Адрес этой статьи в интернете: www.biophys.ru/archive/congress2012/proc-p197.htm
Санкт-Петербургский национальный
исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики,
197101, Россия, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д. 49. E-mail: tsurkan.maria@yandex.ru
1 Институт физиологии им.
И.П.Павлова РАН, 199034, Россия, Санкт-Петербург, наб.Макарова, д.6.
2 ФГУ «Федеральный центр сердца, крови и эндокринологии
им. В.А. Алмазова Федерального агентства по оказанию
высокотехнологичной медицинской помощи», 197341, Санкт-Петербург, ул.
Аккуратова, д. 2
Применение источников терагерцового излучения в различных областях, в том числе биологии и медицине, с каждым годом увеличивается. Вместе с этим увеличивается и потребность в более глубоком понимании механизмов этих взаимодействий и их возможных как положительных, так и отрицательных последствий. По результатам различных исследований отмечается как стимулирующий, так и угнетающий эффект Тгц излучения на клеточные системы [1,2]. Таким образом, вопрос о фундаментальном обосновании возможности использования ТГц излучения для воздействия на биологические системы, в особенности на нервную, все еще открыт. Механизм данного воздействия до сих пор не изучен, в том числе не определены дозы и время облучения. В рамках данного вопроса на первом этапе необходимо выявить эффекты, возникающие в сложно организованных молекулярных системах – нервных клетках при действии такого излучения.
В этой связи наша работа была посвящена исследованию воздействия широкополосного импульсного ТГц излучения диапазона 0.05-2 ТГц на рост нейритов. Здесь будут приведены первые результаты данной работы. В качестве объекта воздействия применялись сенсорные ганглии 10-12 дневных куриных эмбрионов в органотипической культуре ткани. Ганглии являются скоплениями нервных клеток и осуществляют взаимосвязь организма с окружающей средой.
В настоящей работе была разработана оптическая схема эксперимента по принципу фотопроводящей антенны. Генерируемое ТГц излучение имело полосу частот от 0,05 до 2 ТГц. Мощность ТГц излучения варьировалась на уровне разных порядков с помощью фильтров. Длительность импульса 2.5 пс. Время облучения составило 3мин.
После облучения экспериментальные образцы и контрольные образцы, которые не подвергались облучению, помещались на трое суток в инкубатор. Затем для количественной оценки влияния ТГц излучения с помощью морфометрического метода прижизненно оценивался рост нервных волокон. С целью унификации конечных показателей степени роста нервных волокон, для ее оценки использовался относительный критерий – индекс площади. Интенсивность роста эксплантатов оценивалась по величине индекса площади, которая рассчитывалась как отношение площади всего эксплантата, включая периферическую зону роста, к исходной площади ганглия. Полученные данные соотносились с данными контрольных эксплантатов, которые не подвергались облучению и культивировались при тех же условиях. Для каждого значения плотности мощности ТГц излучения анализировали 10 экспериментальных эксплантатов. Полученные данные соотносились с данными контрольных эксплантатов, которые не подвергались облучению и культивировались при тех же условиях. Достоверность различий в ИП контрольных и экспериментальных эксплантатов оценивали с помощью t-критерия Стъюдента. Значения ИП выражали в процентах; за 100% принимали контрольные значения ИП.
В результате при плотности мощности облучения порядка 5 и 50 мкВт/см2 изменение индекса площади относительно контрольного образца составило приблизительно 103 и 107 процентов соответственно (p<0.05). Эти результаты были приняты за изменения на уровне контроля. Увеличение индекса площади на уровне 124 процентов было получено при плотности мощности порядка 0.5 мкВт/см2, что позволяет нам говорить об эффекте стимуляции клеточного роста.
response of cells on low-intensity thz radiation
M.V. Tsurkan, V.A.
Penniyainen1, A.V. Kipenko1,2, E.V. Lopatina1,2,
O.A. Smolyanskaya, V.G. Bespalov, B.V. Krylov1
Saint-Petersburg State University of Information Technologies, Mechanics and Optics, St.Petersburg, Russia,
E-mail: tsurkan.maria@yandex.ru
1Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, Russia
2Almazov Federal Heart, Blood and Endocrinology Centre, St. Petersburg, Russia
Литература
1. P.H. Siegel and V. Pikov, SPIE Photonics West, BiOS, paper 7562-17, 2010.
2. U.S. Olshevskaya, A.S. Kozlov, A.K. Petrov, T.A. Zapara, A. S. Ratuwnyak. Journal of higher nervous activity n.a. I. P. Pavlova, V. 59, № 3, 2009, P. 353-359