Введение к работе
ктуальность темы. С развитием лазерной медицины расширяется область эименения низкоэнергетических лазеров, корректное использование которых требует атофизиологического и биофизического обоснования. Проблема механизма грапевтического действия низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) в эвременный период является наиболее актуальной в лазерной медицине и отобиологии [Козлов В.И. и др. 1993; Владимиров Ю.А. 1994]. Отсутствие энимания механизмов действия НИЛИ на биологические объекты приводит к ілпирическому выбору доз облучения при проведении лазерной терапии (ЛТ), в эзультате чего у части пациентов наблюдается обострение основного заболевания и азвитие побочных эффектов [Ernst Е. et а!. 1993; Зверева К.В. и др. 1994, 1996; арбараш О.Л. 1996]. Кроме того не ясно, при каких заболеваниях целесообразно эименять ЛТ, а при каких противопоказанно. Очевидно, что такая ситуация эусловлена тем, что неизвестны механизм действия и хромофор лазерного ілучения. Существует множество гипотез о механизмах терапевтического действия ИЛИ [Девятков Н.Д. и др. 1987; Кару Т.Й. 1989; Горбатенкова Е.А. и др. 1989; Lubart . et al. 1980; Борисова A.M. и др. 1992], однако многие из них противоречивы, не эдтверждены экспериментальными данными и ни одна из теорий не даёт полного зедставления о механизме терапевтического действия лазерного излучения, начиная г поглощения кванта света хромофором и заканчивая физиологическим ответом зганизма. Учитывая многообразие функций лейкоцитов, наибольший интерес )ивлекает действие НИЛИ именно на эти клетки. Так рядом авторов было показано эзер-индуцированное изменение агрегационных свойств и интенсивности люминол-івисимой хемилюминесценции лейкоцитов крови человека [Корочкин И.М. 1990; чпшидзе Н.Н. и др., 1992; Хомерики С.Г. и др., 1993; Щепеткин И.А. и др., 1993; змерики С.Г. и др., 1994; Сюч Н.И., 1995]. Исследование изменения функциональной ггивности лейкоцитов крови человека при действии НИЛИ становится особенно сгуальным в связи с их участием в регуляции микроциркуляции крови.
В настоящее время наиболее ярко проявляющимся и хорошо доказанным как в іинике, так и в эксперименте патофизиологическим эффектом ЛТ является іучшение микроциркуляции крови [Кручинина И.В. и др., 1991; Козлов В.И. и др., 391,1992; Палеев Н.Р. и др., 1993; Карандашов В.И. и др., 1994,1996]. Это позволяет
предположить, что в механизме ЛТ различных заболеваний существует скорее вс< одно общее звено, а не множество разнообразных механизмов для кажд< конкретного заболевания. При этом важная роль может принадлежать лейкоциті Известно, что полиморфноядерные лейкоциты (ПМЛ) способны продуцировг широкий спектр биологически активных соединений, влияющих на тонус проницаемость сосудов (оксид азота, простагландины, лейкотриены, гистамі лизосомальные ферменты), агрегацию тромбоцитов (тромбоцитактивирующий факт< и др. [Пыцкий В.И., 1991].
Вопрос о природе акцептора лазерного излучения (ЛИ) остается открыть
Mm*finnOQ noariUULIM ^дипмПаТОи U3 ППП1. УППИЯЛГЬГІПЯ ППМ ПТ ООПиШТГа ЧМППГОииі
, ,и..ы . , *.,..,,... „,.м^.-... .,— g .., r~t .., ... ._.. п— _
порфирины [Lubart R. et al. 1990, 1994; Friedmann H. et al. 1991; Владимиров Ю., 1994]. Это предположение основано на том, что порфирины могут поглощать свет красной области спектра. А в настоящее время в лазерной медицине наибол распространен гелий-неоновый лазер [Козлов В.И. и др., 1993; Барбараш О.Л. и д 1996, Петракова B.C. и др., 1997], генерирующий свет с длиной волны иэлученк равной 633 нм, т. е. в красной области спектра.
Необходимо отметить, что до сих пор исследование лазер-индуцированнс изменения функциональной активности лейкоцитов и изучение вклада порфиринов механизмы действия НИЛИ на биологические объекты проводились независимо др от друга, не изучена роль фотосенсибилизированных реакций в действии излучен ГНЛ на лейкоциты, учитывая что эндогенными фотосенсибилизаторами (ФС) мог быть порфирины.
