Возможности коррекции состояния организма крыс при адреналовой токсемии низкоинтенсивным лазерным излучением

ВОЗМОЖНОСТИ КОРРЕКЦИИ СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА КРЫС ПРИ АДРЕНАЛОВОЙ ТОКСЕМИИ НИЗКОИНТЕНСИВНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

А.В. Дерюгина, Л.А. Воронина, К.Р. Сидей, Г.А. Скворцова, Н.Ю. Янкитов, А.А. Мартусевич

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского», Нижний Новгород

Abstract

The aim of this work is to study the effect of low-intensity laser radiation on the processes of lipid peroxidation and its relationship with the adaptation reactions of the animal organism under adrenal toxemia. The study was conducted on 24 rats divided into 4 equal groups: control and 3 experimental (the action of adrenaline, low-intensity laser radiation and their combination). We evaluated the level of malonic dialdehyde, electrophoretic mobility of erythrocytes and leukocyte formula of the blood of animals after 1 hour, 1 day and 1 week after exposure. The use of low-intensity laser radiation in the adrenal toxemia causes the development of adaptive reactions, influencing the level of nonspecific resistance of the body and helping to reduce oxidative stress.

Key words: low intensity laser radiation, adrenalin, adaptation, electrophoretic mobility of erythrocytes, blood

Цель работы - изучение влияния низкоинтенсивного лазерного излучения на процессы перекисного окисления липидов и их взаимосвязи с адаптационными реакциями организма животных при адреналовой токсемии. Исследование было проведено на 24 крысах, разделенных на 4 равных группы: контрольную и 3 опытных (действие адреналина, низкоинтенсивного лазерного излучения и их комбинация). Оценивали уровень малонового диальдегида, электрофоретическую подвижность эритроцитов и характеризовали лейкоцитарную формулу крови животных через 1 час, 1 сутки и 1 неделю после воздействия. Установлено, что использование низкоинтенсивного лазерного излучения при адреналовой токсемии вызывает у животных развитие адаптационных реакций, оказывая влияние на уровень неспецифической резистентности организма и способствуя уменьшению окислительного стресса.

Ключевые слова: низкоинтенсивное лазерное излучение, адреналин, адаптация, электрофоретическая подвижность эритроцитов, кровь

В настоящее время все большую актуальность приобретает проблема воздействия стресса на организм. При стрессовых ситуациях отмечается существенное увеличение секреции адреналина, который вызывает усиление

сердечных сокращений, повышение артериального давления, активацию глюгонеогенеза в печени и скелетных мышцах, а при сильных стрессах - и в почках [11], повышение активности липаз и липопротеинлипаз в жировой ткани, скелетных мышцах и сердце [9]. Активация симпатоадреналовой системы сопровождается усилением образования активных форм кислорода при аутоокислении адреналина [1]. Длительное или крайне выраженное нарастание концентрации адреналина провоцирует адреналовую интоксикацию и развитие окислительного стресса, поэтому актуальным является поиск путей коррекции состояния организма на фоне интоксикации адреналином.

Широкое распространение в экспериментальной и клинической медицине получили лазерные медицинские технологии. Отмечено, что низкоинтенсивное лазерное излучение (НИЛИ) обеспечивает интегрированное влияние на функционирование всех систем организма, нормализуя их работу и обеспечивая комплексный ответ [13]. Основой механизма взаимодействия НИЛИ с биообъектом являются фотофизические и фотохимические реакции, связанные с резонансным поглощением тканями света и нарушением слабых межмолекулярных связей, а также восприятие и перераспределение эффекта лазерного облучения жидкими средами организма [12]. Ранее нами изучено корригирующее действие НИЛИ в течение двух часов после воздействия адреналина, однако отдаленные эффекты не рассматривались [6].

Цель - изучение влияния низкоинтенсивного лазерного излучения на процессы перекисного окисления липидов и их взаимосвязи с адаптационными реакциями организма животных при адреналовой токсемии.

