CC BY
95
© А. г. Васильев, Н. В. Хайцев, А. а. Кравцова, г. а. Васильев, а. П. трашков, Н. л. малютина
ГБОУ ВПО СПбГПМА Минздравсоцразвития России
Резюме. В опытах на белых крысах осуществлялся поиск механизмов влияния лазерного излучения, вызывающих феномен «неспецифическая резистентность». Рассмотрены три варианта проявления состояния повышенной неспецифической резистентности: 1. Повышение устойчивости после длительной тренировки к гипоксии; 2. Возрастание резистентности при стрессе; 3. Состояние неспецифически повышенной резистентности под влиянием адаптогенов. Обнаружено влияние лазерного излучения на пероксидазную и каталазную активность крови, функциональную активность гипофиз-адреналовой системы. При острой гипоксической нагрузке показано независимое действие лазерного излучения и экстракта корня женьшеня. Выявлено торможение опухолевого роста (лимфосаркома Плисса) и увеличение продолжительности жизни больных животных как эффект лазерного излучения, аналогичный действию акклиматизации к гипоксии.
Ключевые слова: низкоинтенсивное лазерное излучение, неспецифическая резистентность, гипофиз-адреналовая система, опухолевый рост.
УДК: 616-092.9/-006+612.017.1
НИЗКОИНТЕНСИВНОЕ ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И МЕХАНИЗМЫ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ
Несмотря на довольно широкое использования лазерного излучения в медицине [25, 29], далеко не все аспекты его действия сегодня ясны. Особенно противоречивы взгляды на механизм действия низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) [33]. Достаточно подробно изучены сосудорасширяющий, противовоспалительный и анальгезирующий эффекты НИЛИ, его способность усиливать обменные процессы, повышать иммунитет и стимулировать пролиферативную активность [21, 32]. В то же время конкретные механизмы этих эффектов далеко не всегда понятны.
По мнению некоторых исследователей, значимость когерентности и поляризованности в биологическом эффекте НИЛИ минимальна [9, 22]. Говоря о действующих факторах НИЛИ необходимо выделить непосредственно лазерные (электромагнитное излучение, термическое и механическое воздействие) и факторы, определяемые свойствами облучаемого биологического объекта — оптические, электрические, акустические, механические, биохимические и другие физико-химические свойства тканей [27, 34]. Литературные данные свидетельствуют о возникновении под воздействием НИЛИ изменений на всех уровнях организации живого объекта: субклеточном, клеточном, тканевом, органном и системном.
В зависимости от конкретного сочетания действующих факторов НИЛИ может регистрироваться как активация отдельных функций организма, так и угнетение, а иногда и отсутствие существенных изменений [9, 22].
Многофакторность влияния НИЛИ не исключает, однако, наличия общего механизма его действия на уровне организма, что подтверждается многообразием патологических состояний, при которых НИЛИ оказывает благотворное воздействие. В настоящем исследовании речь пойдет о возможных механизмах влияния лазерного излучения на возникновение такого феномена как «неспецифическая резистентность». Представляется, что этот феномен чрезвычайно важен для формирования фенотипи-ческой адаптации организмов с филогенетически сложившимися системами нервной и гуморальной регуляции. Понимание наиболее общих интегральных механизмов процесса приспособления, вне зависимости от иерархической принадлежности таксона, раскроет стратегические возможности как физиологической, так и генотипической адаптации.
Описано по меньшей мере три основных варианта проявления состояния повышенной неспецифической резистентности. Дальнейшее изложение результатов собственных экспериментальных исследований и литературных данных о механизмах действия НИЛИ будет проводиться в соответствии с этими гипотезами.
Повышение устойчивости к целому ряду повреждающих агентов возникает при длительной тренировке к достаточно сильным, но не чрезмерным воздействиям: гипоксии, физической нагрузке, низким температурам и некоторым другим факторам [3, 5]. Множество публикаций свидетельствуют о возрастании общей резистентности организма в определенную стадию общего адаптационного синдрома [7, 30]. Состояние неспецифически повышенной резистентности возникает также под влиянием определенных фармакологических средств, так называемых «адаптогенов» [24].
ЛАЗЕР И КИСЛОРОДНЫЙ БЮДЖЕТ ОРГАНИЗМА
Анализ литературных данных по проблеме повышения устойчивости организма под влиянием тренировки к различным неблагоприятным воздействиям позволяет предположить, что в основе механизма этого явления лежат специфические сдвиги в ответ на хроническое кислородное голодание [5]. Кислородное голодание представляет собой наиболее общую патогенетическую основу для большинства патологических процессов. Нам представляется, что широта спектра терапевтических эффектов НИЛИ может быть связана с его нормализующим действием на кислородный бюджет организма. Так, повышение потребления кислорода тканями, по мнению некоторых авторов, является компонентом в механизме лечебного действия НИЛИ [21].
Имеются данные о действии НИЛИ на компоненты дыхательной цепи и о возможной обусловленности биоэффектов, индуцированных НИЛИ, поглощением света молекулярным кислородом с генерацией син-глетного [31]. Спектр биологически действующего НИЛИ почти точно совпадает со спектром фотовозбуждения синглетного кислорода [10]. Как следствие, в тканях может иметь место индукция/подавление, в зависимости от дозы НИЛИ, таких ферментных систем как супероксиддисмутаза [14, 17] и каталаза [1].
