Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,813

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СВЕТОДИОДНОГО ОСВЕЩЕНИЯ НА НЕКОТОРЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГАЗОВ И ЭЛЕКТРОЛИТОВ КРОВИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ

Железникова О.Е. 2 Кирюхин Ф.М. 2 Подсеваткин В.Г. 1, 2 Кирюхина С.В. 1, 2
1 ГБУЗ РМ «Мордовская республиканская психиатрическая больница»
2 ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева (национальный исследовательский университет)»
Настоящая статья посвящена исследованию влияния различных видов освещения на некоторые показатели газового состава крови и кислотно – щелочную реакцию среды в условиях иммобилизационного стресса у белых мышей. Комплексное изучение газового и электролитного составов крови экспериментальных животных при воздействии различных видов освещения позволило выделить гомеостатические маркеры неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды. Использование лекарственного сочетания антиоксиданта, иммунокорректора, анксиолитика и гипербарической оксигенации позволяет оптимизировать нарушенные стрессом показатели газового состава крови экспериментальных животных, нормализовать парциальное давление углекислого газа, восстановить кислотно-щелочную реакцию крови и концентрацию бикарбонатов как при воздействии светодиодного, так и люминесцентного освещения. Выявлено, что в механизме стресс-протекторного действия исследуемой фармакологической комбинации лекарственных средств в условиях ГБО важная роль принадлежит снижению гипоксемии, нормализации напряжения углекислого газа, увеличению pH крови и бикарбонатов. Предложенное лекарственное сочетание может быть рекомендовано для лечения пациентов со стресс-обусловленной патологией.
светодиодное освещение
газовый и электролитный составы крови
экспериментальный стресс
антиоксиданты
антигипоксанты
иммунокорректоры
анксиолитики
гипербарическая оксигенация
1. Айзенберг Ю.Б. Светодиоды и их применение для освещения. / Под общ. ред. акад. АЭН РФ Ю.Б. Айзенберга. – М.: Знак, 2012. 280 с.
2. Аладов А.В. О современных мощных светодиодах и их светотехническом применении. / А.В. Аладов, Е.Д. Васильева, А.Л. Закгейм, Г.В. Иткинсон, В.В. Лундин, М.Н. Мизеров, В.М. Устинов, А.Ф. Цацульников. – Журнал «Светотехника», - 2010, № 3. – С.8-16.
3. Амелькина С. А., Железникова О. Е., Кирюхина С. В., Синицына Л. В. Разработка комплексной методики оценки влияния условий светодиодного освещения на состояние органа зрения и организма человека в целом//Естественные и технические науки. 2013. №5(67). С. 249 -257.
4. Андреев А.И. Изучение действия излучений ультрафиолетовой и красной областей спектра на иммунокомпетентные клетки.: автореферат дисс. кандидата биологических наук. - 03.00.02. /Андреев А.И. – Москва. – 1999. – 25 с.
5. Батраков А.В., Кирьянова В.В., Васильев А.В. Применение светодиодного излучения (470 нм) в комплексном лечении больных фурункулами лица: Учебное пособие. – СПб.: Человек, 2011. – 32 с.
6. Быстрянцева Н.В. Выявление системы восприятия человеком освещённых пространств и объектов в городской среде / Н.В. Быстрянцева, Н.В. Матвеев // Журнал "Светотехника". - №4. – 2014. – С. 35-38.
7. Жань В. О рабочих характеристиках светильников сo светодиодами в КНР. /В. Жань, Ш. Хуа . – «Светотехника». - 2010, № 3. – С. 29-31.
8. Железникова О.Е. К вопросу оценки психического и соматического статуса организма в условиях светодиодного освещения. / О.Е. Железникова, С.В. Кирюхина, В.В. Пирнак // Научные труды SWorld. 2014. Т. 5. № 4. С. 8-12.
9. Закс Л. Статистическое оценивание. М.: Статистика, 1976. – 598 с.
10. Кирюхина С.В. Экспериментально – клиническое обоснование патогенетической фармакологической коррекции обсессивно – фобических, конверсионных, астенических расстройств: автореферат дисс. доктора медицинских наук. – 14.03.06, 14.01.06 / С.В. Кирюхина – Саранск. – 2010. – 41 с.
11. Моррисон В.В., Чеснокова Н.П. Патологическая физиология, 3-е изд., СГМУ, Саратов (2008).- 125 с.
12. Новиков К.Н. Роль активных форм кислорода в биологических системах при воздействии факторов окружающей среды.: автореферат дисс. доктора биологических наук. - 03.00.16, 03.00.02. / К.Н. Новиков– Москва. – 2004. – 28 с.
