CC BY
42
УДК 613.168:613.6-02:616.419-092.9 А.В. Широкова, Е.Ю. Сергеева,
Н.В. Сергеев, Н.В. Цугленок
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕМБРАНОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ
ЧАСТОТЫ НА КЛЕТКИ КОСТНОГО МОЗГА МЫШЕЙ
В работе представлены результаты действия магнитных полей на костный мозг мышей.
Действие магнитного поля с частотой 66 кГц при расстоянии до источника излучения 0,5 м, по показателям фазово-контрастной микроскопии, приводит к достоверному уменьшению морфологически неизмененных клеток, достоверному увеличению клеток с морфологическими признаками терминального блеббинга и некроза.
Ключевые слова: мышь, мозг, действие, магнитное поле, фазово-контрастная микроскопия, блеббинг.
A.V. Shirokova, E.Yu. Sergeeva, N.V. Sergeev, N.V. Tsuglenok RESEARCH OF MEMBRANE AND TOXIC EFFECT OF THE COMMERCIAL FREQUENCY MAGNETIC FIELD ON THE MICE MARROW CELLS
The results of the magnetic field effect on mice marrow are given in the article.
According to the phase-contrast microscopy indicators, 66 Kc frequency magnetic field effect leads to morphologically intact cell significant decrease and significant increase of the cells with morphological features of terminal blebbing and necrosis when distance to the radiation source is 0,5 m.
Key words: mouse, brain, effect, magnetic field, phase-contrast microscopy, blebbing.
Различные источники высокочастотных магнитных полей, в настоящее время широко используемые в промышленности, оказывают выраженное влияние на организм человека [2,5]. Существует большое количество информации о биологических эффектах магнитных полей, но эти данные носят разрозненный и противоречивый характер [4].
Целью данного исследования является изучение мембранотоксического действия магнитных полей с частотой 66 кГц по показателям фазово-контрастной микроскопии в суспензии клеток костного мозга мышей.
Задачи исследования
1. Определить количество морфологически неизмененных клеток при воздействии магнитного поля в течение 15, 30, 60 мин и расстоянии до источника излучения 0,5 и 2,5 м.
2. Выявить количество клеток с морфологическими признаками начального блеббинга при воздействии магнитного поля в течение 15, 30, 60 мин и расстоянии до источника излучения 0,5 и 2,5 м.
3. Определить количество клеток с морфологическими признаками терминального блеббинга при воздействии магнитного поля в течение 15, 30, 60 мин и расстоянии до источника излучения 0,5 и 2,5 м.
4. Выявить количество клеток с морфологическими признаками некроза при воздействии магнитного поля в течение 15, 30, 60 мин и расстоянии до источника излучения 0,5 и 2,5 м.
Методы исследования
В работе использовались белые беспородные мыши массой 20-25 г, животные содержались на стандартной диете при 12-часовом световом режиме. Процессы блеббинга плазматической мембраны изучали методом фазово-контрастной микроскопии. Под иммерсией (х 900) анализировали по 200 клеток в каждом препарате. Концентрация клеток в растворе Хенкса была 10 6/мл, эксперименты проводились при температуре 20 °С [3]. В качестве источника промышленных магнитных полей использована установка высокочастотная для индукционного нагрева на базе генератора высокочастотного транзисторного ВГТ5-25/66 со следующими характеристиками: частота колебаний магнитного поля 66 кГц, напряженность магнитного поля в
непосредственной близости к установке 500 А/м. Статистическая обработка результатов проведена с использованием 1-критерия Стьюдента.
Результаты исследования
При действии магнитного поля с данными параметрами и расстоянии до источника излучения, равном
0,5 м, выявлено достоверное уменьшение морфологически неизмененных клеток и достоверное увеличение клеток с морфологическими признаками терминального блеббинга и некроза (табл. 1).
