Физико-химические аспекты воздействия лазерного излучения на биологические системы тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

РГ6 ОА

^ в щудл'й:йеш1ый комитет россии по делам науки и высшей школы

Тве2скРй_гос^аЕСтвеншй_^нивв2Ситёт

На правах рукописи УДК 621.375.826

петрова маргарита борисовна физико-химические аспекты воздействия лазерное

излучения на биологические системы.

Специальность 02.00.04-

02.00.10-

физическая химия

биоорганическая химия, химия природных и физиологически активных веществ.

автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Тверь- 1993

Работа выполнена на кафедре медицинской биолсчми и генетики Тверского Ордена Дружбы Народов государственного медицинского института.

Научные руководители:доктор медицинских ьаук,профессор

Г.В.Хомулло доктор биологических наук,профессор А.В.Каргаполов

Официальные оппоненты¡доктор химических наук,профессор

Э.М.Сульман кандидат физико-математических наук,доцент Л.Ю.Васильева

Ведущая организация: Московский государственный университет

Защита диссертации состоится " ^ " 1993г. в" "

часов на заседании специализированного совета К 063.97.05 в Тверском государственном университете по адресу:170002,г.Тверь, Садовый пер., 35.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ТГУ.

Отзывы направлять по адресу:170002,г.Тверь,Садовый пер.,35, университет, специализированный совет по защитам,ученому секретарю.

Автореферат разослан " 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат физико-математических наук,доцент

рил вли1йан0Е

ОЭДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Лазеры являются принципиально новыми источниками оптического излучения, которое характеризуется малой угловой расходимостью, высокой степенью когерентности и монохроматичности (А.П.Ракчеев,1981). Различные типы лазеров работают в непрерывном и импульсном режимах, обеспечивают генерацию практически любой длины волны. Установлено,ч то низкоинтенсивное лазерное излучение не вызывает в биологических системах деструктивных морфологических изменений, но приводит к определенным биохимическим и физиологическим сдвигам (Н.Д.Девятков, 1987). Использование лазерного излучения низких энергий в биологии и медицине побудило исследователей к выяснению физико-химических аспектов его биологического действия. Важными вопросами в этой области являются поиск акцептора излучения и расшифровка механизмов его действия.

Экспериментальными исследованиями доказано, что неспецифическими акцепторами красного света могут быть макромолекулярные соединения клеточных структур, не имеющие хромоформных групп (Г.Д.Бер-дьшев, 1989). Согласно одной из точек зрения.существует специфическое полевое воздействие лазера, акцептором которого являются биополимеры- липиды, биологические мембраны (Б.И.ЭлькиНа и соавт., 1989). Исследование важнейших ферментативных процессов в субклеточных фракциях,подвергнутых воздействию лазерного излучения, дает основание предполагать валную роль изменений структуры полимеров в его биологических эффектах (А.С.Крюк и соавт.,1980). Лазерный свет вызывает переориентацию полярных групп липидного бислоя мембраны, а так как в ней имеется тесный контакт между липидами и белками, то конформационные изменения липидного бислоя могут влиять на процессы,

связанные с мембранами (И.М.Корочкин и соызт.,1986). Анализ приведенных данных позволяет предполагать,что ведущая роль в механизме действия лазера на биологические объекты принадлежит изменению фракционного состава фосфолипидов мембран, в значительной мере определяющего физико-химические свойства мембран. Дальнейшие исследования в этом направлении имеют не только теоретический,но и практический интерес. В частности, весьма актуальным является изучение изменений количественного состава фосфолипидов биологических структур в условиях воздействия излучения гелий- неонового лазера при регенерации тканей.

Цель работы. Установить степень участия отдельных фосфолипидов мембранных структур регенерирующих клеток в механизме обеспечения эффекта лазерного излучения.

Задачи исследования. I.Определить изменение уровня содержания отдельных фосфолипидов при действии лазера на формирующиеся биологические структуры.

2. Изучить характер динамики изменений уровня содержания отдельных фосфолипидов в процессе лазерного воздействия.