13. Подсеваткин В.Г. Влияние антиоксидантов, иммунокорректоров и антиконвульсантов на морфофункциональные характеристики нейтрофилов у больных эпилепсией с истерическими припадками / В.Г. Подсеваткин, С.В. Кирюхина, С.В. Подсеваткина, Д.И. Кузьмин, Е.В. Говш // Морфологические ведомости. – 2013. – №1. – С. 40-48.
14. Подсеваткин В.Г. Влияние экспериментального стресса на морфофункциональные свойства нейтрофильных гранулоцитов в условиях терапии анксиолитиками и гипербарической оксигенацией / В.Г. Подсеваткин, С.В. Кирюхина // Морфология.- Том 133, № 4.- 2008.- С. 88.
15. Подсеваткин В.Г. Гипербарическая оксигенация при реактивных состояниях (Глава 17) / В.Г. Подсеваткин, Я.В. Костин, В.П. Балашов, С.В. Кирюхина // Федеральное руководство по гипербарической медицине/ под ред. С.А. Байдина, А.Б. Граменецкого, Б.А. Рубинчика. – М.: ОАО «Медицина», 2008. -С.404-426.
16. Подсеваткин В.Г. Динамика электроэнцефалографических показателей и морфофункциональных характеристик нейтрофилов под воздействием светодиодного освещения у пациентов с различными формами неврозов и студентов-добровольцев /В.Г. Подсеваткин, О.Е. Железникова, С.В. Кирюхина, Е.М. Гальцова // Морфологические ведомости. 2013. № 4. С. 57-68.
17. Подсеваткин В.Г. Морфофункциональная характеристика нейтрофилов при экспериментальном стрессе и действии кислорода под повышенным давлением / В.Г. Подсеваткин, С.В. Кирюхина, В.П. Балашов // Морфологические ведомости. – 2006. – №3-4. – С. 51-54.
18. Подсеваткин В.Г. Нейроиммунное реагирование при невротических расстройствах у пожилых больных / В.Г. Подсеваткин, С.В. Кирюхина, С.В. Подсеваткина, Д.С. Блинов // Клиническая геронтология. Том 14. – № 8, 2007. – С.15-17.
19. Подсеваткин В.Г. Опыт применения мексидола в комплексной терапии конверсионного расстройства / В.Г. Подсеваткин, С.В. Кирюхина, Д.С. Блинов, С.В. Подсеваткина // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. - Том 109. - № 4. - 2009. - С. 75-77.
20. Подсеваткин В.Г. Способ лечения подострого депрессивного реактивного психоза / В.Г. Подсеваткин, С.В. Кирюхина, С.В. Подсеваткина. - Патент на № 2473345 от 27.01.2013 года. – Бюл. №3.
21. Руснати Ф. Стандартизация светодиодной продукции для освещения. /Ф. Руснати. - «Светотехника», - 2010, № 3. – С. 32 – 34.
22. Степанова Е.С. Влияние переохлаждения на функциональную активность лейкоцитов.: автореф/ дисс. канд/ биол/ наук. - 03.00.01. / Е.С. Степанова – Сыктывкар. – 2010. – 20 с.
23. Текшева Л.М. Сравнительная гигиеническая оценка условий освещения с люминесцентными лампами и светодиодными источниками света в школах. –Журнал «Светотехника». - № 5. – 2012. – С. 58-62.
24. Цымбал А. А., Автореф. дис. д-ра мед. наук, Саратов. - 2012. – 48 с.
Последнее десятилетие отмечено значительным прогрессом в совершенствовании технологий создания полупроводниковых светодиодов (СД), а также значительным улучшением их технических характеристик (прежде всего, эффективности) по сравнению с другими видами искусственного освещения (галогенной лампой накаливания, люминесцентными лампами и др.) [1, 2, 5, 6, 7]. Исследование влияния светодиодного излучения на организм человека является актуальной задачей в связи с расширением масштабов производства СД при быстром внедрении научно-технологических достижений в серийные приборы, что определяет необходимость обеспечения безопасности жизнедеятельности не только при использовании световых лучей в качестве источников света, но и в качестве лечебных факторов при различных заболеваниях [1, 2, 3, 4, 8, 21, 23]. В экспериментальных и клинических исследованиях ряда авторов показано, что неблагоприятное воздействие факторов окружающей среды, в том числе источников света, вызывает развитие неспецифической стрессовой реакции организма в виде дисфункциональных расстройств со стороны нервной системы и сопряженных с ней функционально гомеостатических параметров крови [3, 4, 5, 8, 12, 16, 22]. Газовый состав крови и кислотно-основное состояние (КОС) организма являются одними из важнейших и наиболее строго контролируемых параметров гомеостаза [11, 22, 24]. Состояние стресса характеризуется перераспределением крови в организме в пользу жизненно-важных органов, ухудшением кровоснабжения периферических тканей, что обуславливает развитие гипоксемии и комплекса вторичных неспецифических метаболических и функциональных расстройств [11, 22, 24].

