100. Chernomordik, L. V. Electropores in lipid bilayers and cell membranes. In Guide for Electroporation and Electrofusion. D. C. Chang,

101. B.M. Chassy, J. A. Saunders, and A. E. Sowers, editors. Academic Press, San Diego. 1992.- P.63-76.

102. Chul-Ho Kim New Conversing Technology / Chul-Ho Kim // Plasma Medicine Korean J Otorhinolaryngol-Head Neck Surg, 2010. v.53. -№10.-P.593-602.

103. Clempus R.E., Griendling K.K. Reactive oxygen species signaling in vascular smooth muscle cells / R.E. Clempus, K.K. Griendling // Cardiovasc Res., 2006. v.71. - №2. -P.216-225.

104. Daria V.R., Strieker C., Bowman R., Redman S., Bachor H.A. Arbitrary multisite two-photon excitation in four dimensions / V.R. Daria,

105. C. Strieker, R. Bowman, S. Redman, H.A. Bachor // Applied Physics Letters, 2009. v.95. - №9. - P.093701.

106. Davies K.J. Biochem. Soc. Symp. 1995. V.61. P. 1 31

107. Dipalma J.R. Magnesium replacement therapy / J.R. Dipalma // Amer. Pharm. Pract., 1990. v. 11. - P. 173-176.

108. Doroshow J.H. Toxicol. Lett. 1995. V.82-83. P.395 398

109. Ebel H., Gunther T. Magnesium metabolism: a review / H. Ebel, T. Gunther// J. Clin. Chem. and Clin. Biochem., 1998. v.18. - P. 257-270.

110. Engelhardt G. Der Einfluss der UVB auf das hamopoetische System / G. Engelhardt // Ztschr. Physiother., 1977. v. 29. - №2. - P. 345 - 352.

111. Fanelli C., Coppola S., Barone R. Magnetic fields increase cell survival by inhibiting apoptosis via modulation of Ca2+ influx / C. Fanelli, S. Coppola, R. Barone // FASEB J., 1999. v.13. - P.95-102.

112. Franke K.-P., Meissner H. and Rudolph R. Cleaning of air streams from organic pollutants by plasma-catalytic oxidation. / K.-P Franke., H.Meissner // Plasma Chemistry and Plasma Processing.- 2000. -V. 20. -N. 3. -P. 393403.

113. Fridman A., Kennedy L.A. Plasma Physics and Engineering / A. Fridman, L.A. Kennedy. New York.: Taylor and Francis, 2004,- P.82-90.

114. Fridman G., Friedman G., Gutsol A., Shekhter A.B., Vasilets V.N., Fridman A. Applied Plasma Medicine / G. Fridman, G. Friedman, A. Gutsol, A. B. Shekhter, V. N. Vasilets, A. Fridman // Plasma Processes and Polymers, 2008. v.5. - P.503-533.

115. Goree Liu Bin, Drake D. Gas flow dependence for plasma-needle disinfection of S. mutans bacteria / Goree Liu Bin, D. Drake // J. Phys. D: Appl. Phys., 2006. v.39. - P. 3479-3486.

116. Grune T. Evaluation of purine nucleotide loss, lipid peroxidation and ultrastructural alterations in post-hypoxic hepatocytes / T. Grune, K. Muller, S. Zollner et al // J.Physiol. 1997. № 2. - C. 511-522.

117. Halliwell B., Gutteridge J.M.C. Free Radicals in Biology and Medecine / B. Halliwell, J.M.C. Gutteridge. New York.: Oxford University Press, 2007. —P. 121-129.

118. Hirase H., Nikolenko V., Goldberg J.H., Yuste R. Multiphoton stimulation of neurons / H. Hirase, V. Nikolenko, J.H. Goldberg, R. Yuste //Journal of Neurobiology, 2002. v.51. - №3. - P.237-247.

119. Hoeben W.F., Van Veldhuizen E.M., Rutgers W.R., Kroesen G.M.W. Gas phase corona discharges for oxidation of phenol in an aqueous solution. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2000 V. 32. P. L133

120. Iwanaga S., Smith N.I., Fujita K., Kawata S. Slow Ca 2 + wave stimulation using low repetition rate femtosecond pulsed irradiation / S. Iwanaga, N.I. Smith, K. Fujita, S. Kawata // Optics Express, 2006. v. 14. -№2. - P.717-725.

121. Kaufmann R. Interaction of laser light with living systems: some base guide lines // Proc. of the NATO Symp. on lasers in biol. and medicine. -New York, 1980. P. 69

122. Khacev A., Cormier J.M. Pulsed sub-microsecond dielectric barrier discharge treatment of simulated glass manufacturing industry flue gas: removal of S02 and NOx / A. Khacev, J.M. Cormier // J. Phys. D: Appl. Phys., 2006. -v.39. P.1078-1083.

