Введение к работе
1.1. Актуальность темы
Исследование адаптационного синдрома клеточной системы, его причин, симптомов, молекулярных механизмов-относится к фундаментальным проблемам цитологии.
Велико значепиеэтой проблемы для медицины, ветеринарии, сельского хозяйства: на основании работ Д. И. Насонова, 1940 — 1951, В. Я. Александрова, 1956— 1975, В. В. Лепешкп-на, 1945, Л. В. Гейльбруипа, 1957, Э. С. Бауэра, 1965, А. Д. Брауна, 1962— 1987 и др. стало очевидно, что для правильного диагноза, контроля за эффективностью л.ечення п для профилактики заболеваний людей, животных и растений необходимо проведение исследований на клеточном и молекулярном уровнях. В этом направлении достигнуты крупные успехи (Браун, 1986, Bob's, 1986, Саркисов, 1987, Нефедов; 1991, Швалев, 1979 — 1994, Ярыгин, 1988, Боголепов, 1978 — 1994, Бородин, 1982— 1993, Сапип, 1978 — 1994).
Особое внимание вопросу о взаимоотношении структуры и функции биологических объектов, как в условиях нормы, так н патологии уделяют А. И. Струков, О,.К- Хмельницкий (1983). До настоящего времени некоторые аспекты этой проблемы служат предметом дискуссии и нередко трактуются с различных точек зрения. В отличие от функциональных изменений, являющихся строго специфичными, субстанциональные изменения адаптационного синдрома не специфичны: они наблюдаются у любых клеток при действии разнообразных неблагоприятных факторов (Браун, 1987). На фоне однотипных реакций удается выявить черты частные, специфичные.
Так, ультразвук, магнитное поле, электромагнитные колебания различной длины волны, к которым относятся ультрафиолетовое и лазерное излучения, вызывают качественно идентичную адаптационно-компенсаторную реакцию организма, интенсивность которой зависит от дозы воздействующего фактора.. Для каждого физического фактора существует своя оптимальная терапевтическая доза, она зависит от особенностей взаимодействия данного фактора с биотканями. Эта проблема в настоящее время интенсивно исследуется. Механизмы ультрафиолетовой и
лазерной фотоактивацші крови окончательно еще не установлены. Сложность ее требует объединения усилий специалистов разных областей знаний. Между тем для изучения адаптационного синдрома, как считает А. Г. Браун (1987), очень важно, наряду с исследованием его специфических черт, исследовать общие признаки реакции.
Депатурационпая теория, созданная Д. И. Насоновым и В. Я- Александровым, опирается на многочисленные экспериментальные данные и теоретические представления о том, что в основе реакций живой протоплазмы на неблагоприятные воздействия лежит единый молекулярный механизм. По своему характеру и по характеру физико-химических последствий эти молекулярные нарушения очень близки к обнаруживаемым при денатурации патпвных белков in vitro.
Трудами Л. X'. Эйдуса, К- Боулера, М. А. Панова, В. А. Монастырского и др. в развитии неспецифического адаптационного синдрома клеточной системы выдвинуты новые концепции, в частности положение о роли альтерации мембран в развитии клеточного повреждения. Вопрос относительно того, являются ли изменения, происходящие в биомембранах (микровязкость, фосфолппидный состав, белок-липидные взаимоотношения), первичными пли выполняют тригерную функцию в инициации неспецнфического адаптационного синдрома, А. Г. Браун считает открытым. Однако накопленные за последние годы многочисленные данные по строению и функции биологических мембран (Болдырев, 1990, Бурлакова, 1992, Овчинников, 1992) дают основание предполагать о их роли, как ключевого звена в пусковых механизмах при воздействии различных факторов. Поэтому свое исследование мы посвятили изучению роли бпомембрап в развитии неспецнфического адаптационного синдрома. При его моделировании использованы широко применяемые в клинике облучения крови ультрафиолетовый свет и пизкозпергстпческий гелии-неоновый лазер.
Объектом исследования были выбраны тромбоциты (кровяные пластинки), большую часть цитоплазмы которых составляют мембранные структуры и лейкоциты, в которых значительная часть клетки занята ядерными структурами. И те п другие клетки являются полифупкциональными системами.
Вышеизложенное послужило основанием для проведення комплекса модельных экспериментов по исследованию адаптационного синдрома с учетом проявления специфических его черт, а также общих песпецифических признаков реакции, так как наличие объединяющих признаков дает повод для выделения самой проблемы адаптации клетки, позволяет судить об адаптационном синдроме как особом типическом состоянии клеточной системы.