В работах, проведенных нами ранее [10, 13, 14, 19, 20] показано оптимизирующее влияние патогенетической терапии с использованием анксиолитика, иммунокорректора, антиоксиданта, гипербарической оксигенации (ГБО) на основные звенья стресс-реакции: чрезмерную активацию антиоксидантных систем, тканевую гипоксию, дисбаланс эндокринных и иммунных реакций [15, 17, 18]. Однако динамика кислотно-щелочного равновесия, газового баланса и электролитов крови под влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды, в том числе различных видов световых лучей, а также возможность коррекции возникающих изменений гомеостатических параметров крови в условиях стресс-обусловленной патологии не изучались. В связи с этим, целью нашего исследования явилось изучение влияния фенорелаксана, тимогена, мексидола и ГБО в виде монотерапии и комплексного воздействия на динамику показателей газового и электролитного составов крови при освещении светодиодными и люминесцентными источниками света в условиях экспериментального иммобилизационного стресса.

Материал и методы исследования. Эксперименты выполнены на 125 лабораторных белых мышах обоего пола весом 18-23 г. На первом этапе экспериментальных исследований изучали влияние светодиодного и люминесцентного видов освещения на показатели кислотно-щелочного и электролитного баланса крови животных, находящихся как в условиях обычного двигательного режима, так и в условиях иммобилизационного стресса, на втором этапе исследовали влияние психофармакологических препаратов, применяемых при лечении стресс- обусловленной патологии в клинической практике: фенорелаксана, мексидола, тимогена и гипербарической оксигенации в виде монотерапии и в виде комбинированной терапии, включающей все лекарственные средства одновременно, т.к. эффективность данной комбинации при воздействии естественных источников света показана в наших предшествующих работах [10, 14, 16, 17]. Мексидол применяли в дозе 5 мг/кг (5% раствор в ампулах по 2 мл, «Фармасофт», Россия), тимоген в дозе 2 мкг/кг (0,01% раствор в ампулах по 1 мл, ЗАО «Медико-биологический научно-производственный комплекс «Цитомед», Россия), диазепам в дозе 0,5 мг/кг (сибазон 0,5% раствор в ампулах по 2 мл, ФГУП «Московский эндокринный завод», Россия). Гипербарическую оксигенацию проводили в барокамерах "БЛКС-301М" (Россия) при избыточном давлении 0,8-1,0 атмосферы, период изопрессии составлял 15 минут. Препараты вводили внутрибрюшинно в суммарном объеме 0,5 мл однократно в 9 ч, ежедневно в течение 20 дней. Выбор доз исследуемых препаратов осуществляли исходя из клинически эффективных доз с учетом правила биологического переноса доз по Freireih. (Freireich E.J. еt al, 1966). Иммобилизационный стресс моделировали по методу И.А. Коломейцевой (1988) и Hecht et. al. (1971). Животных помещали в тесные боксы на 5 часов в сутки, ежедневно, в течение 20 суток. Группы контроля составили животные, находящиеся в условиях обычного двигательного режима (группа 15 - контроль 1 и иммобилизационного стресса в сочетании с внутрибрюшинным введением изотонического раствора натрия хлорида в объеме 0,5 мл. Во всех исследуемых группах определяли газовый и электролитный составы крови: pH (величина активной реакции среды); напряжение углекислого газа (pСО2); напряжение кислорода (pО2); концентрация бикарбоната (НСО3); количество ионов натрия (Na+) и калия (К+) у контрольных белых мышей и в опытных группах. Исследования проводили на анализаторе газового и электролитного состава крови Easy Stat (США). Все исследования проводили на 1, 10 и 20 дни наблюдения. Статистическую обработку результатов проводили общепринятыми методами статистики с помощью стандартного пакета программ "Statistics 6.0". [9], исследовали основные статистические характеристики: среднее, ошибка среднего. Достоверность различий рассчитывали с помощью Т - критерия Стьюдента в случае равенства дисперсий, его модификации (Т - критерий с раздельными оценками дисперсий) - в случае неравенства дисперсий. Критическую величину уровня значимости принимали равной 0,05 на персональном компьютере Authentic AMD. Выявленные закономерности и связи изучаемых параметров между группами и признаками были значимыми при вероятности безошибочного прогноза р = 95% и более.

