Аннотация
Электромагнитное излучение (ЭМИ) микроволнового диапазона, даже нетепловой интенсивности, вызывает значительные биохимические и физиологические изменения в живых организмах, которые, как предполагается, связаны с их возможным окислительным действием. Данная работа посвящена изучению механизма реализации эффекта ЭМИ в хрусталике глаза на уровне элементов окислительно-восстановительного (редокс) состояния, исходя из того факта, что этот орган является наиболее подходящей моделью: он функционирует полуавтономно и обладает хорошо организованной системой антиоксидантной защиты. Прозрачность хрусталика поддерживается за счет сохранения редокс-баланса, в котором важную роль играет гомеостаз тиоловых соединений белковой и небелковой природы. Наши эксперименты были проведены на крысах с использованием ЭМИ частотой 460 МГц для воздействия при нетепловой интенсивности (плотность потока мощности 10 и 30 мкВт/см2). Было показано, что хроническое воздействие ЭМИ в течение двух недель вызывает изменения в редокс состоянии хрусталика, которые проявляются в изменении уровня процессов перекисного окисления липидов и содержания тиолов различной природы. Субструктуры хрусталика (кортикальная и ядерная области) реагируют на воздействие ЭМИ по-разному. В зависимости от интенсивности ЭМИ в их реакциях проявляется про- и антиоксидантный характер. Динамика окислительной реакции субструктур хрусталика также различается при высокоинтенсивном и низкоинтенсивном воздействии. Характер кинетики изменений продуктов окислительных реакций (малонового диальдегида и гидроперекисей липидов) и восстановителей (небелковых и белковых SH-групп) в хрусталике облученного организма позволяет предположить роль ферментативной системы тиолирования-детиолирования в сохранении редокс-баланса в субструктурах хрусталика. Кроме того, полученные нами результаты по изменению (кинетике) содержания различных SH-групп белка, т.е. скрытых внутри белковой молекулы и находящихся на ее поверхности во время воздействия ЭМИ, а также данные, имеющиеся в литературе, позволяют нам выдвинуть гипотезу о супрамолекулярном механизме регуляции гомеостаза, в частности, регуляции тиолового гомеостаза в таких высокобелковых структурах, как хрусталик, который может быть реализован путем агрегации-деагрегации белковых молекул (кристаллинов в случае хрусталика). Наши результаты могут служить основой для разработки нового неинвазивного подхода к профилактике катаракты, использующего низкоинтенсивное микроволновое излучение.
Библиографические ссылки
Avetisov SE., Sheremet NL., Muranov KO., Polianskiy NB., Bannik KI., Kurova VS., Polunin GS., Ostrovskiy MA. [Experimental study of the influence of disturbing factors and chaperone-like drugs on cataractogenesis] Vestn. Oftalmol. 2013; 129(5):155-159.
Gadzhiev AM. [Thiol homeostasis in the eye lens and redox effects of microwave irradiation]. Materials of the 5th Congress of Azerbaijan Physiologists dedicated to the 50th Anniversary of the A.I.Karayev Institute of Physiology. Baku, 2017; 175-176.
Ibragimova JM., Gadjiev AM., Ibragimov AS. Changes in lipid peroxidation under exposure to electromagnetic radiation of non-thermal intensity in the prenatal period. Biophysics. 2021; 66(2):352-355. https://doi.org/10.1134/S0006350921020081
Musaev AV., Ibragimova JM., Gadzhiev AM. Modification of experimental oxidative stress in lens tissues by 460 MHz EMR irradiation. Physiotherapy, balneology, rehabilitation. Moscow. 2009; 2:10-13.
Rodchenko D., Kirichenko M., Sarchuk E. [The effect of microwave radiation on the human body: aspects of the problem. Scientific review]. Fundamental and applied research. 2020; No.3.