123. Kolb JF, Kono S, Schoenbach KH. Nanosecond pulsed electric field generators for the study of subcellular effects. //Bioelectromagnetics. 2006. -v.27(3).-172-187.

124. Kumamoto Y., Smith N.I., Fujita K., Ando J., Kawata S. Optical Techniques for Future Pacemaker Technology / Y. Kumamoto, N.I. Smith, K. Fujita, J. Ando, S. Kawata // Modern Pactmakers-Present and Future, 2011. P.473-494.

125. Laroussi M. Low Temperature Plasma-Based Sterilization: Overview and State-of-the-Art / M. Laroussi // Plasma Processes and Polymers, 2005. v.2. - P.391-400.

126. Loggini B., Scartazza A., Brugnoli E., Navari-Izzo F. Antioxidative defense system, pigment composition, and photosynthetic efficiency in two wheat cultivars subjected to drought // Plant.Physical. 1999. v. 119.- P. 1091-1100.

127. McKibbin L., Downie R. Treatment of Post Herpetic Neuralgia using a 904nm (infrared) Low Incident Energy Laser: a Clinical Study // LLLT for Postherpetic Neuralgia, 1991. P.35-39.

128. Mittler R. Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance // Trends. Plant. Sei. 2002.-Vol. 7.- № 9.- P. 405-410.

129. Neill S., Desikan R., Hancock J. Hydrogen peroxide signaling // Curr. Opin. Plant. Biol. 2002.- Vol. 5.- P. 388-395.

130. Ohshiro T., Calderhead K.G. Low Level Laser Therapy: a practical introduction.//Chichester-New York, 1988.-P 137.

131. Ohshiro T. Pain attenuation by the diode laser // J. Jap. Soc. Laser Surg. Med. 1985. V. 3. P. 299.

132. Radi, R., Beckman, J.S., Bush, K.M., Freeman, B.A. Peroxynitrite oxidation of sulfhydryls. The cytotoxic potential of superoxide and nitric oxide. //J. Biol. Chem. 1991.- v.266.- P. 4244-4250.

133. Roberts D.M., Harmon A.C. Calcium-modulated proteins: targets of intracellular calcium signals in higher plants / D.M. Roberts, A.C. Harmon // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 1992. v.43. - P.375-414.

134. Rogers N.T., Hobson E., Pickering S. et. al. Phospholipase Cz causes Ca21 oscillations and parthenogenetic activation of human oocytes / N.T. Rogers, E. Hobson, S. Pickering // Reproduction, 2004. v. 128. - P.697-702.

135. Roos W. Ion mapping in plant cells methods and applications in signal transduction research / W. Roos // Planta, 2000. - v.210. - P.347-370.

136. Rose B.D. Clinical physiology of acid-base and electrolyte disorders. NY. Mcgraw-Hill, 1984. 702 p.

137. Sanders D., Brownlee C., Harper J.F. Communication with calcium /

138. D. Sanders, C. Brownlee, J.F. Harper // The Plant Cell., 1999. v.ll. -P.691-706.

139. Santos G.M. et al. Blanc assessment for ultra-small radiocarbon samples chemical extraction and separation versus AMS / G.M. Santos // Radiocarbon, 2010. -v.52. №3. - P. 1322-1335.

140. Schoenbach, K. H., Peterkin, F. E., Alden, R. W., and Beebe, S. J. The effect of pulsed electric fields on biological cells: Experiments and applications. //IEEE Transactions on Plasma Science. 1997.-25(2).-P.87-93.

141. Sladek R.E.J., Stoffels E., Walraven R., Tielbeek P.J.A., Koolhoven R.A. Plasma treatment of dental cavities: a feasibility study / R.E.J. Sladek,

142. E. Stoffels, R. Walraven, P.J.A. Tielbeek, R.A. Koolhoven // IEEE Trans. Plasma Sci., 2004. v.32. -P.1540-1543.

143. Smith KC, Weaver JC. Transmembrane molecular transport during versus after extremely large, nanosecond electric pulses. Biochem Biophys Res Commun.2011.- v. 412(1).- P.8-12.

144. Song J , Joshi RP , Schoenbach KH, Synergistic effects of local temperature enhancements on cellular responses in the context of high-intensity, ultrashort electric pulses. Med Biol Eng. 2011.- v.49(6). P.713-718.

145. Stachecki J.J., Armant D.R. Transient release of calcium from inositol 1,4,5-trisphosphate-specific stores regulates mouse preimplantation development / J J. Stachecki, D.R. Armant // Development, 1996. v. 122. -P.2485-2496.

