CC BY
56
УДК 615.849.19:002
ДИНАМИКА АКТИВНОСТИ ЖЕЛАТИНАЗ И РЕАКЦИЙ КРОВЕНОСНЫХ СОСУДОВ В ТКАНЯХ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ДЕСНЫ КРЫСЫ ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ИНФРАКРАСНОГО ДИАПАЗОНА
Е.Р. Гиниатуллина, Е.С. Головнева, Р.У. Гиниатуллин, Т.Г. Кравченко ОГУЗ ЦОСМП «Челябинский государственный институт лазерной хирургии», г. Челябинск
На беспородных половозрелых крысах с помощью биохимического и морфологического методов исследованы динамика активности желатиназ и реакций кровеносных сосудов в слизистой оболочке десны после воздействия инфракрасного лазерного излучения с длиной волны 970 нм и мощностью 0,5 Вт в непрерывном режиме. Анализ результатов количественных исследований показал достоверное увеличение активности желатиназ, диаметра сосудов и занимаемой ими площади на разных сроках эксперимента по сравнению контрольной группой, а также наличие сильной прямой корреляционной связи между активностью ферментов и показателями сосудов.
Ключевые слова: низкоинтенсивное лазерное излучение, слизистая оболочка десны, кровеносные сосуды, желатиназы.
Введение. Принято считать, что применение низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) инфракрасного диапазона в клинической практике определяется спектром его действия. Глубоко проникая в ткани, НИЛИ данного спектра приводит к активации физиологических процессов, как в условиях нормы, так и патологии [2]. Вместе с тем, многие вопросы, касающиеся физиологии адаптационных процессов, развивающихся в слизистой оболочке десны (СОД) на воздействие НИЛИ, в частности с длиной волны 970 нм и мощностью
0,5 Вт, остаются неизученными.
Из данных литературы известно, что желатиназы играют важную роль при адаптивных реакциях тканей на лазерное воздействие [3]. Желатиназы представляют собой цинксодержащие протеолити-ческие ферменты, способные к специфическому гидролизу всех основных белков экстрацеллюляр-ного матрикса, что необходимо для миграции различных клеток и участия их в активации реактивности кровеносных сосудов [5, 6]. Следовательно, уровень активности желатиназ в биологических тканях может являться одним из показателей функционального состояния сосудистого русла.
Цель работы - изучить динамику активности желатиназ и реакций кровеносных сосудов в СОД крысы после воздействия НИЛИ с длиной волны 970 нм и мощностью 0,5 Вт.
Методика. Исследование проведено на 30 здоровых лабораторных половозрелых крысах обоего пола массой 210-250 г. Опыты проводили в соответствии с приказом М3 СССР № 755 от 12.08.77 г. об обеспечении принципов гуманного
обращения с животными. Весь материал был разделен на две группы: 1-я - опытная (25 крыс), 2-я -контрольная (5 крыс). Все эксперименты проводили под внутримышечным введением золетила (2 мг/кг массы животного). Крысам 1-й серии опытов проводили однократное, дистанционное в непрерывном режиме лазерное облучение СОД в области левых и правых нижних моляров. Применяли излучение диодного лазера «ИРЭ-Полюс» (Россия) с длиной волны 970 нм, мощностью 0,5 Вт и экспозицией 30 с с обеих сторон.
Важно отметить, что указанные режимы лазерного излучения применяются в стоматологической практике [2, 4]. У животных 2-й группы лазерное облучение не проводилось. У крыс 1-й группы через 1 мин, на 1,3, 5, 7-е сутки после облучения, а также у крыс 2-й группы проводили биопсию в области левых и правых нижних моляров с помощью специального биопсийного форцепта, снабженного щипчиками («Karl Storz», Cermany). При этом диаметр биоптата составлял до 0,3 см. Один из биоптатов использовался для зимографического, другой - для гистологического исследования.
