Пути использования в эритроцитах поглощенной энергии светового излучения тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

РГБ M

■J ^ ФНВ ГОЛДУ^ХВЕШГЛ ¡WCÜiii :£!1ТГ

' 'государствен»» сглячажил ун-лдгуг кши c.Ä.&AKüioe/i"

ira правах рукэгмсл

ÏAPA0I2B Мухзхл ¡Срьошч 1ВТЛ ШШЬйОВЛЬУД 3 ЗгУ.1 f'oij-'.TAX ПОГДШШОИ ЭШТЖ

светового калчыкя

СГЗНКЕХШССТЬ 01.04.CVJ - ГОГЯССЭ

AnTOp'íiJSpfJT

дзюгортзтггл на соискг.ниэ учено?, степени

:■. ¡.i тз (ргзжс - -к ?jtöm этиче ск'м v з.ух

Сэшсг- Петербург 1УУ4

Pacora выполнена в Институте Лазорног Физики Государственного Научного Центра 'ТОК им. С.И.Вавилова"

Научные руководители: кандидат физико-математических паук

В.?.. Рыльков

доктор фхзако-математическюс наук,, профессор Б.А. Серебряков

Официальные олпоМелты: доктор физико-катематическкх наук,

Я.А. I1v.dc

доктор бко.тагкчеЕсккх наук -А.Ю. СУЕГУРОЕ

Ведуцзп организация - кэфэдра .Теоретической и Прикладной Спектроскопии .Физического факультета Санкт-Петербургского Государственного Университета.

Защита состоится "...." ............ 199 года в "...." часов

на заседании диссертационного совета К 105.01.01 в Государственном Научном Центре "ГОИ им.. С,И.Вавилова" (С.Петербург, 199034, Биржевая линия 12, ГНЦ "ГОИ"). п диссертацией'можно ознакомиться в библиотеке института .

Афторэферат разослан "...." .......... 199 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физ.-мат. наук

© ГЩ "ГО! им. С.И.Вавилова", 1994'

ОБЩАЯ ХАРАКГЕЖШКА РАБОТЫ

Акт.узлыюсть темы

Вопросы влияния света на организм человека давно привлекают- внимание исследователей к медиков.,Особенно большое значение они приобрели в последнее время в связи о созданием и прокьшленным освоением источников когерентного света <лазз-ров). Широкое п-риханогшо в клинической практика (но крайней мере в странах СНГ) наши различные методы УФ и светового облучения крози, внутренних органов, слизистой оболочки и кожи человека.

Однако, аффективное использование светотерапии затрудняется недостатком наших знании о механизмах воздействия,света на организм человека, В том, что эти механизмы все еш.о остаются неясными нет ничего удивительного.' Чтобы в них разобраться необходимо понимание процессов происходящих на всех уровнях такой сложной системы, как человеческий организм. Для' этого требуется выяснить какие элементы клетки первыми взаимодействуют со.светом, как эта.воздействие опосредуется нз молекулярном и клеточном уровнях, как псе это' влияет на кооперативные можклоточныо взажлодеиствия,- переходя в пределе к их воздействию на работу отдельных органов и систем организма и физиологический отклик организма в целом,

В-этой связи 'представляется весьма актуальным изучение путей, утилизации энергий, поглощаемой клетками из световой волны. Знание этих путей'позволит'понять суть происходящих под воздействием света изменении в клетках и создать тем самым связующее, звено между ггрервичными а&цзптйрами света и опосредованным физиологическим откликом ткани... Понимание характера распределения поглощенной энергии может оказаться тем ключом, который необходим для достижения высоко специфичного воздействия света на организм в - целом и на его иммунную систему в частности. А это, в свою очередь, позволит разработать новые, и существенно повысить эффективность применения существующих методов фототерапии.

Рзоота посвкарна тученкю воздействия ккзкокятосишого свота из эритроциты чоловекз к кх компоненты, >1 в частности, исследованию пугая распределения энергии, гоглоцрнной клеткой из световся аолш. Исследование проводилось ка цельной крови и оритроцкггх «скюжша. с использованием 'буферных растворов белка крови гекст'дсбхна (нь) в качество модельной системы.

В число ;глд;ач работы вхедело:

1. Определение дол:,: поглощенной клеткой энергии переводи-мог е тепло.

г. Определение характера и кзэнтовых выходов фотоиндуци-рованяых реакций нь в нативных и модельных условиях.

з. Определение характера и квантовых выходов фотодеструкции нь.

4.. Определенно влияние излучения на агрегационную способность и элоктро-физическио параметры эритроцитов.