Материалы и методы

Исследование было проведено на 24 белых крысах массой 180-200 г. Содержание и оперативные вмешательства осуществляли в соответствии с нормативами, данными в Приказе Минздрава России № 199Н от 01.04.16 «Об утверждении Правил надлежащей лабораторной практики».

Крысы были разделены на 4 равные группы:

1 группа - интактные;

2 группа - воздействие НИЛИ;

3 группа - внутрибрюшинное введение 0,1 мг/кг адреналина;

4 группа - введение 0,1 мг/кг адреналина с последующим воздействием НИЛИ.

В качестве источника лазерного излучения применяли аппарат лазерный терапевтический «Успех», работающий в импульсном режиме с длиной волны 0,8-0,9 мкм, частотой следования импульсов 80 Гц.

Воздействие проводилось на затылочную область, что является стандартной зоной для воздействия [6]. Продолжительность облучения - 10 минут. При облучении крысу помещали в специальную камеру, представляющую собой контейнер из органического стекла для ограничения подвижности животного. В сериях с введением адреналина облучение начинали через 30 минут после введения.

Адреналиновую токсемию моделировали внутрибрюшинным введением адреналина-гидрохлорида (0,1 мг/кг).

Забор крови производили из подъязычной вены через час, сутки и неделю после воздействия. У всех групп животных исследовали концентрацию малонового диальдегида (МДА) в эритроцитах, электрофоретическую подвижность эритроцитов (ЭФПЭ), лейкоцитарную формулу крови.

Измерение электрофоретической подвижности эритроцитов (ЭФПЭ) проводили методом микроэлектрофореза в модификации [8]. Суспензию эритроцитов (0,1%) помещали в 10 мМ трис-НО буфер (рН 7,4) и фиксировали перемещение клеток при силе тока 8 мА. Величину ЭФПЭ определяли по формуле: № S/TH, где S - расстояние, на которое перемещались клетки, Т -время перемещения клеток на расстояние S, Н - градиент потенциала.

Определение концентрации МДА в эритроцитах проводили фотометрическим методом по реакции с тиобарбитуровой кислотой [3].

Анализ лейкоцитарной формулы производили стандартным клиническим методом с окраской мазков по Романовскому - Гимзе [10].

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием Т-критерия Стьюдента. Различия считали достоверными при уровне значимости p < 0,05 .

Результаты и обсуждение

Результаты проведенного исследования показали, что в группе с введением адреналина наблюдалось увеличение концентрации МДА на протяжении всего эксперимента, с постепенным снижением показателя практически до уровня значений интактных животных (Табл. 1). Действие НИЛИ на крыс вызвало снижение концентрации МДА к 1 неделе после воздействия относительно показателей интактных животных. Данная тенденция проявлялась и при действии НИЛИ на фоне введения адреналина, причем отмечали меньшую выраженность изменения данного параметра.

Таблица 1. Концентрация малонового диальдегида в эритроцитах исследуемых __групп (нМоль/мл)_

Время после воздействия Группы животных

Интактные НИЛИ адреналин+ НИЛИ Адреналин

1 час 0,57±0,08 0,45±0,22 0,78±0,23 0,87±0,04*

1 сутки 0,67±0,24 0,79±0,14 0,68±0,03 0,76±0,07

1 неделя 0,52±0,21 0,28±0,08* 0,46±0,08# 0,61±0,03

Примечание: *- р< 0.05 относительно интактной группы; # - р< 0.05 по отношению к группе с адреналовой токсемией

Полученные результаты свидетельствуют о том, что НИЛИ изменяет процессы перекисного окисления липидов в направлении образования меньших количеств продуктов окисления, способствуя оптимизации окислительного метаболизма, что, на наш взгляд, может быть обусловлено стимуляцией антиоксидантной системы. Так, ряд авторов отмечает, что в эритроцитах

наблюдается увеличение активности каталазы, супероксиддисмутазы и других антиоксидантов вследствие взаимодействия лазерного луча с их активными центрами, следовательно, повышается потенциал антиокислительной системы и уменьшается патогенный эффект перекисного окисления липидов на клеточные мембраны [4]. Таким образом, результаты исследования показали развитие компенсаторных процессов при действии НИЛИ в эритроцитах на фоне адреналовой токсемии.

