Научные стремления 2011-1

УДК 612.014.426

А.Ю. Пахирко, О.И. Куль

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА СПОСОБНОСТЬ КОНЦЕНТРИРОВАТЬ ВНИМАНИЕ,

УСВАИВАТЬ МАТЕРИАЛ, НА ВЕГЕТАТИВНЫЕ ФУНКЦИИ ОРГАНИЗМА, СУБЪЕКТИВНОЕ СОСТОЯНИЕ СТУДЕНТОВ ОБЩЕЖИТИЯ №6 БГМУ

Белорусский государственный медицинский университет, Минск

Актуальность. В современном мире человек не может обойтись без электроприборов, ведь это удобно, экономия драгоценного времени и колоссальное облегчение нашего труда. Однако практически никто не задумывается, а порой и не знает, что их нецелесообразное и неправильное использование негативно влияет на наше здоровье. Увеличение источников электромагнитного излучения поспособствовало росту количества хронических заболеваний и появлению новых болезней. Поэтому мы выбрали данную тему.

Цель исследования: установить степень влияния электромагнитного излучения на способность концентрировать внимание, усваивать материал, на вегетативные функции организма, а также оценить воздействие ЭМИ, как возможного фактора ухудшения общего состояния организма.

Материалы методы исследования:

1.Случайная выборка 20-ти студентов возрастом 19-23 года, проживающих в 6-ом общежитии БГМУ, проведение среди них анкетирования.

2.Проведение среди выбранных студентов тестов на внимание и скорость усвоения информации в интактных условиях, то есть в отсутствии электромагнитной нагрузки на организм, и в условиях максимальной электромагнитной нагрузки, создаваемой всеми работающими в комнате электроприборами на протяжении 3-х часов (что соответствует обычной ситуации и нагрузке).

3.Измерение частоты пульса и величины артериального давления в интактных условиях и в условиях после максимальной электромагнитной нагрузки, создаваемой всеми работающими в комнате электроприборами на протяжении 3-х часов.

4.Случайная выборка 10-ти одинаковых по архитектурному проекту комнат, измерение в них параметров ЭМИ прибором ВЕ-МЕТР-АТ-002 по методике, рекомендуемой в инструкции к прибору и оценка по анкетам субъективного состояния студентов, проживающих в этих комнатах.

5.С помощью компьютерной программы 3D Max создали модель жилой комнаты общежития №6 БГМУ с учетом минимизации воздействия электромагнитного излучения от бытовых приборов на человека.

Результаты исследования и обсуждение. Для оценки субъективного состояния 20-ти исследуемых, мы попросили их выбрать из предложенных жалобы, которые они отмечают в интактных условиях, т. е. до воздействия на них электромагнитного излучения (рисунок 1), и после 3-х часового воздействия на них электромагнитного излучения от всех имеющихся

481

электроприборов (рисунок 2). 70% опрошенных считают, что жалобы, отмеченные ими, могут быть вызваны неионизирующим электромагнитным излучением.

отсутствует (чел.) выражена слабо (чел.) выражена (чел.) сильно выражена (чел.)

Рисунок 1 – Жалобы в интактных условиях

Для оценки способности концентрировать внимание 20-ти исследуемым были предложены цифровые таблицы Шульте. Задача – расставить цифры в порядке возрастания. После 3-ѐх часовой электромагнитной нагрузки на выполнение данного теста затрачено в среднем на 1,8 сек (5,7%) больше. Для оценки скорости усвоения материала был предложен текст для чтения в течение 1 минуты до и после электромагнитной нагрузки. Данная способность снизилась на 6,15%, т. е. после нагрузки было прочитано в среднем на 83 символа (буквы) меньше. Измерение артериального давления и частоты пульса до и после нагрузки показало, что систолическое давление после нагрузки снизилось в среднем на 1,2 мм рт. ст., диастолическое – на 0,85 мм рт. ст.; частота пульса повысилась в среднем на 0,85 уд/мин. Таким образом, изменения незначительные, т. к. в силу молодого возраста респондентов и адаптации, ЭМП практически не влияют на ЧСС и АД.

Среднее значение электрической напряженности в центре комнат, при условии, что все бытовые приборы включены, составляет 7,6 В/м (ВДУ до 25 В/м) [1, 2]. В одной из 10-ти комнат электрическое поле превышает ВДУ и составляет 32 В/м. При выключенных приборах напряженность ЭМП по электрической составляющей в центре комнат - 0,4 В/м.