в. Определение и.оценка возможных путей утилизации поглощенной клоткок энергии.

Научная новизна работы

1. Методами спзктрофотеметркй показано, что фотохимия нь в буферных растворах представляет собой сложную совокупность фотореакций с участием по крайней мерз четырех форм белка■и растворенного кислорода. Определены значения квантовых выходов фотореакций.

в. Продемонстрированы различия фотомодификаций нь в буферных растворах, сыворотке и цельной крови (в составе эритроцитов) и определены квантовые выходы фотореакций.

3. Показано существование двух механизмов фотодеструкции нь - зависящего и независящего от растворенного кислорода. Показана ключевая роль растворенного кислорода в связанной с гемом белка фотодеструкции.

4. Зарегистрировано изменение агрегационных свойств эритроцитов, трансмембранного потенциала и формы меток при лазерном облучении. Предложен механизм терапевтического воздействия

сзетозого излучения, сгшракядагся нз фотоиндуьтрозгкные изменения электрофизических параметров клеток.

Геепвтичесли юасс.мотоены характер тешсэдзвдэидо -а генерации акхустическои волны з среде с существенно неоднородным рзсподд&жкюм лскзззгэля гд^глоцекпя.

о. Стгооделенз деля энергии, не переходядая а теню, .указан ряд путей ее утилизации з илеткз и оценены ве-^чинь: их анеоготиче оких окладов.

^ /с с -с ^ 1 н а чим с с т ь рзс5 е т ь'

1. Поизеденкпо з дадзко могут быть ' кспольэо-

заны з работах по дзльнегпему позыггэнию зффектизности низкоин-"^"сиз—'х '"'С-1 г"~е'■ ап^ и~-тесних

т. Результаты робеть: по изучению фотохн»>ичеаких преобрз-гс^-мха гемаглоо/^а икаггл:* зсем'.-якиет* пеоезода бе.асэ з ин-ТаЛТНОН Л-ЗоБИ 3 ЛСОУ?! У.?ЛаеУ.уЮ фОр.Ч.у, ПОДСЙЯаЯ В«ЗК'-«Е0СТЬ МО-жег олзз-зтьгй -л'сьхи полонил для лечения ряда заболеваний (например, хлгукстлссйясгкж)

: ' .-: нссл'1*довз^ аео—ходиуость у^'зтз

•элекг.с^кзхдаских параметров клеток з рассмотрении эф*ектоз Бгбиксггягтзгя свет5 с бкэлогжчесюош сбьвкткс«

—, о ул!-тз ты "о^ут ^^азат^сн полезными в и^'-} -

лиге результатов ^имгценхя методов свзтовог терзпсг з клинической лоактхле.

г. по;дло;аоиного механизма терапевтического деастБИЯ света ««кот оказаться полезным при разработке нобыу. и совершенствован ИИ СУ2СС7ЬУВДХХ мс'тодод ЕКЗКО/НТЭКСЯЗЕОа фотеторз-

.^¿чныа вклад автора

Азтором вьтлмнены основные экспериментальные и теоретико-рогс-гетные исследования. Разработаны методики измерений и программы рассчетов на ЗЗМ. Созданы зкепвриментальнь» установки и лд-Д-одеН:! •„•..'ргс^гг.з к ¡интерпретация йг.опеонхентзльн1:х данных.

Аттробацкя работы

Мятеркал:;. диссертации докладывались на 1У Всесоюзном совещании по фотохимии, Новосибирск, 1эз9; международной конференции "Лазеры и кодициаз", Ташкент, 1Э89; 1У Дальневосточной ваучю-пракшчогкой конфорэвиии "Низкскнтенсивное лазерное излучение в медицинской практике", Хабаровск, 1зэо; хххи Гене-рэлыгоа АссакйЛБИ УШИ, Прага. Чехословакия, 1ээо, Международной конференции "Оптика лазеров эз", С.-Петербург, юаз, Международной сипоаиуме "г-акег к:-гр", Лион, Франция. По материалам лам диссертации онуо'ликовако ю научных работ.

Структура диссертации■

Диссертация состоит из введения, трех глав (описания методов и результатов исследования), заключения, списка цитируемой литературы и приложения. Материал диссертации изложен на 134 страницах, с ку-мя рисунками и четырьмя таблицами. Список литературы насчитывает згз наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дан краткий обзор по проблеме применения света в медицине и механизмам его воздействия на биологические объекты. Обоснована актуальность темы, определены основные направления исследования, и основные защищаемые положения.

