БИОФИЗИКА, 2022, том 67, № 3, с. 615-624
БИОФИЗИКА CЛОЖНЫX CИCТЕМ
УДК 577.344:616-006.6:616-092.9
ФОТОБИОМОДУЛЯЦИЯ ФИОЛЕТОВО-СИНИМ СВЕТОМ ДИНАМИКИ
ОПУХОЛЕВОГО РОСТА И ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНОГО
БАЛАНСА В ОРГАНИЗМЕ ОПУХОЛЕНОСИТЕЛЕЙ
© 2022 г. Е.С. Жукова*, Т.Г. Щербатюк*, **, И.А. Чернигина***,
В.В. Чернов****, А.Б. Гапеев*****
*Нижегородский научно-исследовательский институт гигиены и профпатологии Роспотребнадзора,
603005, Нижний Новгород, ул. Семашко, 20
**Пущинский государственный естественно-научный институт,
142290, Пущино Московской области, просп. Науки, 3
***Приволжский исследовательский медицинский университет МЗ РФ,
603005, Нижний Новгород, пл. Минина и Пожарского, 10/1
****ФИЦ «Институт прикладной физики РАН», 603950, Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46
*****Институт биофизики клетки РАН - обособленное подразделение ФИЦ «Пущинский научный центр
биологических исследований РАН», 142290, Пущино Московской области, Институтская ул., 3
E-mail: evgenya_plekhanova@mail.ru; a_b_g@mail.ru
Поступила в редакцию 09.02.2022 г.
После доработки 25.02.2022 г.
Принята к публикации 26.02.2022 г.
С использованием модели холангиоцеллюлярной карциномы РС-1 на крысах линии Sprague Dawley
исследовано действие фотобиомодуляции фиолетово-синим светом (λ1 = 400 ± 20 нм, 4.6 Дж/см2;
λ2 = 460 ± 20 нм, 3.2 Дж/см2) на опухолевый рост и параметры свободнорадикальных процессов в
организме-опухоленосителе. Показано, что эффективность транскутанного воздействия электро-
магнитного излучения со спектральными максимумами 400 нм на кровь и 460 нм на опухоль ранних
сроков роста зависит от индивидуальных особенностей организма, а именно, от исходного уровня
ориентировочно-исследовательской активности лабораторных животных в тесте «открытое поле» и
прооксидантно-антиоксидантного баланса в организме опухоленосителей. Обнаружено, что воз-
действие озонированного изотонического 0.9% раствора хлорида натрия с концентрацией озона в
озоно-кислородной смеси 400 мкг/л модулирует действие излучения оптического диапазона, в зна-
чительной степени изменяя динамику опухолевого роста.
Ключевые слова: фотобиомодуляция, фиолетово-синий свет, тест «открытое поле», прооксидантно-
антиоксидантный баланс, озон, экспериментальная холангиоцеллюлярная карцинома.
DOI: 10.31857/S0006302922030231, EDN: ASPCJR
tions.nci.nih.gov). Фотобиомодуляция (ФБМ), ра-
Эпидемиологические данные по заболеваемо-
нее известная также как низкоинтенсивная ла-
сти, смертности и инвалидизации человека по
зерная или световая терапия, лазерная фототера-
причине злокачественных новообразований [1]
пия, лазерная биостимуляция, холодная
свидетельствуют об актуальности поиска альтер-
лазеротерапия,
- нетепловое неразрушающее
нативных подходов в лечении онкопатологий,
воздействие монохроматическим (лазерным) и
для финансовой поддержки которых в Нацио-
квазимонохроматическим (светодиодным) излу-
нальном Институте рака (National Cancer Insti-
чением в оптической области от видимого до
tute, США) была создана отдельная программа
ближнего инфракрасного диапазона [2, 3]. Одна-
ко развитие ФБМ в онкологии затруднено из-за
открытого вопроса о безопасном применении
Сокращения: ФБМ - фотобиомодуляция, ЭМИ - электро-
магнитное излучение, ОИА - ориентировочно-исследова-
электромагнитного излучения (ЭМИ) данной об-
тельская активность, ОФР - озонированный физиологиче-
ласти спектра для противоопухолевой терапии.
