Хрусталик глаза: редокс изменения в ответ на действие неионизирующего электромагнитного излучения

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.