В первой главе приведены результаты исследования методом оптбаккустической (ОА) лазерной импульсной спектроскопии тепловыделения крови человека. Исследовались, различающиеся характером тепловыделения, цельная и гемолизированная кровь (локальное поглощение эритроцитами и однородное поглощение). Экспериментально зарегистрированная величина отношения передаточных коэффициентов ОА эффекта, связывающих величины поглощенной энергии с тепловыделением в образце и генерацией ОА екгна-

ЛЭ, CP'áBI&GSJlüCb С n¡X\HCX22 3HÜ0Ä" .

Г^ПЕ.Щ^' »^«П'Э ''O ir riniSCIHfiu T^Of-Г'У/Ч •Tf '¿MTTJ >м '^¿S ГГ ТГ1_

TÍ'..i * £5 i о - ' ß-.л р г* г г' 1Т,,>' 1 " 1 íjU —Г1 11 J Í'1»' о ""^Tt, X* • 1 о/чп-' —

ем •y.'jo^'i'ií^eHvsí Kl-J2í crseäüsя уценка со<;??л

r.eL\v¿Tj4¿íbíx OA э^екг^ ко:*?? нелучонз ж ^eueir/H

2 ; J ^ • J1 jy г: fipTi rrrí. т_7 r v-.^ 'pci r \ f n y ""p утг С TI». П'4 ¿r V1*^' JJ'irJ 0 0 2. Ü'TI^'C? С 4 J0

wl.rr.ovw^uy«:» ДГ С rrti«-^ ГО'Т1 -•?, p. \T~r\ rrQ /т V Г^*1" 'r i

nor"^; <r: го г-гг/ч^к/ кп^^рт^таг.т^ гглг {г'-< } л -л j-p'"' t.

y/JZ^'JT'diy :IC lî^ûHbiy <7.К.t* À Ô Я. -7.7 e:!:://

i-:..-: , \ ^j.. Лтя пере-

Ti'jT'i Jïi'irr, < ,-1. ■/■■ vï^i;'^ * : 1 a J' y j jj.. w, í , ■ .inrj. >rfi i^--. /•• -г-',o то .j j a

y, 'j,r,1.^/- r- f.^ n- .j rrnr n-r'-'-f^ïj./^i / ~ - 'i _ 'j"»" . IJT0 С00"У'^' Г'ере —

îhkx ксг^фидватуз определяется следуюскм зьгозжеяком :

ÍP--.--3- i;

.. - u i/i , 'V"" ^ -.-'Г ; г . '"■j'j". "j ' ДУ'^р'^ДН'1/ 'С

iruí--n.'i njí-^i С' *' О — OPг 1Зг'J • i — '1 j.C "r 1 y

". - ■ ' , - 'i ' 'j * * yj 'u-'f'.,', tti-y

i;v.4 сс^с/Д.-'ду^у.--- уип&вдь, что ;í связаны .чищу cocjcjí:

i . 2 . . . . . . . ч : — - ^ : j ' i - i ■ .4 -i, i—Л-П -1м ' :

гхе - ко.етестз; ччсхйщ З ибьска.

ргосчетеь покзиывьют, чт_- äw jîccv^yçxtîi сис-rcsîfniiecîci не зависит ст ерг^н" и .'. сьене Ü ОТ ais'-vayrsoz s'í^riZHbi у.се'йицкгнта г:о-•'•иохолугулеских зкзчэнкг эрятро^ягзсяого ебьвхз к холг-естна :сле':'ск ье.гянна r~./D> л»зас.з от ? до 4,

Ьо вторе?', и третье:,', разделах сгзгсзнз зксперк.'.ект2льнэ.е.

'зкскеся-юнтсз, а такх» приведены результаты хзке^ок;« тео.г:овыделения ' з дельней и гехс\>2сгкрозгЕКол KpCSÍi, V. Ъ РЭСГ5СР2Х 3fe»JU , ЧТУ 3 Д9.С.-Н0Й кройй

велич^ь: OA сит.чзлов всего в i.i рззз белые, чем. в гемодок-роззн.чеи (з разз по согБггекко с буферным раствором нъ), rc'j^v.'iviov:::: пред-лг^нное cvoriioiesie г®р9ДзГ'.-Ч2нх

Акз.иклческсе ^е^енпе п^лу^ено А.Л.ГлззйВлМ.