ский раствор, ДНФГ - динитрофенилгидразоны, ТБК -
Большинство исследований проведены с ис-
тиобарбитуровая кислота, ТБК-АП - ТБК-активные про-
дукты, АСР - общая свободнорадикальная активность,
пользованием ЭМИ красного и ближнего
СОД - супероксиддисмутаза.
инфракрасного диапазонов и были получены
615
616
ЖУКОВА и др.
противоречивые данные: прямое противоопухо-
ности клеток злокачественной меланомы A375,
левое действие фототерапии
(635 нм,
128 и
карциномы легкого A549, аденокарциномы мо-
256 Дж/см2, in vitro; 632.8 нм, 60 Дж/см2, in vivo)
лочной железы MDA-MB-231 и колоректального
[4, 5], отсутствие влияния на рост клеток неопла-
рака HT29 и HCT116 после воздействия синим
светом по сравнению с темновым контролем.
зии (660 нм, 4 и 6 Дж/см2, in vitro и in vivo) [6, 7], а
также стимуляция пролиферации опухолевых
При этом не было зарегистрировано влияния на
пролиферацию тестируемых опухолевых клеток
клеток (630 нм, 2, 4, 6 и 10 Дж/см2, in vitro) [8]. Не
удалось выяснить, почему в некоторых случаях
ЭМИ красного (630 ± 9 нм, 19 Дж/см2; 635 нм,
происходит стимулирование роста опухоли. Этот
4.7 Дж/см2) и зеленого (520 ± 20 нм, 19 Дж/см2;
эффект может быть связан как с режимами ФБМ
525 нм, 9.4 Дж/см2) света [17, 18].
(разнообразие используемых источников излуче-
Известно, что опухоль состоит не только из
ния с различными длинами волн или спектраль-
собственно опухолевых клеток, но и канцер-ас-
ными максимумами, интенсивностью излучения,
социированных фибробластов, эндотелиальных,
длительностью экспозиции и кратностью облуче-
иммунных и стволовых клеток, которые присут-
ния при указании неполных, неточных и/или не-
ствуют во всех тканях или рекрутируются в об-
проверенных параметров), так и с биологически-
ласть развития неоплазии [19]. При ФБМ нужно
ми особенностями опухоли.
учитывать влияние и на эти компоненты опухо-
Высокая эффективность света в красном и
левого микроокружения. Так, после облучения
ближнем ИК диапазонах может объясняться на-
красным светом (636 нм; 5, 10 и 20 Дж/см2) изоли-
личием терапевтического окна прозрачности в
рованных раковых стволовых клеток (cancer stem
этой области. Однако процесс поглощения излу-
cells, CSCs) линии A549, для которой не было за-
чения и последующая фотодиссоциация компо-
регистрировано действие света со спектральным
нентов биоткани вносит значительный вклад в
максимумом 630 нм в работе [17], наблюдалась их
механизмы действия фототерапии. Преобразова-
биостимуляция и усиление пролиферации [20].
ние световой энергии компонентами крови про-
На фибробластах кролика (клеточная линия
исходит через фотодиссоциацию комплексов ге-
ALC) показано, что облучение красным (630 нм,
моглобина с лигандами [9]. Анализ литературных
9.5 Дж/см2) и зеленым (530 нм, 9.8 Дж/см2) свето-
данных по спектрам поглощения гемоглобина и
диодным светом приводит к стимуляции проли-
меланина показал, что наиболее высокие значе-
ферации клеток по сравнению с контролем, что
ния коэффициента поглощения находятся в об-
не наблюдалось при воздействии синим (460 нм,
ласти 400-470 нм [10]. Предположительно, воз-
27 Дж/см2) светом. При этом действие ЭМИ
действие ЭМИ фиолетово-синей области спектра
красного и зеленого спектра вызывало значитель-
может иметь более высокий противоопухолевый
ное увеличение экспрессии инсулиноподобного
потенциал по сравнению с длинноволновым диа-
фактора роста, трансформирующего фактора ро-
пазоном в связи с тем, что при коротковолновом
ста-бета (TGF-β1) и коллагена I, а действие сине-
излучении уровень эндогенной генерации актив-
го света, наоборот, приводило к снижению экс-
ных форм кислорода значительно выше [11]. Од-
прессии коллагена по сравнению с контролем.
