Влияние фотодинамического воздействия и его отдельных составляющих на морфофизиологические и биохимические показатели Drosophila melanogaster

• Автор: Колтаков, Алексей Михайлович
• Шифр специальности: 03.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 160 с. : ил.

Введение.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Общая характеристика фотобиологических реакций, инициируемых

видимым светом.

1.2 Деструктивные фотобиологические реакции. Фотосенсибилизированные процессы. Фотодинамическое действие видимого света.

1.3 Активные формы кислорода.

1.4 Фотодинамическое повреждение биомолекул клетки.

1.4.1 Повреждения белков.

1.4.2 Повреждения липидов

1.4.3 Повреждения нуклеиновых кислот.

1.5. Прямое фотодинамическое повреждение клеточных органелл

1.5.1. Повреждения ядра и наследственного аппарата.
1.6. Летальные и ингибирующие эффекты ФД воздействия на культивируемые клетки и на одноклеточные организмы.
1.7. Деструктивные ФД процессы в тканях и органах многоклеточных организмов. Летальные эффекты ФД воздействия на сложные многоклеточные организмы.
1.8. Метод ФДТ и его клиническое применение
1.9. Влияние ФД действия на процессы реализации наследственной информации.
2.МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
2.1 Объекты исследования.
2.2. Характеристика применяемого воздействия и дозиметрия
2.3.Методы исследования
2.3.1. Измерение морфофизиологических признаков
2.3.2. Определение общего содержания РНК.,.
2.4. Методы статистической обработки результатов.
3.РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Влияние ФДД на показатель выживаемостисмертности особей i
3.2 Влияние темнового воздействия ФС Фотогем и облучения красным светом 3 нм на выживаемость i .
3.3 Половые различия выживаемости особей i ,
подвергнутых ФДЦ.
3.4 Влияние ФДЦ на показатели плодовитости i
3.5 Влияние темнового воздействия фотосенсибилизатора Фотогем на плодовитость i .
3.6 Влияние облучения красным светом 3 нм на плодовитость i
3.7 Влияние ФДЦ на соотношение полов в потомстве первого поколения i
3.8 Влияние отдельных компонентов ФДЦ на соотношение полов в потомстве первого поколения i .
3.9 Влияние ФДЦ на массу тела i особей i .
3. Влияние темнового воздействия ФС Фотогем на массу тела особей имаго i .
3. Влияние облучения красным светом 3нм на массу тела i особей имаго i
3. Влияние ФДЦ на содержание РНК в теле i
4.0БСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
5. ВЫВОДЫ. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ.
7. ЛИТЕРАТУРА.
8. ПРИЛОЖЕНИЕ.
Введение.
Актуальность


Фото деструктивные реакции индуцируются в биологических системах главным образом коротковолновым УФизлучением, энергии квантов которого 9 0 кДжмоль достаточно для непосредственной генерации повреждающих реакций фотоионизации или фотодиссоциации. При определенных условиях они могут протекать и под действием света более длинноволновой области оптического спектра Рубин, Фрайкин, . Излучение видимого диапазона может повреждать биообъекты при высоких значениях интенсивности и экспозиционной дозы. Деструктивное действие высокоинтенсивного света на биоткани используется в лазерной хирургии и в онкологии Плетнев и др. Некротические изменения при этом типе воздействия обусловлены в основном термическим эффектом. Показано, например, что при действии на меланому ГардингаПасси у мышей линии С излучением газового лазера ОКГМТ длина волны X нм, интенсивность I ,4 Вт см2, через 0 секунд после начала облучения температура поверхности опухоли составляла 0С, на глубине мм 0С, на глубине мм 0С Плетнев и др. Важное значение имеет также кинетический или гидродинамический эффект, который выражается в образовании ударных волн в результате мгновенного испарения жидкостных элементов тканей Себрант, Троянский, . Испарение большинства биологических субстратов достигается при значениях плотности мощности оптического излучения не менее 4 5 Втсм , коагуляция при значениях порядка Втсм Скобелкин и др. При этом видимое излучение можно считать высокоинтенсивным в
среднем при значениях плотности мощности от Втсм и выше Житкова, . В результате многочисленных исследований установлено, что высокоэнергетическое оптическое излучение приводит к деструкции как здоровых, так и опухолевых тканей различных млекопитающих и человека Файн, Клейн, Скобелкин и др. Файн, Клейн, . Показано, что фотодеструктивные реакции в биообъектах могут протекать и под действием видимого света со средними или низкими значениями интенсивности излучения. В этих случаях повреждение происходит, как правило в результате процессов фотосенсибилизации Рубин, Фрайкин, . Фотосенсибилизированными называют фотохимические реакции, которые протекают в результате поглощения света молекулами хромофоров сенсибилизаторов и передачи его энергии на ближайшие субстраты Черницкий, Воробей, . Сами фотосенсибилизаторы ФС обычно при этом не претерпевают химические превращения Фут, . В основе фотосенсибилизированных реакций лежат следующие фотофизические процессы. При поглощении фотона с определенной энергией молекула ФС переходит из невозбужденного Бо в одно из верхних возбужденных электронных состояний 5,. Время жизни возбужденного триплетного состояния 7 лежит в пределах 6 3 сек. Именно в этом состоянии ФС инициирует фотосенсибилизированные реакции Меерович, . Существует 2 типа реакций с биосубстратом, в которые может вступать ФС в возбужденном 7 состоянии Черницкий, Воробей, . В реакциях 1го типа ФС непосредственно взаимодействует с близлежащими молекулами, что приводит к переносу на них либо электрона , либо атома водорода Н. В итоге образуются высокореакционные активные частицы супероксиданион радикал , его протонированная форма Н или перекись водорода Н2, легко окисляющие биомолекулы Ьапа, ЯсБгка Щ а1. Фотосенсибилизированные реакции таких ФС как флавины, акридины, псоралены, кетоны обычно протекают по I типу Ьапа, . В реакциях II типа происходит перенос энергии электронного возбуждения от ФС к молекуле кислорода , основное состояние которой является триплетным, в результате чего она переходит в возбужденное синглетное состояние . Таким образом, кислород является обязательным участником реакций II типа РоЫег, . Реакцию можно записать так 2 О2 Черницкий, Воробей, . Синглетный кислород 2 является чрезвычайно химически активным окислителем. Окислительная деградация макромолекул в клетке может привести к гибели клетки и целого организма ЬаизЦча, . Сенсибилизированное хромофорами повреждение биологических структур светом с потреблением называется фотодинамичсским ФД действием Конев, Болотовский, . ФД процессы относятся к ФС реакциям II типа, т. Черницкий, Воробей, . Порфирины в биологических системах в присутствии вступают, как правило, в фотореакции II типа. Энергии первого триплетного состояния порфиринов 0 кДжмоль достаточно для образования кДжмоль.