Обсуждая механизмы действия НИЛИ, следует отметить возможность включения компенсаторно-приспособительных реакций на уровне организма. Для подтверждения данного положения, нами был проведен анализ показателей системы крови, характеризующих стресс-реакцию с позиций общего гомеостаза организма: лейкоцитарной формулы периферической крови и электрофоретической подвижности эритроцитов (ЭФПЭ). Известно, что процентное содержание лейкоцитов в лейкограмме периферической крови используется в качестве сигнального показателя адаптационных реакций [2], а ЭФПЭ является типовой реакцией на идущие в организме патологические процессы различной этиологии [5].

Таблица 2. Электрофоретическая подвижность эритроцитов исследуемых групп _(мкм см В-1с-1)_

Время после воздействия Группы животных

Интактные НИЛИ адреналин+ НИЛИ Адреналин

1 час 1,24±0,06 1,38±0,08 1,09±0,05# 0,95±0,06*

1 сутки 1,29±0,10 1,18±0,07 1,21±0,02# 1,14±0,08

1 неделя 1,21±0,06 1,49±0,09* 1,39±0,04# 1,28±0,06

Примечание: *- р< 0,05 относительно интактной группы; # - р< 0,05 по отношению к группе с адреналовой токсемией

Регистрация ЭФПЭ выявила снижение данного показателя при действии адреналина, наиболее выраженное к 1 часу после воздействия (Табл. 2). Напротив, НИЛИ в данный временной промежуток вызывало рост ЭФПЭ со статистически значимым увеличением показателя к 1 неделе исследования относительно показателей интактной группы животных. Действие НИЛИ на фоне адреналовой токсемии вызывало повышение ЭФПЭ относительно показателей, полученных при действии адреналина, значительно нивелируя его эффекты.

Учитывая, что ЭФПЭ снижается на фоне развития стрессовой реакции и опосредована действием адреналина на эритроциты, тогда как ее увеличение связано с развитием адаптационных процессов [7], можно полагать, что НИЛИ на фоне адреналовой токсемии оказывает системное действие, нивелируя развитие стресс-реакции. Данное положение подтверждается и анализом лейкограмм животных при исследуемых воздействиях.

Таблица 3. Изменение количества лейкоцитов в лейкоцитарной формуле

исследуемых групп животных

Группа Время Лейкоцитарная формула, %

после воздействия П/я С/я Эози- Лимфо- Моно-

нейтро-филы нейтро-филы но-филы циты циты

Интакт- 1 час 4,5±0,3 10,0±0,5 0,5±0,2 76,0±0,5 9,0±0,5

ные сутки 4,0±0,4 9,0±0,9 0 77,0±1,0 10,0±0,5

неделя 5,5±0,3 11,0±0,5 0 71,5±1,4 12,0±0,5

НИЛИ+ 1 час 17,5±0,7* 24,0±0,6* 0 49,5±1,5* 9,0±0,5

Адреналин сутки 8,0±0,5* 16,0±1,0* 0 67,0±1,0* 9,0±0,5

неделя 4,5±1,1 10,5±0,8 0,5±0,2 75,5±1,8 9,0±1,0

НИЛИ 1 час 4,5±0,4# 9,5±0,3 0 74,5±1,3 11,5±0,5*

сутки 5,5±0,3# 11,1±0,5 0 73,5±0,4 10,0±0,5

неделя 7,5±0,3*# 11,5±0,8# 0 71,5±1,5# 9,5±0,5*#

Адрена- 1 час 12,0±0,5* 26,0±0,5* 0 50,5±0,7* 12,5±0,4*

лин сутки 7,5±0,3* 13,0±0,5* 0 70,0±1,0* 9,5±0,7

неделя 5,5±0,3 8,5±0,4* 0 79,5±0,8* 6,5±0,4*

Примечание: * - р< 0,05 отличие по отношению к интактным; # - р< 0,05 отличие по отношению к группе с введением адреналина

