• 1990 (Том 4)
  • 1989 (Том 3)
  • 1988 (Том 2)
  • 1987 (Том 1)

ФОТОБИОМОДУЛИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ НИЗКОДОЗОВОГО СВЕТОДИОДНОГО ОБЛУЧЕНИЯ СИНЕГО ДИАПАЗОНА (450 нм) НА МИТОХОНДРИАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ

© 2017 г. А. Е. Донцов1, И. А. Воробьев2, И. В. Зольникова3, Л. С. Погодина2, Д. М. Поташникова2, Н. Б. Сережникова1,2, П. П. Зак1

1Институт биохимической физики имени Н.М. Эмануэля РАН, 119934 Москва, ул. Косыгина, 4
adontsovnick@yahoo.com
2Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, 119991 Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
3Московский НИИ глазных болезней имени Гельмгольца, 103064 Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19

Поступила в редакцию 18.05.2017 г.

Разработана модельная система in vitro, в которой облучение клеток в синем диапазоне спектра не только не приводит к их гибели, а, напротив, оказывает стимулирующее действие на клеточные функции. Для этого проведено исследование действия низкодозового светодиодного (LED) облучения синим светом с максимумом 450 нм и дозами ≤ 1 Дж/см2 на моделях клеток ретинального пигментного эпителия (РПЭ) глаза японского перепела Coturnix japonica и культуре моноцитов человека ТНР-1. Показано, что облучение синим светом 450 нм в низких дозах вызывает повышение метаболической (ресазуриновый тест) и антиоксидантной (ингибирование хемилюминесценции люминола) активности клеток ретинального пигментного эпителия (РПЭ). Установлено, что низкодозовое облучение синим светом приводит также к возрастанию митохондриального мембранного потенциала клеток РПЭ и моноцитов человека. При этом в клетках РПЭ японского перепела наблюдается увеличение количества и удельного объема митохондрий. Проведено сравнительное исследование действия синего и красного (630 нм) LED облучения на характеристики мультифокальной электроретинограммы (ЭРГ) глаза человека. Показано, что облучение глаз доноров синим светом в дозах 1 Дж/см2 не приводит к улучшению параметров мультифокальной электроретинографии. Делается вывод о том, что облучение синим светом 450 нм в дозах менее 1 Дж/см2 не только не вызывает повреждений, а напротив, оказывает благотворное воздействие на клетки, как это было показано для облучения LED и лазерным источниками в красном спектральном диапазоне.

Ключевые слова: фотобиомодуляция, ретинальный пигментный эпителий, моноциты человека, синий свет, митохондриальный мембранный потенциал, метаболическая активность, антиоксидантная активность, электроретинография

Цитирование для раздела "Список литературы": Донцов А. Е., Воробьев И. А., Зольникова И. В., Погодина Л. С., Поташникова Д. М., Сережникова Н. Б., Зак П. П. Фотобиомодулирующее действие низкодозового светодиодного облучения синего диапазона (450 нм) на митохондриальную активность. Сенсорные системы. 2017. Т. 31. № 4. С. 312-321.
Цитирование для раздела "References": Dontsov A. E., Vorobjev I. A., Zolnikova I. V., Pogodina L. S., Potashnikova D. M., Seryoznikova N. B., Zack P. P. Fotobiomoduliruyushchee deistvie nizkodozovogo svetodiodnogo oblucheniya sinego diapazona (450 nm) na mitokhondrialnuyu aktivnost [Photobiomodulating effect of low-dose led blue range (450 nm) radiation on mitochondrial activity]. Sensornye sistemy [Sensory systems]. 2017. V. 31(4). P. 312-321 (in Russian).