146. Stoffels E., Y. Sakiyama, D.B. Graves Cold Atmospheric Plasma: Charged Species and Their Interactions With Cells and Tissues / E. Stoffels, Y. Sakiyama, D.B. Graves // Plasma Science, IEEE Transactions, 2008. v.36. - P.1441-1457.

147. Thakali K., Davenport L., Fink G.D., et al. Pleiotropic Effects of Hydrogen Peroxide in Arteries and Veins From Nor-motensive and Hypertensive Rats / K. Thakali, L. Davenport, G.D. Fink // Hypertension, 2006. v.47. - №3. - P.482-487.

148. Teissie, J., M. P. Rols. Fusion of mammalian cells in culture is obtained by creating the contact between cells after their electropermeabilization. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1986.- v. 140.-P.258-266.

149. Tonini R., Baroni M.D., Masala E.M. et al. Calcium Protects Differentiating Neuroblastoma Cells during 50 Hz Electromagnetic / R.

150. Tonini, M.D. Baroni, E.M. Masala // Radiation. Biophys. J., 2001. v.81. №.5. - P.2580-2589.

151. Trewavas A.J., Malho R. Ca2+ signalling in plant cells: the big network! / AJ. Trewavas, R. Malho // Current Opinion in Plant Biology, 1998. v.l. - P.428-433.

152. Tsien R.Y., Poenie M. Fluorescence ratio imaging: a new window into intracellular ionic signaling // TIBS. 1986. Vol. 11(11). p.450-455.

153. Vasilkoski Z, Esser AT, Gowrishankar TR, Weaver JC. Membrane electroporation: The absolute rate equation and nanosecond time scale pore creation. Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2006. -v.74.- 029907.

154. Vernier PT, Sun Y, Marcu L, Craft CM, Gundersen MA. Nanosecond pulsed electric fields perturb membrane phospholipids in T lymphoblasts. //FEBS. 2004. -v.13. P.103-108.

155. Vernier PT, Ziegler MJ, Sun Y, Gundersen MA, Tieleman DP. Nanopore-facilitated, voltage-driven phosphatidylserine translocation in lipid bilayers~in cells and in silico. //Phys Biol. 2006. Nov. 2;3(4).-P.233-247.

156. Vernier, P. T., Z. A. Levine, Y.-H. Wu, V. Joubert, M. J. Ziegler, L. M. Mir, and D. Peter Tieleman, Electroporating fields target oxidatively damaged areas in the cell membrane.// PLoS ONE. 2009. v.4.- P.796.

157. White JA, Pliquett U, Blackmore PF, Joshi RP, Schoenbach KH, Kolb JF. Plasma membrane charging of Jurkat cells by nanosecond pulsed electric fields. Eur Biophys J. 2011.- v.40(8).- P.947-57.

158. Wolin M., Gupte S., Oeckler R. Superoxide in the vascular system / M. Wolin, S. Gupte, R. Oeckler // J. Vas. Res., 2002. v.39. - P. 191-207.

159. Xiao L.J., Yuan J.X., Li et. al. Extracellular Ca21-sensing receptor expression and hormonal regulation in rat uterus during the periimplantation period / L.J. Xiao, J.X. Yuan // Reproduction, 2005. v. 129. -P.779-788.

160. Yagi K., Komura S., Kojima H., Sun Q., Nagata N., Ohishi N., Nishikimi M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996. V.219. N 2. P.486 -491

161. Yamabe C., Miichi T., Ihara S., Hayashi N., Satoh S. / C. Yamabe, T. Miichi, S. Ihara, N. Hayashi, S. Satoh // Proc. XIII Int. Conf. Gas Discharges and their Applications. Glasgow.: 2000, - v.2. - P.684-687.

162. Yang Z., Zheng T., Zhang A. et al. Mechanisms of hydrogen peroxide-induced contraction of rat aorta / Z. Yang, T. Zheng, A. Zhang // Eur. J. Pharmacol., 1998. v.344. - P.169-181.

163. Yeh L.H., Park Y.I., Hansalia RJ. Shear-induced tyrosine phosphorylation in endothelial cells requires Racl dependent production of ROS // Am. J. Physiol. 1999.- Vol. 276.- P. 838-847.

164. Zenker M. Argon plasma coagulation / M. Zenker // GMS Krankenhaushyg Interdiszip, 2008. v.3. №1. Docl5.

Информация о работе

Литвинова, Лариса Григорьевна
кандидата биологических наук
Нижний Новгород, 2011
ВАК 03.03.01

Диссертация

Влияние излучения газоразрядной плазмы на баланс ионов в организме животных - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы