CC BY
10
УДК 631:533
МОДИФИКАЦИЯ КРИСТАЛЛОГЕННОЙ АКТИВНОСТИ СЫВОРОТКИ КРОВИ ГЕЛИЕВОЙ ХОЛОДНОЙ ПЛАЗМОЙ
Краснова С.Ю. -м.н.с., Мартусевич А.К. -д.б.н., Козлова Л.А.- аспирант
*Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»
Ключевые слова: холодная плазма, гелий, сыворотка крови, кристаллизация, биокристалломика
Key words: cold plasma, helium, blood serum, crystallization, biocrystallomics
В настоящее время холодная плазма приковывает к себе пристальное внимание специалистов в области биомедицины вследствие возможности ее применения в качестве саногенетического агента [1, 4-10]. В то же время в большинстве исследований акцент делается на антибактериальную активность холодной плазмы, которая показана в экспериментах как in vitro, так и in vivo [4-9]. Другие биологические и лечебные эффекты рассматриваемого фактора изучены значительно слабее и требуют комплексного подхода к их анализу с целью формирования общих представлений о характере реакции организма на воздействие холодной плазмы [1, 3, 10|.
Следует подчеркнуть, что основной объем работ в области плазменных технологий сфокусирован на задачах медицины [1, 10], тогда как ветеринарные аспекты вопроса практически не раскрыты. Дополнительно важно отметить, что большинство исследований, касающихся холодной плазмы, выполнены с использованием воздушного потока [1, 4-6, 9], газовый состав которого стандартизировать затруднительно. Кроме того, возможно, что применение чистых газов-носителей плазмы способно трансформировать эффект изучаемого агента в отношении биологических систем.
В связи со всем вышеперечисленным целью работы служила оценка модулирующего действия гелиевой холодной плазмы на кристаллогенные свойства сыворотки крови.
Материалы и методы
исследований. Материалом данного исследования послужили образцы крови 10 здоровых добровольцев. Каждый образец крови делили на 3 равных порции (по 3 мл), первая из которых являлась интактной (с ней не проводили ни каких манипуляций), вторая и третья обрабатывались потоком гелиевой холодной плазмы в течение 1 и 3 минут соответственно. Гелиевая плазма генерировалась специальным устройством, разработанным в институте прикладной физики РАН (г. Нижний Новгород) и использующем принцип СВЧ-ионизации газа. Перед проведением кристаллоскопического исследования все образцы биологической жидкости центрифугировали по стандартной методике до получения плазмы. Далее изучали собственную кристаллогенную активность плазмы крови методом классической кристаллоскопии [2]. Описание дегидратированных образцов плазмы крови производили морфологически и с применением системы визуаметрических параметров, характеризующих качественные и количественные стороны процесса кристаллизации биосреды (кристаллизуемость, индекс структурности, степень деструкции фации, выраженность ее краевой зоны). Статистическую обработку результатов с использованием программы Stalistica 6.1 for Windows.
Результаты исследований.
Проведенное кристаллоскопическое исследование позволило верифицировать наличие модулирующего эффекта
гслиевои низкотемпературной плазмы в отношении физико-химических параметров изучаемой биологической жидкости - плазмы крови практически здоровых людей. Морфологически в кристалло-скопической фации интактной биосреды обнаруживали относительно регулярную структуру, фрагментирован-ную аркообразными разломами. В микропрепарате присутствуют единичные одиночные кристаллические элементы с умеренной степенью деструкции. При этом краевая зона высушенных образцов крови сформирована, но отличается сравнительно небольшим диаметром. Равномерность распределения
структурных элементов по
микропрепарату умеренная. В
микропрепаратах изучаемой биосреды после 1 минуты обработки гелиевой холодной плазмой наблюдали
существенную морфологическую
перестройку по сравнению с интактными образцами. Эти особенности заключались, в частности, в регуляризации обшей структуры фации, что в первую очередь обеспечивалось формированием
регулярных центростремительных линейных разломов, фрагментирующих образец на равные отдельности. Кроме того, проведение обработки в данном режиме способствует умеренному иарастанию активности кристаллообразования. Также в этих образцах имело место расширение краевой зоны, сопровождающееся оптимизацией ее структуры и полным^
■ XII (3 мин
- □ контроль
0.36
О ХП(1 ад
отсутствием кристаллических включении. Все элементы микропрепарата либо практически не имеют признаков деструкции, либо последние выражены минимально. Увеличение
продолжительности обработки крови холодной гелиевой плазмой до 3 минут индуцирует в фациях данной биологической жидкости аналогичные предыдущему случаю особенности, но выделяется ряд принципиальных отличий. Во-первых, при сохранении регулярности структуры разломов их плотность существенно снижается. Они становятся менее правильными по направленности. Во-вторых, значительно увеличивается количество образующихся
кристаллических элементов, причем они имеют средний уровень разрушения, чего не фиксировали ни в интактных образцах, ни после 1 -минутного воздействия гелиевой холодной плазмы. Краевая зона микропрепаратов плазмы крови минимальна, хотя и имеет относительно правильную структуру. Таким образом, морфологически обнаруживается
модулирующий эффект гелевой холодной плазмы на кристаллогенные свойства сыворотки крови, являющийся функцией от времени обработки биологической жидкости.
