Регуляторна дія низькоінтенсивного видимого світла на сомітогенез птиці
We research the influence of monochromatic red (λmax = 630 nm), blue (λmax = 470 nm), and green (λmax = 520 nm) light of laser light-emitting diodes on the early embryo development of Japanese Quail by the number of the differentiated pairs of somites which were generated by the 38-th hour of incuba...
Збережено в:
| Дата: | 2007 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2007
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1630 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Регуляторна дія низькоінтенсивного видимого світла на сомітогенез птиці / І.Л. Якименко, О.С. Цибулін // Доп. НАН України. — 2007. — N 2. — С. 163-168. — Бібліогр.: 15 назв. — укp. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1630 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-16302025-02-23T17:34:15Z Регуляторна дія низькоінтенсивного видимого світла на сомітогенез птиці Якименко, І.Л. Цибулін, О.С. Біологія We research the influence of monochromatic red (λmax = 630 nm), blue (λmax = 470 nm), and green (λmax = 520 nm) light of laser light-emitting diodes on the early embryo development of Japanese Quail by the number of the differentiated pairs of somites which were generated by the 38-th hour of incubation. It is shown that red and blue lights at the intensity of a light beam of 0.1 mW/cm2 increases the number of the differentiated pairs of somites by 20.43% (and 15.18%, respectively) at the optimum temperature of incubation and by 27.62% (and 38.48%, respectively) at a lower temperature as compared with control group. A significant reduction of the number of the differentiated pairs of somites by 24.61% (31.26%) at the optimum temperature of incubation was observed at the intensity of red and blue lights of 1 mW/cm2. Green light at a similar intensity did not influence somitogenesis. 2007 Article Регуляторна дія низькоінтенсивного видимого світла на сомітогенез птиці / І.Л. Якименко, О.С. Цибулін // Доп. НАН України. — 2007. — N 2. — С. 163-168. — Бібліогр.: 15 назв. — укp. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1630 636.6.053:611-013 uk application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Біологія Біологія |
| spellingShingle |
Біологія Біологія Якименко, І.Л. Цибулін, О.С. Регуляторна дія низькоінтенсивного видимого світла на сомітогенез птиці |
| description |
We research the influence of monochromatic red (λmax = 630 nm), blue (λmax = 470 nm), and green (λmax = 520 nm) light of laser light-emitting diodes on the early embryo development of Japanese Quail by the number of the differentiated pairs of somites which were generated by the 38-th hour of incubation. It is shown that red and blue lights at the intensity of a light beam of 0.1 mW/cm2 increases the number of the differentiated pairs of somites by 20.43% (and 15.18%, respectively) at the optimum temperature of incubation and by 27.62% (and 38.48%, respectively) at a lower temperature as compared with control group. A significant reduction of the number of the differentiated pairs of somites by 24.61% (31.26%) at the optimum temperature of incubation was observed at the intensity of red and blue lights of 1 mW/cm2. Green light at a similar intensity did not influence somitogenesis. |
| format |
Article |
| author |
Якименко, І.Л. Цибулін, О.С. |
| author_facet |
Якименко, І.Л. Цибулін, О.С. |
| author_sort |
Якименко, І.Л. |
| title |
Регуляторна дія низькоінтенсивного видимого світла на сомітогенез птиці |
| title_short |
Регуляторна дія низькоінтенсивного видимого світла на сомітогенез птиці |
| title_full |
Регуляторна дія низькоінтенсивного видимого світла на сомітогенез птиці |
| title_fullStr |
Регуляторна дія низькоінтенсивного видимого світла на сомітогенез птиці |
| title_full_unstemmed |
Регуляторна дія низькоінтенсивного видимого світла на сомітогенез птиці |
| title_sort |
регуляторна дія низькоінтенсивного видимого світла на сомітогенез птиці |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Біологія |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1630 |
| citation_txt |
Регуляторна дія низькоінтенсивного видимого світла на сомітогенез птиці / І.Л. Якименко, О.С. Цибулін // Доп. НАН України. — 2007. — N 2. — С. 163-168. — Бібліогр.: 15 назв. — укp. |
| work_keys_str_mv |
AT âkimenkoíl regulâtornadíânizʹkoíntensivnogovidimogosvítlanasomítogenezpticí AT cibulínos regulâtornadíânizʹkoíntensivnogovidimogosvítlanasomítogenezpticí |
| first_indexed |
2025-11-24T04:51:47Z |
| last_indexed |
2025-11-24T04:51:47Z |
| _version_ |
1849646024002371584 |
| fulltext |
УДК 636.6.053:611-013
© 2007
I.Л. Якименко, О. С. Цибулiн
Регуляторна дiя низькоiнтенсивного видимого свiтла
на сомiтогенез птицi
(Представлено академiком НАН України М.Є. Кучеренком)
We research the influence of monochromatic red (λmax = 630 nm), blue (λmax = 470 nm), and
green (λmax = 520 nm) light of laser light-emitting diodes on the early embryo development
of Japanese Quail by the number of the differentiated pairs of somites which were generated
by the 38-th hour of incubation. It is shown that red and blue lights at the intensity of
a light beam of 0.1 mW/cm2 increases the number of the differentiated pairs of somites
by 20.43% (and 15.18%, respectively) at the optimum temperature of incubation and by 27.62%
(and 38.48%, respectively) at a lower temperature as compared with control group. A signi-
ficant reduction of the number of the differentiated pairs of somites by 24.61% (31.26%) at
the optimum temperature of incubation was observed at the intensity of red and blue lights of
1 mW/cm2. Green light at a similar intensity did not influence somitogenesis.