Возникновение колебательно-возбужденных состояний молекул под влиянием НИЛИ ведет к изменениям конформации участков клеточных мембран [31, 36], повышению их проницаемости, изменению натрий-калиевого баланса и активации ряда ферментных систем, в том числе и гликолитических [23], что составляет существенную черту адаптации к гипоксии [26].
Концепция неспецифического характера воздействия НИЛИ на биологические объекты в общем виде подтверждается работой Р. Н. Павловой и др. [28], выявившей выраженный радиопротекторный эффект у лазерного излучения с длиной 0,44 и 0,63 мкм. Лечебные и восстановительные эффекты нормобарической гипоксии также весьма похожи на эффекты лазерного излучения в клинике. Авторы полагают, что при воздействии НИЛИ возникает «мягкая» тканевая гипоксия и предполагают, что одним из специфических механизмов действия НИЛИ является его влияние на кислород-транспортную функцию крови, что в свою очередь приводит к мощной неспецифической активации резистентности.
Мы попытались провести несколько экспериментов в развитие рабочей гипотезы о влиянии НИЛИ на кислородный обмен организма. Были использованы режимы воздействия НИЛИ, способные вызывать эффекты, находящиеся в пределах физиологических реакций организма.
В опытах на белых крысах самцах массой 120 г изучали влияние НИЛИ на потребление кислорода, интегрально отражающего степень гипоксического состояния. Использовался гелий-неоновый лазер ЛГ-75 с длиной волны 0,63 мкм и мощностью 28 мВт. Животные контрольной и подопытной групп помещались в пластиковые пеналы с отверстием для лазерного луча, через которое крысам подопытной группы облучали левый бок в течение 3 минут; животные контрольной группы проводили 3 минуты в пенале без облучения (все манипуляции с животными в настоящем и последующих разделах проводили в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных»; при декапитации использовали хлоргидратный наркоз внутрибрюшинно — 2,5 %-й раствор, 1 мл на 100 г массы тела).
Величина потребления кислорода до облучения составила у крыс контрольной и подопытной групп соответственно: 3,70 ± 0,32 и 4,17 ± 0,30; после облучения — 3, 40 ± 0,21 и 3,52 ± 0,28 см3/100 г в мин. Здесь и далее приводятся значения средних и ошибок средних (X ± m). Таким образом, в нашем эксперименте не выявлено достоверного изменения уровня потребления кислорода у крыс под воздействием НИЛИ.
Первый этап приспособительных реакций при гипоксии может выражаться в увеличении количества эритроцитов, однако мощность этого механизма не велика. По мере приспособления начальные компенсаторные реакции сглаживаются [3]. На смену перераспределительному эритроцитозу несколько позднее приходит истинное повышение эритропоэза. При внутрисосудистом лазерном облучении крови человека было обнаружено фазовое изменение параметров красной крови [13].
В нашем эксперименте однократному НИЛИ подвергались белые крысы самцы массой 250 г (область шеи, 3 минуты). Содержание гемоглобина и эритроцитов в периферической крови до облучения составило соответственно 132,0 ± 3,0 г/л и 4,6 ± 0,1 1012/л; после облучения — 140,0 ± 4,0 г/л и 4,6 ± 0,2 1012/л. В результате этого опыта не удалось выявить влияния изучаемого фактора на уровни гемоглобина и эритроцитов периферической крови, по крайней мере, сразу после воздействия.
В другом нашем эксперименте лазерному облучению (15 минут) подвергалась отпрепарированная а. carotis белых крыс самцов массой 160 г, находившихся под комбинированным наркозом (диэтиловый эфир и гексенал). Контрольные животные были ложноопери-рованы. Содержание эритроцитов через 18-20 часов после облучения составило 4,7 ± 0,3 1012/л в контрольной группе и 4,06 ± 0,2 1012/л в экспериментальной. Достоверных изменений не выявлено, однако в этом эксперименте выявлена тенденция к снижению содер-
♦ ПЕДИАТР
ТОМ III № 2 2012
ISSN 2079-7850
жания эритроцитов под влиянием НИЛИ, что согласуется с данными о способности лазерного облучения вызывать in vitro изменение проницаемости мембран эритроцитов и их частичный гемолиз [17].
НИЛИ при небольших экспозициях in vivo не влияет на реакционную способность гемоглобина [12, 37]. Однако in vitro (растворы гемоглобина и эритроцитарные взвеси) НИЛИ изменяет сродство гемоглобина к кислороду [12, 15]. В нашем опыте мы изучали как под действием НИЛИ изменяется сродство гемоглобина к кислороду в сравнении со сродством к окиси углерода in vivo. Для этого определяли уровень карбоксигемоглобина при затравке окисью углерода облученных лазером крыс. В случае регистрации изменения содержания карбокси-гемоглобина под влиянием окиси углерода после облучения по сравнению с затравкой необлученных крыс можно было бы говорить о наличии влияния НИЛИ на сродство гемоглобина к кислороду.
Лазерному облучению подвергали в течение 20-30 минут корень хвоста или отпрепарированную a. carotis communis белых крыс самцов массой 140-160 г. Затравку окисью углерода, полученную при сжигании активированного угля при +600 °С, проводили в стандартных 400-литровых камерах в течение 15 минут, как в опыте с разными концентрациями СО, так и через 30 минут, 4 и 24 часа после облучения. Содержание карбоксигемоглобина в крови определяли спектрофото-метрически при длинах волн 534 и 563 нм. Результаты эксперимента представлены в таблицах 1 и 2.
