Содержание к диссертации
Условные сокращения
Введение к работе
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Продолжительность жизни и старение организмов
Биологические эффекты низкшштенсивного лазерного
излучения (НИЛИ)
1.2.1. Экспериментальные подтверждения влияния НИЛИ
на биологические объекты
Свет как основной датчик времени у живых организмов...
Биомедицинские исследования влияния Луны
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Объект исследования, особенности его содержания, разведения, постановка экспериментов
Лазерные аппараты, применяемые в экспериментах, их характеристики. Дозиметрия
Основные анализируемые показатели в работе (характеристики распределения продолжительности жизни Статистическая обработка результатов
3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Анализ изменений продолжительности жизни особей
Drosophila melanogaster, индуцированных действием
низкоинтенсивного импульсного лазерного излучения,
светового режима и лунных ритмов
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ
ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
« 7. ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
*
УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
НИЛИ - низкоинтенсивное импульсное лазерное излучение
ЭМИ - электромагнитное излучение
ЛИ - лазерное излучение
ИК- излучение - инфракрасное излучение
ПМТТ- постоянное магнитное поле
ПЖ - продолжительность жизни
СПЖ- средняя продолжительность жизни
МПЖ - максимальная продолжительность жизни
Me - медианная продолжительность жизни
Т9о- время гибели 10% особей
Тю- время гибели 90% особей
Т5о— время гибели 50% особей
А — асимметрия
Е - эксцесс
cV - коэффициент вариации
сут. - сутки
ПОЛ - перекисное окисление липидов
АДГ - алкогольдепщрогеназа
БУДР - 5-бром-2-дезоксиуридина
мДНК-митохондриальная ДНК
МОУ - муниципальное общеобразовательное учреждение
4 ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В последнее время при лечении различных заболеваний широкое распространение получили методы лазерной терапии на основе низкоэиергетического лазерного излучения (Полонский А.К., 1984; Илларионов В.Е., 1992; Александрова О.Ю., 2001; Tuner J.,HodeL., 1996).
Несмотря на то, что механизм действия лазерной терапии все еще остается предметом дискуссий (Иванов А.В., 1998; Шкуратов ДЛО., Дроздов А.Л,, 1998), эффективность лазерной терапии доказана на практике и ни у кого не вызывает сомнения (Полонский А.К., 1984; Бриль Г.Е., Панина Н.П., 2000; Жуков Б.Н. и др., 2001; Пронченкова Г.Ф., Иванова А.В., 2003).
Современные разработки лазерной техники позволяют использовать лазерный луч не только для стимулирования жизненно-важных процессов в клетках и тканях организма, но и для их подавления (Восканян К.Ш., 2003). Из литературы (Москалев А.А., 1999, 2000) известно также, что дозы облучения низкой интенсивности не приводят к соматической гибели организма, однако они способны модифицировать клеточно-тканевые процессы, что в конечном итоге приводит к изменению такого комплексного показателя, как продолжительность жизни (ПЖ).
Продолжительность жизни является важнейшим количественным признаком целостного организма (Гаврилов Л.А., 1980), поэтому исследование влияния лазерного излучения на динамику старения и продолжительности жизни представляет большой интерес для многих биологических дисциплин, в том числе радиобиологии, генетики, физиологии, геронтологии, экологии.
В исследованиях по продолжительности жизни изучалось действие ионизирующего излучения (Измайлов ДМ, и др., 1990; Москалев А.А., 2001, 2004; Соловьева А.С., 2003) и веществ, способных модифицировать длительность жизни (Накаидзе Н.Ш., 1980; Обухова Л.К., 1982; Вейсерман A.M., 1992; Измайлов Д.М., Обухова Л.К., 1999; Потапенко А.И., 1999; Заварзина Н.Ю., 2002).
Изучение влияния лазерного излучения на показатель продолжительности жизни началось лишь в работах (Чернова Г.В., Ворсобнна Н.В., 1999, 2002; Чернова Г.В. и др., 2000; Ворсобнна Н.В., Чернова Г.В., 2002), в которых показана направленность изменений продолжительности жизни в зависимости от варьирования характеристик излучения, а также от эмбриональной стадии организма в момент облучения. Однако в настоящей работе рассматривается совместное влияние лазерного излучения и светового режима.
Наиболее существенным для живой природы явлением на Земле является смена дня и ночи, света и темноты (Анисимов В.Н., 2000, 2003). Как правило, свет является универсальным датчиком времени у всех растений и животных, одноклеточных и многоклеточных (Frank K.D., Zimmerman W.F., 1969). Известно также (Матюхин В.Л. и др., 1976), что свет оказывает глубокое воздействие на обменные процессы организма, а вопрос о влиянии ритмов «свет-темнота» на ритмы живого организма представляется актуальным и научно обоснованным.
В свете современных биомедицинских исследований доказанным является мощное влияние Солнца и Луны на многие показатели здоровья человека и земную жизнь в целом (Браун Ф., 1977; Донцов В.И. и др., 1997). Установлена зависимость эмоциональных колебаний у людей и некоторых животных от лунных фаз (Вуль Ф.Р., 1976). В доступной нам литературе встретилось мало сведений о влиянии Луны на живые организмы. Следовательно, изучение влияния лунных ритмов на продолжительность жизни является чрезвычайно важным. Поэтому необходим удобный модельный объект для изучения влияния вышеперечисленных астрофизических факторов. Таким объектом по ряду причин является дрозофила.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящей диссертации являлась оценка сочетанного влияния низкоинтенсивного импульсного лазерного излучения (НИЛИ) (К = 890 нм), светового режима и их индивидуального действия на комплексный показатель организма продолжительность жизни.