482

отсутствует (чел.) выражена слабо (чел.) выражена (чел.) сильно выражена (чел.)

Рисунок 2 – Жалобы после электромагнитной нагрузки

Напряженность по магнитной составляющей, при условии, что все бытовые приборы включены, в среднем составила 0,103 мкТл (ВДУ до 0,25 мкТл) [1, 2]. При выключенных приборах - 0,07 мкТл. Из 21 компьютера только 2 (9,5%) не превышают ВДУ ЭМИ [3]. У 29-ти студентов спустя 16 дней после наших рекомендаций снизилась частота проявление таких симптомов как: слабость, раздражительность, нарушение сна, нарушение внимания и утомляемость глаз [3].

Выводы: в ходе работы мы подтвердили, что электромагнитное излучение влияет на способность концентрировать внимание, усваивать материал, на вегетативные функции организма. Некоторые патологические симптомы действительно связаны с воздействием ЭМИ, т. к. при элиминации этого фактора частота проявления симптомов снижается либо исчезает вовсе.

Литературные источники

1.Инструкция по оптимизации условий проживания населения при воздействии на него электромагнитных излучений низкочастотного и среднечастотного диапазонов 130-

1102. Минск. МЗРБ, 2002. – 14 с.

2.Защита населения от воздействия низкочастотных электромагнитных излучений. Санитарные правила и нормы 2.1.8.10-26-2003. Минск – 2003.

3.Электромагнитное излучение бытовой техники и компьютеров [Электронный ресурс] / Electromagnetic radiation household appliances and computers. – Режим доступа: http://emf.mercola.com/sites/emf/emf-dangers.aspx. – Дата доступа: 03.04.2011.

483

A.Y. Pahirko, O.I. Kul

RESEARCH OF INFLUENCE OF THE ELECTROMAGNETIC RADIATION ON ABILITY TO CONCENTRATE ATTENTION TO ACQUIRE THE STUFF, ON

VEGETATIVE FUNCTIONS OF THE ORGANISM, THE SUBJECTIVE STATE OF

STUDENTS OF HOSTEL №6 BSMU.

Belarusian State Medical University, Minsk

Summary

Work course: among respondents have held testing for attention, speed of mastering of the information, have measured pulse rate and size the arterial pressure in conditions without an EM load, and in the conditions of maximum EM. Have made random sample 10 identical rooms, have measured parametres EM radiation by device VE-METR-AT-002, have estimated subjective states of the person under questionnaires. By means of the computer program 3D Max have created living room model in taking into account minimisation of influence EM load of radiance.

484

УДК 616.155-018: 57.082.26]: 636.081.2

Е.А. Петрова 1, Е.П. Киселева 1, Н.В. Каратай 2, К.В. Лазнев 2, Г.К. Жавнерко 2, Ю.М. Гаин 1

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК С РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ МАРКИРОВКИ КУЛЬТУР

МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК

1Белорусская медицинская академия последипломного образования, Минск

2Институт химии новых материалов НАН Беларуси, Минск

Актуальность. В настоящее время в медико-биологических исследованиях органические флуоресцентные красители заменяются полупроводниковыми нанокристаллами, или квантовыми точками (КТ), обладающими рядом существенных преимуществ перед традиционными люминофорами. КТ характеризуются малым физическим размером, высоким коэффициентом экстинкции (105-106 М-1см-1), значительным квантовым выходом люминесценции (до 80%), существенной фотоустойчивостью, широкой полосой возбуждения, и, при этом, узкой симметричной полосой эмиссии (максимум которой строго зависит от размера КТ) с большим значением Стоксова сдвига флуоресценции [1, 2]. Возможность визуализации единичных КТ позволяет успешно применять их в качестве меток для маркировки активно пролиферирующих клеток, несмотря на снижение концентрации КТ в два раза при каждом делении [3, 4].

Основной проблемой использования КТ является высокая токсичность входящих в их состав металлов, в частности, кадмия. Биосовместимость КТ повышается за счѐт применения пассивирующих покрытий, а также органической оболочки.

Цель. Исследовать in vitro биосовместимость и маркерные свойства КТ CdSe/ZnS с различными типами покрытия при их использовании в культуре мезенхимальных стволовых клеток (МСК).