Вираженi фототерапевтичнi ефекти монохроматичного низькоiнтенсивного видимого свiтла
виявленi в багатьох областях медичної практики: дерматологiї, оториноларингологiї, кар-
дiологiї, стоматологiї, неврологiї та iн. Найбiльш поширеними джерелами монохроматично-
го свiтла червоного дiапазону, що використовуються в бiологiї та медицинi, є гелiй-неоновi
(λ = 632,8 нм) лазери та, в останнiй час, напiвпровiдниковi свiтлодiоди. Це обумовлено чис-
ленними експериментальними даними щодо впливу монохроматичного свiтла на бiологiчнi
об’єкти та видiленням серед iнших довжин хвиль червоного дiапазону, який має найбiльш
вираженi бiологiчнi ефекти [1, 2].
Широта терапевтичних ефектiв монохроматичного видимого свiтла ставить питання про
механiзми регуляторного впливу даного фактора на метаболiчнi процеси тваринного орга-
нiзму. У рядi дослiджень [3, 4] показана здатнiсть ключових ферментiв антиоксидантного
захисту (супероксиддисмутази, каталази та церулоплазмiну) до фотоактивацiї пiд впли-
вом червоного лазерного свiтла. Встановлено виражений вплив монохроматичного свiтла
на активнiсть цитохром-c-оксидази [5] та вмiст окисненої форми цитохрому Р-450 у печiнцi
птицi [6], що свiдчить про причетнiсть гiдроксилюючої системи ендоплазматичного ретику-
лума та енергетичної системи мiтохондрiй до фотобiологiчних ефектiв монохроматичного
свiтла.
Показовими виявились експериментальнi дослiдження щодо вивчення впливу червоно-
го лазерного свiтла на iзольовану нервову тканину [7]. Встановлено, що при застосуваннi
лазерного свiтла вiдбувається прискорення на 85% росту аксонiв нервових клiтин. Також
вiдмiчено, що, застосовуючи лазерний промiнь, можна координувати напрямок росту нер-
вового волокна.
У дослiдi на щурах [8], у яких внаслiдок модельного отруєння метиловим спиртом вiдбу-
валось пошкодження сiткiвки ока та зорового нерва, при дiї монохроматичного червоного
свiтла на окремi дiлянки тiла тварин вiдмiчали вiдновлення зору на 95%. Показано, що
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №2 163
Рис. 1. Мiкрофото (збiльшення 8 х 3) ембрiона перепела японського (температура iнкубацiї 38,5 ◦C):
а — ембрiон контрольної групи, 10 пар сомiтiв; б — ембрiон дослiдної групи, 14 пар сомiтiв (опромiнення
монохроматичним червоним свiтлом iнтенсивнiстю 0,1 мВт/см2)
в терапевтичному ефектi червоного свiтла безпосередню участь бере цитохромоксидазний
комплекс мiтохондрiй.
Iснують данi про доцiльнiсть опромiнення iнкубацiйного яйця сiльськогосподарської
птицi монохроматичним свiтлом. У роботi [9] показано зменшення кiлькостi загиблих на
перших стадiях розвитку ембрiонiв, якi пiддавались опромiненню червоним лазерним свiт-
лом. При дiї червоного свiтла на iнкубацiйне яйце перепела до закладання на iнкубацiю
вiдмiчена [10] стимуляцiя раннього ембрiонального розвитку та вiрогiдне збiльшення маси
ембрiонiв. При вивченнi впливу червоного лазерного свiтла на ембрiогенез перепелiв при
одноразовому опромiненнi ембрiонiв вiдзначено [11] стимулюючий ефект певних його доз на
iнтенсивнiсть розвитку ембрiона. Деякi дози опромiнення практично не виявляли ефекту
впливу. Не вiдмiчалось негативного впливу монохроматичного низькоiнтенсивного свiтла
на ембрiональний розвиток пташиного ембрiона.