нако исследования противоопухолевого действия
Кроме того, ЭМИ со спектральными максимума-
ЭМИ фиолетово-синей области спектра немно-
ми 630 и 530 нм не влияло на экспрессию актина
гочисленны. Показано, что излучение в фиолето-
и интегрина, а с 460 нм снижало ее [21]. Так как
во-синем диапазоне приводит к ингибированию
фибробласты составляют большую часть микро-
пролиферации и прогрессии опухолевых клеток
окружения опухоли и оказывают непосредствен-
мочевого пузыря (450 нм, 4 и 8 Дж/см2, линии T24
ное влияние на ее прогрессию и метастазирова-
и EJ) [12], гибели клеток глиобластомы А-172
ние, можно предположить, что стимуляция этого
(405 нм, 15-882 Дж/см2) [13], подавлению инва-
компонента может привести к активизации раз-
зивности CD133+ стволовых клеток колоректаль-
вития неоплазии. В недавней работе это было
ного рака (470 нм, 3 Дж/см2) [14], торможению
подтверждено на модели меланомы B16F10 у мы-
роста или дистрофическим изменениям клеток
шей при воздействии диодным лазером (660 нм;
лимфосаркомы Плисса (460-475 нм) [15] и ре-
150, 450 или 1050 Дж/см2). При дозе ≥450 Дж/см2
грессии ксенотрансплантата SK-BR-3 (360, 450 и
было продемонстрировано увеличение содержа-
475 нм) [16]. В сравнительных исследованиях in
ния коллагеновых волокон в строме и опухолевом
vitro на линиях опухолевых клеток человека было
микроокружении и объема опухоли [22].
протестировано действие низкоинтенсивного
светодиодного излучения синей (455 ± 11 нм,
Таким образом, противоопухолевая эффек-
19 Дж/см2; 465 нм, 9.4 Дж/см2), зеленой (520 ±
тивность низкоинтенсивного ЭМИ оптического
20 нм, 19 Дж/см2; 525 нм, 9.4 Дж/см2) и красной
диапазона зависит и от прямого влияния на опу-
(630 ± 9 нм, 19 Дж/см2; 635 нм, 4.7 Дж/см2) обла-
холевые клетки, и от опосредованного действия
стей спектра и показано снижение жизнеспособ-
на другие клеточные составляющие микроокру-
БИОФИЗИКА том 67
№ 3
2022
ФОТОБИОМОДУЛЯЦИЯ ФИОЛЕТОВО-СИНИМ СВЕТОМ
617
жения неоплазии. Вышеизложенное свидетель-
В качестве модели неоплазии использовали
ствует о том, что действие ЭМИ фиолетово-сине-
солидную холангиоцеллюлярную карциному
го диапазона на опухолевый рост является мало-
крыс РС-1, полученную из Банка опухолевых
исследованным, но этот биофизический подход
штаммов РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН
может быть перспективным для разработки аль-
(Москва). Карцинома РС-1 — это медленнорас-
тернативных методов противоопухолевой тера-
тущая неметастазирующая неоплазия с длитель-
пии.
ным латентным периодом, не превышающим
Ранее в исследованиях in vitro в ходе комплекс-
10 суток, и экспоненциальной фазой роста. Про-
должительность жизни животных с опухолями,
ной оценки действия ЭМИ со спектральными
перевитыми под кожу, составляет обычно два-
максимумами 400, 460 и 660 нм на активность
свободнорадикальных процессов в клетках опу-
три месяца [27, 28]. Инокулюм РС-1 вводили
холевой ткани и в крови в норме и в условиях ро-
крысам подкожно в область левого бедра (n = 91).
ста экспериментального холангиоцеллюлярного
Животные были распределены по группам:
рака РС-1 нами было показано, что эффект ФБМ
1) «РС-1» (n = 29) - животные-опухоленосители
зависит как от длины волны ЭМИ, так и от стадии
без воздействия; 2) «РС-1 + ЭМИ» (n = 33) - жи-
развития опухолевого процесса [23]. На основа-
вотные-опухоленосители, которым проводили
нии анализа литературных данных было выдви-
фотобиомодуляцию; 3) «РС-1 + ОФР + ЭМИ»
нуто предположение о том, что механизмы дей-
(n = 29) - животные-опухоленосители, которым
ствия ЭМИ синего диапазона (460 ± 20 нм) могут
перед фотобиомодуляцией проводили процедуры
быть связаны с фотодиссоциацией нитрозильных
введения озонированного изотонического 0.9%-
комплексов гемоглобина и фотодинамическим
го раствора хлорида натрия;
4)
«Интактные»
усилением оксидативных процессов в опухоле-
(n = 14) - здоровые крысы, которые не подверга-
вых клетках, а также показано, что ЭМИ со спек-
лись никаким воздействиям.
