Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Биофизический контроль радиационного воздействия на человека в зонах ядерных реакторов, в условиях космического полета, а также при проведении лучевой терапии на сегодня является актуальным. В связи с этим в данной работе решались следующие задачи: 1) исследование реакций лейкоцитов в крови после однократного воздействия γ-излучения 60Со на кровь in vitro; 2) математическое моделирование быстрых иммунных ответов на облучение на основе энергетических показателей клеток в крови. С помощью люминесцентного микроскопа распознавали и исследовали лимфоциты и нейтрофилы в мазках донорской венозной крови, витально окрашенной катионным зондом 4-(n-диметиламинстирил)-1-метилпиридинием (ДСМ). Энергетическую активность клеток (ЭА) в каждой популяции характеризовали суммой трансмембранных потенциалов (ТМП) на внешней и митохондриальной мембранах, и оценивали по интенсивности и цвету флуоресценции ДСМ в митохондриях и ядрах клеток. Доза-зависимые эффекты γ-облучения оценивали на основе данных компьютерного анализа цифровых флуоресцентных изображений клеток. В экспериментах установлено, что изменение ТМП лейкоцитов после γ-облучения крови в дозах 1Гр-5Гр зависит от исходной ЭА клеток. Выявлена S-образная дозовая зависимость для ЭА облученных лимфоцитов. Наибольший эффект деэнергизации клеток обнаружен после облучения крови в дозе 4Гр. Предложена модель Т-зависимых иммунных реакций в виде системы нелинейных дифференциальных уравнений до и после облучения крови, где концентрации для пяти популяций клеток заменены на флуоресцентные переменные, которые отражают количество активных митохондрий в каждой популяции. Такая модель адекватна для описания быстрой фазы иммунного ответа после одноударного радиоактивного облучения организма.
γ-облучение крови, нейтрофилы, лимфоциты, мембранный потенциал, активность митохондрий, флуоресцентный зонд ДСМ, энергетические показатели, модель иммунитета
1. Смирнова О.А. Радиация и организм млекопитающих: модельный подход. Москва-Ижевск: 2006, 223 с.
2. Тимошевский А.А., Пиголин Ю.И., Гребенюк А.Н. Использование иммунологических показателей периферической крови при проведении судебно-медицинской экспертизы лиц, подвергшихся радиационному воздействию. Судебно-медицинская экспертиза, 2013, № 1, с. 17-20.
3. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мебранах. М.: Наука, 1972, 252 с.
4. Иржик Л.И. Гемоглобины и их свойства. М.: Наука, 1975, 239 c.
5. Морозова Г.И., Добрецов Г.Е., Дубуре Р.Р., Дубур Г.Я., Голицын В.М., Владимиров Ю.А. Флуоресценция зонда 4-(n-диметиламиностирил)-1-метилпиридиния в живой клетке. Цитология, 1981, т. 23, № 8, с. 916-923.
6. Морозова Г.И., Онищенко Н.А.¸ Оржеховская И.Г., Коробкова Е. Н., Полосина О.В., Базиева Ф.Х., Баукина О.В. Микрофлуориметрический метод идентификации и оценки физиологического состояния лимфоцитов и нейтрофилов в цельной нативной крови с помощью флуоресцентного зонда-катиона ДСМ: клиника и эксперимент. Гематология и трансфузиология, 1997, т. 42, № 3, с. 43-47.
7. Добрецов Г.Е., Косников В.В., Морозова Г.И., Лихачева Л.М., Айдыралиев Р.К., Владимиров Ю.А. Измерение градиента концентрации флуоресцентного зонда - катиона ДСМ на цитоплазматической и митохондриальной мембранах. Биологические мембраны, 1986, т. 3, № 3, с. 266-273.
8. Розенко Л.Я., Тарнопольская О.В., Шихлярова А.И., Непомнящая Е.М., Крохмаль Ю.Н. Флуоресцентные показатели живых клеток опухоли плоского эпителия до и после химиолучевой терапии у больных плоскоклеточным раком полости рта. Современные проблемы науки и образования, 2013, № 6.
