Ряд экспериментов по изучению влияния на глаза кроликов различных режимов облучения терагерцевым излучением провели участники научной коллаборации российских ученых, 15 мая сообщает пресс-служба Института ядерной физики (ИЯФ) им. Г. И. Будкера СО РАН. В коллаборацию исследователей вошли специалисты Научно-исследовательского института клинической и экспериментальной лимфологии (НИИКЭЛ-филиал Института цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН), Новосибирского филиала ФГАУ «НМИЦ „МНТК „Микрохирургия глаза“ им.
академика С. Н. Федорова» Минздрава России, Новосибирского государственного университета (НГУ), ИЦиГ СО РАН, Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН, ИЯФ СО РАН. Технологии, использующие терагерцевое излучение (ТГцИ), в настоящее время активно разрабатываются с целью создания высокоскоростных систем передачи данных, а также новых методов диагностики офтальмологических и онкологических заболеваний. Это делает необходимым исследование влияния воздействия ТГц-излучения на живые организмы, чтобы разработать стандарты безопасности работы с ним. С этой целью российскими учеными были проведены исследования на пользовательской станции Новосибирского лазера на свободных электронах (НЛСЭ) ИЯФ СО РАН, которая одна могла обеспечить излучение частотой 2,3 ТГц и интенсивностью 0,012–0,024 мВт/см². Наблюдаемые в ходе экспериментов изменения в роговице глаз лабораторных животных после облучения оказались субклиническими (бессимптомными) и не вызвали значимых патологических изменений. Результаты исследования ученые представили в статье «Оценка общего клинического состояния и функциональных свойств глаз кроликов после терагерцевого облучения» (Assessment of the general clinical condition and functional properties of the eyes of rabbits after THz irradiation), опубликованной в журнале Biomedical Optics Express. Младший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий НИИКЭЛ-филиал ИЦиГ СО РАН Екатерина Бутикова отметила: «Терагерцевое излучение и основанная на нем терагерцевая спектроскопия действительно может войти в клиническую практику как эффективный метод диагностики онкологических заболеваний или для возможной диагностики заболеваний органа зрения. Несмотря на то, что такой вид диагностики в настоящее время является экспериментальным и находится на стадии разработки, уже сейчас необходимо начинать думать о рекомендациях по безопасности при работе с источниками терагерцевого излучения». Данное исследование было посвящено изучению влияния различных по времени и интенсивности режимов облучения ТГцИ на роговицу глаз лабораторных животных, в качестве которых было выбрано восемь кроликов. Екатерина Бутикова отметила: «На основе полученных нами данных преждевременно делать окончательные выводы, но исследование является хорошим заделом для составления таких рекомендаций в будущем». Исследования проводились на биологической пользовательской станции новосибирского лазера на свободных электронах (НЛСЭ) ИЯФ СО РАН, являющейся уникальным источником терагерцевого излучения. Роговицу облучали в течение 15 и 30 минут, задавая различную интенсивность. «По средней мощности НЛСЭ на много порядков превышает любые существующие в мире источники, что позволяет проводить абсолютно уникальные эксперименты в очень широкой области длин волн с различными биологическими объектами, — рассказал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Василий Попик. — Если мы воздействуем ТГцИ на живые системы, то можем довольно сильно влиять на работу их клеток, на процессы, проходящие внутри них». Ученый пояснил важность таких экспериментов. Так как ни один живой организм не имеет защитных механизмов от интенсивного ТГц-излучения (на Земле оно полностью поглощается атмосферой), то ученые, воздействуя таким излучением на эти организмы, могут узнать, какие механизмы защиты будут у них включаться. Именно для таких экспериментов на НЛСЭ была создана специальная пользовательская станция. Она позволяет исследователям регулировать среднюю и пиковую мощности излучения и интенсивность воздействия, исключая при этом воздействие повышения или понижения температуры. После облучения подопытных животных специалистами МНТК «Микрохирургия глаза» проводились их диагностические исследования — в день облучения, на следующий день, через неделю и через месяц. Как рассказала младший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий НИИКЭЛ, врач-офтальмолог Новосибирского филиала МНТК «Микрохирургия глаза» Кристина Краснер, «специалисты-офтальмологи проводили диагностические исследования глаз кроликов методами оптической компьютерной томографии и эндотелиальной микроскопии». «Наше исследование, — добавила она, — подтверждает факт дозозависимого эффекта терагерцевого излучения при высоких частотах его применения на структуры переднего отрезка глаза, в частности, на эндотелиальный слой роговицы, который является уникальным „насосом“ для поддержания оптимальной гидратации и гомеостаза роговицы». Екатерина Бутикова уточнила, что облучение ТГцИ привело к снижению плотности эндотелиальных клеток роговицы. Однако эти изменения имели обратимый характер и не вызвали патологических изменений роговицы. «К сожалению, мы не можем проверить остроту зрения у животных — это очень сложно, так как они получают информацию о мире при помощи и других органов чувств. Поэтому не всегда со стопроцентной уверенностью можно сказать, за счет чего животное в данный момент больше ориентируется в пространстве: за счет зрения или обоняния? В день облучения мы также брали анализ крови у животных, который показал, что в организме идет системный воспалительный процесс, хотя, скорее всего, это просто реакция организма на стрессовое воздействие, так как, напомню, что у живых организмов нет никаких механизмов защиты от ТГЦи», — добавила исследователь. В результате экспериментов ученые установили, что терагерцевое облучение с параметрами 2,3 ТГц и интенсивностью 0,012–0,024 мВт/см² в течение 30 минут является условно безопасным для структур глаза кролика. Тем не менее произошедшие при этом изменения роговицы указывают на необходимость дальнейшего изучения, чтобы установить безопасные пределы воздействия такого излучения, подчеркнула Екатерина Бутикова. «В процессе подготовки и проведения эксперимента требовалось генерировать много ноу-хау и лайфхаков, связанных, как с сугубо практическими моментами, например, с доставкой кроликов в зимний период в ИЯФ на облучение, а также организацией их офтальмологического обследования», — добавил заведующий лабораторией ядерной и инновационной медицины физического факультета НГУ доцент Владимир Каныгин, указав, что именно кролики в качестве объекта исследования «хороши тем, что получаемые на них данные наиболее экстраполируемы на человека». glavno.smi.today
Свежие комментарии