тральным максимумом 400 нм в большей степени
Схема воздействия. Воздействие ЭМИ фиоле-
оказывает влияние на антиоксидантную систему
тово-синего диапазона на экспериментальную
защиты организма. Противоопухолевый эффект
опухоль проводили на тринадцатые сутки
можно усилить за счет изменения интенсивности
после трансплантации - начальный этап экспо-
и направленности окислительных процессов в
ненциального роста РС-1. При фотобиомодуля-
организме-опухоленосителя при действии озона
ции использовали экспериментальные генерато-
[24]. В связи с этим цель настоящего исследова-
ры низкоинтенсивного ЭМИ (λ1 = 400±20 нм,
ния состояла в оценке совместного влияния низ-
λ2 = 460±20 нм), разработанные в Федеральном
коинтенсивного ЭМИ со спектральными макси-
мумами 400 и 460 нм на динамику роста экспери-
исследовательском центре «Институт приклад-
ментальной опухоли in vivo в ранние сроки
ной физики РАН» (Нижний Новгород). Генера-
развития и зависимости действия ЭМИ оптиче-
торы - портативные приборы на основе светоиз-
ского диапазона от показателей прооксидантно-
лучающих диодов с номинальным током потреб-
антиоксидантного баланса организма.
ления
350 мА, световым потоком
20 Лм и
выходной мощностью 50 мВт и 34.6 мВт для спек-
тральных максимумов 400 и 460 нм соответствен-
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
но. Мощностные характеристики используемых
Животные. Исследования проведены в летне-
светоизлучающих диодов контролировались при
осенний период на аутбредных крысах-самцах
помощи детектора 3A-IS (Calibrated Integrating
линии Sprague Dawley (масса 250 ± 25 г, возраст 3
Sphere LED Power Meter, Ophir, Израиль). Рабо-
месяца), приобретенных в питомнике лаборатор-
чая полоса детектора 350-1100 нм, диапазон из-
ных животных «Пущино» (Пущино, Московская
меряемой мощности 1 мкВт - 3 Вт, апертура
обл.). Животные, содержавшиеся в стандартных
12 мм. Параметры спектров применяемых свето-
условиях вивария с естественным освещением,
излучающих диодов контролировали с помощью
получали полнорационный комбикорм («Лабо-
спектрометра «QE Pro» (Ocean Optics, США) с со-
раторкорм», Москва) и без ограничений питье-
ответствующим программным обеспечением.
вую водопроводную воду.
Ширина входной щели спектрометра, установ-
ленной на апертуре диаметром 8 мм, составляла 5
Все крысы (n = 105) были протестированы в те-
мкм. Время интегрирования составляло 100 мс.
сте «открытое поле» [25] в ранее предложенной
модификации [26]. Определяли горизонтальную
Облучение осуществляли транскутанно непо-
и вертикальную двигательную активность, ори-
средственно в область растущей опухоли и на
ентировочно-исследовательскую
активность
кровь посредством воздействия на проекцию кро-
(ОИА), эмоциональность и уровень тревожности.
веносных сосудов брюшка в области паха. Шерсть
Полученные данные применяли при формирова-
на этих участках кожи предварительно депилиро-
нии репрезентативных экспериментальных
валась. Воздействие проводили однократно, одно-
групп.
временно облучая опухоль (λ = 460 нм) и брюшко
БИОФИЗИКА том 67
№ 3
2022
618
ЖУКОВА и др.
(λ = 400 нм) по 15 мин на каждую область (доза па-
и затем анализировали с помощью микроскопа
Nikon Eclipse Ni-U (Nikon Corporation, Япония),
дающего излучения составляла 3.2 и 4.6 Дж/см2 со-
совмещенного с цифровой камерой DS-Fi2
ответственно, непрерывный режим работы, пло-
(Nikon Corporation, Япония). Полученные изоб-
щадь облучаемой поверхности 9.6 см2).