3. Выявить взаимосвязь между характером изменений липидного компонента мембран и мофологическими изменениями регенерирующих тканей.

4. Установить возможную корреляцию между изменением мембранных фосфолипидов и количеством делящихся клеток с помощью метода гисто-авторадиографии при воздействии лазера.

■Научная новизна. Установлено,что воздействие на организм гелий-неонового лазерного излучения низкой интенсивности сопровождается изменением уровня содержания фосфолипидов мембран клеток регенерирующих тканей. Впервые обнаружена специфика влияния лазерного облучения на отдельные липидные компоненты мембран на различных этапах процесса новообразования биологических структур. Показано,что смена

фаз восстановительного процесса сопровождается адекватными изменениями содержания сфингомиелинов и лизоформ фосфолипидов в клеточных мембранах. Впервые изучен результат влияния лазерного воздействия на восстановление тканей кожи на тканевом .клеточном и субклеточном уров-иых. Показано, что изучение гелий-неонового лазера обладает оптимизирующим влиянием на заживление асептических ран кожи и отчетливым стимулирующим на инфицированные.

Практическая значимость. Проведенные исследования позволили доказать возможность использования показателей уровня содержания фосфолипидов для оценки эффективности воздействия лазерного излучения на процесс регенерации и обосновать новую методику облучения.

Полученные результаты дали возможность обосновать рациональное назначение лазеротерапии в достижении стимулирующего эффекта при заживления асептических и инфицированных ран кожи.

Внедрение результатов в практику. На кафедрах биологии и медицинской генетики и общей Л бирорганической химии Тверского государственного медицинского института используются результаты диссертационной работы в лекционном курсе и лабораторной практике.

На защиту выносятся следующие положения диссертации I. Результаты,свидетельствующие о том, что при воздействии гелий-не- ' онового лазера изменяются физико-химические свойства биологических мембран регенерирующих клеток.

2.. Данные доказывающие, что одной из причин изменения физико-химических свойств мембран является нарушение их липиднгго состава. 3. Возможные механизмы действия лазерного облучения на регенерирующие ткани с участием липидного компонента биологических мембран.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертация докладывались на 7-ой Всесоюзной конференции по вопросам регенерации и клеточного деления (Москва,1985), XI Всероссийском съезде анатомоЕ, гистологов и эмбриологов, I научно-практической конференции молодых

медиков Нечерноземья (Тверь,1990). Результаты обсуждались на заседаниях Тверского отделения ВНОАГЭ (1987-1992). По теме диссертации опубликованы 9 работ, 3 тезиса докладов, получены удостоверения на 2 рационализаторских предложения.

Объем и структура работы. Диссертация включает введение, обзор литературы, описания материалов и методов исследования,- 5 глав собственных данных, заключение и выводы. Работа изложена на страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц, 95 микрофотографий и 5 рисунков. Список Литературы вклгачаетГЗЗ отечественных источников и 112 иностранных.

СОДКРЖАШК РАБОТЫ Материалы и методы исследований В экспериментах использованы белые крысы. Выделение Лосфолипидов из мембран клеток осуществлялось с помощью усовершенствованного метода проточной тонкослойной хроматографии. В качестве адсорбента использовалась фракция частиц (32-45 мк).получаемая из чешского силикаге-ляХ5/40 ( „ ) способом седиментации. Количественное опре-

деление исследуемых соединений проводилось денситометрическим способом по степени обугливания пятен после проявления хроматограмм хромовой смесью и построения калибровочных кривых зависимости площади . пиков денпитпграмм от кпличества фосфора стандартных препаратов: фпсгЬатидилингэитов (из растений, фирма 4 ¿¿ъ^а ' ,$Т)..лизофос-фатидилэтяноламинов (ЛФ^А), фосфатидилхолинов (ФХ) (из яичного желтка, Фирма „ ¿¿'¿А- - ■¿и.в&'ё- .Англия).сфингомиелинов (С^М) (из мозга быка, фирма „ ,США). Содержание фосфора в анализируемых про-

бок определялось по методу Вагинского.