9. Морозова Г.И., Корнилаева Г.В., Подчерняева Р.Я., Куленич Т.М., Боженко В.К. Исследование влияния КВЧ-излучения миллиметрового диапазона на мембранные структуры в культуре Т-лимфобластоидных клеток с помощью флуоресцентного зонда-катиона ДСМ. Биомедицинская радиоэлектроника, 2014, № 11, с. 31-38.
10. Морозова Г.И., Козлова М.А., Акшинцев А.А. Оценка экологической токсичности водных растворов ксенобиотиков в малых дозах на клетках донорской крови c помощью потенциал-чувствительного флуоресцентного зонда. Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2019, т. 4, № 3, с. 428-424.
11. Акшинцев А.А., Морозова Г.И., Козлова М.А., Баренбойм Г.М. Выявление адаптогенного и защитного действия экстрактов из термофильных водорослей на энергетику лейкоцитов в нативной крови по флуоресценции потенциал - чувствительного зонда ДСМ. Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2020, т. 5, № 3, с. 536-542.
12. Морозова Г.И., Полетаев А.И., Борщевская Т.А. Инвертированный электрохимический потенциал на ядерной мембране клеток и его связь с клеточной энергетикой. Сборник научных трудов 2-го съезда биофизиков России. М.: 1999, с. 256-257.
13. Morozova G.I., Parkhomenko T.V., Klitsenko O.A., Tomson V.V. Stimulating effect of erythropoietin on thy timocyte energetics established in vitro with a potential-sensitive fluorescent probe in the mitochondria. Biochem. Suppl. Series A: Membrane and Cell Biology, 2007, vol. 1, no. 4, pp. 325-330.
14. Askarova K.Z., Morozova G.I., Anoshin A.A. Modeling the Accumulation Kinetics of Anionic Photo-sensitizers in Tumor Cells with Different Trans-membrane Potentials. J. Mech.Cont.& Math. Sci., Special Issue-1, March, 2019, pp. 483-490.
15. Твердислов В.А., Тихонов А.Н., Яковенко Л.В. Физические механизмы функционирования биологических мембран. М: МГУ, 1987, 187 с.
16. Морозова Г.И., Аношин А.А., Добрецов Г.Е., Матвеева Н.К. Структурно-энергетический баланс иммунных клеток и тромбоцитов в нативной крови, определяемый с помощью флуоресцентного зонда ДСМ, как адекватная характеристика состояния организма. Сборник научных трудов VI съезда биофизиков России, Краснодар: Кубанский ГУ, 2019, т. 2, с. 217-218.
17. Морозова Г.И., Аношин А.А., Оболонкова А.Н. Моделирование иммунной сети на основе структурно-энергетических параметров клеточных популяций. Труды XVIII международной конференции, Пущино: РАН, МКО, 2011, с. 110.
18. Бейли И.Н. Статистические методы в биологии. М.: Наука, 1963, 277 с.
19. Бонд В., Флинднер Т.Б., Аршамбо Д. Радиоционная гибель млекопитающих: Нарушение кинетики клеточных популяций. М.: Атомиздат, 1971, 317 с.
20. Петров Р.В. Роль гормонов и медиаторов в функционировании иммунной системы. Вестник АМН СССР, 1980, № 8, c. 3-11.
21. Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран. М: Наука, 1989, 123 c.
22. Математические моделирование в иммунологии и медицине. Под ред. Г.И. Марчука. Новосибирск: Наука, 1982, 110 с.
23. Белых Л.Н. Анализ математических моделей в иммунологии. М.: Наука, 1988, 192 с.
24. Шишкин В.И., Янченкова Е.Н. Математическая модель иммунной сети с учётом деления Т-клеток на субпопуляции. Физическая механика, 1998, с. 174-179