ражения обрабатывали с помощью специализи-
Для модуляции свободнорадикального гомео-
рованного программного обеспечения, разрабо-
стаза в организме животных-опухоленосителей
танного B.H. Степановым [36]. Для каждого об-
использовали медицинский озон [29]. Действие
разца крови готовили микроскопные слайды в
озона осуществляли трехкратным введением озо-
двух технических повторах. Получали средние
нированного изотонического 0.9%-го раствора
значения уровня повреждений ДНК после анали-
хлорида натрия (ОФР) с интервалом в 48 ч, начи-
за 50 «комет». Для количественной оценки уров-
ная с седьмых суток после перевивки солидной
ня повреждений ДНК использовали процентное
опухоли. Для этого внутрибрюшинно вводили по
содержание ДНК в «хвосте кометы» (%ТДНК).
0.5 мл ОФР с концентрацией озона в озоно-кис-
Степень окислительной модификации белков
лородной смеси 400 мкг/л [30]. Введение живот-
плазмы крови исследовали модифицированным
ным ОФР осуществляли в течение 5 мин после
методом по уровню карбонильных производных,
барботирования. Озонирование осуществляли с
регистрируемых с помощью реакции с 2,4-динит-
использованием медицинского кислорода с по-
рофенилгидразином. Оптическую плотность об-
мощью медицинского озонатора
«ТЕОЗОН»
разовавшихся альдегидных и кетоновых 2,4-ди-
(РФЯЦ ВНИИЭФ, Саров, Нижегородская об-
нитрофенилгидразонов (альдегид- и кетон-
ласть) [31].
ДНФГ) при спонтанном и металл-индуцирован-
Методы оценки опухолевого роста. Динамику
ном окислении регистрировали при длинах волн
роста опухоли оценивали по изменению объема
270 и 363 нм [37]. Содержание общего белка опре-
опухолевого узла V (см3), который рассчитывали
деляли биуретовым методом с использованием
по следующей формуле:
коммерческого набора «Общий белок Ольвекс»
(ООО «Ольвекс диагностикум», Россия) согласно
3
π d
1
+
d
2
инструкции. Уровень окислительной модифика-
V
=
⋅
,
(1)
6
2
ции белков выражали в единицах оптической
плотности, отнесенных к 1 мг белка.
где d1 и d2 - два взаимно перпендикулярных по-
Определение продуктов перекисного окисления
перечных сечения опухоли (в см) [32]. После под-
липидов осуществляли по тесту с тиобарбитуровой
кожной трансплантации пальпацию и измерение
объема опухолевого узла начинали проводить с
кислотой (ТБК) [38]. Оптическую плотность об-
шестых суток. Наблюдение за ростом опухоли
разовавшихся ТБК-активных продуктов (ТБК-
АП) регистрировали при длине волны 532 нм. Со-
проводили на протяжении 150 суток.
держание ТБК-АП выражали в мкМ, при расче-
Методы оценки параметров свободнорадикаль-
тах использовали коэффициент молярной экс-
ного окисления. На четырнадцатые сутки после
тинкции хромогена, образующегося при взаимо-
трансплантации опухоли часть животных из каж-
действии малонового диальдегида с ТБК, равного
дой опытной группы (n = 11-16) и всех интактных
животных (n = 14) выводили из эксперимента де-
1.56·105 М-1см-1.
капитацией под ингаляционным наркозом с по-
Интенсивность общей свободнорадикальной ак-
следующим обескровливанием, затем проводили
тивности (АСР) оценивали косвенно методом
вскрытие с извлечением и фиксацией органов в
индуцированной перекисью водорода и сульфа-
жидком азоте [33]. Для исследований использова-
том железа хемилюминесценции на биохемилю-
ли кровь, плазму, эритроциты, а также гомогена-
минометре БХЛ-06М (Россия) [39].
ты тканей печени, которые получали механиче-
Состояние антиоксидантной системы защиты
ским перетиранием в жидком азоте керамиче-
оценивали по активности антиоксидантных фер-
ским пестиком в ступке.