Наше предположение относительно изменения сродства гемоглобина к кислороду под влиянием лазерного излучения не подтвердилось при затравках окисью углерода в концентрациях 1 или 3 мг/л, так как во всех вариантах эксперимента уровень
карбоксигемоглобина не отличался от контроля. Отсутствие влияния НИЛИ на сродство гемоглобина к кислороду в наших опытах при облучении in vivo можно объяснить тем, что в отличие от опытов in vitro, в кровяном русле молекула гемоглобина находится под защитой многочисленных факторов (буферные системы эритроцита, плазмы и пр.).
В ответ на гипоксию в организме происходят адаптивные перестройки и важнейших биохимических систем. В самом начале гипоксических воздействий происходят, в частности, серьезные изменения активности пероксидазы и каталазы крови, расцениваемые как признак развертывания экстренных защитных реакций организма [5].
В результате активации оксидантных систем при НИЛИ [2] можно ожидать увеличения содержания перекисей, что в свою очередь может отразиться на активности каталазы и пероксидазы крови. В наших опытах исследовалось влияние лазерного облучения крови на ее пероксидазную и каталазную активность. Каталазная активность крови определялась манганометрически, пероксидазная — с использованием индигокармина.
В опытах in vitro в течение 30 минут облучали гепаринизированную кровь крыс. Зарегистрировано отчетливое повышение пероксидазной активности через 5 и 20 минут после окончания облучения. В эти же сроки отмечено достоверное снижение активности каталазы. Повышение каталазной активности имело место на 15-й минуте облучения.
При исследовании влияния НИЛИ на каталазную и пероксидазную активность in vivo проводили 15-минутное облучение a. carotis со взятием проб крови для анализа через 18-20 часов после облучения. Результаты представлены в таблице 3.
Таблица 1
Изменение уровня карбоксигемоглобина под действием лазерного облучения (зона облучения - корень хвоста), Х ± т
Группа животных Уровень карбоксигемоглобина, %
Концентрация CO во вдыхаемом воздухе
0 мг/л 1 мг/л 3 мг/л
Необлученные 9,7 ± 2,6 31,1 ± 0,1 54,5 ± 1,7
Облученные (20 минут) 11,1 ± 3,1 31,0 ± 1,0 55,6 ± 2,1
Группа животных Уровень карбоксигемоглобина, %
Промежуток между окончанием облучения и затравкой
30 мин 4 часа 24 часа
Необлученные ложнооперированные 23,0 ± 3,7 20,2 ± 0,2 30,4 ± 2,1
Облученные (20 минут) 24,6 ± 4,4 22,4 ± 0,4 26,3 ± 1,3
Облученные (30 минут) 25,1 ± 0,6 - -
Таблица 2
Изменение уровня карбоксигемоглобина под действием лазерного облучения (зона облучения - a. carotis communis) (СО, 1 мг/л), Х ± m
Таблица 3
Изменение каталазной и пероксидазной активности крови под действием лазерного облучения (зона облучения - a. carotis coomunis), Х ± m
Группа животных Каталаза, мл Н202/100 мл Пероксидаза, с
Необлученные ложнооперированные 5,0 ± 0,3 26,3 ± 1,1
Облученные (15 минут) 6,2 ± 0,6 21,9 ± 0,9 *
* - достоверно отличается от контроля (р < 0,05)
Выяснилось, что НИЛИ оказывает влияние на пе-роксидазную и каталазную активность и в опытах in vivo. Если в отношении каталазной активности выявлена лишь тенденция к снижению, то активность пе-роксидазы в эти же сроки повышалась достоверно.
В свете гипотезы о гипоксическом компоненте в механизме действия НИЛИ представляло интерес исследовать изменения величины напряжения кислорода в тканях в момент облучения. Известно, что при вну-трисосудистом облучении крови происходит увеличение напряжения кислорода в тканях, кроме того сразу после облучения напряжение кислорода в венозной крови увеличивалось почти вдвое, сохраняясь на этом уровне до 24 часов [11]. В то же время в некоторых работах изменения напряжения кислорода в ответ на НИЛИ не выявлено [4].
В наших исследованиях напряжение кислорода определяли полярографическим методом при помощи платинового электрода открытого типа. Облучали in vitro гепаринизированную кровь крыс. Величина напряжения кислорода на протяжении всех 10 минут облучения крови практически не изменялась и не отличалась от таковой в контроле.
Не выявлено нами и изменений напряжения кислорода в мышце бедра крыс под влиянием 10-минутного лазерного облучения корня хвоста или бедра животного.
Расхождения результатов наших экспериментов с частью литературных данных мы склонны объяснять различиями в режимах и мишенях облучения. В большинстве работ облучение крови производят прямым лазерным лучом, направленным на пробирку с кровью. Расчет доз производят без учета спектральных характеристик, как самой крови, так и пробирки, равномерности облучения и т. д. К тому же некоторые авторы считают, что адаптационные изменения под влиянием НИЛИ возникают, как правило, при многократном, но непродолжительном облучении, а после однократного воздействия более высоких доз НИЛИ многие показатели не отличаются от таковых у необлученных крыс.