хс^иаионтсз C'J газч&шчиу.. полученными в экспериментах, мы видим, что vtc за зоемя меньшее хзоактеоного времени отклико

системы регистрации (дьегов.г&ктргеэскки датектор, г „,,,,„~1

мке) в тепго переходит не белое поглощенной аритсозстьки экерглк. Эти резултать. позволяет ^йеда-лсяссгь суагствсвзакг з эритроцитах систем ответственных за запасание и мстастабильнпе хранение озеугиа, поглог^ййса ь клетке из езетглок SUVEÍM. Пуйщкш'.з.тьЕС вигакаак «аз ft-учз«:

- в тепло вьдалпется де згг. поглощенная г-есгив. Оставшаяся часть н;а какое-то зоом:: запасается. в клетке,

- поглощенная в клетке энергия вся выделяете;! в тепло, по часть ее тут :ие, быстрее характерного времени регистрируемых акустических колебании (единицы микоссопунц), тоатиться на не-

"f Г i:„"i "V.....¡^

Л T'J у> г f. , ". ^ V " : у г ■ — . , •

быть cKípa^osaHív локальных теилеинлупируомых д^ир^чц'Д клеточной Ksxdpauu, уассхсгренныгз чотьергсгм раздало '»рзоя глз-вы.

Рассчитана энергоемкость таких деформации оритроцитаряой мембраны. Величины энергии, которая мо.чет быть запасена на локальных (порядка обарй площади поверхности эритроцита) деформациях эритрецитарчок мембраны лежит в лгеделах ю""-5 • ю"р 5к. При этом величины энергии поглощаемой эритроцитом в проведенных ОА экспериментах составляла к~*° 5й, что

свидетельствует о реальной возможности существования такого способа аккумулирования поглощенно;; энергии.

Вторая' глава посвящена изучению фотохимических преобразований белков крови, и оценке некоторых, связанных с ними, механизмов метастабильнсго хранения поглощенной энергии. Использовавшиеся в работе методики, описаны в первом разделе главы.

Результаты изучения спетрофотокетричеокичи методами фото-индуцированных преобразований нк в буферных растворах приведены во вторам разделе.

¿ Использованные сокращения: нь - гемоглобин-, Нешь~- y.ei-ньо - окси- ; ньсо- карбокси- ; DoxHb - двокси- формы белка.

"''.О О''' ПС , " 'ну:;! - -т —"'фУ гИ'"1 " 'Л ' ' : г' 'Л

КПК ЛОП ПОГЛОЦОНЮЛ СЬ01а ЦЛОО'НЛ'^У , Т'/ т"''" " . ■ \'<" /—'

ЛООТЬ ЛадаОТ О рОСТ'.М Л. .70':: '-О О у ':. В"-' 3"ОХ С -\у:

ТЛСС-Ц/О ОС Я СЛО^НаЯ ОИС Г'СМ ^ 1' ОТ 'у^ у ^'-! г и'у - ^■.|^лл

V* '/ЧаСТНС.М ПО .'О-/О.ПОО >!ООе ЧОТЫОСХ фор—. И ''О'^'"О К'/СЛОООДЗ. ВС ВСОМ .'С Д ''3'{!Чи_П11ИД /г--' ~ -

нм г "с ну) онч Еклглает в сося следу.осие фитоикдуциоспдчдые тргнсф^ркзю'.и форм кь:

НЬ". ---■ - -> "^НЬ

2

:.7-гт;;- ------.и':'-------.» Го'-ЧЬ

~~г *л - с.. у ' '/ ' у'.'' _ у '• ' -- ' 'у ~ 'г - -, ■. '

. Они сб«;22ь: со взлеегетвжгх геха и дроду.;тсл (аероят-нс радюсалтнои лрирадл содоа^адих с:—гр.у:и!.у, оснслд:м ИСТОЧНИКОМ КСТООЛХ, С.УДЯ ПС ВСОМ.У, ЯЗЛЯОТСЯ Г ЛОСИН. ВцпОЛЯг.'ТС'Я ГРИ

механизма '.•¿рзу.'ззяйл гзкег'.- рада

г) В результате чзегкчниго •^ггорззруЕения белковой чзеги нь лои по! лоцении излучения непосредственно ГЛОС511НОЧ.

II) 3 результате взаимодействие глобина с зктйгириигнтмй молекулами рзстворекяоги кислорода (в синючетноу состоянии?)

Р,;,;.;Н1, -1"' • С* , ЙЪСО

ш) Зг-зимсвгяетвие глобина с фотодисеоциированным кислородом. Лз рассмотрения системы знэргеткческяс уровней ньо и " :-къ и возможных зэризягоз зкгсоцизцки видно, что' фотоотцеллончыг кислород нахонцстся либо з основном , .'лйи з первсу. воз-

^уи/доитт^^х ^-тл'-■' '>> (1 , \ 1 ' 1С.. Т'Т'У-У ■ Т ..., _ _ 1 ^ ;■;

дзз лутн точения роактки:

a) НЬО^ ——кь'+ -. КЬ'ГО

b) Ь-ЬО* -—нь"+ о2(315) -—Гохкь + 02{^5) Здесь ы" - 'зозе'у^денный нэлегзндироззнныд белок.