Прплпферативнме возможности организма оценивались на модели гюлнослоГноро инфицированного, дефекта кожи стандартной площади и лгкплипчпии. Б качестве источника когерентного излучения ис.польэо-

вали лазер типа ЛГ-75, с длиной волны 0,63 мкм, выходной мощностью

2

10 мВт, плотность мощности- 5 мВт/см . Животные подвергались ежедневному воздействию местно на область раны, начиная с 4 дня после операции до полного заживления (экспозиция 3 минуты). Для оценки скорости пролиферации использовали методику гистоавторадиографии. Отечественный Н3- тимидин с удельной активностью 1,4 кюри/ммоль вводился внутрибрюшинно в дозе I мккюри на I г веса тела за I час до декапитации.'Забой киботных проводился через 7 и 14 дней после нанесения ран. Автографы изготавливались из материала, фиксированного в формалине и заливались в парафин. Интенсивность клеточного размножения оценивалась путем подсчета клеток, включивших изотоп, и вычисления индекса мечения ядер в процентах.. Для изучения морфологических изменений на ультраструктурном,клеточном и тканевом уровнях в работе использовались электронномикроскопические.цитологические и гистологические методики. Обработка данных проводилась с использованием вариационной статистики.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОВСУВДЕНИЕ

I. Влияние излучений гелий-неонового лазера на содержание фосфолипидов в биологических ; мембранах

Фосфолипиды, входящие в состав биологических мембран, в значительной мере определяют функциональное состояние этих клеточных ор-ганелл и их физико-химические свойства, в частности, вязкость, проницаемость и заряд.

В данном разделе настоящей работы представлены результаты экспериментов по изучению уровня содержания фосфолипидов в регенерирующих тканях в динамике раневого процесса и влияния на кинетику данных показателей излучения гелий-неонового лазера.

С помощью метода тонколойной хроматографии в регенерирующих клетках обнаружены следующие франции фосфолипидов:лиэпфоофатидил-

холины (ДМ) »сфингокиелины (СФЧ) .фосфатидилхолины (ФХ), фосфатидилино-зитиды (ФИ) и фосфатидилэтаноламины (ФЭА) на всех агатах изучения (7,14 и 21 день после нанесения ран животным). При воздействии лазером фракционный состав липидов мембран остается сходным, однако имеются существенные отличия в содержании отдельных фозфолипидов на различных стадиях восстановительного процесса.

Установлено,что через У дней после операции у животных,подвергавшихся облучению,содержание общих фосфолипидов составило 240,68 мг на 100 г ткани,что почти в 2 раза меньше,чем в тот же срок у крыс, не получавших воздействия (табл.1). Полученные нами результаты не противоречат данным литературы (Л.П.Павлгаст,1987), в которых отмечено снижение уровни содержания фосфолипидов и холестерина в плазме крови при воздействии лазером на злигастральнув область у крыс.

В результате облучения установлена определенная специфика изменений отдельных фосфолипидных фракций. Особенно выраженным изменениям подвергался уровень лизоформ, содержание которых в регенерирующих клетка,: уменьшилось почти в 10 раз под влиянием лазера (рис.1).

Полученные данные находятся з полном соответствии с литературными сообщения®,свидетельствующимио том, что лизофосфолипиды- это наиболее лабильные компоненты мембран,"з значительной степени-определяющие их физико-химические свойства (М.Кейтс,ГЗ?5).

