Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения красного спектра на некоторые свойства эритроцитов крыс Вистар

 

НИЛИ красного спектра (мощность до 100 мВт) влияет на реологические свойства крови, в частности на агрегацию эритроцитов, способствует снижению гематокрита и вязкости крови, уменьшению проницаемости мембран эритроцитов для эндо- и экзогенных веществ, повышению сродства гемоглобина к кислороду. Эффект НИЛИ проявляется только при определенной длительности и мощности излучения. Вопрос о подборе параметров облучения является очень важным в прикладном аспекте для выявления оптимального терапевтического эффекта НИЛИ при заболеваниях системы кровообращения. В этом эксперименте было изучено изменение скорости оседания эритроцитов (СОЭ), жесткости мембран эритроцитов (по индексу фильтрации), размера агрегатов и формы эритроцитов, происходящих под влиянием лазерного излучения красного спектра разной мощности, а также влияние длительности облучения при низкой мощности лазерного излучения на данные показатели [1].

 

Методология эксперимента

Эксперименты проводились на крысах Вистар (n=68) массой 220-300 г, наркотизированных уретаном (внутрибрюшинно, 1.2/100 г массы тела). Кровь брали из сонной артерии после введения в нее антикоагулянта (гепарин, 50 ЕД/100 г массы тела), помещали в пробирки с гепарином в соотношении 9:1 и центрифугировали 10 мин при 3000 об/мин для отделения эритроцитов от плазмы. Готовили взвесь эритроцитов с необходимым показателем гематокрита. Размеры агрегатов и форму эритроцитов оценивали при микроскопировании в камере Горяева взвеси эритроцитов в аутологичной плазме с объемной долей гематокрита 0.5% на увеличении 780. СОЭ определяли стандартным методом для взвеси эритроцитов в аутологичной плазме с объемной долей гематокрита 40% через 2 часа. Для определения жесткости мембран эритроцитов суспензию эритроцитов в физиологическом растворе с объемной долей гематокрита 15% пропускали через фильтры (амидный фильтр, диаметр пор 5 мкм), рассчитывая индекс фильтрации как отношение времени прохождения через фильтр 1 мл суспензии эритроцитов ко времени фильтрации 1 мл физиологического раствора.

Кровь каждого животного перед началом опыта разделяли на две равные порции, контрольную и опытную, подвергавшуюся в дальнейшем облучению, для каждой из которых проводили измерения по всем вышеупомянутым параметрам.

С помощью чувствительной термопары установлено отсутствие нагрева крови при использовании гелий-неонового лазера с интенсивностью мощности 2.2 мВт/см². В случаях использования светодиодного излучения с интенсивностью мощности 25 или 50 мВт/см²и температуру проб крови 37^оС, помещая их в контейнер, который термостатировали в проточной системе. Использовали излучение в диапазоне красного света с интенсивностью мощности 2.2 мВт/см²(гелий-неоновый лазер, λ=632.8 нм), 25 или 50 мВт/см² (лазерный светодиод, λ=650±5 нм). При исследовании влияния интенсивности мощности лазерного излучения на изучаемые свойства эритроцитов воздействие во всех случаях составляло 5 мин. При изучении влияния длительности лазерного облучения на агрегацию эритроцитов облучение осуществляли в течение 5, 15, 25 мин при интенсивности мощности 2.2 мВт/см² (гелий-неоновый лазер, λ=632.8 нм). Контрольные пробы крови исследовали в тех же условиях эксперимента, что и облучаемые.

 

Результаты исследования

При интенсивности мощности излучения 2.2 мВт/см² индекс фильтрации эритроцитов достоверно снижался (p<0,05). При этом размер и форма эритроцитарных агрегатов, а также СОЭ достоверно не изменялись (таблица 6). При использовании интенсивности мощности излучения 25 наблюдалось аналогичное снижение индекса фильтрации эритроцитов. СОЭ при интенсивности мощности излучения 25мВт/см² снижалось вдвое по сравнению с контролем (таблица6). В то время как методом световой микроскопии не обнаружено различий в форме эритроцитов и размерах их агрегатов между облученной (25мВт/см²) и необлученной кровью. При использовании интенсивности мощности излучения 50мВт/см² не обнаружено достоверного изменения индекса фильтрации эритроцитов и СОЭ (таблица6). При визуальном исследовании морфофункционального состояния эритроцитов выявлено, что в контрольной пробе образуются небольшие агрегаты 2-5 дискоцитов, в то время как после воздействия излучения с интенсивностью мощности 50мВт/см² клетки представляют собой сферо-эхиноциты, объединенные в патологические агрегаты (агрегация «бок в бок»).

Таблица 6.

Изменение индекса фильтрации эритроцитов и СОЭ при облучении крови крыс лазером в зависимости от мощности излучения и длительности излучения.

*р<0,05 различии достоверны на двустороннем уровне значимости; n – количество животных, у каждого брали 2 пробы (контрольную и опытную).

Было установлено, что после 5-минутного воздействия в облученной крови по сравнению с контрольной изменяется только индекс фильтрации эритроцитов (p<0,05; таблица 4). При этом размер и форма агрегатов эритроцитов не изменялись, а СОЭ имела тенденцию к снижению. При экспозиции 15 мин достоверных различий в облученной и необлученной крови по всем исследуемым показателям не было (таблица 4). Дальнейшее увеличение длительности облучения до 25 мин приводило к снижению СОЭ более, чем в 2 раза (р<0,05), но не влияло на жесткость мембраны эритроцитов (индекс фильтрации не изменялся; таблица 4) и не приводило к изменению формы эритроцитов и размеров их агрегатов. Причины отсутствия изменений регистрируемых показателей крови при 15-минутном облучении, равно как и различие эффектов при 5- и 25-минутном облучении не ясны. Замедление процесса седиментации эритроцитов в последнем случае, возможно, связано с вызванным более длительным облучением развитием фотодинамических процессов, приводящих к увеличению z-потенциала эритроцитов. Это, в свою очередь, может способствовать замедлению образования агрегатов по мостиковому механизму и затруднению сближения эритроцитов, которое определяет интенсивность агрегации в первые минуты этого процесса. На основании полученных данных можно предположить, что влияние мощности и длительности НИЛИ на агрегацию и деформируемость эритроцитов носит нелинейный характер: увеличение мощности или длительности воздействия лазера не всегда способствует усилению его воздействия на показатели крови. В частности, простое усиление воздействия за счет увеличения времени облучения не заменяет влияние излучения большей мощности. В основе этих процессов лежит по-разному проявляющееся при разных характеристиках длительности облучения и мощности излучения изменение вязкостно-эластических свойств мембраны эритроцитов и реологических свойств крови в целом.