Автореферат (Функциональное состояние клеток при действии ультразвуковых волн (биохимические и физиологические аспекты)), страница 7

При этом активность ЩФ возрастает в 2.2 раза.29Более активное воздействие было выявлено в сыворотке крови под воздействием модулированного УЗ. Установленная возможность одновременного повышения/понижения активности нескольких ферментов показана в таблице 7.Таблица 7. Примеры разнонаправленного и однонаправленного изменения активности ферментов сыворотки и плазмы крови в УЗ поле (p<0.05)Режим УЗНаправление изменения активности фермента: максимальноеповышение ↑/ понижение ↓ по сравнению с контролем,ISATA,νм, Гц2в n разВт/смКошки, сыворотка крови0.7800ЩФ и ЛДГ ↑ в 1.8–1.90.4, 0.710АлАТ, АсАТ ↑ в 1.2–1.6Кошки, плазма крови0.7800ЩФ и ЛДГ ↑ в 20.430АлАТ ↓ в 6; КК ↓ в 2Собаки, сыворотка крови80ЩФ и ЛДГ ↑ в 2; АлАТ ↓ в 60.4800–900 АлАТ, АсАТ ↑ в 3; ЛДГ ↑ в 2Собаки, плазма крови1.020все ↑0.4все ↑800–9000.7ЩФ ↓ в 2.8; ЛДГ ↓ в 1.9; остальные ↑ в 1.2–1.5Лошади, сыворотка крови0.7100ЛДГ ↑ в 1.5–2; АсАТ и АлАТ ↓0.710, 800 КК и ЛДГ ↑0.2200АсАТ и КК ↑ в 1.3; ЛДГ ↑ в 1.7; АлАТ ↓ в 3Лошади, плазма крови0.710АлАТ ↑ в 2; КК и ЛДГ ↑1.010ЛДГ ↑; АлАТ ↓ в 810АлАТ ↓ в 80.420АлАТ, КК и ЛДГ ↓ в 3–41.020АлАТ ↓ в 2, АсАТ ↓ в 9Проведённый факториальный и дисперсионный анализ не выявил общих диапазонов активных частот, при которых происходило бы влияние в строго заданномнаправлении — только активация или только супрессия — на все исследованныеферменты у всех животных и в сыворотке, и в плазме крови одновременно.

Но былопределён режим воздействия, одновременно повышающий активность ЛДГ,АсАТ, ЩФ, АлАТ и КК плазмы крови МДЖ: ISATA = 0.4 Вт/см2, νм = 800 Гц. Дляплазмы крови лошадей параметры обработки, инициирующие увеличение ферментативной активности — 0.2 Вт/см2, 10 Гц.30Уменьшение активности АлАТ сыворотки крови МДЖ вызывает УЗ частотой модуляции 20 Гц: у кошек — с интенсивностью 0.4 Вт/см2, у собак —0.7 Вт/см2.

Наличие достоверных средних положительных и отрицательных корреляционных связей было установлено между изменением активности КК и АлАТ(r = –0.47), КК и АсАТ (r = 0.44) в сыворотке, а также КК и ЛДГ (r = 0.65) в плазмекрови.УВЕЛИЧЕНИЕ ВЫХОДА ИНТЕРФЕРОНА ДЕЙСТВИЕМ УЛЬТРАЗВУКАТитр ИФН, МЕ×10³Возможность применения непрерывного УЗ в процессе суспензионного биосинтеза была доказана нами ранее и защищена Авторским свидетельством(SU 1575362).

В настоящей работе доказана возможность использования модулированных УЗ волн в процессе получения лейкоцитарного ИФН. Для стимуляции интерфероногенеза, а именно — выхода лейкинферона с помощью УЗ обработки, инсонировали однократно использованные при биосинтезе лейкоциты. Был апробирован диапазон, способный одновременно действовать направленно на отдельныеклетки в суспензии в целом и на ЦПМ. В итоге, в лабораторных условиях выявленоптимальный режим стимули4рующего УЗ действия: интен3сивность 0.05 Вт/см2, частота2опытмодуляции 800 Гц, время экс1контрольпозиции 30 с — 1 мин (рису0нок 11). Качество и степень153045607590Время инсонации, сочистки синтезированного меРисунок 11.