В серии наших экспериментов однократное непродолжительное НИЛИ приводило только к изменениям биохимических показателей крови (активность ката-лазы, пероксидазы), а остальные показатели, характеризующие различные стороны кислородного бюджета организма (общее потребление кислорода, содержание гемоглобина и эритроцитов, сродство гемоглобина к
кислороду, напряжение кислорода в крови и тканях), под влиянием НИЛИ достоверно не изменялись, оставаясь в пределах физиологической нормы. Кроме того известно, что положительное действие факторов, повышающих неспецифическую резистентность, например, тренировка к гипоксии, физическая нагрузка, введение адаптогенов, также не вызывают выраженных изменений со стороны большинства показателей организма. Положительный эффект этих факторов проявляется обычно при предъявлении организму нагрузки большой интенсивности, когда возникает угроза появления патологических сдвигов. Именно тогда становятся очевидными и различия в изменении уровня кислородного обмена у тренированных и интактных животных [3]. В связи с этим нам представляется, что дальнейшие исследования механизма влияния НИЛИ на организм следует связывать с определением показателей кислородного баланса после нагрузки.
ЛАЗЕР И ГИПОФИЗ-АДРЕНАЛОВАЯ СИСТЕМА
Как уже отмечалось, общая резистентность может меняться в ходе развития общего адаптационного синдрома (ОАС) [7, 30]. Мобилизуется много различных, на первый взгляд даже ненужных механизмов защиты. Однако цель этой мобилизации — усиление неспецифической резистентности. По окончании самого острого воздействия или его начального периода механизмы аварийной защиты и прежде всего деятельность гипофиз-адреналовой системы нормализуются.
Можно предположить, что НИЛИ, стимулируя активность гипофиз-адреналовой системы, в определенных дозах может вызывать реакции, характерные для стадии тревоги ОАС. Ряд исследователей полагает, что местное действие НИЛИ может вызывать общую реакцию организма по типу стресса. Так, внутривенное и накожное облучение лазером способно повышать в периферической крови концентрации гормонов аде-ногипофиза и коры надпочечников [16].
Нами разработан метод интегральной оценки функционального состояния гипофиз-адреналовой системы, суть которого состоит в определении степени повышения потребления кислорода при холодовой нагрузке. Степень этого повышения отражает интегральную активность всей гипофиз-адреналовой системы, т. к. известно, что увеличение потребления кислорода в начальный период действия различных факторов (холод, облучение, физическая нагрузка, химические
вещества и пр.) как неспецифическая реакция реализуется именно через эту систему [6].
Используя этот метод, мы определяли в опытах на белых крысах самцах массой 200 г «индекс резистентности» (ИР), величина которого представляет собой частное от деления величины потребления кислорода при охлаждении до 0 °С на значение потребления кислорода при +20 °С.
ИР определяли в наших экспериментах до воздействия НИЛИ и спустя двое суток после него. Во время облучения животные находились под комбинированным наркозом (гексенал, 90 мг/кг + диэтиловый эфир) и были иммобилизированы на спине. Облучали в течение 30 минут гипофиз через небо из ротовой полости. В качестве контроля использовали не только ин-тактных крыс, но и группу сравнения: животные этой группы подвергались, как и подопытные, и наркозу и иммобилизации.
Уровень ИР через двое суток в контрольной группе и группе сравнения (иммобилизация без облучения) практически не изменился. Достоверное влияние НИЛИ на функциональную активность гипофиз-адреналовой системы проявилось в тесной корреляции величин ИР, определяемых до и после лазерного облучения (г=-0,76; t=2,86; р < 0,05). При этом такая взаимосвязь при облучении описывается уравнением регрессии:
Y=0,72 + 0,71 / X, где X — значение ИР до облучения; Y — значение ИР после облучения; 0,72 и 0,71 — коэффициенты регрессии.
В контрольной группе и группе сравнения величины коэффициентов корреляции (г) составили соответственно всего -0,27 и +0,36.
Полученные данные позволяют сделать вывод о наличии влияния НИЛИ на функциональную активность гипофиз-адреналовой системы.
ИР характеризует состояние гипофиз-адреналовой системы в целом, интегрально. При этом не представляется возможным оценить удельный вклад отдельных звеньев системы. В дополнение к проведенным исследованиям нами определялось также влияние НИЛИ на содержание аскорбиновой кислоты в надпочечниках. Так как аскорбиновая кислота принимает участие в образовании стероидных гормонов в надпочечниках, снижение содержания аскорбиновой кислоты в надпочечниках можно использовать как признак усиления продукции кортикостероидов.
Содержание аскорбиновой кислоты в надпочечниках определяли с использованием дихлорфено-линдофенолята натрия через 18-20 часов после 15-минутного облучения общей сонной артерии белых крыс самцов. При этом отличий от контрольной группы (интактные животные) выявлено не было.
Результаты собственных наблюдений не дают исчерпывающего ответа на вопрос о роли гипофиз-адреналовой системы в опосредовании адаптивных эффектов НИЛИ. Однако очевидно, что эта система реагирует на лазерное облучение. Дальнейшие исследования в этом направлении могут оказаться весьма плодотворными. При этом целесообразно изучить влияние излучения на показатели общей резистентности у адренал- и гипофизэктомированных животных.
