Автореферат (1151312)
Текст из файла
на правах рукописиОЛЕШКЕВИЧ Анна АнатольевнаФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ КЛЕТОКПРИ ДЕЙСТВИИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН(БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ)Специальность:03.01.04 — Биохимия03.03.01 — ФизиологияАвтореферат диссертации на соискание учёной степенидоктора биологических наукМОСКВА, 2017 г.Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии — МВА имени К. И.
Скрябина» (ФГБОУ ВОМГАВМиБ — МВА имени К. И. Скрябина).Научные консультанты:Академик РАН, доктор ветеринарныхнаук, профессорВасилевич Фёдор ИвановичДоктор биологических наук, профессорИпполитова Татьяна ВладимировнаОфициальные оппонентыДерхо Марина Аркадьевна, профессор, доктор биологических наук, заведующая кафедрой органической, биологической и физколлоидной химии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «ЮжноУральский государственный аграрный университет»;Каширина Лидия Григорьевна, профессор, доктор биологических наук, заведующаякафедрой анатомии и физиологии сельскохозяйственных животных Федеральногогосударственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования«Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.
А. Костычева»Ярован Наталья Ивановна, профессор, доктор биологических наук, заведующая кафедрой биохимии и кормления животных Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Орловский государственный аграрный университет имени Н. В. Парахина».Ведущая организация — Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимиии питания животных».Защита диссертации состоится «___» _________ 2017 г. в ______ на заседаниидиссертационного совета Д 220.042.04 при ФГБОУ ВО МГАВМиБ — МВА имениК.
И. Скрябина: 109472, Москва, ул. Академика Скрябина, д. 23. Телефон: (495) 37791-17, факс: (495) 377-49-39.С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке и на официальномсайте ФГБОУ ВО МГАВМиБ — МВА имени К. И. Скрябина http://www.mgavm.ru.Автореферат разослан «___» _________ г.Учёный секретарь диссертационного советаВ.
Д. ФоминаОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯУльтразвуковые методы являются неотъемлемой частью комплексного диагностического обследования животных и человека, что определяет актуальностьизучения их физиологического воздействия на биологические объекты.Известно [Luo W, 2007; Хамитова Г. В., 2011], что ультразвук (УЗ) с используемыми в физиотерапии частотами 45 кГц, 1 и 3 МГц стимулирует внутриклеточные и молекулярные процессы, задействованные в реакциях воспаления и ранозаживления.
Существуют практические руководства по частоте, интенсивности УЗ,времени обработки или количеству процедур при лечении многих заболеваний. Однако отсутствуют, особенно в ветеринарии, физиологические и биохимические основы безопасной физиотерапии, исключающей деструктивные побочные эффектыданного воздействия, что определило направление наших исследований.Актуальность исследования состоит в том, что в физиотерапии не определены спектры действия активных частот для разных тканей домашних животныхпри использовании модулированного УЗ. Необходимо знать эффективностьи определить биохимические и физиологические механизмы изменения организмав целом, тканей и отдельных клеток при применении УЗ воздействия.Для различных физических факторов воздействия (электромагнитных и акустических) было отмечено, что модулированные волны могут оказывать болеесильное воздействие, чем непрерывные [Утешев В.
К., 2010]. Модуляционное, посравнению с непрерывным, воздействие на биологические системы разного уровняорганизации вызывает ответы при уровнях энергии намного меньших. Когда непрерывное воздействие является (под)пороговым, амплитудно-модулированныйУЗ может инициировать более сильные стимулирующие или тормозящие эффекты.Это позволит достичь существенного снижения уровня отрицательного воздействия и уменьшить тепловое и кавитационное действие УЗ на органы и ткани приисследовании и терапии животного, тем самым увеличивая эффективность метода.При УЗ терапии и диагностике всегда основным объектом воздействия являются клетки крови.
Экспериментальные данные динамики изменения физиологического состояния клеток крови в поле непрерывной бегущей и амплитудно-модулированной УЗ волны позволят определять интенсивность, временные интервалы3и диапазоны частот ингибирования или активирования внутриклеточных процессов. Установленные физиологические и биохимические изменения клеток помогают выявлять безопасные для организма диапазоны.Исследования по определению физиологических и биохимических аспектовнепрерывного, импульсно– и амплитудно-модулированного акустического воздействия позволят разработать комплексную стратегию клинического использованиятерапевтического УЗ различной частоты в диагностике и терапии.СТЕПЕНЬ РАЗРАБОТАННОСТИ ТЕМЫНами проведено изучение и анализ экспериментальных и теоретических исследований, проработано 227 отечественных и 183 зарубежных источника.
Исследователями установлена возможность разнонаправленного действия УЗ [Botyan N,1989]. Установлено, что в УЗ поле могут возникать градиенты скорости, а объектыоблучения подвергаться действию сдвиговых напряжений. Методом гемолизаэритроцитов в суспензии in vitro [Хилл К, 2008] было доказано, что высокие сдвиговые напряжения в акустических течениях повреждают биологические ткани.