Кроме лизоформ одновременно существенным изменениям подверг-: лпоь фракция СМ,уровень ердеркания которой составил 38,07 против 147,28 мг у контрольных животных. Паям результаты согласуются с дан-ннми Е.1Д. Крепса (IS8I) о. ток что в тканях,где происходит интенсивное деления кл«ток, урорень С'ЛИ ууепьдается, Установлено,что со стороны основных компонентов биологических иеибрен НА,ФЭА и $1!) сущаствен-чых. изменений не кабяод&ярсь. Этот: фш- свидегельствуо-т о том,что лазерное облучение на риз«зае*г глубоких иэменэняй в структур« бйрлг-

ГИ^'СКН'Г улуГ^П,. ■

Таблица I

Абсолютное содержание фосфолипидов в регенерирующей ткани (в мг на 100 г ткани) в процессе заживления

ран кожи

^Срок 7 дней : 14 дней : 21' день

Серия

Нонтроль М 500,45 .317,40 271,41

± т . 17,36 24,47 15,32

Лазер и 240,68 185,08 531,76

+ т 19,73 18,51 18,18

0,05 0,05

Оценивая процентное соотношение различных групп фосфолипидов, можно выявить следующие изменения в ответ на лазерно(з излучение. ДоЛя таких фракций как 'К,ФИ и ФЭА увеличивалась, а ЛФХ и СФМ достоверно снижалась.

Через 14 дней абсолютное содержание фосфолипидов продолжало снижаться и составило 185,08 мг,что значительна ниже, чем в контроле. Сравнивая аналогичные показатели с контрольной группой животных, следует отметить,что.наиболее значимым колебаниям подверглись фракции ЛФХ, СИЛ, Ш и ФЭА, количество которых уменьшилось почти в 2 раза (рис.2). Содержание ®С снизилось с 89,79 до 72,68 мг. Проводя сравнение, фракционного спектра фосфолипидов с предыдущим сроком этой же группы животных, получавших облучение,мы отмечали рост абсолютного содержания ЛФХ и С&М, а ФХ, Ш и ФЭА характеризовались уменьшением содержания,причем наиболее значимым колебаниям подвергались Ш, показатели которых уменьшились с 32,78 до 12,0 мг. При анализе процентного соотношения фракций фосфолипидов, нами отмечено, что по сравнений с контролем доля СФМ приблизительно одинакова и в обеих сериях данная фракция преобладает. Процент содержания

мг/ЮОг 70

60

50 40 30

20 10

- контроль

—--лазер

I

4-

7 14 21 дни

Рис Л. Динамика абсолютного содержания ЛФИ на различных этапах восстановительного процесса

мг/100г 250

200

150

100

\г

7 14 21 дни

Рис.2. Динамика абсолютного содержания СФМ "в процессе регенерации

и ФЭА несколько ниже контрольных цифр, а доля ФХ увеличилась с 28,3 до 38$.

Пролонгированное лазерное излучение (срок наблюдения- 21 день после нанесения травмы) приводит к резкому скачку абсолютного содержания фосфолипидов, его величина составляет 531,76 мг. Это увеличение уровня фосфолипидов было достигнуто за счет очень резкого,почти в 5 раз,роста СФМ, а также ФХ,ФИ и ФЭА. Однако содержание ЛФХ несколько снижено по сравнению с контрольной группой животных. Сравнение же уровня содержания групп фосфолипидов с предыдущим сроком той же группы животных выявило увеличение показателей всех фракций.

В процентном отношении по сравнению с контролем возросла только доля СФМ, остальные фракции характеризовались снижением,несмотря на увеличение абсолютных цифр.

2. Авторадиографическоз исследование пролиферативной активности регенерирующих тканей под воздействием . лазера

Нами установлено,что нарушения фосфолипидного состава мембран привели к существенному изменению количества делящихся клеток.

Настоящий раздел нашего исследования посвящен изучении и количественной оценке пролиферативных процессов в области раны в условиях применения низкоинтенсивного лазерного излучения. Подсчет меченых изотопом ядер клеток проводился в новообразованной соединительной ткани и эпителий.

В условиях когерентного воздействия через 7 дней после операции наблюдается отчетливая стимуляция синтеза ДНК как з ядрах клеток эпителия, так и соединительной ткани.