адаптогены и лазерное излучение
Как уже отмечалось, повышать неспецифическую резистентность могут и так называемые адаптогены, к которым часто относят вещества, способные вызывать состояние неспецифически повышенной сопротивляемости организма [24]. Предполагается, что адаптоге-ны могут, действуя как слабые химические раздражители, вызывать развитие первой фазы ОАС. Согласно другой гипотезе, механизм действия адаптогенов связан с их антиоксидантным, анаболическим и катабо-лическими эффектами [20]. Такой широко известный адаптоген как женьшень снижает расходование гликогена, креатинфосфата и АТФ в мышцах, увеличение содержание лактата происходит в меньшей степени. Таким образом, активируя аэробные окислительные процессы, женьшень вызывает реакции, повышающие устойчивость организма к гипоксии. При этом эффект неспецифического действия женьшеня, а возможно и других адаптогенов, можно, по-видимому, объяснить усилением механизмов борьбы с гипоксией.
Представления о механизме действия адаптоге-нов согласуются с гипотезами о механизмах повышения неспецифической резистентности под влиянием НИЛИ. Мы полагали что, если НИЛИ и адаптогены влияют на общую резистентность через одинаковые механизмы, то это должно проявиться при их совместном действии.
В наших экспериментах проводили оценку эффектов НИЛИ и (или) введения экстракта корня женьшеня на выживаемость животных при 10-минутном выдерживании в барокамере на высоте 11,5 тысяч метров. Эксперимент проводили на четырех группах 9-месячных крыс самцов. Животные контрольной группы подвергались гипоксическому воздействию без предварительных манипуляций; первой подопытной группе за час до «подъема» вводили экстракт женьшеня в дозе 250 мг/кг; животных второй подопытной группы за час до «подъема» облучали в течение 15 минут лазером (хвостовая вена); животных третьей подопытной группы подвергали комбинации введения экстракта с облучением. Результаты эксперимента представлены в таблице 4.
Значительное повышение устойчивости к острой гипоксии выявлено после введения экстракта корня
Таблица 4
Влияние лазерного облучения и женьшеня на устойчивость крыс к острой гипоксии
Группа животных Количество животных Статистика
Всего Погибло Выжило Х-квадрат Р
Контроль 10 7 3 - -
Женьшень 10 - 10 Х2 = 10,76 < 0,05
Облученные 10 9 1 Х2 з-1 = 1,25 > 0,05
Облученные + женьшень 10 - 10 Х2 4-! = 1,78 > 0,05
женьшеня. НИЛИ на выживаемости при гипоксиче-ском воздействии не отразилось. Комбинированное действие НИЛИ и женьшеня оказало защитный эффект, соответствующий действию одного женьшеня. Полученные данные свидетельствуют скорее о независимом действии НИЛИ и экстракта корня женьшеня.
НЕСПЕЦИФИЧЕСКАЯ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ, ВЫЗВАННАЯ ЛАЗЕРОМ, КАК ПРОТИВООПУХОЛЕВАЯ ЗАЩИТА
Литературные данные [19] и результаты собственных исследований, связывающие механизм действия НИЛИ с влиянием на развитие типовых патологических процессов, таких как воспаление, гипоксия, наводят на мысль о возможном лечебном эффекте НИЛИ при развитии злокачественных новообразований. Действительно, имеются данные о положительном фотодинамическом эффекте при лечении опухолей кожи, глаз, мозга, легких, пищевода, мочевого пузыря и др. [35]. При этом в организм вводится фотосенсибилизатор, который преимущественно накапливается в клетках злокачественной опухоли. При последующем лазерном облучении возбужденные молекулы фотосенсибилизатора передают свою энергию молекулам кислорода, переводя последние в синглетное состояние. Синглетный кислород окисляет мембраны клеток, что приводит к их гибели.
Отдаленные результаты светолечения (через 2-5 лет) не выявили повышения частоты рецидивирова-ния и метастазирования опухолей [18].
В свете развиваемой нами гипотезы о механизме действия НИЛИ и связи его с возникновением состояния повышенной неспецифической резистентности интересны данные о том, что рост и прививаемость крысиной лимфосаркомы тормозится у животных, предварительно акклиматизированных к гипоксии [8]. Авторы склонны объяснять такой результат комплексом сложных перестроек кислородного обмена и функциональной активности гипофиз-адреналовой системы. Кажется многообещающим проверить возможность лечебного и профилактического действия на опухолевый рост лазерного облучения, поскольку представляется, что эффекты лазера могут быть сходными с действием акклиматизации к гипоксии.
Нами изучалось влияние лазерного излучения на рост крысиной лимфосаркомы Плисса. Белым крысам самцам массой 180 г под кожу боковой поверхности туловища справа прививали лимфосар-кому. Начиная с момента перевивки левый бок животных ежедневно подвергали НИЛИ с длинами волн 0,53; 0,63 и 0,76 мкм. Разовые дозы в зависимости от интенсивности и длительности облучения составляли от 0,18 до 30,00 Дж. В процессе эксперимента регистрировали динамику роста опухоли и продолжительность жизни животных.