1.2. Цель и задачи исследования
Основной целью настоящего исследования явилось выяснение структурно-функциональных изменений, происходящих в клетках крови, а также изучение возможных адаптивных реакций их биомембран при облучении различными дозами ультрафиолетового света и низкоэнергетического Телий-пеопового лазера.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
-
Изучить возможные изменения в удьтраструктуре тромбоцитов и лейкоцитов в зависимости от дозы ультрафиолетового п низкоиптенсивного гелий-неопового лазерного излучений.
-
Исследовать общее функциональное состояние мембран тромбоцитов и лейкоцитов при облучении ультрафиолетовым светом н гелий-неоновым лазером в -зависимости от дозы воздействия.
-
Определить наличие возможного адаптационного ответа тромбоцитарпых и лейкоцитарных мембран в пострадиационный период па структурно-функциональном уровне.
-
Дать сравнительную характеристику действия различных доз ультрафиолетового и гелий-неонового лазерного .излучений в формировании иеспецифического адаптационного синдрома клеточных систем.
Работа выполнена в соответствии с планом научных исследований кафедры по теме «Электромагнитные волны и регулятор-пые механизмы, ответственные за адаптацпоппо-трофнческне функции клеток» № 53/27 — 89 в рамках общесоюзной программы «Человек и свет>у,ГгР Оі/ОСС|*/Є.
1.3. Научная новизна
В результате выполнения работы получены следующие новые результаты.
В результате сравнительного анализа получены данные по ультраструктуре тромбоцитов человека и быка и биохимическому составу их мембран.
Проведен сравнительный анализ действия ультрафиолетового и гелий-неонового лазерного излучений па ультраструктуру тромбоцитов л лейкоцитов.
Качественно новый подход, использование флуоресцентных зондов позволили охарактеризовать структурно-функциональное состояние мембран тромбоцитов и лейкоцитов в норме и их адаптационные возможности в ответ на светостимуляциго.
Показан двухфазный характер действия ультрафиолетового и градуальный гелий-неонового излучения па клетки крови.
1.4. Основные положения, выносимые на защиту
-
Ультрафиолетовый свет вызывает дозозависимые изменения ультраструктуры тромбоцитов и лейкоцитов. Функциональная активация тромбоцитов и лейкоцитов под действием ультрафиолетового света происходит при непосредственном участии плазматической мембраны этих клеток.
-
Структурные изменения- на плазматической мембране тромбоцитов и лейкоцитов при УФ-стимуляцин предшествуют изменению ультраструктуры клеток и опосредуют их.
-
Разные дозы ультрафиолетового излучения вызывают разнонаправленные адаптивные реакции клеток и их мембран в период последействия..
-
Излучение гелий-неонового лазера практически не приводит к заметным изменениям ультраструктуры тромбоцитов п лейкоцитов крови.
-
Облучение гелий-неоновым лазером, модифицируя структуру плазматической мембраны* ее микровязкость, способствует повышению функциональной активности нейтрофилышх лейкоцитов, снижает агрегациоиную активность тромбоцитов.
1.5. Научно-практическая значимость работы
Полученные данные по сравнительному анализу ультра-структуры тромбоцитов человека и быка и липидного состава их мембран позволят применить новые методические подходы к проведению модельных экспериментов па животных.
Полученные данные расширяют -представление о механизмах воздействия гелий-неонового лазерного и ультрафиолетового излучений на клетки крови.
Показанный двухфазный характер действия ультрафиолетового облучения на ультраструктуру тромбоцитов и лейкоцитов и морфофункционалыюе состояние их мембран позволит дифференцированно подходить к выбору оптимальных доз облучения крови и ее компонентов в клинике.
Полученные данные могут использоваться в учебном процессе по курсам цитологии, молекулярной биологии клетки.
1.6. Реализация результатов исследований
По теме диссертации опубликовано в журналах, сборниках научных трудов, отчетах по заказ-наряду № 53/9—92, материалах конференций 8 научных работ,
1.7. Апробация работы
Материалы диссертации докладывались на: Всесоюзном симпозиуме «Механизмы действия сверхмалых доз». Москва, 1992; VI симпозиуме по биохимии липидоп. С.-Петербург, 1994; Всероссийской научно-производственной конференции «Гигиена, ветсанптарпя и экология животноводства»., Чебоксары, 1994; ежегодных научно-практических конференциях Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарева «Огарев-ские чтения». Саранск, 1.991 — 1993.
1.8. Структура диссертаций
Диссертация состоит из введения; обзора литературы; раздела по материалам и методам исследования; результатов собственных исследований и их обсуждения (4 главы); заключения; выводов и библиографического указателя'.- Работа иллюстрирована 25 микрофотографиями, 25 фотографиями, 4 рисунками и 20 таблицами. Библнографическиий указатель состоит из 218 источников (в том числе 33 иностранных).
