Влияние he-ne-лазерного излучения низкой мощности на адренореактивностьпиальных артериальных сосудов и деформируемость эритроцитов у мышей

НИЛИ широко используется в медицине для лечения различных заболеваний, в том числе связанных с нарушениями в системе кровообращения. Считается, что НИЛИ способствует нормализации большинства биохимических и физических показателей крови и кровообращения в целом. Один из аспектов положительного влияния НИЛИ на систему кровообращения заключается в улучшении микроциркуляции и микрореологических свойств крови. В данном исследовании изучалось влияние He-Ne-лазерного излучения малой мощности на адренореактивностьпиальных артерий и деформируемость эритроцитов у крыс [1, 6].

 

Методология исследования

Исследование проведено на двух линиях крыс: Спрег–Доули массой 270–310 г и Вистар–Киото массой 240–290 г, наркотизированных внутрибрюшинным введением уретана (1,2 г/кг массы тела), чтобы оценить чувствительность разных животных к НИЛИ. Методом прижизненной телевизионной микроскопии исследовано 106 пиальных артерий диаметром 83±5 мкм у 5 крыс линии Спрег–Доули и 145

пиальных артерий диаметром 87±6 мкм у 5 крыслинии Вистар–Киото. Для предотвращения свертывания крови использовали гепарин (в/в, 50 ЕД/100 г

массы тела). Через высверленное в черепной кости крысы отверстие удалялась твердая мозговая оболочка, мягкая мозговая оболочка, непрерывно орошаемая теплым (37 °С) физиологическим раствором, микроскопировалась (470×). Запись изображения в память компьютера осуществлялась с помощью устройства видеозахвата, измерение линейных размеров сосудов проводилосьпосле эксперимента с помощью программы для анализа изображений, калибровка измерений осуществлялась стандартным объект-микрометром. В качестве адренергического стимула пиальныхартерий использовали аппликацию на эти сосудыраствора норадреналина в концентрации 2 10–5 г/млв течение 5 минут. Реакцию пиальных артерий нанорадреналин регистрировали через 1 и 5 минут после начала аппликации: учитывали число артерий,изменивших диаметр в ответ на воздействие, и степень изменения просвета сосуда (амплитуда реакции). В каждом опыте предпринимали 2 аппликации: до облучения и после облучения пиальной сосудистой сети гелий-неоновым лазером. Аппликацию раствора норадреналина проводилипутем орошения мягкой мозговой оболочки с использованием инфузионного насоса; система орошения позволяла менять физиологический раствор нараствор норадреналина, и наоборот. Для облучения пиальной сосудистой сети использовали излучение гелий-неонового лазера сдлиной волны 632,8 нм, мощностью 1,7 мВт, плотностью мощности 1,7 мВт/см2, длительность облучения (экспозиция) составляла 5 мин.Излучение гелий-неонового лазера с такими жепараметрами использовали для облучения invitro проб крови, полученной из сонной артерииот 12 наркотизированных уретаном (в/бр., 1,2 г/кгмассы тела) крыс линии Вистар–Киото. Деформируемость эритроцитов определяли по методу Карабанова, пропуская суспензию эритроцитов через амидный фильтр с диаметром пор5 мкм. Полученную после центрифугирования крови эритроцитарную массу трижды отмывали физиологическим раствором, после чего готовили суспензию эритроцитов в физиологическом растворе c показателем гематокрита 15 об. %. Одну часть суспензии в течение 5 минут подвергали облучению гелий-неоновым лазером, другая служила контролем. Индекс фильтрации эритроцитов определяли по отношению времени прохождения через фильтр суспензии эритроцитов ко времени фильтрации физиологического раствора. Чем больше значение индексафильтрации, тем меньше деформируемость эритроцитов.

 

Результаты исследования

В опытах invivo облучали пиальную сосудистуюсеть крыс линий Спрег–Доули (n=5, 106 артерий) иВистар–Киото (n=5, 145 артерий) гелий-неоновым лазером с длиной волны 632,8 нм и мощностью 1,7 мВт.В отдельной серии экспериментов invitro облучениютем же лазером с теми же параметрами излучения подвергали кровь, полученную от крыс линии Вистар–Киото.

 

 

Рис. 39. Соотношение пиальных артерий, отвечающихдилатацией и констрикцией на облучение пиальнойсосудистой сети гелий-неоновым лазером (длина волны— 632,8 нм, плотность мощности — 1,7 мВт/см2,

экспозиция — 5 мин). По оси ординат: количествопрореагировавших артерий, % к общему количествуисследованных артерий; по оси абсцисс: SpD — крысылинии Спрег–Доули, WKY — крысы линии Вистар–Киото. Констрикция — косая штриховка, дилатация —темная заливка, отсутствие реакции — светлая заливка.