ХП (3 мин); НС: 0.02
"О контроль: ИС:-
О"* ХП (1 м ИС: 0.
Рисунок 1 - Кристаллизуемость и индекс структурности в кристаллограммах сыворотки крови при ее обработке холодной плазмой (Кр - кристаллизуемость, ИС - индекс
структурности, ХП - холодная плазма; «*» - различия по сравнению с контрольным образцом статистически значимы, р<0,05)
После морфологического описания кристаллических фаций биологической жидкости в изучаемых условиях далее был произведен визуамегрический анализ микроирепаратов. По основному количественному критерию - кристаллизуемое™ - выявлена прямая зависимость между продолжительностью действия холодной гелиевой плазмы и действием параметра (рис. Г). В частности, при одноминутной обработке биологической жидкости рассматриваемым фактором отмечали расширение краевой зоны на 50% относительно интектного образца, тогда как при длительном воздействии (3 минуты) уровень показателя возрастал в 2,97 раза (р<0,05 по отношению к контролю), превышая в условных
единицах, что соответствует 10-20 кристаллам в краевой зоне. Кроме того, были зафиксированы статистически достоверные различия между выбранными режимами обработки (р<0,05).
Иная динамика ответа была обнаружена в отношении качественного параметра кристаллоскопического теста, свидетельствующего о сложности структуропостроения элементов фапии. Выявлено, что воздействие гелиевой холодной плазмы в течение 1 минуты умеренно, на уровне тенденции снижает данный показатель (р<0,1), в то время как трехкратное увеличение продолжительности действия фактора приводит к резкому нарастанию уровня индекса структурности (в 2,3 раза; р<0,05 по сравнению с интактным образцом).
-Д контроль:
СД
»а
§
я 1С
£
,38
ХП £ мин): СДФ; 1.16
Ш (I м) [СДФ; 0
!
ХП(1 мин);
Рисунок 2 - Степень деструкции фации и выраженность краевой зоны в фациях сыворотки крови при ее обработке холодной плазмой (Кр - кристаллизуемость, ИС - индекс
структурности, ХГ1 - холодная плазма; «*» - различия по сравнению с контрольным образном статистически значимы, р<0,05)
Неодинаковый характер ответа на обработку холодной гелиевой плазмой был продемонстрирован для других оценочных показателей - степени деструкции фации и выраженности краевой белковой зоны (рис. 2). В частности, степень
правильности процессов
кристаллообразования в микропрепаратах сыворотки крови при обоих изучаемых воздействиях снижалась (р<0,05 для обоих случаев относительно контрольного образца), однако это происходило
значительно более выражение при экспозиции в 1 минуту (в 2,6 раза против 1,19 раз при трехминутной обработке холодной плазмой).
Размеры краевой зоны, оцениваемые с помощью соответствующего показателя, значимо повышались лишь в режиме более короткою воздействия холодной плазмы (на 37,7%; р<0,05 по сравненшо с интактным образцом), тогда как увеличение времени обработки образцов крови нивелировало этот эффект.
Заключение. В целом, проведенное исследование позволило родемонст-рировать выраженную модулирующий эффект холодной гелиевой плазмы в отношении кристаллогенных свойств сыворотки крови человека. При этом установлено, что имеет место дозозависимость реакции изучаемой характеристики биосреды на данное воздействие, причем более оптимальным представляется ответ последней на менее продолжительную обработку (1 мин).
ЛИТЕРАТУРА:
1. Алейник, А.Н. Плазменная медицина / А.Н. Алейник. - Томск: Изд-во ТПУ, 2011.-45 с.
2. Мартусевич, А.К. Биокристалломика в молекулярной медицине / А.К. Мартусевич. - СПб.: Издательство СПбГМУ, 2011. -112 с.
3. Мартусевич, А.К. Влияние гелиевой холодной плазмы на параметры окислительного метаболизма крови in vitro / А.К. Мартусевич, А.Г. Соловьева, Д.В. Янин, А.Г. Галка. С.Ю. Краснова // Вестник новых медицинских технологий. -2017.-Т. 24. -№3.-С. 163-166.
4. Alkawareek, M.Y. Potential cellular targets and antibacterial efficacy of atmospheric pressure non-thermal plasma / M.Y. Alkawareek, S.P. Gorman, W.G. Graham, B.F. Gilmore // Int J. Antimicrob. Agents. - 2014. - Vol. 43. - P. 154-160.
5. Alshraiedeh, N.H. Eradication and phenotypic tolerance of Burkholderia cenocepacia biolilms exposed to atmospheric pressure non-thermal plasma / N.H. Alshraiedeh, S. Higginbotham. P.B. Flynn et al. // Int. J. Antimicrob. Agents. - 2016. - Vol. 47. - P. 446-450.