Следует ответить, что зсгяясэдхй в оог.ультз'те фотоинду-даровэнной дазпксш-екзщос ньо„ кислород, .участвуя в фотом-чк-фикэтт нь, обуслаз.п^нает раг:пщу в фстохжии между растворами кьо и особенно при низких отяоеительньа концентрациях

растзорекного кислорода.

Результаты исследования фотохимических преобразований нь

в сыворотке и в цельно» крови представлены в■ третьем разделе. Показано, что в целом система последовательных фотареакцкй нь остается и в этих. условиях принципиально такой ;ке, как и в мо-2?лы-.их системах. Сргзнениз значении квантовых выходов дото-¡т-еакции. нь в снвзроткэ к в йугфрнок растворе, однако, доказывает существование некоторых существенных различия в оф-фекгтвнооти фотопрэтесоы, связанных, судя по всему, с антиск-свдактпои акгазвостью сыворотки. На это, в частности, указывает, существенно более слабое, по сравнению с буферными растворами, влияние рзствсрзннсго кислорода на протекающие фото-прсцрссы. Эти ко а;пп£л£сидзн'п1ь!0 свойства сыворотки, вероятно, язля&тея ■ ¡ричинои ингибирсзлкин фотогемолиза крови при облучении светом с лгзл> им. Ь цедънз;: крови фотокодификаг^ия- белка-происходи' непосредственно в зритроцотах.

Определены значения квантовых выходов фотореакцаи в буферных растворах и в сыворотке крови (см табл. I и 2).

Таблица Т.

Значения квактовых выходов фетороакцил в буферных растворах

Дмиэ водны а.м> 1 Квактовы» выход реакции в 3 <1

кв.*. 4 1 о~ * у 2 0"В 2 ■ 1 О- 5 л ю"л

зоз-зхз 4 ю"4 ь ю"0 1 -10"° 4 10~ь

313-3 3 1 ю'5 — н ю"в

403 10"° 1 ю-° - г 10" '

гзе> г а о " 1 1 о"7 - 1 ю"7

ЕИВ 3 Ю- ' 3 ю-" - 10-°

и.'У 10 " < 10'" - < ю-

. Iайлкца а.

'Значения квантовых выходов фотсреакции нь в сыворотке крови

. длина волны (нм) Квантовый выход реакции 1 г 1 3

ю- а ■ 1 о'" н

303-31 :з . 4 10— ¿■ю- 1 ю-5

1 1о"= 1-ю- V ю-'

40Ь 1 1 О ° 1 • 1 и " 2 10 ■

4 за к'. ю ° у-ю й 1 1С"7

3; 1 о" о < ю"п

1 Б сывароткз крови рзздздить реакции 3 и 4 не удалось.

в •чйтпрвтом раздело второй главк приведены результат-.' исследования фтпнеструкцш нь. шкзззпч, что фСТСДОСТр.укцкя жяагг протекать как при юглсиряик свотэ lVKStoaoK, таи и током Осадка. Описываются дза игсжзнизмз фотсдострукони - .связанны;! и не связанный с нгшгаиед в растворю растворенного кислорода. '¡гатодоелгухци.ч нь сбуслэвлсичзя шгловдкток гема наблюдалась толысо з присутствии растворенного кислорода.

Полученные результаты газго.-.т-пт утверждать, что на фото-хигоюскто кодификации к фотодаструксиэ нь расходуется не более о.1 процента поглощенной эритроцитами энергии..

Дополнительно рассмотрен вопрос о фотиягдукяровжшгм гемолизе эритроцитов. Как известно (Д.й.Ровдлгате // "Фотобиология пивотнея клетки", Л. .Наука, iava, с. 23-34), супзствуш" два хохаяизкз отого процесса: прямой фотолиз лихгидов оритроци-тарных меморан (ааксимальнкй эффект при .ч<зю им) и фотосонск-билкзнровзннсе окисление с участием эндогенных порфиринов, Флапипов и ряда других соединении, сексиоилизируггдих мембрану к видимому свету, в нативных условиях наслюдалась, известная по лстературным данным, фотодеструкция эритроцитов коротковолновым УФ излучением. Однако, фотссэнсибилизировзкноя фотодеструкции,' наблюдавшейся в модельных системах, в цельной крови замочено не было, что объясняется высокой активностью натиьчтых антиоксидангнки систем крови.