Для реализации поставленной цели были решены следующие основные задачи:
1) исследовать характер действия низкоиитенсивного импульсного
лазерного излучения на продолжительность жизни имаго Drosophila
melanogaster лабораторной линии Д-32;
оценить половые отличия по признаку продолжительности жизни Drosophila melanogaster;
выявить дозы энергии, оказывающие стимулирующее и угнетающее воздействие на особей Drosophila melanogaster;
исследовать динамику смертности особей Drosophila melanogaster в условиях воздействия постоянного и переменного светового режима, выявить оптимальный световой режим;
определить направленность эффекта воздействия сочетанного влияния светового режима и облучения на особей Drosophila melanogaster;
оценить распределение смертности особей Drosophila melanogaster в зависимости от фаз Луны.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Получены данные средней продолжительности жизни (СПЖ) в норме и после однократного воздействия низкоинтенсивного импульсного лазерного излучения в интервале доз от 2,7 Дж/м2 до 2721,6 Дж/м2, а также подвергнутых постоянному и переменному световому режиму.
Впервые осуществлена оценка динамики смертности особей Drosophila melanogaster, подвергшихся сочетанному действию низкоинтенсивного импульсного лазерного излучения и светового режима.
Впервые исследовано воздействие высоких доз лазерного излучения на продолжительность жизни особей Drosophila melanogaster.
На основании полученных результатов выявлены дозовые значения, свидетельствующие о выраженной ответной реакции организма Drosophila melanogaster, которая проявляется в повышении и снижении жизнеспособности.
Впервые получены данные, свидетельствующие о характере распределения смертности особен Drosophila melanogaster в соответствии с фазами Луны.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.
Низкоинтенсивное импульсное лазерное излучение в некоторых дозовых диапазонах оказывает существенное воздействие на организм Drosophila melanogaster, приводя к изменению показателя средней продолжительности жизни.
Направленность и величина эффектов зависит от пола особей и энергетических параметров излучения (частоты следования импульсов и времени экспозиции).
3. Световой режим вызывает неоднозначную реакцию у особей Drosophila
melanogaster от опыта к опыту, что выражается как в увеличении, так и в
снижении показателя средней продолжительности жизни.
Световой режим (свет, 8 лк, 24 ч) усиливает действие облучения, приводя к нарастанию эффекта воздействия, направленность которого различна и может выражаться как в стимуляции, так и в угнетении средней продолжительности жизни, а темнота способствует сдерживанию процессов, приводящих к повреждающему действию высоких доз облучения.
Смена лунных фаз является критическим моментом для организма Drosophila melanogaster, приводящим к увеличению процента смертности менее приспособленных особей.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Результаты проведенной работы представляют большой научный интерес для понимания закономерностей биологического действия ннзкоинтенсивного импульсного лазерного излучения. Полученные данные могут быть использованы в лазерной терапии, геронтологии, физиологии, радиобиологии неионизпругощих излучений.
Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что в качестве модельного объекта для оценки механизмов старения и действия физических,
8 экологических факторов может быть использована Drosophila melanogaster, что связано с тем, что соматические ткани имаго дрозофилы состоят из постмнтотичсских клеток, что позволяет избежать внедрения таких нежелательных факторов как злокачественные опухоли (Москалев А.А., 2001).
Разработанные в настоящем исследовании новые подходы, связанные с анализом влияния лунных ритмов на продолжительность жизни Drosophila melanogaster весьма важны для сопоставления тех вредных эффектов, которые возможны в критические моменты лунных ритмов для метеочувствительных людей, а также людей с ослабленным иммунитетом.
Полученные экспериментальные данные используются в процессе преподавания учебных курсов «Генетика», «Основы радиобиологии», специальных курсов и практикумов в Калужском государственном педагогическом университете им. К.Э. Циолковского по специальности «Биология», специального курса «Биофизика» в муниципальном общеобразовательном учреждении (МОУ) «Лицей № 36» г. Калуги, а также могут быть рекомендованы к использованию в учебном процессе других ВУЗов.
ПУБЛИКАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты по материалам диссертации опубликованы в 10 научных работах.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты исследований были доложены и обсуждены на научных конференциях студентов по итогам научно-исследовательской работы за 2000 и 2001 гг. (Калуга, 2001, 2002), научной конференции аспирантов «Философия в современном мире» (Калуга, 2003), XIV научно-практической конференции «Современные возможности лазерной терапии» (Великий Новгород, 2003), IX, X Всероссийской научно-практической конференции «Образование в России: медико-психологический аспект» (Калуга, 2004, 2005), 9-ой ПущинскоЙ школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2005), VI Международном симпозиуме по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии (Санкт-Петербург, 2005).
*
9 СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация изложена на 171 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, практических предложений, списка литературы, содержащего 263 названия (в том числе 72 иностранных), и приложения. Работа включает 1 таблицу и 38 рисунков.
