Повна версія

Головна arrow Медицина arrow УЛЬТРАЗВУК В МЕДИЦИНІ, ВЕТЕРИНАРІЇ, БІОЛОГІЇ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

КОМБІНОВАНА ДІЯ УЛЬТРАЗВУКУ І ДЕЯКИХ ІНШИХ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ЧИННИКІВ НА КЛІТИНИ

Широке впровадження в клініку комплексних методів лікування і часто зустрічаються поєднання ультразвуку з іншими фізичними факторами і фармакологічними засобами зажадали спеціального вивчення реакції організму в цілому і клітини зокрема на такі комбіновані впливу.

Особливий інтерес представляє дослідження послідовного і одночасної дії на клітини іонізуючого та ультразвукового випромінювань. Подібна сукупність впливів нерідко зустрічається в діагностиці і в терапії і вимагає пильної уваги в зв'язку з тим, що, по крайней мере, іонізуючі випромінювання здатні викликати різні хромосомні аберації.

Так, при порівнянні дії рентгенівського випромінювання (290 Р) і ультразвуку (1 МГц; 1,1 Вт / см 2 ; 1 хв; безперервний режим) на клітини меристеми корінців гороху було показано, що число мікроядер в клітинах збільшується тільки в першому випадку і ніколи - у другому. Це зайвий раз підтверджує мутагенну активність рентгенівського випромінювання і відсутність цієї властивості у ультразвуку зазначених параметрів.

Чи не збільшується число хромосомних аберацій, індукованих в клітинах кісткового мозку мишей рентгенівським опроміненням (50 Р) після попередньої ультразвукової (0,8 МГц; 0,1 ... 1 Вт / см 2 ; 5 хв) обробки.

Дещо інша картина спостерігалася при дослідженні реакції лімфоцитів на комбіноване ультразвукове і рентгенівське (20, 50,100 Р) вплив. Ультразвук (0,8 МГц; 3 Вт / см 2 ; 10 хв) істотно увелічіваег число хромосомних порушень, якщо цільна кров, в якій знаходилися лімфоцити, спочатку подвер1алась радіоактивного, а потім (через 5 хв) ультразвуковому впливу. Якщо кров спочатку піддавалася дії ультразвуку, а потім іонізуючого випромінювання, число хромосомних аберацій не збільшується. Якщо на клітини після рентгенівського опромінення протягом години діяти ультразвуком низької інтенсивності (2 МГц; 0,02 Вт / см 2 ), число хромосомних порушень помітно зменшується в порівнянні з контрольними зразками. Той же ультразвук, використаний до рентгенівського опромінення, помітно збільшує (у порівнянні з контрольним зразком) число порушень в клітинних хромосомах.

Повідомляється про високу чутливість до комбінованого впливу та інших клітинних характеристик. Виявлено синергізм у дії ультразвуку (1 МГц; 10 Вт / см 2 SPTP 5 хв) і іонізуючих випромінювань (600 ... 1000 рад) на електрофоретична рухливість ракових клітин. Ультразвук (0,9 МГц ... 0,14 Вт / см 2 ; 10 хв) в 1,3 рази знижує дозу подальшого опромінення рентгенівськими променями, необхідну для знищення 99 % клітин в культурі, здатних утворювати колонії. Один лише ультразвук не впливає на цей параметр. Пострадіаційна опромінення ультразвуком не змінює реакції клітин на рентгенівські промені.

Залежність реакції клітини на ультразвукове вплив від її стану наочно проявляється в дослідах з клітинами, метаболізм яких цілеспрямовано змінений різними речовинами або підбором зовнішніх умов. Так, виживаність клітин Чи не La підвищується на 22%, якщо їх опромінювати ультразвуком (0,9 МГц; 0,2 Вт / см 2 ; 3 с) в середовищі, що містить 30 ... 35% версії. Захисними властивостями володіє і сироватковий компонент живильного середовища, що забезпечує нормальну роботу захисних механізмів клітини. Він підвищує на 80 % виживання клітин Чи не La і запобігає пригнічення росту культури, облученной ультразвуком.

Комбінована дія ультразвуку з різними речовинами зручно досліджувати на клітинах дріжджів.

Дріжджі - типові сапрофіти, що знайшли широке застосування в харчовій промисловості і кормовиробництві. Для своєї життєдіяльності вони потребують лише в кисні, цукрі певного типу і неорганічних солях. Цукор є джерелом енергії і основним вихідним продуктом для синтезу білків, жирів, вітамінів і інших життєво важливих органічних речовин. Завдяки товстій клітинної стінки дріжджі вельми резистентні до ультразвукового впливу і залишаються життєздатними при досить інтенсивному і тривалому ультразвуковому опроміненні. Саме тому вони є зручною моделлю для вивчення дії ультразвуку на проникність клітинних мембран, а також на деякі процеси життєдіяльності.