В пятом разделе рассмотрена фотохимия сыворотки крови и растворов сывороточного альбумина под воздействием ультрафиолетового и видимого свота. Показано, что фотохимия сыворотки крови представляет собой суперпозицию превращения отдельных белков, присутствувдих в сыворотке. Экспериментальных данных, свидетельствующих о взаимосвязи этих процессов получено не е;ыло. Наиболее' вероятным основанием возможного наличия такой взаимосвязи, . кожйт служить рель кислорода в фотопроцсссах белков сыворотки. Под коротким УФ облучением (хеззо им) основной вклад в фотохимию сыворотки вносят фсгголрзврэдгния сывороточного альбумина. Про более длинноволновом возбуждении, на первое место выходят фотопреврзщзния свободного эьдогенного гемоглобина.

В шестом разделе второй главы рассмотрены возможные пути

- ta -

yT/JSî3Sî5S4 ко сгроходавг в тепло энергии, связанные с геког-лооидюу.

СукрстБ^ззгг.» двух путей дезссижиам лжгандаровзкяогс нь и воз0у«;»кказ состояния белкз. гоедпелоотелыю в состояния н.-*ат».> í: ньс'ло, ооус.таятдзшг наличие двух путец рокомэ;ша-

s) копосродственко в лигзпдр:овакныл: белок ; б) чорез ста-•дию кздагшягровзиного смолка. • Ьо втором случаз, промежуточный и&вгляугфойашши продукт нь" (тстрамер з н-четвертичной кон-форуа:д:и с локальной гемнои конформациод типа т) гороходжг в равновесное т-четвертичное состояние соршх ыагов в диапазоне •ЕрСМОН ОГ кгно- до хиллдсекукд. (J."í. РоО-юЬ, с. Poyart i, J.-L. i-»rv¿n ¡author» , laöö. v. M il, pp. 4049-4080? . На ПО — АООПЬ'с'КЗаЗН-НОТаСТЗО^'льнао состояния нь может в пределе бить взтрачено да оо^ погло:дзннои оолком пиергнн.

Здесь s® разйирзотея к вопрос возжаскоя роли синглетаого кислорода б оосуыдзеуых процессах.

В принципе, о;«гко, нельзя неклечить возхояассть иэдиф-д-нации асааЗрзквкх структур, к в частности комРраннодс скелета, юлзиулгпи сяйг.готеого кислорода. По сбоу.м временны»! характеристика:,". (время мязпи в воде поондка 3 мке) синглетный кислород кокет выступать в качество основы котастабильного хранения .поглощенной энерпж. Однако, даже принимая во вникание щвшцк-пизланую возможность генерирования синглетного кислорода в процессе фотолиза гемоглобина, его концентрация слишком низка, и представляется сомнительным, что вклад этого процесса в мо-тастзоильноэ храаозиэ энергии мог превышать I. процент от поглоданной знесгии.

3 третьей главз рассматривается влияние красного света па агрогоцкз зритроцитзв и, связанные с не:;, изменение формы клеток и их трансу.смЛрзнкого потенциала.

Ь нервом разделе описыватся метода ксслздовэяяк, а во втором и тротом разделах, соответственно, влияние красного лазерного и лампового монохроматического света на зркгроцитгр-ную агоегацкл.

Хикрсфатзгр^штжм исследованием сбрчзцоп облученной и кеоолученней. крови установлено, что -/здучекио не-ме лазера ий-

гязисувт ЧГрОГОЦИ1" ?р{ТГ,?С1ТГСТ» Дч VI 7. стгу.улигусг их СГГО-

мацигоз. Это свидетельствует ос: л:;:ее'";'

ОрИХрОГЛГПрППХ МГЖ)р?И И рГ. "ТО 7П«»СМ",М"{р!)НП0ГЛ пст^тгг/лп, ЧТО хорошо СОГЛаеуОТСЯ 0 РОЗ}'."!"'ОТГ:?"/, "ОЛУЧОПП'.'УИ ДЛЯ УИЧО-ХОНДОЙ!» ЮСТОХ хрыскнся НОЧСПГЛ (Ь. 1Л.. Сд:,а:-.; 1Г-,1'1