Йненсивное включение метки мы отмечали в фибробластах и эндотелии сосудов, процент меченых клеток составляет 11,34 против 6,34$ в контроле (табл.2). Таким образом,лучи лазера стимулируют пролифе-ративную активность клеток краев раны,увеличивая число делений и ускоряя образование тканей в мосте повреждения. Установлено,что струк-

Таблица 2

Индекс меченых ядер в клетках эпителия и соединительной ткани в (через I ч после введения Н3- тимидина)

Срок Серия

7 дней после операции

14 дней после операции

грануля-:молодая ' гэпители-ционная :соедини- :адьный ткань :тельная : клин

погранич-:неповре-ная зона :дленный :эпидер-:мис

:грануля-:молодая :эпители-;ционная :соедини-:альный :ткань :тельная : клин ■

пограничная зона

неповрежденный :эпидер-: мис

Контроль +

м

т

4,11 0,51

6,34 0,33

3,01 0,47

4,79 0,84

5,98 0,57

7,23 0,62

6,81 0,42

4,53 0,51

10,64 0,73

6,53 0,69

Лазер

М 6,85

га" 0.37 р< 0,05

11,74 0,89 0,05

5,78 0,94

9,35 0,71 0,05

8,18 0,66 0,05

11,03

0,48 0,05

9,22. 0,73 0,05

5,91 0,94

14,73 0,81 0,05

8,58 0,77

турной основой действия низкоинтенсивного лазерного излучения является не только увеличение темпов пролиферации,но и скорости диффе-ренцировки клеток (М.Т.Александров и соааг.,1990). В эпителии максимальное количество клеток, меченых тимидином, находится в базальном слое. В области эпителиального клина число радиоактивных ядер составляет 5,78%, что значительно, больше, чем в контроле. Количество меченных клеток увеличивается по мере приближения к зоне, граничащей с неповрежденным эпителием,где индекс мечения возрастает по сравнению с контролем почти в 2 раза.

Отмеченные различия в скорости синтеза ДНК у животных разных серий сохраняются и через 14 дней. В соединительной ткани высокий уровень мечения имеют фибробласты и клетки эндотелия сосудов,которые составляют основу новообразованной ткани. Показатели ИМЯ для животных, получавших воздействие, достоверно выше практически во всех зонах формирующихся структур. Указанный факт можно объяснить тем,что лазерное излучение с длиной волны 632,8 нм является фактором для выведения клеток из состояния покоя или удлиненного пресинтетического периода только при низких значениях рО^ и рН, которые складываются при заживлении инфицированных ран (О.И.Епифанова и соавт.,1983).

Наши данные указывают,что излучение гелий-неонового лазера приводит к изменениям генетического аппарата клеток, которое проявляется в выходе клеток из периода покоя и повышении интенсивности синтеза ДНК в их ядрах. Под действием облучения возникает фотодинамический эффект,который выражается в активации системы ДНК-РНК-белок. Этот процесс лежит в основе стимуляции пролиферации и функций клеток в целом, является базисом для осуществления неспецифических морфологически изменений, развивающихся в новообразованных тканях на фоне когерентного излучения.

3. Морфологические аспекты воздействия гелий-неонового лазера на биологические структуры

Интактные органы и ткани имеют сложившийся гомеостаз,который защищен филогенетически стойкими механизмами поддержания постоянства внутренней среды. Ткани, образованные после повреждения, являются более реактивными на любые факторы, в том числе, и на лазерное излучение. Исходная нестабильность регенерирующих тканей позволяет четко проследить эффект самого лазерного воздействия.

Изменения фосфолипидного компонента биологических мембран под влиянием лазерного излучения способствовали возникновению морфологических изменений в новообразованных тканях на всех уровнях структурной организации.

Грануляционная ткань, которая формируется на мосте дефекта в ходе юсстановительного процесса, отличается полиморфизмом. строения. Её основу составляют вертикально расположенные кровеносные капилляры между которыми находятся клетки различного происхождения, волокна и межклеточное вещество. Основную массу клеточных элементов составляют фибробласты, они являются наиболее реактивными на когерентное воздействие. Нами показано,что облучение-не только ускорязт пролиферацию фибробластов.но и стимулирует процессы их дифферэнцировки. Фибробласты имеют крупные размеры, многоотростчатую форму.