Суммарная активность желатиназ оценивалась методом прямой зимографии [7]. Гомогенат биоптата СОД в буфере (20 гпМ Са С12; 150 шМ Na Cl; 0,01 % Triton Х-100; 50 mM Tris - Cl, pH 6,8) наносили пробами по 10 мкл на предварительно подготовленный гель агарозы 1 % (ICN) на калце-вом буфере (20 mM Са С12; 150 mM NaCl; 50 тМ Tris - CL, pH 7,4) с добавлением 0,2 % желатина. Затем гели инкубировали при температуре 37 °С
Гиниатуллина Е.Р., Головнева Е.С.,
Гиниатуллин Р.У., Кравченко Т.Г.
в течение 16 часов, фиксировали 20 % уксусной кислотой и окрашивали 0,1 % раствором Coomassie Brilliant Blue R-250. Окрашенные зимограммы сканировали, на изображении определяли яркость области лизиса с помощью программы анализа изображения «Imagescope М».
Биоптаты СОД фиксировались в 10 % нейтральном растворе формалина, обезвоживались в спиртах возрастающей крепости, заливались в парафин. С парафиновых блоков готовились серийные срезы, которые окрашивались гематоксилином и эозином для количественной оценки кровеносных сосудов. С помощью компьютеризированной системы анализа цветового изображения и программы «Imagescope М» (Россия) под световым микроскопом («Leica», Germany) при увеличении в 400 раз подсчитывалась доля площади (%) среза, занятая кровеносными сосудами, и определялся их диаметр (мкм). Обработка цифровых данных проводилась методом вариационной статистики с применением U-теста Манна-Уитни [1]. Различия между сравниваемыми показателями считали достоверными при р < 0,05. Для изучения взаимосвязи между параметрами производился расчет коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Степень корреляции считалась сильной при величине коэффициента корреляции от 0,8 до 1,0.
Результаты исследования и их обсуждение. Количественные зимографические исследования биоптатов СОД показали (см. таблицу), что через 1 мин на 1,3, 5-е сутки после лазерного воздействия активность желатиназ достоверно увеличилась по сравнению с контрольной группой. Кроме того, активность данных ферментов на 5 и 7-е сутки после лазерного облучения была значительно выше по отношению к предыдущему сроку наблюдения.
Наряду с этим морфометрическое исследование гистологических препаратов СОД показало, что диаметр кровеносных сосудов через 1 мин, на
Динамика активности желатиназ и реакций кровеносных сосудов в тканях...
1-е и 3-и сутки после лазерного облучения существенно увеличился, а на 5 и 7-е сутки не отличался по сравнению с контрольной группой.
Кроме этого, через 1 мин и на 1-е сутки после лазерного воздействия регистрировалось значительное увеличение площади, занимаемой сосудами, в тканях СОД по сравнению с контрольной группой. Причем на 1-е и 3-и сутки отмечалось увеличение исследованного показателя, как и диаметра сосудов, по сравнению с предыдущим сроком опыта.
Путем вычисления коэффициента корреляции Спирмена нами были выявлены сильные положительные корреляционные связи между активностью желатиназ и диаметром сосудов через 1 мин и на 1-е сутки после лазерного облучения (г = 0,85 и г = 0,81 соответственно). В эти же сроки отмечена сильная прямая корреляционная связь между активностью желатиназ и площадью, занимаемой сосудами (г = 0,85 и г = 0,86 соответственно).
Результаты нашего исследования согласуются с данными литературы о последовательности развития биологических эффектов в ответ на действие НИЛИ [2]: поглощение энергии фотона внутриклеточными компонентами —► локальный нагрев тканей —*■ изменение концентрации Са2+ в тканях —► стимуляция Са 2± - зависимых адаптационных реакций: повышение синтеза и активности ферментов, активация метаболизма клеток и повышение их функциональной активности, активизация микроциркуляции и других реакций. Исходя из изложенного, становится понятным повышение функциональной активности желатиназ и реактивности кровеносных сосудов в тканях СОД крыс после воздействия НИЛИ инфракрасного диапазона.