Зависимость выхода интерферона-II от вре- тодом суспензионного биосинмени УЗ воздействия. ISATA = 0.05 Вт/см2, νм = 800 Гцтеза ИФН были оценены биохимически. Методы иммуноферментного анализа на твёрдом носителе (ELISA —тест) и SDS-электрофореза в ПААГ позволили идентифицировать и установить молекулярную массу полученного и очищенного ИФН: 20 500 Дальтон. Экспресстест с люминесцирующими бактериями подтвердил отсутствие токсичности синтезированного препарата.ДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАЗВУКА НА ТКАНИ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ IN VIVOРезультаты воздействия УЗ с различной частотой модуляции из диапазоновактивных частот и непрерывного УЗ на сперматогенные клетки семенников мышейв течение 5 минут представлены в таблице 8. Видно, что УЗ воздействие вызывалодостоверное (p < 0.05) уменьшение числа первичных сперматоцитов и пахитенных31сперматоцитов при всех исследованных частотах модуляции УЗ, кроме частоты250 Гц. Значительного разрушения клеток семенного эпителия не наблюдали.Таблица 8.

Количество жизнеспособных клеток семенного эпителия в сечении канальца через 46 ч после воздействия УЗ интенсивностью 1.0 Вт/см2 различной частотоймодуляции в течение 5 мин (p < 0.05)ПахитенныеЧастотаПервичныеСперматиды, Сперматозоиды,сперматоциты,νм, Гцсперматоциты, %%%%1082 ± 475 ± 890 ± 590.6 ± 125097 ± 397 ± 399 ± 199 ± 152082 ± 276 ± 378 ± 266 ± 2100080 ± 683 ± 399 ± 185 ± 7Непрерывный87 ± 884 ± 593 ± 687 ± 6Контроль98 ± 297 ± 297 ± 398 ± 2Процент жизнеспособных клеток не понижался ниже 65.

При действии непрерывного УЗ изменение числа первичных сперматоцитов достигало 13%, числопахитенных сперматоцитов снизилось на 16% по сравнению с К. Количество сперматид и сперматозоидов сильно изменялось при УЗ частотах 10 Гц и 520 Гц. Припоследней — наиболее значительное снижение количества сперматозоидов: до66%. Остальные применённые частоты модуляции, так же, как и воздействие непрерывным УЗ, не оказывали значительного отрицательного эффекта.Безопасность амплитудно-модулированного УЗ для клеток крови in vivo проверена на лабораторных кроликах.

Была определена жизнеспособность лейкоцитовпосле 30, 45 и 60-секундной инсонации интенсивностью 1.0 Вт/см2 с крайними частотами модуляции 10 и 1000 Гц. Количество лейкоцитов в крови кролика менялось в зависимости от времени, прошедшего после воздействия на вену уха(|r| ≈ 0.53). Сразу после эксперимента (p < 0.05) число лейкоцитов падало на 23–25%, продолжая уменьшаться в течение часа, после этого уровень лейкоцитовначинал расти, возвращаясь к контрольным значениям через 6–8 часов. Выявленные колебания процентного состава лейкоцитов в кровяном русле животных позволяют допустить возможность применения УЗ в качестве самостоятельного стимулирующего фактора.ЗАКЛЮЧЕНИЕПри исследовании воздействия непрерывного и модулированного УЗ на биологические системы и их параметры были определены физиологические и биохи32мические особенности влияния, что позволило найти пути применения модулированных акустических полей в лабораторной диагностике и в клинической практике.Главным итогом этих исследований стало доказательство неоднозначностидействия УЗ и выявление оптимальных режимов, а также разработка техническихрекомендаций по применению УЗ в ветеринарии.Проведены исследования по изучению особенностей влияния in vitro непрерывного и модулированного УЗ на клетки крови в зависимости от вида клеток,вида и возраста животных, а также на клетки животных с незаразной патологиейи инвазиями.