В проведенном исследовании не выявлено существенного влияния длины волны НИЛИ на скорость роста опухоли и продолжительность жизни крыс. Влияние НИЛИ удалось выявить при анализе результатов действия различных доз вне связи с длиной волны. При применении разовых доз от 0,18 до 1 Дж и от 14 до 30 Дж на пятые сутки эксперимента объем опухоли при этих дозах был достоверно (р < 0,05) меньше чем в контроле.
Данные о продолжительности жизни под влиянием разных доз НИЛИ представлены на рисунке 1. Облучение вызывало увеличение продолжительности жизни крыс с опухолью. Это увеличение было более значительным при дозах от 0,18 до 1,00 Дж и от 14 до 30 Дж.
Полученные данные свидетельствуют о том что, по-видимому, торможение опухолевого роста связано в первую очередь не со спецификой НИЛИ, а с разовой дозой, так как излучение различных длин волн производило одинаковый эффект при одинаковых дозах. В некоторой степени это подтверждает гипотезу о неспецифическом механизме действия НИЛИ. Однако обнаруженное торможение опухолевого роста и увеличение продолжительности жизни подопытных животных были не столь впечатляющими. Возможно, это связано с достаточно большим количеством прививаемых опухолевых клеток, т. к. во всех группах прививаемость была стопроцентной. Представляется целесообразным в дальнейшем исследовать влияние НИЛИ на опухолевый рост в экспериментальной модели, использующей пороговый уровень прививаемости опухоли, варьируя дозу облучения.
Дж
20
15 -
10 -
Контроль
п---1-
Доза 0,18-0,96 Дж Доза 1,2-3,8 Дж
п---1
Доза 1 4-30 Дж
5
0
Рисунок 1. Влияние дозы лазерного облучения на продолжительность жизни крыс с лимфосаркомой Плисса.
заключение
Анализ литературных данных и результаты собственных исследований подтверждают отдельные положения гипотезы о связи эффектов НИЛИ с механизмами неспецифической резистентности. Вероятно, эти механизмы могут реализоваться путем нормализации кислородного обмена, а также за счет стимуляции гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы.
Предложенная гипотеза не претендует на всесторонность и отнюдь не исключает наличия специфического компонента в механизме действия НИЛИ. Более того: она нуждается в дальнейшей разработке также и в отношении более тщательной проверки всех аспектов неспецифических влияний НИЛИ. Вместе с тем наиболее важным теоретическим и практическим результатом работ в этом направлении нам представляется первичное обоснование возможности успешного применения НИЛИ не только для лечения, но и для профилактики целого ряда заболеваний.
литература
1. Артюхов В. Г., Бошарина О. В., ПантакА. А, Свекло Л. С. Влияние излучения Не^е лазера на ферментативную активность и оптические свойства каталазы // Бюл. экспер. биол. - 2000- Вып. 6. - С. 633-636.
2. Бабушкина Г. В., Картелишев А. В. Ишемическая болезнь сердца // Низкоинтенсивная лазерная терапия. - М.: Техника, 2000. - С. 492-526.
3. Барбашова З. И. Акклиматизация к гипоксии и ее физиологические механизмы. - М-Л.: Наука, 1960. - 216 с.
4. Бугаев М. В. К вопросу о влиянии на кровь вну-трисосудистого лазерного облучения у больных с дисфункцией синусового узла // Действие низкоэнергетического лазерного излучения на кровь. -Киев, 1989. - С. 63-65.
5. Васильев Г. А. Материалы к профилактике радиационных поражений путем акклиматизации к гипоксии: Автореф. дис... канд. мед. наук. - Л., 1960. - 16 с.
6. Васильев Г. А, Корюкаев Ю. С, Хайцев Н. В. Новый метод тестирования состояния устойчивости к неблагоприятным факторам труда моряков (экспериментальное обоснование) // Х Междунар. симп. по морской мед. -Рига, 1986. - С. 143-146.
7. Васильев Г. А, Медведев Ю. А, Хмельницкий О. К. Эндокринная система при кислородном голодании. - Л.: Наука, 1974. - 172 с.
8. Васильев Г. А, Хайцев Н. В., Петров И. П. Изменение радиочувствительности крысиной лимфосаркомы в результате адаптации к гипоксии // Актуальные вопросы санитарной химии и токсикологии синтетических материалов судостроительного назначения. - Л.: ЦНИИКМ «Прометей», 1991. - С. 123-125.
9. Волотовская А. В., Слобожанина Е. И., УлащикВ. С. Мем-браноклеточные эффекты лазерного облучения крови // Лазерная мед. - 2005. - Т. 9, № 1. - С. 4-9.
10. Гамалея Н. Ф. Лазеры в эксперименте и клинике. - М.: Медицина, 1972. - 232 с.
11. Гамалея Н. Ф. Световое облучение крови - фундаментальная сторона проблемы // Действие низкоэнергетического лазерного излучения на кровь. -Киев, 1989. - С. 190-192.
12. Гейниц А. В., Москвин С. В., Азизов Г А. Внутривенное лазерное облучение крови. - Тверь, 2006. - 144 с.
13. Голуб И. Е., Неупокоева А. В., Малое А. Н. и др. Влияние внутрисосудистого лазерного облучения крови на динамические характеристики хирургического стресса // Сибирский мед. журн. - 2005. - Т. 53, № 4. - С. 26-30.