Заключение. Таким образом, через 1 мин, на
1, 3, 5, 7-е сутки после однократного воздействия НИЛИ с длиной волны 970 нм, мощностью 0,5 Вт и экспозицией 30 с на СОД крысы, в облученных
Количественная характеристика активности желатиназ, диаметра и площади кровеносных сосудов в тканях СОД после лазерного облучения (М ± т)
Исследованный показатель Сроки наблюдения
КГ (п=5) 1 мин (п = 5) 1 сутки (п = 5) 3 сутки (п = 5) 5 сутки (п = 5) 7 сутки (п = 5)
Активность желатиназ, уел. ед. 145,6 ± 1,16 161,8 ± 1,95* 157,0 ±2,07* 158 ,4± 0,74* 152,6 ±2,24*'** 145,6 ± 2,24**
Диаметр сосудов, мкм 23,3 ± 0,3 35,3 ± 0,3* 30 ±0,2*'** 24,2 ± 0,49** 23,9 ± 0,8 21,6 ±2,03
Площадь, занимаемая сосудами, % 24,1 ±0,4 36,1 ± 0,3* 28,8 ±0,5*'** 21,3 ±0,86*'** 21,4 ±0,51* 21,2 ±0,37*
Примечание: КГ - контрольная группа; п - число животных; * р < 0,05 по сравнению с контрольной группой; ** р < 0,05 по сравнению с предыдущим сроком наблюдения.
Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура», выпуск 26
99
П роблемы здравоохранения
тканях регистрируется достоверное повышение активности желатиназ, что сопровождается увеличением диаметра кровеносных сосудов и занимаемой ими площади на ранних сроках опытов по сравнению с контролем. Наличие прямой сильной корреляционной связи между показателями активности желатиназ и кровеносных сосудов (диаметр и их площадь) позволяют рассматривать эти данные как взаимосвязано развивающиеся адаптационные реакции в тканях СОД, способствующие эффективному действию НИЛИ инфракрасного диапазона при использовании его в клинической стоматологии.
Литература
1. Автандилов, Г.Г. Основы количественной патологической анатомии/Г.Г. Автандилов. — М.: Медицина, 2002. - 238 с.
2. Амирханян, А.Н. Лазерная терапия в стоматологии / А.Н. Амирханян, С.В. Москвин. — М.; Тверь: Триада, 2008. — 72 с.
3. Кравченко, Т.Г. Реакция отдельных компонентов кроветворного микроспружения на воздействие высокоинтенсивного лазерного излучения в неповреждающих режимах: автореф. дис. ...
канд. мед. наук / Т.Г. Кравченко. — Челябинск, 2008.-22 с.
4. Сравнительная оценка воздействия на микроциркуляцию низкоинтенсивного импульсного и непрерывного лазерного излучения красного и инфракрасного диапазонов в комплексной терапии хронического парадонтита /Е.Н. Кречина, В.В. Маслова, А.В. Шидова, С.В. Москвин //Лазерная медицина. - 2009. - Вып. 2. - Т. 13. - С. 22-26.
5. Human mast cell - derived gelatinase В (matrix metalloproteinase-9) is regulated by inflammatory cytokines: role in cell migration / N. Girolamo, I. Indoh, N. Jackson et al. // J. Immunol. - 2006. - Vol. 177, №4. -P. 2638-2650.
6. Bellosta, S. Raloxifene inhibits matrix metal-loproteinases expression activity in macrophages and smooth muscle cells / S. Bellosta, R. Baetta, M. Ca-navesi et al. // Pharmacol. Res. — 2007. — Vol. 56, №2. -P. 160-167.
7. Tyagi, S. Temporal expression of extracellular matrix metalloproteinases and tissue plasminogen activator in the development of collateral vessels in the canine model of coronfry occlusion / S. Tyagi, S. Kumar, S. Cassat // Can. J. Physiol. Pharmacol. -1996. - Vol. 74. - P. 983-995.
Поступила в редакцию 15 сентября 2010 г.