Список литературы:

  • Зольникова И.В., Шамшинова А.М. мультифокальная электроретинография: происхождение и диагностическое значение // Вестник офтальмологии. 2005. No 3. с. 47–50
  • Зольникова И.В. мультифокальная электроретинография в норме // офтальмология. 2006. Т. 3. с. 60–66
  • Кару Т.Й. Универсальный клеточный механизм лазерной биостимуляции: фотоактивация фермента дыхательной цепи цитохром-с-оксидазы // сб. трудов ИПлИТ РАН. 2003. с. 131–143
  • Теселкин Ю.О., Бабенкова И.В., Любицкий О.Б., Клебанов Г.И., Владимиров Ю.А. Измерение антиоксидантной активности сыворотки крови с помощью системы гемоглобин-пероксид водорода-люминол // Вопросы мед. химии. 1997. Т. 44. с. 70–76
  • Begum R., Powner M.B., Hudson N., Hogg C., Jeffery G. Treatment with 670 nm light up regulates cytochrome C oxidase expression and reduces in ammation in an age-related macular degeneration model // PLoS ONE. 2013. V. 8. P. e57828.
  • O’Brien J., Wilson I., Orton T., Pognan F. Investigation of the Alamar blue (resazurin) uorescent dye for the assessment of mammalian cell cytotoxicity // Eur. J. Biochem. 2000. V. 267. P. 5421–5426.
  • Buravlev E.A., Zhidkova T.V., Osipov A.N., Vladimirov Y.A. Are the mitochondrial respiratory complexes blocked by NO the targets for the laser and LED therapy? // Laser Med Sci. 2015. V. 30. P. 173–180.
  • Fuma S., Murase H., Kuse Y., Tsuruma K., Shimazawa M., Hara H. Photobiomodulation with 670 nm light increased phagocytosis in human retinal pigment epithelial cells // Molecular Vision. 2015. V. 21. P. 883–892.
  • Gan Z., Audi S.H., Bongar R.D., Gauthier K.M., Merker M.P. Quantifying mitochondrial and plasma membrane potentials in intact pulmonary arterial endothelial cells based on extracellular deposition of rhodamine dyes // Am. J. Lung Cell Mol. Physiol. 2011. V. 300. P. 762–772.
  • Gonzalez R.J., Tarlo J.B. Evaluation of hepatic subcellular fractions for Alamar blue and MTT reductase activity // Toxicol In Vitro. 2001. V. 15. P. 257–259.
  • Karu T. Primary and secondary mechanisms of action of visible to near-IR radiation on cells // J. Photochem. Photobiol., B. Biol. 1999. V. 49. P. 1–17.
  • Kroemer G. Mitochondrial control of apoptosis: an introduction // Biochem Biophys Res Commun. 2003. V. 304. P. 433–435.
  • Lascaratos G., Ji D., Wood J.P., Osborne N.N. Visible light affects mitochondrial function and induces neuronal death in retinal cell cultures // Vision Res. 2007. V. 47. P. 1191–1201.
  • Passarella S., Karu T. Absorption of monochromatic and narrow band radiation in the visible and near IR by both mitochondrial and non-mitochondrial photoacceptors results in photobiomodulation // J. Photochem. Photobiol B. 2014. V. 140. P. 344–358.
  • Roehlecke C., Schaller A., Knels L., Funk R.H.W. The in uence of sublethal blue light exposure on human RPE cells // Molecular Vision. 2009. V. 15. P. 1929–1938.
  • Roehlecke C., Schumann U., Ader M., Brunssen C., Bramke S., Morawietz H., Funk R.H.W. Stress reaction in outer segments of photoreceptors after blue light irradiation // PLOS ONE. 2013. V. 8. P. 1–12.
  • Scaduto R.C.Jr., Grotyohann L.W. Measurement of mitochondrial membrane potential using fluorescent rhodamine derivatives // Biophys J. 1999. V. 76. P. 469–477.
  • Shapiro H.M. Practical Flow Cytometry. Hoboken, New Jersey, USA. John Willey & Sons, Inc. 2003. 736 p.
  • Tang J., Du Y., Lee C.A., Talahalli R., Eells J.T., Kern T.S. Low-intensity far-red light inhibits early lesions that contribute to diabetic retinopathy: in vivo and in vitro // Invest. Ophthalmol. Vis Sci. 2013. V. 54. P. 3681–3690.
  • Wu J., Seregard S., Algvere P.V. Photochemical damage of the retina // Surv. Ophthalmol. 2006. V. 51. P. 461–481.
  • Yeager R.L., Oleske D.A., Sanders R.A., Eells J.T., Henshel D.S. Melatonin as a principal component of red light therapy // Med Hypotheses. 2007. V. 69. P. 372–376.