Мета нашої роботи — на моделi сомiтогенезу оцiнити можливi регуляторнi (як позитив-
нi, так i негативнi) ефекти монохроматичного видимого свiтла нетеплових iнтенсивностей
рiзного дiапазону щодо iнтенсивностi ембрiогенезу птицi.
Дослiди проводили на свiжому iнкубацiйному яйцi перепелiв вiварiю Бiлоцеркiвського
державного аграрного унiверситету. Для дослiдiв формували групи-аналоги iнкубацiйно-
го яйця по 10 шт. у кожнiй. Опромiнення iнкубацiйного яйця здiйснювали за допомогою
свiтлодiодiв L7113PDC/H (λmax = 630 нм), L7143PDC/H (λmax = 470 нм), L7143VGCH
(λmax = 520 нм) протягом 60 с у цiлковитiй темрявi триразово у першi доби iнкубацiї.
Контрольнi групи яєць не опромiнювали. Для оцiнки впливу опромiнення на раннiй емб-
рiональний розвиток перепела використовували морфометричний метод пiдрахунку дифе-
ренцiйованих пар сомiтiв, що сформувались на 38-му год iнкубацiї. Препарати ембрiонiв
готували за методикою зняття бластодиска з використанням паперових кiлець [12]. Iнку-
бацiю яєць проводили при температурах 38,5 ◦C, що є, за нашими даними, оптимальною
для розвитку перепелиного ембрiона, та 36,5 ◦С, при якiй ембрiональний розвиток упо-
вiльнюється.
На рис. 1 показано мiкрофото ембрiонiв перепела японського контрольної та дослiдної
груп (видiленi сомiти ембрiонiв, кiлькiсть яких вказує на iнтенсивнiсть розвитку ембрiо-
164 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №2
на) на 38-му год iнкубацiї. На цю годину iнкубацiї при оптимальнiй температурi кiлькiсть
диференцiйованих пар сомiтiв у контрольнiй групi становила 10,33 ± 0,56.
Для оцiнки дiї червоного (λmax = 630 нм) свiтла на розвиток перепелиного ембрiо-
на нами було вибрано чотири величини iнтенсивностi свiтлового потоку: 0,01; 0,1; 1 та
20 мВт/см2, яку змiнювали, варiюючи площину свiтлової плями пiсля розфокусування лiн-
зою. При iнтенсивностi свiтлового потоку 0,1 мВт/см2 кiлькiсть сомiтiв вiрогiдно (p < 0,01)
збiльшилась на 20,43% порiвняно з контролем (рис. 2, а). Пiдвищення iнтенсивностi свiтла
до 1 мВт/см2 призвело до пригнiчення ембрiонального розвитку, про що свiдчить вiро-
гiдне (p < 0,01) зменшення кiлькостi диференцiйованих пар сомiтiв на 24,61% порiвняно
з контролем. При iнтенсивностi свiтлового потоку 0,01 та 20 мВт/см2 вiрогiдного впливу
опромiнення на сомiтогенез не встановлено (див. рис. 2, а).
Зниження температури iнкубацiї до 36,5 ◦C уповiльнювало розвиток перепелиного емб-
рiона, на що вказує зменшення кiлькостi диференцiйованих пар сомiтiв, що сформувались
на 38-му год iнкубацiї, у контрольнiй групi до 6,88±0,44 (див. рис. 2, б ). При зниженiй тем-
пературi iнкубацiї червоне свiтло iнтенсивнiстю 0,1 мВт/см2 також стимулювало сомiтоге-
нез: кiлькiсть сомiтiв вiрогiдно (p < 0,001) збiльшилась на 27,62% порiвняно з контрольною
групою (див. рис. 2, б ). За дiї червоного свiтла iнтенсивнiстю 0,01 мВт/см2 кiлькiсть ди-
ференцiйованих пар сомiтiв збiльшилась на 9,88%, а при 1 мВт/см2 — знизилась на 9,55%.
Рiзниця в обох групах не була вiрогiдною.