Материалы и методы. Использовали МСК жировой ткани (ЖТ) и костного мозга (КМ) белых нелинейных крыс и мышей. Гомогенат ЖТ в фосфатно-солевом буфере (ФСБ) инкубировали с коллагеназой в течение 45 минут, суспензию клеток отбирали, двукратно отмывали в ФСБ с 5% эмбриональной телячьей сыворотки (ЭТС).

КМ получали из бедренных костей экспериментальных животных. Мононуклеарные клетки выделяли центрифугированием суспензии КМ в ФСБ на градиенте плотности (плотность 1087), и двукратно отмывали ФСБ с 5% ЭТС.

Клетки культивировали в полной культуральной среде (ПКС) на основе модифицированной Дульбекко среды Игла (Dulbecco`s Modified Eagle Medium, (DMEM)), содержащей 10% ЭТС, 1% L-глутамина и 1% комплексного антибиотика при 37°С, 95% влажности и 5% содержании СО2.

В работе использовали гидрофильные КТ селенида кадмия (CdSe), покрытые пассивирующим слоем из сульфида цинка (ZnS). В качестве органического покрытия были использованы:

485

1.меркаптоундекановая кислота (МУК-КТ)

2.цистеин (Ц-КТ)

3.бычий сывороточный альбумин, конъюгированный с биотином (БСА-

Б-КТ)

4. бычий сывороточный альбумин, конъюгированный с биотиномстрептавидином (БСА-Б-СА-КТ)

Суспензию КТ в дистиллированной воде пропускали через антибактериальный фильтр с порами диаметром 22 нм и хранили при 4 С.

Клетки окрашивали двумя способами:

1.При пассировании культур. МСК 1-4 пассажа снимали с чашек 0,025% трипсином-ЭДТА (5 мин., 37ºС), после чего реакцию останавливали добавлением избытка ФСБ, содержащего 5% ЭТС, и дважды отмывали; осадок ресуспендировали в ПКС, содержащей суспензию КТ. Конечные концентрации КТ составили 0,1, 0,04, 0,03, 0,02 и 0,01 мг/мл. Полученные суспензии вносили по 1 мл в лунки плоскодонного 24-луночного планшета. Через сутки среду с КТ полностью удаляли, дважды промывали лунки ФСБ с 5% ЭТС и вносили 1 мл ПКС.

2.На пластике. ПКС удаляли, промывали лунки ФСБ с 5% ЭТС и заливали ПКС, содержащей 0,1 или 0,03 мг/мл КТ.

Для исследования влияния белка на коллоидную стабильность КТ в лунки вносили суспензию, содержащую 0,1 и 0,03 мг/мл КТ в культуральной среде, не содержащей ЭТС. После 3 часов инкубации в среду добавляли 10% ЭТС. Через 24 часа среду с КТ полностью удаляли, дважды промывали лунки ФСБ 5% ЭТС, заливали ПКС.

Результаты оценивали визуально через 1 и 3 часа после окрашивания, и, в последующем, на 1-14-е сутки. Для визуализации ядер клетки окрашивали 10-5

Мраствором Hoechst 33342 в ФСБ (20°С, 30 мин). Для подтверждения проникновения частиц в цитоплазму клетки снимали с пластика, дважды отмывали в ФСБ с 5% ЭТС и проводили микроскопирование в камере Горяева.

Препараты, фиксированные формалином, заливали 50% раствором глицерина в ФСБ и хранили при комнатной температуре в темноте.

Результаты и обсуждение. КТ при облучении синим и фиолетовым светом в зависимости от размера кора, флуоресцировали в оранжевой или зеленой области спектра. При возбуждении ультрафиолетом интенсивность свечения была ниже. Для маркировки клеток предпочтительными являются КТ, флуоресцирующие в оранжевой области, так как в зелѐной области клетки имеют спонтанную флуоресценцию.

При внесении в среду, независимо от присутствия белка, КТ агрегировали (в течение 2 часов) и выпадали в осадок. Наиболее выраженной агрегация была в случае Ц-КТ, тем не менее, Ц-КТ связывались с клеточной мембраной, а так же наиболее активно, по сравнению с другими типами наночастиц, проникали в клетки и накапливались в цитоплазме. На рисунке 1 показаны МСК КМ мыши, меченные Ц-КТ, на 3-и сутки после окрашивания.