Таблица 1
Динамика количества морфологически неизмененных клеток, клеток с морфологическими признаками начального, терминального блеббинга и некроза в суспензии клеток костного мозга
при расстоянии до источника излучения 0,5 м
Время воздействия, мин Контроль, % (п= 30) Магнитное поле (п= 30)
а5 і а5 а> 1 £ аэ X ’! * £ ю 5*8 1 £ Терминальный блеббинг Некроз Неизмененные клетки ’! * £ ю Терминальный блеббинг з о р !а£ е Н
0 95,6±0,19 2,8±0,17 1,5±0,67 0,1±0,33 95,6 ± 0,19 2,8±0,17 1,5±0,67 0,1±0,33
15 92,1±0,71 2,9±0,18 2,1±0,81 2,9±0,14 84,5 ± 0,49 3,5±0,44 7±0,17 5±0,26
30 87,5±0,34 3,9±0,31 5,1±0,12 3±0,44 76 ± 0,18 5±0,75 8,6±0,88 10,4±0,14
60 88±0,31 4±0,91 5,2±0,33 3±0,37 СО ,5 0~ ± 5 6 6,5±0,46 12,7±0,55** 15,8±0,79**
Примечание: достоверность отличий от контроля здесь и далее обозначена ** Р<0,01; п - объем выборки.
При этом количество морфологически неизмененных клеток в суспензии клеток костного мозга мышей достоверно снижалось в 1,4 раза; количество клеток с морфологическими признаками терминального блеббинга увеличивалось в 2,4 раза, некротических клеток - в 5,2 раза.
Действие магнитного поля с данными параметрами и расстоянии до источника излучения, равном 2,5 м, не приводило к достоверным изменениям количества морфологически неизмененных клеток, клеток с морфологическими признаками начального, терминального блеббинга и некроза (табл. 2).
Таблица 2
Динамика количества морфологически неизмененных клеток, клеток с морфологическими признаками начального, терминального блеббинга и некроза в суспензии клеток костного мозга
при расстоянии до источника излучения 1,5 м
Время воздействия, мин Контроль, % (п= 30) Магнитное поле (п= 30)
Неизмененные клетки Начальный блеббинг Терминальный блеббинг Некроз Неизмененные клетки 'ІІ 3! -0 иэ | ¿3 Терминальный блеббинг Некроз
0 95,6 ± 0,19 2,8± 0,17 1,5±0,67 0,1±0,33 95,6 ± 0,19 2,8±0,17 1,5±0,67 0,1±0,33
15 9 2, ± 0, 71 2,9±0,18 2,1±0,81 2,9±0,14 91 ± 0, 61 3,9±0,54 2,1±0,12 2,9±0,17
30 87,5 ± 0,34 3,9±0,31 5,1±0,12 3±0,44 85,4 ± 0,14 4,9±0,32 6,1±0,24 3,1±0,56
60 ,31 о~ +1 8 8 4±0,91 5,2±0,33 3±0,37 2 ,2 о~ +1 6 8 6±0,61 4,1±0,36 4,1±0,22
Каковы же механизмы, лежащие в основе блеббинга, отражающего цитотоксическое действие магнитных полей с данными параметрами? Так, в разное время в качестве ключевых событий, приводящих к такого
рода повреждению мембран клетки, выдвигались кальциевый дисбаланс, повреждение белков цитоскелета, истощение запасов АТФ [1]. В общем случае блеббинг ассоциируется с развитием окислительного стресса в клетке, истощением внутриклеточного пула восстановленного глутатиона, окислением тиоловых групп трансмембранных белков, реорганизацией цитоскелета, что нарушает ключевые мембран-цитоскелетные взаимодействия. Развитие блеббинга определяется способностью актина цитоскелета полимеризоваться, что контролируется степенью окисления и рибозилирования белка. Существенный вклад в процесс блеббинга вносит активность киназы легкой цепи миозина: микроинъекция в клетки каталитически активной формы этого фермента индуцирует блеббинг клеточной мембраны. Существуют экспериментальные подтверждения того, что в механизме развития этого феномена участвует один из малых ГТФ-связывающих клеточных белков - Rho, обеспечивающий стимуляцию Rho-киназы, которая фосфорилирует и инактивирует фосфатазу легкой цепи миозина. Rho-белки вовлечены в перестройки цитоскелета при физиологических состояниях (например, адгезия, агонист-индуцируемые клеточная подвижность и изменение формы клетки). Известно, что Rho-киназа (кальций-независимый фермент) и киназа легкой цепи миозина (кальций-зависимый фермент) фосфорилируют легкую цепь миозина по одним и тем же остатками серина, что определяет существование альтернативных путей регуляции функциональной активности этого белка [1,3]. Существуют данные о том, что действие магнитных полей меняет конформацию белка и регулирует активность белковых структур [2]. Таким образом, один из механизмов инициации блеббинга при действии магнитных полей может заключаться в активации ферментов, играющих ключевую роль в реализации процесса блеббинга.