Реакція клітин дріжджів на ультразвукове вплив відбивається на їх фотоіндукованої хемилюминесценции, пов'язаної з активністю обмінних процесів (рис. 3.12). При опроміненні ультразвуком з інтенсивністю 0,4 Вт / см 2 практично всі клітини в суспензії залишаються життєздатними. Збільшення інтенсивності ультразвуку до 1 Вт / см 2 призводить до загибелі 10% клітин.

Необоротне зменшення фотоіндукованого світіння дріжджів в суспензії під впливом N  S

Мал. 3.12. Необоротне зменшення фотоіндукованого світіння дріжджів в суспензії під впливом N 2 S

(Кінцева концентрація Юмоль)

Додавання в суспензію динитрофенола, Na2S або ИазИ, диффундирующих в клітку крізь цитоплазматические мембрани і пригнічують процеси дихання в мітохондріях, призводить до зменшення інтенсивності фотоінду- царювати світіння. Придушення, в залежності від концентрації інгібіторів дихання, може бути як оборотним, так і необоротним.

Наприклад, Na2S в концентрації 10-2 моль призводить до необоротного зменшення інтенсивності світіння. При концентрації 10 _3 моль ця речовина можна зупинити зменшує інтенсивність світіння, відновлення якої відбувається протягом 30 ... 40 хв. Відновлення інтенсивності світіння до вихідного рівня, очевидно, обумовлено функціонуванням захисних механізмів клітини, відповідним чином перебудовують її метаболізм. Ультразвук низьких інтенсивностей (0,1 ... 0,2 Вт / см 2 ) стимулює цей процес в 1,5-2 рази, скорочуючи час відновлення.

Послідовне дію ультразвуку і N  S на фото- індуковане світіння дріжджів в суспензії (стрілками вказані моменти включення і виключення ультразвуку)

Мал. 3.13. Послідовне дію ультразвуку і N 2 S на фото- індуковане світіння дріжджів в суспензії (стрілками вказані моменти включення і виключення ультразвуку)

Опромінення клітин ультразвуком більш високих інтенсивностей (0,4 Вт / см 2 ) в суспензії, що містить інгібітори дихання в малих концентраціях, призводить до значного посилення їх дії.

При спільному або послідовному впливі інгібітором дихання Na2S і ультразвуком спостерігається необоротне, ступеневу зменшення інтенсивності світіння, якщо час між наступними діями не перевищує декількох хвилин (рис. 3.13). Збільшення цього інтервалу призводить до зменшення ефекту синергізму, а коли інтервал становить 30 ... 40 хв і більше, ефект не спостерігається зовсім.

Аналогічні результати отримані при вивченні спільної дії ультразвуку з Дінітрофенол і Na3N. Чутливість клітин дріжджів в суспензії до ультразвуку істотно залежить від їх стану. Так, інтенсивність світіння суспензії, що містить 1% глюкози, знижувалася в 4-6 разів при комбінованій дії Na2S (10 ~ 3 моль) і ультразвуку (1 МГц; 1 Вт / см 2 ; 10 хв). Ефект не спостерігалося, якщо клітини перебували в середовищі, що не містить глюкозу.

Швидкість зв'язування лімфоцитами 45 Са ++ вдвічі підвищується під дією ультразвуку інтенсивністю 0,05 Вт / см 2 і тривалістю 30 с. Накопичення Са * + в лімфоцитах впливає на характер імунної відповіді лімфоцитів і, крім того, є необхідною умовою їх активації. Зокрема, рослинний мітоген конканава- лин також істотно прискорює процес накопичення іонів Са ++ в лімфоцитах. Дія конканавалін пов'язують зі змінами в структурі плазматичних мембран, з інтенсифікацією обміну мембранних білків і жирних кислот в фосфолипидах, а також з утворенням кальцієвих каналів, які пронизують мембрану.

Результат комбінованої дії конканавалін і ультразвуку (0,88 МГц; 0,05 Вт / см 2 ; 60 с) на лімфоцити вчетверо перевершує вплив одного тільки митогена (30 мкг / мл) або тільки ультразвуку.

Підвищення проникності клітинних мембран для ряду речовин, очевидно, і пояснює збільшення ефективності лікарських речовин під дією ультразвуку.

Наприклад, ультразвук (880 кГц, 0,4 Вт / см 2 ) істотно збільшує ефективність впливу на ріст і інтенсивність біолюмінесценції бактерій, що світяться цитотоксичних лікарських препаратів: цітостатіна, циклофосфану та антибіотика широкого спектру дії дексорубіціна, використовуваних для лікування злоякісних новоутворень.

Кокаїн і кураре в низьких концентраціях проявляють захисні властивості при шкідлива дія ультразвуку на тканини пуголовків. Речовини, що захищають клітини від шкідливої ультразвукового впливу, можна назвати сонопротекторамі за аналогією з радіопротектора, що захищають біологічні об'єкти від іонізуючих випромінювань.

 
<<   ЗМІСТ   >>