В процессе заживления и воздействия лазерный излучением фибробласты претерпевают перестройку,которая касается развития цитоплаз-матическог" ретикулума, состояния митохондрий,пластинчатого комплекса, количества и расположения рибосом, то есть компонентов,принимающих участие в синтезе, накоплении и выведении вновь синтезированных веществ.

Приведенные данные позволяют нам утверждать,что одним из процессов, лежащих в основе стимулирующего эффекта гелий-неонового лазера является усиление синтеза коллагена фибробластами. Лазерное

излучение воздействует на генетический аппарат данной группы клеток и приводит к усилению синтеза коллагенового белка на рибосомах.

В результате воздействия лазерной иррадиации в сформировавмих-ся тканях увеличивается число новообразованных кровеносных сосудов. Клеточная и сосудистая реакции в молодой ткани являются закономерным процессом в ходе восстановления,лазерное излучение лиль изменяет их . временную динамику и описанные явления регистрируются в более ранние сроки по сравнению с необлученными животными. Эти процессы, происходящие на субклеточном и клеточном уровнях влекут за собой изменения на уровне тканей, а именно, увеличивается толщина формирующейся ткани и протяженность эпителия. В результате эффектом низкоинтенсивного лазерного излучения является стимуляция пролиферации эпителия и закрытие ран у облучаемых животных на 2-3 дня раньше, чем у интактных крыс.

Таким образом, лазерное излучение приводит к неспецифическим ' морфологическим сдвигам в формирующихся тканях, которые являются результатом воздействия лазера на фосфолипидный компонент биологических мембран.

4. Использование показателей динамики содержания -фосфолипидов и их фракций для оценки эффективности лазерного излучения

Несмотря на широкое йрименение гелий-неоновппалазера для стимуляции регенерации различных тканей и органов,подход к выбору методики и доз облучения до сих пор остается эмпирическим. Он основан на морфологических показателях (сокращение площади ран), которые не всегда однозначно отражают эффекты облучения и не позволяют быстро скорре-гировать режим воздействия адекватно характеру заживления.

В условиях ускорения осуществления различных фаз регенерации под влиянием гелий-неонового лазера нами установлен параллелизм морфологических изменений в новообразованных тканях и уровнем в них;; фосгТолипидов.

Абсолютное содержание фосфолипидов в формирующихся тканях при воздействии лазера значительно ниже, чем в контроле (у необлучонных жийотннх), но только на первых двух этапах заживления. Завершение регенерации характеризуется резким увеличением содержания фосфолипидов, что связано с их накоплением в мембранах, так как интенсивные процессы размножения клеток в этот период практически закончены. В период наиболее активных морфологических преобразований (7-14 сутки),когда происходит процесс формирования тканей в результате деления клеток, сопровождающийся возрастанием протяженности мембран органоидов,наблюдаются самые минимальные значения абсолютного содержания фосфолипидов и их отдельных фракций, .

Наши выводы о высокой пролиферативной активности клеток, сделанные на основании биохимических исследований,подтверждаются и данными гистоавторадиографии. Цифровые материалы показывают,что под влиянием лазера в области повреждения увеличивается число клеток,инкорпорировавших радиотимидин. Увеличение количества делящихся клеток наблюдалось нами как в молодой соединительной ткани, так и новообразованном эпителии.

Еще одним важным доказательством ускорения клеточного размножения в результате применения гелий-неонового лазера является динамика уровня содержания такой фракции фосфолипидов как сфингомиелины. Известно, что сфингомиелины подвергаются наиболее резким изменениям в

эмбриональных тканях,то есть структурах с высокими митотическими

I , ■

потенциями. В наших экспериментах: минимальный уровень их содержания

приходился на период максимальной активной пролиферации. Напротив,

к моменту полной эпителизации отмечался резкий скачок содержания

сфимгомислиноя, превышающий показатели в контроле почти.в 5 раз.

