Анализ цитотоксического действия медицинских газоразрядных устройств

Цель исследования — анализ цитотоксических эффектов различных газоразрядных технологий.

Материалы и методы. В работе использовали газоразрядные устройства: «Пилимин» серий ИР-1, ИР-10 и «Бриг» — излучение плазмы искрового разряда; ртутную лампу низкого давления ДБК-9 — ультрафиолетовое излучение; устройство для дарсонвализации «Корона» — тихий электрический коронный разряд. Объекты исследования: эритроциты крыс линии Wistar, лимфоидные клетки лимфосаркомы Плисса.

Результаты. Установлено, что все изученные газоразрядные устройства обладают мембранотоксическим и цитотоксическим эффектами. С увеличением времени воздействия общее количество эритроцитов и лимфоидных клеток снижалось, а количество нежизнеспособных клеток — возрастало. Мембрана эритроцитов в меньшей степени устойчива к излучению плазмы искрового разряда с длительностью импульса 1500 мкс и к ультрафиолетовому излучению ртутной лампы. При этом эритроциты менее резистентны к действию газоразрядных устройств, чем лимфоидные клетки. Клетки лимфосаркомы Плисса более чувствительны к воздействию излучением плазмы искрового разряда и коронного разряда с длительностью импульса 1–10 мкс. Излучение плазмы искрового разряда с длительностью импульса 150 мкс в равной степени проявляет и мембранотоксический, и цитотоксический эффекты.

Заключение. Результаты оценки цитотоксического действия разных газоразрядных устройств позволяют определить направление исследований при изучении механизмов действия газоразрядных технологий, в частности рекомендовать более глубокое изучение такого параметра, как длительность импульса разряда.

1. Sasai Y., Kondo S., Yamauchi Y., Kuzuya M. Plasma surface modification of polymer substrate for cell adhesion control. J Photopolym Sci Technol 2010; 23(4): 595–598, https://doi.org/10.2494/photopolymer.23.595.
2. Steinbeck M.J., Chernets N., Zhang J., Kurpad D.S., Fridman G., Fridman A., Freeman T.A. Skeletal cell differentiation is enhanced by atmospheric dielectric barrier discharge plasma treatment. PLoS One 2013; 8(12): e82143, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0082143.
3. Иванова И.П., Заславская М.И. Биоцидный эффект некогерентного импульсного излучения искрового разряда в экспериментах in vitro и in vivo. Современные технологии в медицине 2009; 1: 28–31.
4. Piskarev I.M., Ivanova I.P., Trofimova S.V. Comparison of chemical effects of UV radiation from spark discharge in air and a low-pressure mercury lamp. High Energy Chemistry 2013; 47(5): 247–250, https://doi.org/10.1134/s0018143913050093.
5. Ziskin M.C. Millimeter waves: acoustic and electromagnetic. Bioelectromagnetics 2012; 34(1): 3–14, https://doi.org/10.1002/bem.21750.
6. Иванова И.П., Проданец Н.В., Спиров Г.М. Морфо­логические изменения внутренних органов крыс с пере­витой лимфосаркомой плисса при воздействии не­ко­ге­рентным импульсным излучением. Морфология; 2004; 4: 52.
7. Архипова Е.В., Иванова И.П. Воздействие некоге­рент­ного импульсного излучения на функциональное состояние мононуклеарных клеток в эксперименте. Современные технологии в медицине 2013; 5(1): 27–31.
8. Иванова И.П., Трофимова С.В., Ведунова М.В., Жаберева А.С., Бугрова М.Л., Пискарев И.М., Карпель Вель Лейтнер Н. Оценка механизмов цитотоксического действия излучения газоразрядной плазмы. Современные технологии в медицине 2014; 6(1): 14–22.
9. Иванова И.П., Трофимова С.В., Карпель Вель Лейт­­нер Н., Аристова Н.А., Архипова Е.В., Бурхина О.Е., Сысоева В.А., Пискарев И.М. Анализ активных продуктов излучения плазмы искрового разряда, определяющих биологические эффекты в клетках. Современные тех­но­логии в медицине 2012; 2: 20–30.
10. Bains G., Patel A.B., Narayanaswami V. Pyrene: a probe to study protein conformation and conformational changes. Molecules 2011; 16(12): 7909–7935, https://doi.org/10.3390/molecules16097909.
11. Drahota Z., Palenickova E., Endlicher R., Milerova M., Brejchova J., Vosahlikova M., Svoboda P., Kazdova L., Kalous M., Cervinkova Z., Cahova M. Biguanides inhibit complex I, II and IV of rat liver mitochondria and modify their functional properties. Physiol Res 2014; 63(1): 1–11.
12. Salcedo-Sicilia L., Granell S., Jovic M., Sicart A., Mato E., Johannes L., Balla T., Egea G. βIII spectrin regulates the structural integrity and the secretory protein transport of the Golgi complex. J Biol Chem 2012; 288(4): 2157–2166, https://doi.org/10.1074/jbc.m112.406462.
13. Джужа Д.А. Диагностическая эффективность в он­ко­логии позитронной эмиссионной томографии с 18F-фтор­деоксиглюкозой. Онкология 2010; 12(3): 296–303.
14. Ibarguren M., López D.J., Escribá P.V. The effect of natural and synthetic fatty acids on membrane structure, microdomain organization, cellular functions and human health. Biochim Biophys Acta 2014; 1838(6): 1518–1528, https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2013.12.021.
15. Loura L.M.S. Lateral distribution of NBD-PC fluorescent lipid analogs in membranes probed by molecular dynamics-assisted analysis of Förster Resonance Energy Transfer (FRET) and fluorescence quenching. Int J Mol Sci 2012; 13(12): 14545–14564, https://doi.org/10.3390/ijms131114545.
16. Alakhova D.Y., Kabanov A.V. Pluronics and MDR reversal: an update. Mol Pharm 2014; 11(8): 2566–2578, https://doi.org/10.1021/mp500298q.

Astafyeva K.A., Ivanova I.P. Analysis of Cytotoxic Effects of Medical Gas-Discharge Devices. Sovremennye tehnologii v medicine 2017; 9(1): 115, https://doi.org/10.17691/stm2017.9.1.15