14. Горбатенкова Е. А, Владимиров Ю. А, Парамонов Н. В., Азизова О. А. Красный свет гелий-неонового лазера реактивирует супер-оксид-дисмутазу // Бюл. экспер. биол. - 1989. - № 3. - С. 302-305.
15. Гордеева С. И., Володина И. Л. Некоторые особенности действия лазерного света на кровь // Действие низкоэнергетического лазерного излучения на кровь. -Киев, 1989. - С. 9-10.
16. Гриневич Ю. А, Лабунец И. Ф, Беньковская Н. П. Влияние внутривенного лазерного облучения крови на некоторые иммунологические и гормональные показатели п ериферической крови человека // Действие низкоэнергетического лазерного излучения на кровь. - Киев, 1989. - С. 10-11.
17. Жуманкулова М. С, Плужников М. С, Шабуневич Л. В. и др. Действие излучения лазера на процессы свободнора-дикального окисления в крови в зависимости от дозы облучения // Действие низкоэнергетического лазерного излучения на кровь. - Киев, 1989. - С. 15-16.
18. Зимин А. А, Жеваго Н. А, Буйнякова А. И., Самойлова К. А. Использование низкоинтенсивного видимого и ближнего инфракрасного излучения в клинической онкологии // Вопр. курорт. физиотер. и ЛФК. - 2009. -№ 6. - С. 49-52.
19. Илларионов В. Е. Основы лазерной терапии. -М.:РЕСПЕКТ, 1992. - 178 с.
20. Каплан Е. Я., Цыренжапова О. Д., ШантановаЛ. Н. Оптимизация адаптивных процессов организма. - М.: Наука, 1990. - 94 с.
21. Клебанов Г. И., Крейнина М. В., Полтанов Е. А. и др. К вопросу о механизме лечебного действия низкоинтенсивного инфракрасного лазерного излучения // Бюл. экспер. биол. - 2001. - Т. 131, № 3. С. 286-289.
22. Козель А. И., Соловьев Л. И., Попов Г. К. К механизму действия низкоинтенсивного лазерного излучения на клетку // Бюл. экспер. биол. - 1999. - Т. 128, № 10. - С. 397-399.
23. Корпан М. И., Магомедов С, СамосюкН. И. и др. Клинико-экспериментальные аспекты лечебного действия лазерного излучения // Лкарська справка. - 2006. -№ 4. - С. 51-57.
24. Лазарев Н. В. Общая адаптационная реакция (ОАР) и состояние неспецифически повышенной сопротивляемости (СНПС) // Роль эндокринных желез в патогенезе различных заболеваний. - Харьков, 1960. - С. 46-48.
25. Лучкина О. А. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на развитие стрептозотоцининду-
цированного сахарного диабета: Автореф. дис... канд. мед. наук. - СПб, 2009. - 24 с.
26. Меерсон Ф. З. Адаптация к высотной гипоксии // Физиология адаптационных процессов. Руководство по физиологии. - М.: Наука, 1986. - С. 222-250.
27. Москвин С. В. Системный анализ эффективности управления биологическими системами низкоэнергетическим лазерным излучением: Автореф. дисс. ... д-ра. биол. наук. - Тула, 2008. - 38 с.
28. Павлова Р. Н, Резников Л. Л., Бойко В. Н. и др. К вопросу о механизме биологического действия низкоинтенсивного лазерного излучения // Современное состояние проблемы применения лазерной медицинской техники в клинической практике. - 1992. - Ч. 1. - С. 44-46.
29. Севостьянова Н. Н., Трофимов А. В., Линькова Н. С. и др. Индуцированное старение тимуса: Радиационная модель и перспективы применения низкоинтенсивного лазерного излучения // Успехи герон-тол. - 2010. - Т. 23, № 4. - С. 547-553.
30. Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме. - М.: Медгиз, 1960. - 254 с.
31. Терещенко В. П., Яворская Т. А, Колодяжная Т. А. Влияние лазерного излучения на некоторые параметры структуры мембран эритроцитов у детей с перинатальными поражениями ЦНС // Лазерная мед. - 2005. - Т. 9. -№ 2. - С. 24-26.
32. Хале по О. В., Молотков О. В., Лучкина О. А. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на состояние микроциркуляции в динамике экспериментального сахарного диабета // Гемореология в микро- и макроциркуляции: Матер. междунар. конф. - Ярославль, 2005. - С. 184.
33. Хлебина О. В. Механизмы влияния инфракрасного и гелий-неонового лазерного излучения на детоксика-ционные метаболические свойства крови и региональную гемодинамику у больных воспалительными процессами придатков матки: Автореф. дис... канд. мед. наук. - Саратов, 2010. - 22 с.
34. Alexandratou E., Yova D, Hadris P. et aL Human fibroblast alterations induced by low power laser irradiation at the single cell level using confocal microscopy // Photochemical & Photobiological Sciences. - 2003. -Vol. 1(8). - P. 547-552.
35. Dougherty T J, Potter W. R, Weishaupt K. R. The structure of the active component of hematoporphyrin derivate. / In: Dorion D. R., Gomer C. J., editors. Porphyrin localization and treatment of tumors. - New York: Alan R Liss Inc., 1984. - P. 301-314.
36. Solomon A. S., Amir, Lavie V. Neon helium the laser inspiration reduced anoxia - the caused degeneration of the rabbit cells of a nerve ganglion // Effects of the laser of low energy on biological systems SPIE S 1883 editions of Hearings 17.01-22.01.93. - Los Angeles, USA, 1993. - P. 130-136.