Лазеротерапия,как показали наши эксперименты, способствует ускоренной элиминации из состава клеточных мембран лизоформ фосфолипидов

при параллельном накоплении ведущих форм-'йосфътидилхолпнов и сФшго-миелипов.

Исходя из вшеиэложенного.мочно заключить,что стимулирующий эффект применение лазера, проявляющийся в ускорения клеточного размножения, реализуется уже на начальных этапах восстановительного процесса. В связи с этим возникает необходимость модифицировать методику облучения и рекомендовать воздействие лазером в первый период заяив-'Л6НИЯ.

Относительно механизма действия лазерного излучения биологи' чести* структуры до настоящего времени не существует единого мнения. Анализ литературы указывает на то,что общепринятым является факт акцепции для живых систем любого вида воздействия, в том числе и гелий-неонового лазера,, через белок, фиксированный на мембране 1985). Однако, результаты собственных исследований позволяют утверждать, что в опосредовании эффекта действия лазера существенную роль играет фгсфолигтдгай компонент.мем5раи. Зозбужпеннач энергией лазерного излучения хромоформная группа ^торецептора передает энергия мембране в целом. Тепло, образовавшееся в беэизлучательных переходах, монет знавать локальное повышение температуры мембраны, переориентацию полярных участков молекул фосфглипндов или их взаимные превращения, изменяя количественное соотношение в сторону увеличения содержания ейингомиелинов и снижения уровня лизоформ. Нарушение соотношения фракций фосфолипидов в облученной мембране может стать основной для целого ряда следствий. Прежде всего это отразится на физико-химических свойствах само* мембраны, таких как проницаемость, вязкость,микромозаика ее зарядов. Учитывая отличил в форме полярных участков молекул различных групп фосфолипидов, будет изменяться пространственная., организация мембран в целом. В связи с тем.что в результате . облучения увеличивается количеств1'* С&Ч и уменьшается доля ЛйС упаковка мембраны позволяет подперчивать се в развернутом состоянии, что увеличивает ргбочую (рис.3,

Рис.3.а. Структура мембраны до воздействия лазера

□□□□□удсгэ

Рис.3.б. Структура мембраны попле воздействия лазера

Помимо информационных изменений структуры мембран под действием лазерного излучения,нарушение фосфолипидного состава может вызвать повышение активности ряда ферментов, расщепляющих ядерные белки-гистоны, и дерепрессию нефункционирующих генов (А.А.Прохончуков,1980). В результате наблюдается активация процессов репликации ДНК, транскрипции и трансляции, повышение пролиферативной активности клеток, следовательно приводит к стимуляции процессов новообразования тканей.

вывода

1. Применение излучения гелий-неонового лазера вызывает специфические изменения содержания отдельных фракций фосфолипидов в мембранах клеток регенерирующих тканей. Этот факт свидетельствует о том,что

а механизме лазерного воздействия существенную роль играют мембранные структуры клетки.

2. При облучении низкоинтенсивным лазером биологических структур наибольшим изменениям подвергается фракция сфингомиелинов фосфолипидного компонента мембран. Излучение приводит к устойчивому росту процентного содержания данной группы фосфолипидов в ходе восстановительного процесса.

3. Существенную динамику в ответ на лазерное излучение обнаруживают Лизофосфолипидн.что проявляется в резком уменьшении их процентного содержания в мембранах,особенно на начальных этапах воздействия. При этом процентное содержание диацильных форм основных фосфолипид-ных компонентов (ФХ, ФЭА, ФИ) существенно не изменяется.

4. Изменение липидного компонента мембран в ответ на лазерное облучение коррелирует с уровнем синтеза ДНК в ядрах клеток, то есть с интенсивностью пролиферативных процессов. Активное размножение клеток сопровождается уменьшением абсолютного содержания сфингомиелинов в их мембранах, что может служить критерием эффективности воздействия гелцй-неонового лазера на процессы регенерации тканей.

- ю

Резкое увеличение содержания данной фракции свидетельствует о завершении процессов клеточного размножения.