>Ы тл! у с. . дХ . /хгЬг;:; V. 1','У. N Ю. ГР-

Лхечзется, что вссстаг.сатозч'.о згрегздааппла спсссонуст/. эритроцитов, УГЧеТОШ'.ОИ ИЗЛучеН/.ОМ №?-№> лзтосз, ЯВЛЯОТСЯ лол-' ным. 13 ойдучещпкх сзразцзх нпйлвдалось т.*.кко существенное ос-лгшеюю яежзркгроцитэрнзго взт,сд,рястп,/.я. что и;:гляд:г) проявляется з значительно меньшем, но соззг'онн^ с поеалут.'Шйи образгня, колрлпстзв растянутых зретрогсстэггаге столонов, образующихся в результате подвихни частиц устакоьлнитсцслсл пс'ездостоуктуоы друг относительно друга. Показано, что ламповое облучение крови не вызывает подобных Пуфоктов. приводя, наобоиот, к .усилении межпригроцигавнсго чза;«олсйстп:'.р. и ноя1?-лсниу; большого количества гггггякутн! структур (см. табл.:').

Контрольные эксперименты в которых оср-зага.; крочи облучались ИК излучением (ксепооз.ч лампа, 1-3 икч) в дозах вполне яровызгаших поглощенные дозы красного света, и зкноричонты с сочетанным облучением светом н«»-мо лазора и ИК диапазона, показали, что пизкоиктенекзпее широкополосное ИК обучение но оказывает заметного воздействия на процесс агрегата! ар.трони-тов. Это еще раз подгворкдает тст факт, что наблодзваиозя аффекты ость эффекты, спязаянш со световым воздействием, а не с возможными изменениями температуры в образцах, и что разница аффектов, индуцируемых лазерным и ламповым светом но связана с облучением в Ж диапазоне.

Таблица 3.

Необученный (контрольный) образец

Облучение

Но-^е Хе -лампа

Относительное количество ке-агрогировавиих эритроцитов

Относительное колетество вытянутых цепочек

а ± У

О. ь ±0.3

В ± 3

й'-сдэтт-сгскь© результаты рассматриваются с точки зрения

теории KPXOpsirrilUK ЬОЗ^УЭДСШП'. фролета (Krohlich Н.уу in "Euo-

л; ■ j p'.,;y:.i..' to External : '..ui". ca by

K: >i\ll.:i. H. , lUbij, H<?idolbo:-g, pp. 1-24). КЗМОНСЦИО агрогэпкон-шх свойств t«irpoi^rcB' св^тельствуют об изменении пэляризо-вагшогта зритрещггарных кохорзя. Учитывая известную связь ?ор-• У..Л :ОЭТОК И ТРЗНСКСЖЙЗЭИНОГО • ПОТеНЦИЯЛЗ (К. ©laser. ot. аЗ . Х/' Dicnoti, LSioehim. Act А. 1'оЬУ, v.-47. pp. ) МОЖНО уТЕОрЖ-

деп-, что, вс крайней коре, у части ориггрэгаггов,' лззекоэ облучение нриваднг к росту трансмокбрэшюго потенциала и ггазрпо-л:кнзауип мембран;,:.

Радо:*, авторов была показана тесная связь транскемЗрзнного потенпиг.ла и акпшаоэти йчкунококпотеш'ных клеток. 11 частости, отмечается* что их актквацкя сопровождается ростом потен-шмя, т.е. гиперцолязацией клеточкой мембраны. Таким образок, м:.ж::с ирокголохаггь; что именно рост траксмембранного потенцка-ла кк^уаокомгт^нтньа клеток вслодотвии низкоинтенсивного лазерного излучения, лежкг в в основе сгимулдэовзиного иммунного апузка организма, пайладакдагося при лазерной терзгак.

С другой стороны,. существу ¡от данные показывающие высокое злаченую' общего потенциала ткани на аккумуляция в ней белых кр.ззша телец, - вплоть "до того, что наложением внеаШего поля коже вызывать резкую активизацию аккумулирования лимфоцитов

(.Mordonstrom B.E.W.// "Biologically Closed Electric Circuits",

iVpsbia, 1шз. p.). Лазерное излучение, меняющее злектро-(¿.изйгзоскио параметры клеток, могло бы приводить и Iе изменению общего потенциала облучаемой ткани, и. отот эффект мог бы стать необходимым связующим звеном в. объяснении,- например, выранен-ного прэтивоепа.яительного действия света Не-ыо лазера.

Четвертый раздел третьей"главы посвящен рассмотрению.некоторых, связанный с эрихроцитарной мембраной, механизмов возможного метастабильного хранения поглощенной энергии.

