Влияние гелиевой холодной плазмы на каталитическую активность некоторых дегидрогеназ эритроцитов крови крыс

Цель работы - уточнение влияния гелиевой холодной плазмы на каталитические свойства лактатдегидрогеназы и альдегиддегидрогеназы эритроцитов крови крыс. На 20 белых крысах линии Wistar было изучено влияние гелиевой холодной плазмы на состояние эритроцитов. По завершении полного курса воздействий (по 1 сеансу в течение 5 дней) у всех животных брали образцы крови и дифференциальным центрифугированием по стандартной методике выделяли из них взвесь эритроцитов для оценки активности дегидрогеназ - лактатдегидрогеназы в прямой и обратной реакциях, а также альдегиддегидрогеназы. Холодную плазму синтезировали с применением разработанного в Институте прикладной физики РАН специального устройства, работающего по принципу СВЧ-ионизации газового потока. Установлено, что изучаемый фактор обеспечивает стимуляцию активности лактатдегидрогеназы как в прямой, так и в обратной реакциях. У крыс, чьи кожные покровы были обработаны холодной плазмой, активность эритроцитарной лактатдегидрогеназы в прямой реакции практически удвоилась, продемонстрировав прирост в 94 %, а в обратной - повысилась лишь на 48 %. Альдегиддегидрогеназа эритроцитов крови крыс демонстрирует тенденцию к умеренной инактивации, что проявляется в снижении каталитических свойств на 13 %. Таким образом, показано, что обработка кожных покровов здоровых крыс гелиевой холодной плазмой обеспечивает стимуляцию энергетического обмена клеток крови, а также умеренно угнетает активность альдегиддегидрогеназы, одного из детоксикационных энзимов. Характер наблюдаемых сдвигов указывает на их адаптивность. В целом полученные в результате провеДенного исследования данные подтверждают ведущую роль модуляции свободнорадикальных процессов в молекулярно-клеточных механизмах действия гелиевой холодной плазмы на биологическую систему.

1. Dobrynin D., Fridman G., Friedman G., Fridman A.A. Physical and biological mechanisms of direct plasma interaction with living tissue // New Journal of Physics. 2009. Vol. 11. Issue11. P. 115020-115046. https://doi.org/10.1088/1367-2630/11/11/115020

2. Dubuc A., Monsarrat P., Virard F., Merbahi N., Sarrette J.P., Laurencin S., et al. Use of cold- atmospheric plasma in oncology: a concise systematic review // Therapeutic Advances in Medical Oncology. 2018. Vol. 10. 12 p. https://doi.org/10.1177/1758835918786475

3. Hoffmann C., Berganza C., Zhang J. Cold Atmospheric Plasma: methods of production and application in dentistry and oncology // Medical Gas Research. 2013. Vol. 3. Issue 1. P. 21. https://doi.org/10.1186/2045-9912-3-21

4. Jawaid P., Rehman M.U., Zhao Q.L., Takeda K., Ishikawa K., Hori M., et al. Helium-based cold atmospheric plasma-induced reactive oxygen species-mediated apoptotic pathway attenuated by platinum nanoparticles // Journal of Cellular and Molecular Medicine. 2016. Vol. 20. Issue 9. P. 1737-1748. https://doi.org/10.1111/jcmm.12880

5. Ermolaeva S.A., Varfolomeev A.F., Chernukha M.Yu., Yurov D.S., Vasiliev M.M., Kaminskaya A.A., et al. Bactericidal effects of non-thermal argon plasma in vitro, in biofilms and in the animal model of infected wounds // Journal of Medical Microbiology. 2011. Vol. 60. Pt. 1. P. 75-83. https://doi.org/10.1099/jmm.0.020263-0

6. Alkawareek M.Y., Gorman S.P., Graham W.G., Gilmore B.F. Potential cellular targets and antibacterial efficacy of atmospheric pressure non-thermal plasma // International Journal of Antimicrobial Agents. 2014. Vol. 43. Issue 2. P. 154-160. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2013.08.022

7. Flynn P.B., Busetti A., Wielogorska E., Chevallier O.P., Elliott C.T., Laverty G., et al. Non-thermal Plasma Exposure Rapidly Attenuates Bacterial AHL-Dependent Quorum Sensing and Virulence // Scientific Reports. 2016. Vol. 6. Article number: 26320. https://doi.org/10.1038/srep26320

8. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Краснова С.Ю., Янин Д.В., Галка А.Г., Костров А.В. Влияние гелиевой холодной плазмы на метаболические и физико-химические параметры крови человека in vitro // Биомедицина. 2018. N 2. С. 47-58.

9. Brun P., Pathak S., Castagliuolo I., Palu G., Zuin M., Cavazzana R., et al. Helium generated cold plasma finely regulates activation of human fibroblast-like primary cells // PLoS ONE. 2014. Vol. 9. Issue 8. P. e104397. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0104397

10. Wiegand C., Fink S., Beier O., Horn K., Pfuch A., Schimanski A., et al. Dose- and time-dependent cellular effects of cold atmospheric pressure plasma evaluated in 3D skin models // Skin pharmacology and physiology. 2016. Vol. 29. Issue 5. P. 257-265. https://doi.org/10.1159/000450889

11. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Янин Д.В., Галка А.Г., Краснова С.Ю. Влияние гелиевой холодной плазмы на параметры окислительного метаболизма крови in vitro // Вестник новых медицинских технологий. 2017. Т. 24. N 3.С. 163-166. https://doi.org/10.12737/article_59c4a9e679ca86.74880803

12. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Краснова С.Ю. Влияние гелиевой холодной плазмы на состояние окислительного метаболизма крови крыс // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. N 2 (42). С. 161-165. https://doi.org/10.18286/1816-4501-2018-2-161-165

13. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Галка А.Г., Козлова Л.А., Янин Д.В. Влияние гелиевой холодной плазмы на метаболизм эритроцитов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019. Т. 167. N 2. С. 144-146.

14. Мартусевич А.К., Краснова С.Ю., Перетягин П.В., Галка А.Г., Голыгина Е.С., Костров А.В. Влияние гелиевой холодной плазмы на параметры вариабельности сердечного ритма крыс // Биофизика. 2019. Т. 64. N 3. С. 596-600. https: //doi.org/10.1134/S0006302919030219

15. Мартусевич А.К., Краснова С.Ю., Галка А.Г., Перетягин П.В., Янин Д.В., Костров А.В. Оценка микроциркуляторного ответа на воздействие холодной гелиевой плазмы // Биофизика. 2019. Т 64. N 4. С. 767-771. https://doi.org/10.1134/S0006302919040161

16. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Перетягин С.П. Влияние различных форм оксида азота на свойства альдегиддегидрогеназы эритроцитов // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2014. N 11. С. 60-65.

17. Давыдюк А.В., Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Каримова Р.Г. Метаболическая адаптация эритроцитарных оксидоредуктаз к воздействию глутатион-содержащих динитрозильных комплексов железа // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2015. Т. 221. N 1. С. 60-64.

18. Соловьева А.Г., Перетягин С.П. Влияние субхронического воздействия ингаляций оксида азота на метаболические процессы в крови экспериментальных животных // Биомедицинская химия. 2016. Т. 62. N 2. С. 212-214. https://doi.org/10.18097/PBMC20166202212