Анализ типа общей неспецифической адаптационной реакции на уровне организма свидетельствует, что действие адреналина приводило к развитию стресс-реакции, что проявлялось уже к первому часу после введения адреналина снижением уровня лимфоцитов до 50% и развитием реакции переактивации спустя 1 неделю с увеличением лимфоцитов до 80% (Табл. 3). Воздействие НИЛИ при адреналовой токсемии у животных также определило существенное снижение количества лимфоцитов к 1 часу, но, в отличие от действия адреналина, НИЛИ при адреналовой токсемии приводило к восстановлению уровня лимфоцитов до контрольных значений к 1 неделе эксперимента. Соотношение форменных элементов белой крови свидетельствовало о признаках напряженности адаптационных резервов при действии адреналина на протяжении всего срока наблюдения, тогда как при действии НИЛИ на фоне адреналина данные процессы наблюдались только на протяжении 1 суток эксперимента. Таким образом, выявленное процентное изменение параметров лейкоцитарной формулы свидетельствовало о снижении напряженности реакции и увеличении уровня реактивности организма при действии НИЛИ на фоне введения адреналина.

Заключение

Таким образом, использование НИЛИ (длина волны 0,8-0,9 мкм в импульсном режим, частота следования импульсов - 80 Гц) при адреналовой токсемии вызывает у животных развитие адаптационных реакций, оказывая влияние на уровень неспецифической резистентности организма и способствуя уменьшению окислительного стресса.

Список литературы

1. Бизенкова М.Н., Романцева М.Г., Чеснокова Н.П. Метаболические эффекты антиоксидантов в условиях острой гипоксической гипоксии // Фундаментальные исследования. 2006. №1. С. 17-21.

2. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б. О критериях оценки неспецифической резистентности организма при действии различных биологически активных факторов с позиции теории адаптационных реакций // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1995. №6. С. 11-21.

3. Дерюгина А.В., Ерофеева Е.Б., Корягин А.С. Неспецифические адаптационные реакции крови и методы их определения. Н.Новгород: ННГУ, 2007. 31 с.

4. Кожура В.М., Дворецкий С.В., Новодержкина И.С. Влияние внутрисосудистого гелий-неонового лазерного облучения крови на состояние компенсаторных процессов в остром периоде геморрагического шока и после реанимации // Анестезиология и реаниматология. 1993. №4. С. 43-48.

5. Козинец Г.И. с соавт. Электрический заряд клеток крови. М.: Практическая медицина, 2007. 208 с.

6. Крылов В.Н, Дерюгина А.В. Адаптационные реакции системы крови крыс при действии низкоинтенсивных электромагнитных излучений // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2010. Т. 96, №6. С. 582-589.

7. Крылов В.Н., Дерюгина А.В., Константинова А.И. Электрофоретическая подвижность и активность №,К-АТФазы эритроцитов у крыс при стрессе // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2014. Т. 100, №11. С. 1297-1302.

8. Крылов В.Н., Дерюгина А.В., Лобкаева Е.П., Ошевенский Л.В. Изменение электрофоретической подвижности эритроцитов при действии низкоинтенсивного импульсного магнитного поля // Биофизика. 2010. Т. 55, Вып. 4. С. 652-657.

9. Меерсон Ф.З., Малышева И.Ю. Феномен адаптационной стабилизации структур и защита сердца. М.: Наука, 1993. 159 с.

10. Меньшиков В.В., Делекторская Л.Н., Золотницкая Р.П. Лабораторные методы исследования в клинике. М.: Медицина, 1987. 360 с.

11. Панин Л.Е. Биохимические механизмы стресса. Новосибирск: Наука, 1983. 216с.

12. Пышкин С.Л. Лазеры и их применение. Кишинев: Картя Молдовеняске, 1982. 177 с.

BHopagHKa^w u AHTHOKCHgaHTbi 2016 TOM 3, №4

36

13. Pereira A. N., Eduardo P.C., Matson L.M., Marques M.M Effect of low-power laser irradiation on cell growth and procollagen synthesis of cultured fibroblasts // Journal of Clinical Laser Medicine and Surgery. 2003. №6. P. 351-355.