Индукторы окислительного стресса способны нарушать структуру фокальных комплексов адгезии за счет стимуляции активности кальпаина, приводящей к деградации талина и а-актина, результатом чего является блеббинг. Оксиданты вызывают транслокацию филамина (белка, участвующего в прикреплении актина к белкам мембраны) из плазматической мембраны в цитоплазму, перераспределение интегринов из участков адгезии к апикальной и латеральной поверхности клетки, активацию киназы легкой цепи миозина и фосфорилирование этого белка, а также окислительное повреждение актина. Адгезия мембраны и цитоскелета и степень напряжения клеточной мембраны влияют на силу взаимодействия между мембраной и белками цитоскелета, которая значительно снижена в участках формирования пузырей. Это снижение происходит за счет нарушения мембран-цитоскелетной адгезии. В процессе блеббинга основной составляющей силы связи между мембраной и цитоскелетом остается собственно натяжение мембраны. Последнее одинаково по всей поверхности клетки и не преобладает в апикальной ее части, где в интактных клетках выше плотность структур цитоскелета. Известно, что при действии магнитных полей происходит образование веществ, обладающих прооксидантным действием. Таким образом, индукция окислительного стресса и каскад процессов, сопровождающих его, может играть одну из важных ролей в механизме развития блеббинга при действии магнитных полей с используемыми параметрами.
Существуют данные, что действие магнитных полей приводит к увеличению концентрации ионов Са2+ в цитоплазме клеток [2]. Известно, что ионы Са2+ могут выступать в роли цитотоксического агента через механизмы несбалансированного внутриклеточного накопления Са2+. Критериями нарушения внутриклеточного кальциевого гомеостаза являются модификация мембранной проницаемости для Са2+, изменение концентрации ионизированного Са2+ в цитоплазме и нарушение процессов внутриклеточного депонирования Са2+. Участие ионов кальция в патогенезе блеббинга заключается, по-видимому, в активации Са2+ - зависимых ферментов деградации и формирования локального ионного и энергетического дисбаланса вследствие нарушения дыхательной активности и катион-буферной функции митохондрий. Кроме того, каль-ций/кальмодулин необходимы для активации киназы легкой цепи миозина.
Таким образом, воздействие магнитного поля с используемыми параметрами инициирует блеббинг, механизмы развития которого могут быть связаны с целым рядом процессов, отражающих локальный энергетический, окислительно-восстановительный и ионный дисбаланс в примембранных доменах клетки. Важное значение может иметь изменение конформации белков, отражающееся в активации ферментов, играющих ключевую роль в патогенезе блеббинга. Необходимо также принимать во внимание развитие окислительного стресса, к которому может привести инициация образования свободных радикалов при действии магнитных полей с используемыми параметрами. Также определенную роль в механизмах блеббинга может иметь изменение концентрации ионов Са2+.
Литература
1. Егорова А.Б. Молекулярные механизмы окислительного стресса в клетках нервной системы // Экстремальные состояния клеточных систем. - М.: Медицина, 2000. - С.344-356.
2. Системы комплексной электромагнитотерапии / А.М. Беркутов [и др.]. - М.: Бином, 2000. - 186 с.
3. Fackler O.T., Gross R. Cell motility through plasma membrane blebbing // The Journal of Cell Biology. -
2008. - № 6. - P. 879-884.