6. Butscher, I). Plasma inactivation of bacterial endospores on wheat grains and polymeric model substrates in a dielectric barrier discharge / D. Butscher, D. Zimmermann et al. // Food Control. - 2016. -Vol. 60. - P. 636-645.
7. Dobrvnin, D. Physical and biological mechanisms of direct plasma interaction with living tissue / D. Dobrynin, D. Fridman, G. Friedman. A. Fridman // New .T. Phys. - 2009. - Vol. 11. - P. 1-26.
8. Ermolaeva. S.A. Bactericidal effects of non-thermal argon plasma in vitro, in biofilms and in the animal model of infected wounds / S.A. Ermolaeva, A.F. Varfolomeev, M.Yu. Chernukha et al. // J. Med. Microbiol. - 2011. - Vol. 60. - P. 75-83.
9. Flynn, P.B. Potential cellular targets and antibacterial efficacy of atmospheric pressure non-thermal plasma / P.B. Flynn, A. Busetti, E. Wielogorska et al. // Sci. Rep. - 2016. - Vol. 6. - P. 26320.
10. Kong, M.G. Plasma medicine: an introductory review / M.G. Kong, G. Kroesen, G. Morlill et al. // New .1. Phys. -2009.-Vol. 11.-P. 115012.
МОДИФИКАЦИЯ КРИСТАЛЛОГЕННОЙ АКТИВНОСТИ СЫВОРОТКИ КРОВИ ГЕЛИЕВОЙ ХОЛОДНОЙ ПЛАЗМОЙ
Краснова С.Ю., Мартусевич А.К., Козлова Л.А.
Резюме
Целью работы служила оценка модулирующего действия гелиевой холодной плазмы на кристаллогенные свойства сыворотки крови. Эксперимент выполнен на образцах крови 10 здоровых добровольцев. Каждый образец крови делили на 3 равных порции (по 3 мл), первая из которых являлась интактной (с ней не проводили ни каких манипуляций), вторая и третья обрабатывались потоком гелиевой холодной плазмы в течение 1 и 3 минут соответственно. Проведенное исследование позволило продемонстрировать выраженный модулирутощий
эффект холодной гелиевой плазмы в отношении криеталлогенных свойств сыворотки крови. При этом установлено, что имеет место дозозависимость реакции изучаемой характеристики биосреды на данное воздействие, причем более оптимальным представляется ответ последней на менее продолжительную обработку (1 мин).
MODIFICATION OF CRYSTALLOGENIC ACTIVITY OF BLOOD SERUM BY COLD
HELIUM PLASMA
Krasnova S.Yu., Martusevich A.K., Kozlova L.A.
Summary
The aim of this study was estimation of modulating effect of cold plasma on cry stall ogenic properties of blood plasma. Our experiment was carried on 10 blood specimens from healthy volonteers. Each specimen was divided into 3 portions. First portion was control (without any manipulatons), and second and third portions were processed with flow of cold helium plasma (processing time -1 and 3 min., respectively). This study demonstrated clear modulating effect of cold helium plasma on crvstallogenic properties of blood serum. In addition, we fixed dose-dependent action of this agent on response of biological fluid. It was stated that more optimal response to processing was characterized for faster manipulation (1 min.)
УДК 636.22/.28.033; 636.22/.28.034
АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ СЫВОРОТКИ КРОВИ У КОРОВ РАЗЛИЧНЫХ
ГЕНОТИПОВ
Крупин Е.О. - к.в.н.. Тагиров М.Ш. - д.с/х.н., академик АН РТ
ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр
Российской академии наук»
Ключевые слова: животные, корм, гены, кровь, метаболизм
Keywords: animal feed, genes, blood, metabolism
Интерьерная оценка животных но показателям крови необходима для определения племенных качеств животных и прогнозирования их продуктивности. Основные направления обмена веществ в организме животных регулируются ферментами, ключевыми из которых являются авпартат- и алинин-аминотрансферазы (ACT и АЛТ), альфа-амилаза. щелочная фосфатаза (ЩФ) и др. Исследователями установлено, что интерьерно-комплемеитарный метод
отбора или селекция с учетом сопряженных параметров важнейших ферментов крови у животных основывается на суммирующем продуктивном эффекте [3].
Интенсификация отрасли животноводства
в последнее время сопровождается сокращением продолжительности
хозяйственного использования
высокопродуктивных молочных коров вследствие снижения репродуктивных показателей и роста числа различных заболеваний [5, 7]. Нередко причиной выбраковки животных являются модифицированные метаболические
процессы. которые обусловливают перераспределение поступающих в организм питательных веществ в пользу производства молока в ущерб энергетическим резервам тела и воспроизводительной способности. Очень часто указанные расстройства являются следствием не сбалансированного кормлс-