37. Wray S., Cope M., Delpy D. T., et al. Characterizetion of the near infrared absorption spectra of cytochrome aa3 and haemoglobin for the non-invasive monitoring of cerebral oxygenation // Bioch. et Biophis. Acta. - 1988. - Vol. 933. - P. 184-192.
low-intensity laser irradiation
and non-specific resistance mechanisms
Vasiliev A. G., Khaitsev N. V., Kravtsova A. A., Vasiliev G. A., Trashkov A. P., Malyutina N. L.
♦ Resume. Laser irradiation-induced non-specific resistance phenomenon was studied in albino rats experiments. Three options of increased resistance were assessed, namely:
1. increased resistance following long-term hypoxic training;
2. stress-induced increased resistance; 3. non-specifically increased resistance cased by adaptogenes. The effect of laser irradiation upon peroxidase and catalase blood activity and pituitary-adrenal system functional activity was revealed. Independent effects of laser irradiation and ginseng root extract were revealed during acute hypoxic load. Tumor growth (Pliss transplantable lymphoma) deceleration and increase of lifespan in tumor-carriers have been demonstrated to be caused by laser irradiation analogous to hypoxic acclimation.
♦ Key words: low-intensity laser irradiation; non-specific resistance; pituitary-adrenal system; tumor growth.
♦ Информация об авторах
Васильев Андрей Глебович - д. м. н., профессор, заведующий кафедрой патологической физиологии с курсами иммунопатологии и медицинской информатики ГБОУ ВПО СПбГПМА Минздравсоцразвития России. 194100, Российская Федерация, г. Санкт-Петербург, ул. Литовская, д. 2. Е-таН: [email protected]
Хайцев Николай Валентинович - д. б. н., профессор кафедры патологической физиологии с курсами иммунопатологии и медицинской информатики ГБОУ ВПО СПбГПМА Минздравсоцразвития России. 194100, Российская Федерация, г. Санкт-Петербург, ул. Литовская, д. 2. Е-таН: [email protected]
Кравцова Алефтина Алексеевна - к. б. н., доцент кафедры патологической физиологии с курсами иммунопатологии и медицинской информатики ГБОУ ВПО СПбГПМА Минздравсоцразвития России. 194100, Российская Федерация, г. Санкт-Петербург, ул. Литовская, д. 2. Е-тшИ: [email protected]
Васильев Глеб Александрович - д. м. н., профессор. 194100, Российская Федерация, г. Санкт-Петербург, E-mail: [email protected]
Трашков Александр Петрович - к. м. н, доцент кафедры патологической физиологии с курсами иммунопатологии и медицинской информатики ГБОУ ВПО СПбГПМА Минздравсоцразвития России. 194100, Российская Федерация, г. Санкт-Петербург, ул. Литовская, д. 2. E-mail: [email protected]
Малютина Наталья Леонидовна - студент кафедры патологической физиологии с курсами иммунопатологии и медицинской информатики ГБОУ ВПО СПбГПМА Минздравсоцразвития России. 194100, Российская Федерация, г. Санкт-Петербург, ул. Литовская, д. 2. E-mail: [email protected]
Vasiliev Andrei Glebovich - MD. PhD, Dr. Med. Sci., Full Professor, Head, Dept. of Pathophysiology, Immunopathology and Informational Medicine. Saint-Petersburg State Pediatric Medical Academy of Russion Federation Ministry of Health and Welfare. 2, Litovskaya Str., St. Petersburg, 194100, Russia. E-mail: [email protected]
Khaitsev Nikolai Valentinovich - MD. PhD, Dr. Biol. Sci., Full Professor, Dept.of Pathophysiology, Immunopathology and Informational Medicine. Saint-Petersburg State Pediatric Medical Academy of Russion Federation Ministry of Health and Welfare. 2, Litovskaya Str., St. Petersburg, 194100, Russia. E-mail: [email protected]
Kravtsova Aleftina Alekseevna - MD. PhD, Assoc. Professor, Kand. Biol. Sci., Docent, Dept. of Pathophysiology, Immunopathology and Informational Medicine. Saint-Petersburg State Pediatric Medical Academy of Russion Federation Ministry of Health and Welfare. 2, Litovskaya Str., St. Petersburg, 194100, Russia. E-mail: [email protected]
Vasiliev Gleb Aleksandrovich - MD. PhD, Dr. Med. Sci., Full Professor, St. Petersburg, 194100, Russia E-mail: glebgrek@ mail.ru
TrashkovAleksandr Petrovich - MD. PhD, Assoc. Professor, Kand. Med. Sci., Dept. of Pathophysiology, Immunopathology and Informational Medicine. Saint-Petersburg State Pediatric Medical Academy of Russion Federation Ministry of Health and Welfare. 2, Litovskaya Str., St. Petersburg, 194100, Russia. E-mail: [email protected]
Malyutina Natalia Leonidovna - student, Dept. of Pathophysiology, Immunopathology and Informational Medicine. Saint-Petersburg State Pediatric Medical Academy of Russion Federation Ministry of Health and Welfare. 2, Litovskaya Str., St. Petersburg, 194100, Russia. E-mail: [email protected]