 

 

Рис. 40. Изменение диаметра пиальных артерий в ответна облучение пиальной сосудистой сети гелий-неоновымлазером (длина волны — 632,8 нм, плотностьмощности — 1,7 мВт/см2, экспозиция — 5 мин). По осиординат: изменение диаметра сосуда после облучения, %к диаметру сосуда перед облучением; по оси абсцисс:SpD — крысы линии Спрег–Доули, WKY — крысылинии Вистар–Киото. Констрикция — косая штриховка,дилатация — темная заливка.

 

Облучение пиальной сосудистой сети в течение 5минут приводило у крыс линии Спрег–Доули к тому, что из всего числа исследованных артерий 13 %сузилось, степень сужения (амплитуда констрикции) составляла 9,4±1,6 % от диаметра артерий перед облучением; 40 % артерий расширились, степень расширения (амплитуда дилатации) составила16,0±3,4 % от диаметра артерий перед облучением.У крыс линии Вистар–Киото после облучения сузилось всего 6 % артерий (амплитуда констрикциисоставляла 8,4±1,6 % от диаметра артерий передоблучением), тогда как расширилось 68 % артерий,и амплитуда дилатаций составила 30,4±5,7 % отдиаметра артерий перед облучением (рис. 39, 40). Таким образом, облучение пиальной сосудистой сетив течение 5 минут гелий-неоновым лазером(интенсивность мощности 1,7 мВт/см2) вызывалосущественную вазодилатацию у крыс линии Вистар–Киото, тогда как у крыс линии Спрег–Доуливазодилатация была более умеренной. У крыс линии Спрег–Доули в контроле преимущественной реакцией на норадреналин была констрикция — сузилось 65 % артерий (амплитуда17,2±1,7 %), расширилось всего 22 % артерий(амплитуда 19,6±4,3 %); на протяжении 5 минут аппликации норадреналина соотношение сохранялось,но степень сужения артерий уменьшалась: констрикция — 65 % артерий, амплитуда — 12,7±1,1 %;дилатация — 18 % артерий, амплитуда —23,4±6,6 % (рис. 40, 41).После облучения пиальнойсосудистой сети констрикция в ответ на аппликацию норадреналина увеличивалась (число суженныхартерий возрастало с 65 % в контроле до 79 %, амплитуда реакции не изменялась), а число дилатацийсокращалось почти в 7 раз (3 % по сравнениюс 22 % в контроле), вдвое снижалась их амплитуда(с 19,6±4,3 % в контроле до 8,8±2,4 % после облучения), т. е. после облучения реактивностьпиальныхартериальных сосудов возрастала — констрикторные реакции на норадреналин становились болеевыраженными (рис. 41, 42). Как и в контрольной реакции, преобладание констрикций сохранялось напротяжении 5 мин аппликации норадреналина, однако к 5-й минуте число суженных артерий уменьшалось с 79 до 62 %, степень сужения также уменьшалась с 19,6±4,3 до 15,2±1,4 % (p≤0,05), а числорасширенных — возрастало с 3 до 8 %. Таким образом, у крыс линии Спрег–Доули после облученияпиальных сосудов констрикторные реакции на норадреналин становилисьболее выраженными засчет существенного снижения дилататорных, посравнению с реакциями на норадреналин до облучения пиальной сосудистой сети.

 

 

Рис. 41. Соотношение пиальных артерий у крыс линии Спрег–Доули отвечающих дилатацией и констрикцией нанорадреналин (2.10–5 г/мл, аппликация в течение 5 мин) до (слева, 1-я и 5-я мин реакции) и после (справа, 1-я и 5-я мин реакции) облучения пиальной сосудистой сети (He-Ne-лазер, λ=632,8 нм, плотность мощности — 1,7 мВт/см2,экспозиция — 5 мин). По оси ординат: количество прореагировавших артерий, % к общему количествуисследованных артерий. Констрикция — косая штриховка, дилатация — темная заливка.

 

Рис. 42. Соотношение пиальных артерий у крыс линии Спрег–Доули, отвечающих дилатацией и констрикцией нанорадреналин (2,10–5 г/мл, аппликация в течение 5 мин) до (слева, 1-я и 5-я мин реакции) и после (справа, 1-я и5-я мин реакции) облучения пиальной сосудистой сети (He-Ne-лазер, λ=632,8 нм, плотность мощности — 1.7 мВт/см2,экспозиция — 5 мин). По оси ординат: количество прореагировавших артерий, % к общему количествуисследованных артерий. Констрикция — косая штриховка, дилатация — темная заливка.