В связи с вышеизложенным возникла необходимость исследовать изменені активности лейкоцитов после облучения светом ГНЛ в присутствии экзогенных эндогенных ФС, в частности - порфиринов, и на основании полученных данж выяснить роль и участие фотосенсибилизированных свободнорадикальных (С реакций в механизмах действия НИЛИ.
Целью настоящей работы было установить особенности изменені
функциональной активности лейкоцитов при действии низкоинтенсивного лазерно излучения в присутствии эндогенных и экзогенных фотосенсибилизаторов. Ці достижения поставленной цели были определены следующие задачи исследования 1. Изучить изменения функциональной активности лейкоцитов крови человека nf
Злучений светом ГНЛ без и в присутствии экзогенного ФС.
, Исследовать изменения функциональной активности лейкоцитов при облучении зетом ГНЛ в присутствии аутологичной плазмы крови человека с экзогенным и/или ндогенными ФС.
Изучить изменения концентрации кальция в цитоплазме лейкоцитов при облучении зетом ГНЛ в присутствии экзогенного или эндогенных ФС.
, Исследовать механизм фотосенсибилизированного СР окисления липидов одельных мембран (липосом) и апо-В содержащих липопротеинов сыворотки крови эй облучении светом ГНЛ. Изучить способность ФС к связыванию с мембранами эпосом. Исследовать механизм фотосенсибилизированного гемолиза эритроцитов эй облучении светом ГНЛ.
, На основании полученных результатов сформулировать гипотезу о
зободнорадикальном механизме действия НИЛИ на лейкоциты.
аучная новизна. Научная новизна данной работы заключается в предложении и
сспериментальном подтверждении свободнорадикального механизма
эрапевтического действия НИЛИ. Механизм включает все звенья лечебного эффекта, ачиная от поглощения кванта света эндогенным хромофором (порфирином) и зканчивая изменением функциональной активности лейкоцитов крови, что в ззультате может приводить к таким эффектам, как изменение микроциркуляции и актерицидный эффект. В работе показано, что облучение лейкоцитов крови светом ззера в присутствии экзогенных и/или эндогенных ФС приводит к модулированию меныиению или увеличению) активности этих клеток, зависимому от дозы облучения выражающемуся в их предстимуляции (прайминге). Подобные результаты получены первые, так как до этого эксперименты проводили или, облучая лазером лейкоциты эз ФС, или облучая в присутствии хромофоров другие виды клеток. Впервые показано зеличение концентрации ионов кальция в лейкоцитах после облучения клеток в эисутствии эндогенных ФС. Кроме того в работе представлен обширный сспериментальный материал, подтверждающий свободнорадикальный механизм гйствия лазерного излучения - это исследования фотосенсибилизированного СР <исления липидов модельных мембран (липосомы) и апо-В содержащих ипопротеинов сыворотки крови. Такое исчерпывающее исследование позволяет формулировать гипотезу одного из механизмов действия НИЛИ, что и было сделано.
Практическая значимость. Результаты исследования позволяют подойти і пониманию механизма действия НИЛИ на биологические объекты и могу способствовать научнообоснованному подбору доз облучения при проведении ЛТ Полученные результаты имеют практическую значимость и для проведенні фотодинамической терапии опухолей, позволяют более целенаправленж разрабатывать способы защиты от побочных эффектов данного вида лечения Следовательно результат данной работы будет служить для повышени! эффективности лечения с помощью лазера и профилактики возможны: нежелательных последствий лазерной терапии.
Апробация диссертации. Материалы диссертации были представлены на семимар< отдела медико-биологических исследований ГНЦ лазерной медицины МЗ РФ (1997),; также на 1-ом конгрессе Всемирной Ассоциации Лазерной Терапии (Израиль Иерусалим, 1996 г.), на 1-ой Всероссийской конференции фотобиологов (Россия Пущино, 1996 г.), на конференции SPIE (международное оптико-инженерное общество "Медицинское применение лазеров" (Австрия, Вена, 1996 г.), на Международно! конференции "Новые направления лазерной медицины" (Россия, Москва, 1996 г.), н; 2-ом Всероссийском симпозиуме "Фотодинамическая терапия злокачественны; новообразований" (Россия, Москва, 1997 г.), на Международной конференциі "Применение лазеров в биологии и медицине" (Украина, Киев, 1997 г.). Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы описания материалов и методов исследования, результатов исследования и и; обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 215 источников из них 136 иностранных. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста Иллюстративный материал представлен 23 рисунками и 3 таблицами.