Результаты исследования и их обсуждение. При исследовании газового и кислотно-щелочного состояния крови у грызунов при естественном освещении нами выявлено, что иммобилизационный стресс вызывает изменения гомеостатических показателей крови в виде сдвига pH в сторону ацидоза, снижения бикарбонатов. Развитие метаболического ацидоза может быть связано с накоплением недоокисленных продуктов обмена веществ вследствие недостаточного снабжения кислородом органов и тканей. Выявленные нарушения подтверждают наличие гипоксического компонента при стресс-обусловленной патологии. При нахождении экспериментальных животных, подвергнутых иммобилизационному стрессу, в условиях как светодиодного, так и люминесцентного освещения сохраняется снижение pH крови, вызываемое стрессом (интактные животные - 7,356±0,022; стресс+ люминесцентное освещение - 7,224±0,021;, стресс + светодиодное освещение - 7,291±0,023), снижение бикарбонатов (интактные животные - 14,89±1,03 ммоль/л; стресс+ люминесцентное освещение - 12,48±0,54 ммоль/л; стресс + светодиодное освещение - 12,8±0,34 ммоль/л), уменьшение парциального напряжения кислорода (интактные животные - 69,13±4,48 мм. рт. ст.; стресс+ люминесцентное освещение - 52,28±5,31 мм. рт. ст,; стресс + светодиодное освещение -51,28±5,11 мм. рт. ст,), повышение показателей натрия (интактные животные - 145,16±1,11 ммоль/л; стресс+ люминесцентное освещение - 162,17±1,19 ммоль/л; стресс + светодиодное освещение - 158,1±1,1 ммоль/л). Полученные нами результаты согласуются с известными данными о стресс-опосредованных изменениях кислотно-щелочного состояния крови лабораторных животных [4, 11, 12, 24].

Исследование воздействия мексидола и тимогена в качестве монотерапии не выявило значительного влияния на кислотно-основное состояние крови лабораторных животных. При этом диазепам вызывал некоторое снижение концентрации калия и бикарбонатов, дисбаланс газового состава крови у мышей. Комплексная терапия в условиях иммобилизациоонного стресса приводила к нормализации кислотно-щелочного равновесия крови в виде восстановления показателя «pH», тенденции к повышению кислорода, восстановлению бикарбонатов до уровня интактных животных, снижению углекислого газа. Ликвидация метаболических расстройств и тканевого ацидоза, возможно, связаны с антигипоксантными, антиоксидантными, метаболическими эффектами препаратов представленной схемы лечения, которые в комплексе воздействуют на основные патогенетические механизмы стресса при всех изучаемых видах освещения.

Таким образом, в механизме стресс-протекторного действия изучаемой комбинации лекарственных средств в условиях ГБО важная роль принадлежит снижению гипоксемии, нормализации напряжения углекислого газа, увеличению pH крови и бикарбонатов, концентрация которых не зависит от воздействия различных источников света. Использование лекарственного сочетания антиоксиданта, иммунокорректора, анксиолитика и гипербарической оксигенации позволяет оптимизировать нарушенные стрессом показатели газового состава крови экспериментальных животных, нормализовать парциальное давление углекислого газа, восстановить кислотно-щелочную реакцию крови и концентрацию бикарбонатов как при воздействии светодиодного, так и люминесцентного освещения.

Рецензенты:

Карпов А.М., д.м.н., профессор, зав. кафедрой психотерапии и наркологии ГБОУ ДПО "Казанская государственная медицинская академия", г. Казань;

Блинов Д.С., д.м.н., профессор, зав. кафедрой организации здравоохранения и общественного здоровья ФГБОУ ВПО "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева", г. Саранск;

Микаева С.А., д.т.н., профессор кафедры ОП-4 «Электротехники и электроники» Московского государственного университета информационных технологий, радиотехники и электроники (МГУПИ), г. Москва.


Библиографическая ссылка

Подсеваткин В.Г., Кирюхина С.В., Железникова О.Е., Кирюхин Ф.М., Подсеваткин В.Г., Кирюхина С.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СВЕТОДИОДНОГО ОСВЕЩЕНИЯ НА НЕКОТОРЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГАЗОВ И ЭЛЕКТРОЛИТОВ КРОВИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2-2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=21617 (дата обращения: 04.08.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074