 

У крыс линии Вистар–Киото в контроле на1 минуте действия норадреналина также преобладали констрикторные реакции, однако к 5-й минуте снижались и число констрикций (с 57 до 23 %),и их амплитуда (с 14,5±1,4 до 10,5±1,4 %, p≤0,05),наблюдалась тенденция к увеличению числа иамплитуды дилататорных реакций. Облучениепиальной сосудистой сети гелий-неоновым лазером вызывало существенную вазодилатацию(68 % всех артерий расширились в среднем натреть своего диаметра, рис. 38), на этом фоне аппликация норадреналина приводила к подавлениюдилатаций — число расширившихся артерий снижалось с 17 % в контроле до 1 %, преобладали жеконстрикторные реакции на норадреналин (48 %артерий сузилось), значительную часть (51 %) составили артерии, не изменившие диаметр в ответна аппликацию норадреналина (рис. 43, 44). Такоесоотношение реакций сохранялось на протяжениевсего периода действия норадреналина.Опыты с облучением invitro крови, полученной от крыс линии Вистар, гелий-неоновым лазером (длина волны — 632 нм, мощность излучения — 1,7 мВт, длительность облучения — 5 мин)показали, что под воздействием излучения индексфильтрации эритроцитов достоверно (p≤0,05) снижался с 3,41±0,62 до 2,25±0,27, т. е. деформируемость эритроцитов повышалась.

 

Рис. 43. Изменение диаметра сосудов при орошении пиальной сосудистой сети раствором норадреналина (2,10–5 г/мл) до(слева, 1-я и 5-я мин реакции) и после (справа, 1-я и 5-я мин реакции) облучения пиальной сосудистой сети (He-Ne-лазер, λ=632,8 нм, плотность мощности — 1,7 мВт/см2, экспозиция — 5 мин) у крыс линии Спрег–Доули.Констрикция — косая штриховка, дилатация — темная заливка.

 

 

Рис. 44. Изменение диаметра сосудов при орошении пиальной сосудистой сети раствором норадреналина (2,10–5 г/мл) до(слева, 1-я и 5-я мин реакции) и после (справа, 1-я и 5-я мин реакции) облучения пиальной сосудистой сети (He-Ne-лазер, λ=632,8 нм, плотность мощности — 1,7 мВт/см2, экспозиция — 5 мин) у крыс линии Вистар–Киото.Констрикция — косая штриховка, дилатация — темная заливка.

 

Таким образом, в опытах НИЛИ с длиной волны 632 нм (красная область спектра) иплотностью мощности 1,7 мВт/см² вызывало преимущественное расширение пиальных артериальных сосудов, причем у крыс линии Вистар–Киотовазодилатация (68 % артерий) была в 1,7 разабольше, чем у крыс линии Спрег–Доули (40 %расширившихся после облучения артерий). Предварительное облучение сосудов мягкой мозговой

оболочки гелий-неоновым лазером с мощностью1,7 мВт приводило к подавлению дилататорныхреакций на норадреналин, наблюдались преимущественно констрикторные адренергические реакции, т. е. НИЛИ в данном случае модулировалоадренергический ответ пиальных артерий. Этот

ответ несколько варьировал у крыс разных линий,возможно, это связано с особенностями адренергической иннервации сосудов у крыс разных линий — констрикторный ответ на норадреналинпосле облучения снижен у крыс линии Вистар–Киото (48 % артерий, амплитуда — 12,0±1,1 %) иболее существенен у крыс линии Спрег–Доули(79 % артерий, амплитуда — 19,4±1,6 %).После 5-минутного облучения пиальной сосудистой сети гелий-неоновым лазером наблюдалось как сузившиеся пиальные артерии, что согласуется с данными исследователей, использовавших гелий-неоновый лазер с мощностью15 мВт, так и значительное число расширившихся артерий, что также находит подтверждениев литературе. Возможно, что под действием НИЛИ снижается базовый уровень оксида азота, что ведет к сокращению миоцитов. Однако есть мнение,что повышение в результате воздействия НИЛИуровня функциональной активности клеток приводит к увеличению продукции различных биологически активных соединений, в том числе и оксида азота, вызывающего вазодилатацию. Вероятно, существует параллельный (или вторичный), несвязанный с Ca²⁺ путь активации миоцитов, ведущий к расслаблению клеток. Известно, что в некоторыхслучаях излучение может активировать окислительно-восстановительные процессы, контролирующие параметры клеточного гомеостаза, например, НАДФ-оксидазу плазматических мембран. Возможно, существуют вторичныереакции на облучение — воздействие нанеоблученные клетки цитокинов, активных формкислорода и азота, выделенных активированнымиклетками. Величина конечного эффекта облучения, зависит от изначального физиологического состояния облучаемогообъекта, определяемого, в частности, его окислительно-восстановительным потенциалом. Реакция артерий навоздействие определяется их предстимульнымтонусом; наблюдаемое в опытах резкоеподавление дилататорных реакций на норадреналин после облучения пиальной сосудистой сети,возможно, объясняется ослаблением тонуса артерий в ответ на предшествующее облучение.

Таким образом, продемонстрировано, что низкоинтенсивное излучение гелий-неонового лазера приводит к усилению адренореактивностипиальныхартериальных сосудов и уменьшает их исходныйтонус. Влияние НИЛИ на тонус пиальных артерийможет быть обусловлено воздействием излучения

непосредственно на гладкомышечные клетки сосудов, либо может реализовываться через эндотелий-зависимый механизм, посредством механогенныхвлияний на эндотелиальные клетки в связи с изменением реологических свойств крови.