Выявлены внутривидовые индивидуальные особенности акустического воздействия. Осуществлены расчётно-экспериментальные исследования динамики изменения жизнеспособности клеток крови в УЗ поле и найдены особенности экспоненциальной зависимости жизнеспособности клеток от экспозиции. Былавыявлена зависимость биохимических и физиологических эффектов от: экспозиции УЗ; частоты модуляции и видовой принадлежности крови. На основании этогоразработаны способы глубокой окраски популяции всех форменных элементовкрови.Показана возможность применения УЗ волн для направленного неинвазивного воздействия на физиологическое состояние клеток различной этиологии. Отработаны режимы выборочного изменения состояния клеток крови животных семейств кошачьих, собачьих и лошадей, а также некоторых клеток бактериальнойэтиологии с целью избирательного подавления или активации их функций непрерывным и амплитудно-модулированным УЗ терапевтических интенсивностей.Выявлены основные направления действия модулированного УЗ несущей частоты 0.88 МГц и частоты модуляции 10–1000 Гц на ферментативную активностьи клетки крови кошек, собак и лошадей.

В зависимости от экспозиции у всех видовживотных установлены одинаковые эффекты и стадийность изменений процентного состава и структуры лейкоцитов: проницаемость ЦПМ, форма клетки и размер, объём цитоплазмы, деструкция и агрегация клеток, вакуолизация цитоплазмыгранулоцитов, разрыв ЦПМ, хроматинолиз, фрагментоз/пикноз, кариорексис и кариолизис; лейкопения, цитолиз. Увеличение экспозиции приводит к появлениюв мазках теней клеток. Физиологические изменения лейкоцитов начинались с гранулоцитов. Действие УЗ на эритроциты вызывает анизо– и пойкилоцитоз, гемолиз.33ИТОГИ ВЫПОЛНЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯВ результате исследований установлено:1. Основные режимы стимулирующего и супрессорного воздействия УЗ напроцессы жизнедеятельности культур модельных объектов — бактерий Aliivibriofischeri 6 и архей Halobacterium halobium ET1001:– стимуляцию процессов жизнедеятельности люминесцирующих бактерийA.

fischeri (интенсификацию эмиссии и увеличение показателей роста) вызываловоздействие непрерывным УЗ при времени экспозиции 3 мин интенсивностью 0.2–0.4 Вт/см2, а также при наложении модуляции из диапазона активных частот 10–12 Гц и 85–100 Гц. Торможение или полное угнетение процессов метаболизма инициировал диапазон частот модуляции более 100 Гц;– интенсивность 0.4 Вт/см2 в диапазонах частот модуляции 0.25–0.7 Гц и 10–12 Гцстимулировала рост археи H. halobium, а частоты модуляции 0.1–0.2 Гц и выше100 Гц подавляли рост культуры.2.

Установлены математические зависимости, описывающие изменение жизнеспособности, оптической плотности клеточных суспензий культур и интенсивности свечения в зависимости от интенсивности непрерывного УЗ и частоты модуляции при действии модулированного УЗ:– на основании исследований и анализа получено уравнение с расчётными коэффициентами, адекватно отражающее отклик микроорганизмов на УЗ воздействие.

Общая математическая модель, описывающая изменение интенсивности свечения, оптической плотности бактерий и архей в эксперименте и в контроле — функцияy = (a + bx)/ (1 + cx + dx2). Интегральным, информативным показателем полученных кривых следует считать коэффициент b. Увеличение его значения в относительных единицах отражает степень стимуляции изучаемого процесса, регистрируяскорость изменения функции свечения и клеточного роста;– определены модели, одновременно описывающие пролиферацию и бактерий,и клеток животного происхождения после стимулирующего действия УЗ, что соответствует общебиологическому принципу «единства во множестве».