Таким чином, нами встановлено, що червоне свiтло iнтенсивнiстю 0,1 мВт/см2 стиму-
лює сомiтогенез як при оптимальнiй, так i при зниженiй температурi iнкубацiї. Вiрогiдне
пригнiчення темпiв сомiтогенезу вiдмiчається при iнтенсивностi свiтла 1 мВт/см2 тiльки
при оптимальнiй температурi iнкубацiї.
Аналогiчнi дослiдження нами проведенi щодо впливу синього та зеленого свiтла на сомi-
тогенез перепела при оптимальнiй та зниженiй температурах iнкубацiї. Iнтенсивнiсть свiт-
лового потоку становила 0,1 та 1 мВт/см2 — значення, при яких виявлялась стимуляцiя та
пригнiчення сомiтогенезу за дiї червоного свiтла.
При оптимальнiй температурi iнкубацiї синє свiтло, як i червоне, виявляло стимулю-
ючу або пригнiчуючу дiю на ембрiональний розвиток перепела залежно вiд iнтенсивностi
випромiнювання. Так, при iнтенсивностi свiтлового потоку 0,1 мВт/см2 кiлькiсть дифе-
ренцiйованих пар сомiтiв вiрогiдно збiльшувалась на 15,18% (p < 0,01), а при iнтенсивно-
стi 1 мВт/см2 — вiрогiдно зменшувалась на 31,26% (p < 0,001) порiвняно з контролем —
11,0 ± 0,31 (див. рис. 2, в).
При зниженiй температурi iнкубацiї синє свiтло iнтенсивнiстю 0,1 мВт/см2 призводило
до вiрогiдного збiльшення кiлькостi сомiтiв на 38,48% порiвняно з контролем — 6,8 ± 0,37
(див. рис. 2, г). Iнтенсивнiсть свiтлового потоку 1 мВт/см2 практично не впливала на со-
мiтогенез.
Звертає на себе увагу те, що в серiях дослiдiв як з червоним, так i з синiм свiтлом
зменшення iнтенсивностi сомiтогенезу за рахунок зниженої температури iнкубацiї виявля-
ло бiльш вираженi стимулюючi ефекти опромiнювання та нiвелювало пригнiчуючi ефекти
останнього на фонi вiдповiдного контролю.
Встановлений вплив на сомiтогенез червоного та синього свiтла iнтенсивнiстю 0,1 та
1 мВт/см2 не був виявлений у дослiдах з монохроматичним зеленим свiтлом свiтлодiода.
Обидвi величини iнтенсивностi свiтлового потоку практично не впливали на раннiй емб-
рiональний розвиток птицi як при оптимальнiй, так i при зниженiй температурi iнкубацiї
(див. рис. 2, д, е).
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №2 165
Рис. 2. Вплив триразового опромiнення iнкубацiйного перепелиного яйця монохроматичним червоним, λ =
= 630 нм (а, б ) синiм, λ = 470 нм (в, г) та зеленим, λ = 520 ни (д, е) свiтлом на кiлькiсть диференцiйованих
пар сомiтiв ембрiонiв на 38-му год iнкубацiї при 38,5 ◦С (а, в, д) та 36,5 ◦C (б, г, е) (n = 10; M ±m).
∗∗ — p < 0,01, ∗∗∗ — p < 0,001 порiвняно з контролем
166 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №2
Таким чином, виявлено вiрогiдний стимулюючий (при iнтенсивностi свiтлового потоку
0,1 мВт/см2) та пригнiчуючий (1 мВт/см2) вплив на ембрiональний розвиток перепела
червоного та синього свiтла i вiдсутнiсть такого впливу для зеленого свiтла.
Встановлену залежнiсть ефектiв опромiнення вiд функцiонального стану об’єкта можна
оцiнювати як нормалiзуючий вплив останнього. Ранiше нами [10] було виявлено, що ефект
опромiнення iнкубацiйного яйця птицi червоним лазерним свiтлом iстотно залежав вiд iнку-
бацiйних якостей яйця — коефiцiєнт кореляцiї мiж виведенням у контролi та пiдвищенням
виведення в опромiнених групах становив r = −0,98 (p < 0,001). Тобто чим нижчою бу-
ла вихiдна iнкубацiйна якiсть яйця, тим бiльш вираженим був ефект опромiнення. Подiбнi
закономiрностi бiологiчної дiї червоного лазерного свiтла виявленi рядом дослiдникiв i в ро-
ботах з практичної фототерапiї [13, 14]. Разом з цим у лiтературi практично не зустрiчається
вiдомостей, що вказують на вiрогiднi пригнiчуючi (гальмуючi) ефекти низькоiнтенсивного
монохроматичного свiтла вiдносно стану тваринних органiзмiв, за винятком даних щодо
тривалого перебування органiзму в монохроматичному свiтлi [15]. При цьому звертає на се-
бе увагу факт, що застосованi нами потужностi випромiнювання, якi виявляли виражений
гальмуючий ефект на iнтенсивнiсть сомiтогенезу птицi (1 мВт/см2), далекi вiд теплових
i навiть нижчi за тi, що зазвичай використовуються в практицi фототерапiї. Очевидно, це
може вказувати на те, що до регуляторних ефектiв монохроматичного (червоного та синьо-
го) свiтла причетнi метаболiчнi системи ембрiона, якi тiсно пов’язанi з регуляцiєю темпiв
ембрiогенезу. Безумовно, до цих систем належать антиоксидантна, енергетична, гiдрокси-
лююча клiтиннi системи, якi, як було вiдмiчено ранiше, виявляють свою причетнiсть до бiо-
логiчних ефектiв монохроматичного видимого свiтла нетеплової дiї на тваринний органiзм.