4. Future needs of occupational epidemiology of extremely low frequency electric and magnetic fields: review and recommendations / L. Kheifets [et al.] // Occupational and Environmental Medicine. - 2009. - № 66. -P. 72-80.
5. Helhel S., Ozen S. Assessment of occupational exposure to magnetic fields ih high-voltage substantions (154/34. 5 kV) // Radiation Protection Dosimetry. - 2008. - № 128(4). - P. 464-470.
---------♦'-----------
УДК 619:616.5-002:636.7 В.В. Палунина, Н.С. Трошева
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ЭФФФЕКТИВНОСТЬ СЕРНО-ДЕГТЯРНОЙ И СЕРНО-АСД-3 ЭМУЛЬСИЙ ПРИ ЛЕЧЕНИИ ИНФЕКЦИОННЫХ ДЕРМАТИТОВ У СОБАК
В работе представлены результаты лечебной эффективности заболеваний кожи у собак. Установлено что применение в схеме лечения затяжных дерматитов серно-дегтярной эмульсии способствует более быстрому выздоровлению животных в сравнении с серно-АСД-3 эмульсией и зоодермом. Ключевые слова: собака, болезни кожи, лечение, серно-дегтярная эмульсия.
V.V. Palunina, N.S. Trosheva
COMPARATIVE EFFICIENCY OF PICIS SULFURATUM AND ASD-3 SULFURATUM UNGUENTS IN THE PROCESS OF DOG INFECTIOUS DERMATITIS TREATMENT
The results of dog skin disease medical efficiency are given in the article.
It is determined that picissulfuratum unguent application in the regimen oflingeringdermatitis treatment promotes faster animal recovery in comparison with ASD-3sulfuratumunguentand zooderm.
Key words: dog,dermatoses, treatment, picissulfuratum unguent.
Микроорганизмы (бактерии, грибы и др.) могут быть как первичным фактором в возникновении болезней кожного покрова у животных и человека, так и осложнять течение патологического процесса, возникающего на фоне паразитарных болезней, аллергических, гормональных нарушений, гепатопатии, новообразований (Авдиенко В.А., 2005; Гинтовт Е.А., 2004; Глотова, Т.И., 2001; Зузова, А.П. с соавт., 2005; Карпецкая, Н.Л., 1999; Мокроносова М.А., 1999; Фирсов, Н.Ф. с соавт., 2006; Шагаев, Д.В., 2003). Помимо общей (системной) терапии таких заболеваний применяют местное лечение. Однако, несмотря на многочисленные предложения, дерматиты довольно часто приобретают длительное рецидивирующее течение. Поэтому поиск новых средств лечения поражений кожи, а также сочетанное применение уже известных в оптимальных концентрациях имеет важное значение.
Цель работы. Изучение лечебной эффективности серно-дегтярной эмульсии (СДЭ) и серно-АСД-3 эмульсии (С-АСД-3Э) в сравнении с зоодермом при инфекционных дерматитах у собак.
Материалы и методы исследования
Опыт проведен на 27 собаках с затяжным (более 3-х недель) течением дерматита. Животных набирали последовательно, распределяли в группы (п=9) по принципу аналогов: учитывали возраст, породу, вес, тип питания, условия содержания, длительность болезни до первичного приема.
Всем собакам назначали общее лечение: антигистаминные препараты, гепатопротектор (ЛИВ-52), иммуномодулятор (фоспренил).
Очаги поражения на коже обрабатывали одним из препаратов два раза в день: у собак опытных 1 -й группы (п=9) серно-дегтярной эмульсией; у животных 2-й группы (п=9) - серно-АСД-3 эмульсией. Собакам контрольной группы (п=9) участки поражений на коже обрабатывали зоодермом. За животными вели наблюдение в течение 40 дней. Учитывали выздоровление (сроки исчезновения клинических признаков). До начала лечения и на 30 день опыта брали смывы (после удаления корочек), а также волосы, корочки для проведения бактериологических и микологических исследований.