- Оценка энергоемкости изменении трзнсмембрэнногг; потенциала показывает, что она не превышает I'D"13 Дда (а в OA экпе-рнмзнтэх в одном эритроците поглощалось порядка 1-5\1СГ10 Дк). Учет ьэзмктлои злектрокомнрессш мембраны не меняет существенно этой цифры. Кроме того, хотя и нельзя исключить иопосрсдст-

- I ü -

воппсс изменение трзпсксжбрэшого потон'диагп э результата глп- • якздястпкя спртсясй полны с. кгэдбпчкоа (это достаточно :'л:с"ттл;1 процесс, которого проюлсдпкс оцглк:: дг-тг хэтсттяув ьтс-кени парлдка 0.1--1 мкс), это, вероятное, зторкчя'гл euerer, вызванный инду:зфаваппцу.и светом изменения":': п ионгоу грт.к--мембранном транс:торге.

Анализ времени развития ионных токоз через мл и к уппн'к кзиаш (массивной транспорт) показывает, чгл ксстояппда вро-' кони этих прогрессе судастпсчо бзльце одзни'д мхе - характерного времени использованной системы реп'страцк-л. Гак, в частности, характерное время развит;'.я вореткгго така мл канала составляет десятки микросекунд. Также слишком длительным прст;оо--сом оказывается и рззвкгко гротокнего транспорта через у.сморгну. Оценка энергоемкости ионного трдспортл за вркя порядка едагащ микросекунд дает величины потонггиальпо - запасаемо?. им снергки па уровне Г(Г"' £к, что с.удоствснко ни та оперли пог-лоиаваюяся в оркгронигзх в 0Л- экспоримонтах.

В целом, можно сделать в.ывод, что изменения истого трчп-сяорта и трансмембрзнного датсткздз вряд лк способны обссш-чигь быструю, за промена порядка ед. мке, аккумуляцию г.огло-шенноя световод энергии. И с этой точки зрения, зти поацоссы скорее всего вторичны.

В заключении, проводится краткое обсуждение и обозрение _ полученных результатов, вамочачггеп пути дальнейшее работы, приведены основные зэцищзомые положения работы.

В приложении приведены использовавшиеся в работе компьютерные программы и справочный материал, по вошедший в основной текст диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Показано, что фотохимия № в буферных растворах представляет собой сложную совокупность фоторсакция с участием по крайней мере-четырех форм белка и растворенного кислорода. Ой-

»

рС-ДСЛеЦЫ ЗИЛЧОШП 1шзктознх выходов фотореакцик.

1!рситонртриро»зпы различия фотсмод»{йхащк нь в оу~ ¡¡¿с-чих рзстэ'.рлх, сыворотке и цельной кропи (в состава зритро -и определены квантовые выходе фоторозкциа. з. Показано суп.зствзьзпио двух' механизмов фотодеструхции >:ь - зйвипяаего и но зависящего от раствороншго кислорода. "Показана ключявзя рель раствзронного кислорода з связанное е гохок белча фотодеструкьтии.

•5. изнарунено изменение" агрсгзционных свойств, транс.уом-бр-гййогс потенциала. и, формы эритроцитов .при лазерном ОО'ДуЧе-

ПИИ.

ь,<:гслтзкен механизм терапевтического воздействия светового излучения, опирэучгдася на фотеждуцированные изменена; оле:г:р<:физических параметров клоток.

■о. :оороткчеекп рассмотрены характер тепловыделения и генерации акустической тлны в среде с существенно неоднородным распределение?. показателя поглощения..

V. Определена доли энергии,.• во переходящая ь тепло, указан р::.д путей ее уталкзж$м В клетке и. овднепы величины их •энергетических ыдадов,••

Основные результаты опубликовав» в следующих работах:

1. Хэргсьев М.Ю. Шльков Б,В. "Фотощх^вращонкя форм гачоглс-би-бинл под докствисм ультрафиолетового и видимого излучения" // Нисхнжя, х'.З'л , т»«-в, м а, с.а/'г-асо а. Тарасьев М.Ю. йгльков В.В/ "Особенности фотохимических свойств геноглооиыа в нативдых условиях" П биохимия, хят , т.ье, к и, с.1-203-1 зои з. Тарасьсв МЛ)., ¿-ыльков В.В.- "О фотодеструкции гемоглобина" // Биофизика, , т.30, n 6, с.юуъ-юэо

-1. Л.Ь.е1а2о\'. Н. •'UUii.zaticm.er иоМ'е ЛЬкогЬес!

Ьпогру 1г. Нипшп ЕгуИ-ц-о'-у^з;" /у РгосеэсП оГ ,

V. ЕО_!7, рр.'39-УО