1. Кару Т.Й. Клеточные механизмы низкоинтенсивной лазерной терапии // Успехи соврем. биологии. –
2001. – 121, № 1. – С. 110–120.
2. Самойлов Н. Г. Взгляд на механизм действия лазерного излучения на биологические объекты. –
Харьков, 1998. – 23 с.
3. Якименко I.Л., Сидорик Є.П. Дiя низькоiнтенсивного лазерного випромiнення на перекисне оки-
снення лiпiдiв та активнiсть антиоксидантних ферментних систем в органiзмi птицi // Доп. НАН
України. – 2000. – № 8. – С. 175–179.
4. Артюхов В. Г., Башарина О.В. Действие низкоинтенсивного лазерного (632, 8 нм) и ультрафиоле-
тового излучений на спектральные свойства и функциональную активность церулоплазмина челове-
ка // Радиац. биология. Радиоэкология. – 2002. – 42, № 2. – С. 173–178.
5. Karu T. I., Pyatibrat L. V. Absorption measurements of a cell monolayer relevant to phototherapy: Reduc-
tion of cytochrome c oxidase under near IR radiation // J. Photochem. Photobiol. B. – 2005. – No 25. –
P. 205–211.
6. Якименко И.Л., Сидорик Е.П. Чувствительность системы цитохрома Р-450 печени птицы к действию
красного лазерного света // Доп. НАН України. – 2000. – № 7. – С. 178–182.
7. Ehrlicher A. Guiding neuronal growth with light // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 2002. – 99. – P. 16024–
16028.
8. Eells J. T., Henry M.M. Therapeutic photobiomodulation for methanol-induced retinal toxicity // Ibid. –
2003. – 6. – P. 3439–3444.
9. Yakimenko I., Besulin V., Testik A. The effects of low intensity red laser irradiation on hatching eggs in
chicken and quail // Poult. Sci. – 2002. – 1. – P. 6–8.
10. Якименко I.Л. Вплив червоного лазерного свiтла на ембрiональний розвиток та стан молодняка
перепела японського // Доп. НАН України. – 2001. – № 5. – С. 168–171.
11. Мельник М.А., Якименко I.Л. Вплив лазерного випромiнювання на раннiй ембрiональний розвиток
перепела японського // Наук. вiсн. НАУ. – 2004. – № 78. – С. 129–134.
12. Пат. 39619А Україна, 7 А01К 45/00. Спосiб оцiнки ефективностi низькоiнтенсивного лазерного ви-
промiнювання / М. А. Мельник, I.Л. Якименко. – № 2000116330; Заявл. 09.11.2000; Опубл. 15.06.2001,
Бюл. № 5. – 3 с.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №2 167
13. Bensadoun R. J., Franquin J. C., Ciais G. Low-energy He/Ne laser in the prevention of radiation-induced
mucositis. A multicenter phase III randomized study in patients with head and neck cancer // Support
Care Cancer. – 1999. – No 7(4). – P. 244–252.
14. Самойлов Н. Г. Современное состояние проблемы комбинированного влияния на организм ионизиру-
ющего и лазерного излучений // Фотобиология и фотомедицина. – 1998. – № 1. – С. 89–95.
15. Казначеев С.В., Молчанова Л.В., Лазаренко П.В. Влияние видимого света на биохимические и фи-
зиологические параметры животного // Биол. науки. – 1983. – № 11. – С. 18–23.
Надiйшло до редакцiї 16.06.2006Бiлоцеркiвський державний
аграрний унiверситет
168 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №2
|