486

а- косое освещение; б - флуоресценция

Рисунок 1 – МСК КМ мыши, маркированные Ц-КТ. Увеличение 100

КТ располагались в цитоплазме преимущественно перинуклеарно. На рисунке 2 представлены скопления КТ в МСК крысы.

2

а- косое освещение; б - флуоресценция 1 – ядра клеток, 2 – скопления КТ в цитоплазме

Рисунок 2 – МСК ЖТ крысы, маркированные Ц-КТ. Увеличение 400

При культивировании в течение 14-ти суток уровень флуоресценции оставался достаточным для визуализации. При накоплении в цитоплазме Ц-КТ не оказывали выраженного влияния на жизнеспособность, способность клеток к адгезии и пролиферативную активность. Благодаря высокой фотостабильности, долговременному присутствию в цитоплазме и низкой цитотоксичности Ц-КТ могут использоваться для длительного мониторинга клеточных линий как in vitro, так и in vivo.

БСА-Б-СА-КТ в меньшей степени накапливались в клетках, и на 3-и сутки после окрашивания их визуализация была затруднена. МУК-КТ и БСА-Б- КТ практически не проникали в цитоплазму, хотя сорбировались на цитоплазматической мембране клеток.

Флуоресценция КТ длительно (не менее 2 мес.) сохраняется при хранении фиксированных образцов, что дает возможность использовать КТ при изготовлении гистологических препаратов.

487

Выводы.

1.Покрытие КТ цистеином обеспечивает высокую эффективность проникновения в клетки, аккумуляцию в цитоплазме и низкую цитотоксичность.

2.КТ с цистеиновым покрытием могут применяться для маркировки культур быстро пролиферирующих клеток

Литературные источники

1.Нецелевые квантовые точки в прижизненных конфокальномикроскопических исследованиях клеток / Беляева Т. Н., [и др.] // Цитология. .- 2009.- Т.51.№ 10.- С.830-840.

2.Semiconductor nanocrystals as fluorescent biological labels / Bruchez M., Moronne

M., Gin P., [et al.] //Science. - 1998.- № 281.- Р.2013–16.

3.Quantum dots as cellular probes / Alivisatos A. P., Gu W., Larabell C. // Annu. Rev. Biomed. Eng.- 2005.- № 7.- Р. 55–76.

4.Bioconjugated quantum dots for in vivo molecular and cellular imaging / Hoshino В., [et al.].//Adv Drug Delivery Revs.- 2008.- Vol. 60. - P.1226–1240.

E.A. Petrova 1, E.P. Kyseleva 1, N.V.Karatai 2, K.V.Laznev 2, G.K. Zhavnerko 2, Y.M. Gain 1

APPLICATION OF QUANTUM DOTS WITH DIFFERENT TYPES OF SHELL FOR MESENCHYMAL STEM CELLS CULTURES MARKING

1Belorussian Medical Academy of Postgraduate Education, Minsk

2Institute of Chemistry of New Materials of National Academy of Sciences of Belarus, Minsk

Summary

In this work cadmium-selenium quantum dots (QD) with different types of organic shell were compared as possible cell markers. It was shown that cysteine-coated QD are more readily accumulated by cells then QD coated with bovine serum albumin-biotin or bovine serum albumin- biotin-streptavidin or merkaptoundecan acid. Cysteine-coated QD were accumulated in cytoplasm, produced no detectable effect on viability, adherency and proliferation of cells and could be detected visually after 14 days of cultivation.

488

УДК 611.438-018.1/2:612.112.92.015.1

А.Н. Платонов, Н.А. Луговцов

ЛОКАЛИЗАЦИЯ CD1A-ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ КЛЕТОК В ТИМУСЕ ЧЕЛОВЕКА.