Abbasova MT., Gadzhiev AM. The effects of electromagnetic radiation on lipid peroxidation and antioxidant status in rat blood. Biophysics. 2022; 67(1):100-105. period. Biophysics. 2021; 66(2):352-355. https://doi.org/10.1134/S000635092201002X
Allen EM., Mieyal JJ. Protein-thiol oxidation and cell death: Regulatory role of glutaredoxins. Antioxid. Redox. Signal. 2012; 17: 1748-63.
Clanton T., Zuo L., Klawitter P.: Oxidants and Skeletal Muscle Function: Physiologic and Pathophysiologic Implications. PSEBM. 1999; 222:253-262.
Gadzhiev AM. Oxidative Effects of Chronic Whole Body Exposure to Decimeter Electromagnetic Radiation on Separate Brain Structures. Turkish Journal of Neurology, 2010, v.16, Suppl.1, p.230. 9th National Neuroscience Congress, April 13-17, 2010, University of Yeditepe, Istanbul, Turkey
Gadzhiev AM. [Thiol homeostasis in the eye lens and the oxidative effect of exposure to decimeter electromagnetic radiation]. Azerbaijan Journal of Physiology. 2013; 31:229-40
Lou MF. Thiol regulation in the lens. J. Ocular Pharmacol.Therapeutics. 2000; 16:137-148. https://doi.org/10.1089/jop.2000.16.137
Lou MF. Redox regulation in the lens. Retinal and Eye Research. 2003; 22(5):657-682. https://doi.org/10.1016/s1350-9462(03)00050-8
Lou, M.F. Glutathione and Glutaredoxin in Redox Regulation and Cell Signaling of the Lens. Antioxidants 2022, 11, 1973. https://doi.org/10.3390/antiox11101973
Ogata FT., Branco V., Vale FF., Coppo L. Glutaredoxin: Discovery, redox defense and much more. Redox Biol. 2021; 43:10197. https://doi.org/10.1016/j.redox.2021.101975
Sedlak J., Lindsay RH. Estimation of total, protein-bound, and nonprotein sulfhydryl groups in tissue with Ellman’s reagent. Analytical Biochemistry.1968; 25(C):192–205
Shahbazi-Gahrouei D., Setayandeh SS., Aminolroayaei F., Shahbazi-Gahrouei S. Biological Effects of Non-ionizing Electromagnetic Fields on Human Body and Biological System: A Systematic Literature Review. Journal of Medical Sciences. 2018; 18:149-156. https://doi.org/10.3923/jms.2018.149.156
Wei M., Xing KY., Fan YC., Libondi T., Lou MF. Loss of thiol repair systems in human cataractous lenses. Investig. Ophthalmol. Vis. Sci. 2015; 56:598–605. https://doi.org/10.1167/iovs.14-15452
Xing K-Y., Lou MF. Effect of Age on the Thioltransferase (Glutaredoxin) and Thioredoxin Systems in the Human Lens. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2010; 51:6598–6604. https://doi.org/10.1167/iovs.10-5672
Yakymenko I., Tsybulin O., Sidorik E., Henshel D., Kyrylenko O., Kyrylenko S. Oxidative mechanisms of biological activity of low-intensity radiofrequency radiation. Electromagnetic Biology and Medicine. 2016; 35(2):186-202. https://doi.org/10.3109/15368378.2015.1043557
Yurekli, F., Ozkan, M., Kalkan, T. et al.: GSM base station electromagnetic radiation and oxidative stress in rats. Electromagnetic Biology and Medicine. 2006; 25(3):177-188. https://doi.org/10.1080/15368370600875042
Zhang J., Yan H., Lou MF. Does oxidative stress play any role in diabetic cataract formation? Re-evaluation using a thioltransferase gene knockout mouse model. Exp Eye Res. 2017; 161:36-42. https://doi.org/10.1016/j.exer.2017.05.014
![Лицензия Creative Commons](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Copyright (c) 2023 Azerbaijan Journal of Physiology