5. Когерентное излучение низких энергий интенсифицирует клеточное размножение в условиях заживления инфицированных ран. Стимуляция пролиферации проявляется в значительном увеличении числа ДНК-син-тезирующих клеток грануляционной ткани (фибробластов и адвентиция сосудов) и пограничной зоны эпидермиса. Увеличение числа меченых клеток базального слоя благоприятствует образованию выростов в подлежащую ткань и способствует формированию рубца, приближающегося

по строению к интактному эпидермису.

6. При заживлении инфицированных ран кожи в условиях воздействия лазером четко проявляется стимулирующий эффект на развитие фибробластов, что подтверждается увеличением их размеров и количеству в грануляционной ткани, а также ультраструктурной организацией клеток. Увеличение суммарной протяженности канальцев гранулярного ретикулу-ма и количества фиксированных рибосом,гипертрофия ретикулума и количества фиксированных рибосом,гипертрофия пластинчатого комплекса, увеличение количества и размеров митохондрий,обилие везикулярных элементов.образование вне клеток пучков коллагеновых волокон свидетельствуют об ускоренном коллагено- и фиброллогенезе.

7. Стимулирующее влияние лазерного излучения на процессы заживления инфицированных ран кожи выражается в ускорении развития грануляционной ткани.уменьшении деструктивных изменений со стороны всех элементов раны, более быстрой трансформации молодой ткани в соединительную ,что приводит, к активации роста эпителиального регенерата.

8. Полученные данные позволяют обосновать показания к применению лазеротерапии и считать наиболее целесообразным использовать этот вид излучения для стимуляции восстановительных процессов в осложненных ранах. Анализ содержания сфингомиелинов дает основание

рекомендовать новую схему облучения и проводить ее на начальных этапах формирования новых тканей.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Петрова М.Б..Бельченко Д.И..Голованов С.А..Калинкин М.Н. Липндный состав,фосфолипидный спектр и содержание элементов в миокарде и печени крыс при электропунктурных воздействиях различной силы и длительности. //Медико-биологические и технические аспекты рефлексодиагностики и рефлексотерапии.-Калинин,1937.

2. Петрова М.Б.,бельченко Д.И..Голованов С.А..Калинкин М.Н. Использование некоторых биохимических показателей сыворотки крови для оценки характера тестирующего и стимулирующего элеитропунктурного сигнала.//Медико-биологические и технические аспекты рефлексодиагностики и рефлексотерапии.-Калинин,1987.

3. Петрова М.Б. Влияние низкоинтенсивного гелиР-неонового лазера на морфологию заживления полнослойиых ран кожи у крыс.//Областная науно-практическая конференция,посвященная 70-летию Ленинского комсомола.-Калинин,1988.

4. Петрова М.Б. Характеристика фазы воспаления в условиях лазеротерапии.//! научно-практическая конференция молодых медиков Нечер-ноземъя-Тверь,1990.

5. Петрова М.Б. Авторадиографическое исследование пролиферации регенерирующей кожи в условиях лазеротерапии.//Ученый института-практическому здравоохранению.-Тверь,1992.

6. Хомулло Г.В.,Черняев А.Н.,Лотгва В.И..Кокорева Г.А..Петрова М.В. Общие закономерности механизмов реализации стимулирующего эМекта различных экзогенных факторов на основные этапы посттравматичео-

.кой регенерации кожи.//Актуальные вопросы теории и практики медицины. -Тверь,1992.

7. Хомулло Г.В..Чернчев А.Н..Яотова В.И.,Кокорева Г.А..Петрова М.Б. Общие закономерности реализации стимулирующего эффекта на репарг тивную регенерацию кожи,гормона щитовидной железы кальцитонина

и воздействия гелий-неоновым -лазером.//XI съезд анатомов,гистолг гов,эмбриодогов.-Полтава,1992.

8. Петрова Й.Б. Морфофункциональные особенности заживления кожной раш у крыс при воздействии низкоинтенсивного лазерного излучения. //Вопросы морфологии.—1992.—Т.102.ДО б.