Отмечено повреждение эндотелия в кровеносных сосудах эмбрионов цыплят и маткимышей в месте контакта жидкости с оболочкой сосуда.В зависимости от интенсивности и времени воздействия наблюдали активацию и подавление функционального состояния клеток, вплоть до их повреждения[Журавлёв А. И., 2015; Акопян В. Б., 2016], что сопровождалось изменением электрокинетических потенциалов клеток, систем активного и пассивного транспортаионов через клеточные мембраны и их структурными перестройками, а также изменением биохимического состава крови [Orlowska E, 1980; Miller DL, 1995; Акопян В. Б., 2016]. Биологические эффекты УЗ многофакторны, а клеточный откликна воздействие зависит от концентрации клеток [Brayman AA, 1996]. Проявлениемеханизма биологического действия зависит от интенсивности УЗ и времени воздействия [Кузнецов В.
П., 1987; Пашовкин Т. Н., 2010; Утешев В. К., 2010]. Привоздействии акустических волн на живую клетку происходит изменение её функционального состояния, что проявляется изменением поверхностного заряда вследствие последовательного сжатия и разрежения цитоплазматических мембран(ЦПМ). Это как уменьшает, так и увеличивает количество активных каналов засчёт латеральной диффузии молекул липидного бислоя и может значительно изменить физиологическое состояние клетки [Пашовкин Т.
Н., 1990; Акопян В. Б.,2016]. Указанные механизмы определяют интерес по выяснению процессов, про4ходящих на уровне клеток, после УЗ воздействия in vitro и in vivo. Однако в литературных источниках данные о взаимодействии непрерывного и модулированногоУЗ с подвижной тканью организма животного — кровью — или отсутствуют вовсеили представлены недостаточно. Также не указаны спектры опасных и безопасныхчастот модуляции при работе с УЗ терапевтических интенсивностей.Таким образом, недостаточная научная разработанность означенной проблемы и то существенное значение, которое она приобретает для ветеринарной медицины, определяют актуальность темы, цель и задачи диссертационного исследования.ЦЕЛИ И ЗАДАЧИЦель исследования — изучить физиологические и биохимические эффектывоздействия УЗ на клетки и организм животных для характеристики разнонаправленных изменений указанных систем.Для реализации указанной цели были поставлены задачи:1) изучить влияние непрерывного и модулированного УЗ на клетки бактерий;2) изучить влияние непрерывного и модулированного УЗ на клетки археи;3) исследовать влияние in vitro непрерывного и модулированного УЗ на клеткикрови здоровых животных в зависимости от вида клеток и вида животных;4) провести исследования по изучению особенностей влияния in vitro непрерывного и модулированного УЗ на клетки крови больных и инвазированных животных;5) изучить действие модулированного УЗ на продукцию интерферона (ИФН) лейкоцитами;6) изучить влияние непрерывного и модулированного УЗ на активность ферментовкрови разных видов животных;7) провести испытания влияния in vivo модулированного УЗ на целый организм.НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ1.
Впервые в качестве воздействующего фактора на клетки крови различныхживотных применён амплитудно-модулированный УЗ и изучено его влияние.Впервые из акустического спектра действия экспериментально найдены частотымодуляции УЗ волн для активного облучения (инсонации) конкретных биологических систем, позволяющие при равноэнергетическом воздействии получать биологические эффекты разного знака и амплитуд для разных частот модуляции.2. Установлено, что воздействие модулированных УЗ волн терапевтическогодиапазона интенсивностей с частотой модуляции от 0.10 до 1000 Гц и временем5экспозиции от 10 с до 5 мин может оказывать стимулирующее, тормозящее илиразрушающее воздействие на клетки.
Определены диапазоны, оказывающие этиэффекты. Впервые выявлена особая чувствительность эритроцитов и нейтрофилов,содержащих внутриклеточных паразитов (бабезии), к воздействию модулированного УЗ.3. Впервые показано однонаправленное стимулирующее действие непрерывного и амплитудно-модулированного УЗ на клетки люминесцирующих бактерий,архей, лейкоциты, сперматогенные клетки и выявлены оптимальные режимы воздействия: интенсивность (средняя по пространству и времени интенсивность ISATA),время экспозиции (tэксп) и диапазоны активных частот модуляции (νм).3.1.
Стойкий стимулирующий эффект на эмиссионную активность фотобактерий вызывает трёхминутное облучение непрерывным УЗ интенсивности 0.2–0.4 Вт/см2, амплитудно-модулированным — из диапазона частот 85–100 Гц при0.2 Вт/см2, а также 10–12 Гц при 0.4 Вт/см2.3.2. Стимулирующее воздействие на клетки архей оказывает УЗ интенсивностью 0.4 Вт/см2 частотой 0.25–0.7 Гц.3.3.
Стимулирующее действие на лейкомассу оказывает УЗ интенсивностью0.05 Вт/см2, частотой модуляции 800 Гц в течение 30 с — 1 мин, на сперматогенные клетки — 1.0 Вт/см2, частотой модуляции 250 Гц в течение 5 мин.4. Впервые на клетках крови, культурах микробных клеток: бактерийAliivibrio fischeri 6, архей Halobacterium halobium 1001 (H.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