Белорусский государственный медицинский университет, Минск

Актуальность. Дендритные клетки – система гетерогенных антигенпрезентирующих клеток (АПК) костномозгового происхождения, играющих критическую роль в индукции иммунного ответа. В тимусе дендритные клетки выполняют ряд важнейших функций, ими регулируется нормальный иммунный гомеостаз организма. Для изучения дендритных клеток используются различные маркеры (CD 83, CD11c, CD80, CD1a, CD86, S-100). Маркером незрелых дендритных клеток считается S-100, однако он не является строгоспецифичным маркером [4]. Истинно-положительная иммунореактивность поликлонального антитела к S-100 широко определяется в дольках тимуса, особенно в мозговом веществе и на корково-медуллярной границе. Распределение этих клеток соответствует стадии развития дендритных клеток: более молодые скапливаются на кортико-медуллярной границе, а более зрелые смещаются в мозговое вещество. Однако для более детального изучения расположения зрелых дендритных клеток в тимусе следует использовать маркер, специфичный для этой стадии развития. В данной работе мы использовали CD1a. Молекула CD1a в большом количестве экспрессируется на поверхности клеточной мембраны дендритных клеток и их отростков и является специфическим маркером данных клеток.

Цель исследования. Изучение локализации дендритных CD1aположительных клеток в тимусе человека, выявление закономерностей их распределения.

Материалы и методы исследования. В исследовании использовали фрагменты тимусов (20 случаев), удаленных в Минском детском кардиохирургическом центре по хирургическим показаниям при вмешательствах по поводу минимальных сердечно-сосудистых пороков у детей в возрасте 1-4 месяца. Образцы тимуса фиксировали в нейтральном формалине, заливали в парафин, готовили серийные срезы толщиной 7 мкм. Окраска препаратов проводилась гематоксилин-эозином, молибденовым гематоксилином, кислым фуксин-альциановым синим-гематоксилином и по методу Пачини. Проводилось иммуногистохимическое исследование с антителами к СD1a, S100.

Результаты и обсуждение. CD1a экспрессируется и в S-100-

положительных клетках, но в меньшей, более зрелой, субпопуляции. Топографически CD1a-положительные клетки распределены в мозговом веществе диффузно, более равномерно и с меньшей плотностью, чем S-100- положительные клетки. CD1a-положительные клетки имеют отросчатую форму, что характеризует зрелость дендритных клеток, и реально выполняют свои функции. Зрелых дендритных клеток также значительно больше возле телец Гассаля, причем они расположены в более тесных связях с

489

эпителиальными клетками телец и даже между ними, внутри телец. Показано, что тельца Гассаля выделяют важный цитокин - гранулоцитарно-моноцитарный колониестимулирующий фактор (ГМ-КСФ), который вызывает дифференцировку незрелых дендритных клеток в более зрелые. Кроме того, интенсивная иммунореактивность наблюдается и в корковом веществе, так как реакцию к CD1a дают также тимоциты коркового вещества.

Выводы. Дендритные CD1aположительные клетки представляют собой зрелые дендритные клетки и расположены диффузно в мозговом веществе тимуса, причем часть из них расположена в составе стенки телец, что может свидетельствовать об их взаимодействии.

Литературные источники

1.Savchenko S. Development and maturation of thymic dendritic cells during human ontogeny / Savchenko S., Hasegawa G. and Naito M. // Cell and Tissue Research 2006 Vol. 325, N. 3, pp. 455-460

2.Paola Romagnani, Francesco Annunziato, Roberto Manetti / High CD30 Ligand Expression by Epithelial Cells and Hassal's Corpuscles in the Medulla of Human Thymus // Blood 1998 Vol. 91 No. 9. рр. 3323-3332.

3.Watanabe N. Hassall's corpuscles instruct dendritic cells to induce CD4+CD25+ regulatory T cells in human thymus / Watanabe N., Wang Y., Lee H. // Nature 2005 Vol. 436 pp. 1181-1185.

4.Marius Raica Structural heterogeneity and immunohistochemical profile of Hassall corpuscles in normal human thymus / Marius Raica, Svetlana Encica, Andrei Motoc // Ann Anat 2006 Vol. 188 рр. 345—352

A.M. Platonau, M.A. Luhautsou

LOCALIZATION OF CD1A-POSITIVE CELLS IN HUMAN THYMUS

Belarusian State Medical University, Minsk

Summary

CD1a molecule greatly expresses on the surface of the dendritic cells and their dendrites and is the specific marker of these cells. CD1a expresses in the S-100-positive cells also, however in less, more mature subpopulation. There are less CD1a-positive cells in the thymic medulla than S- 100-positive cells and they are predominantly located near Hassals corpuscles in close to epithelial cells and even between them. It is defined that Hassals corpuscles secrete GM-CSF which is responsible for the differentiation of the dendritic cells.

490