ментов: супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы
Оценку изменения параметров свободноради-
в эритроцитах и гомогенатах тканей. Об активно-
кального окисления, вызванного ростом опухоли
сти СОД судили по реакции восстановления нит-
и ФБМ, проводили на уровне ДНК, белков, ли-
росинего тетразолия, каталазы - на основе изме-
пидов, а также учитывали общую свободноради-
нения оптической плотности в области поглоще-
кальную активность и работу ферментативного
ния пероксида водорода [38]. Концентрацию
звена антиоксидантной системы.
гемоглобина в эритроцитах определяли гемогло-
Уровень повреждений ДНК оценивали с помо-
бинцианидным методом с помощью коммерче-
щью щелочной версии метода ДНК-комет в лей-
ского набора «Гемоглобин Агат» (ООО «Агат-
коцитах периферической крови крыс [34, 35].
Мед», Россия). Активность ферментов выражали
Полученные препараты окрашивали флуорес-
в единицах активности на 1 г гемоглобина или
центным красителем SYBR Green I (Sigma, США)
ткани.
БИОФИЗИКА том 67
№ 3
2022
ФОТОБИОМОДУЛЯЦИЯ ФИОЛЕТОВО-СИНИМ СВЕТОМ
619
Для парного сравнения групп данных использо-
вали U-критерий Манна-Уитни.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
При анализе поведенческих реакций крыс в
тесте «открытое поле» среди подопытных живот-
ных (N = 105) были выделены три типа: 1) с актив-
ным поведением (n = 34); 2) со средним уровнем
ориентировочно-исследовательской активности
(n = 41); 3) с пассивным поведением (n = 30) (ме-
тод k-средних, p < 0.001). При формировании ис-
следовательских групп крысы всех трех типов бы-
ли равномерно распределены по группам.
В связи с тем, что ЭМИ фиолетово-синей об-
ласти спектра находится на границе с ультрафио-
Рис. 1. Уровень спонтанных и индуцированных по-
летовым светом, необходимо было проконтроли-
вреждений ДНК в лейкоцитах крови интактных жи-
ровать уровень повреждений ДНК в лейкоцитах
вотных и животных-опухоленосителей (РС-1) без и
крови крыс. Было показано, что спонтанные
после воздействия ЭМИ фиолетово-синего диапазо-
уровни повреждений ДНК на четырнадцатые сут-
на; * - достоверные отличия относительно уровня
ки роста холангиоцеллюлярной карциномы как
спонтанных повреждений в каждой соответствующей
группе по критерию Стьюдента-Ньюмена-Кейлса,
без воздействия, так и через 24 ч после действия
p < 0.02.
ЭМИ не превышали значений у интактных крыс.
Уровень индуцированных повреждений ДНК во
всех опытных группах также не отличался от
Статистический анализ. Все эксперименты
уровня у интактных животных (рис. 1). Это свиде-
проведены по протоколу «слепого контроля», ко-
тельствует об отсутствии генотоксичности
гда экспериментатор, проводивший измерения,
выбранных параметров ФБМ в условиях онкоге-
не знал, какие воздействия были использованы.
неза.
Нормальность распределения данных оценивали
Исследование окислительной модификации
по тесту Колмогорова-Смирнова. Данные пред-
белков как высокочувствительного маркера ранних
ставлены в виде среднего значения ± стандартная
этапов патологического процесса показало, что на
ошибка или Me [25%; 75%], где Me - медиана ре-
экспоненциальной фазе роста РС-1 как без воздей-
гистрируемого параметра, а 25% и 75% - интер-
ствий, так и после облучения ЭМИ происходило
процентильный размах. При распределении под-
статистически значимое увеличение содержания
опытных животных по типу поведенческой ак-
альдегид- и кетон-ДНФГ при металл-катализируе-
тивности использовали кластерный анализ -
мом окислении (табл. 1). Эти данные указывают на
метод k-средних. Статистический анализ прово-
снижение устойчивости белков к деградации, что
дили с использованием однофакторного диспер-
может возникать как при возрастании концентра-
сионного анализа (ANOVA) и критерия множе-
ции активных форм кислорода и азота, так и в усло-
ственного сравнения Стьюдента-Ньюмена-
виях начавшегося истощения компонентов антиок-
Кейлса при нормальном распределении данных.
сидантной системы в плазме крови [40]. Поглоще-
Таблица 1. Содержание альдегид-ДНФГ и кетон-ДНФГ в плазме крови крыс при спонтанном и металл-
катализируемом окислении
Содержание альдегид-ДНФГ,
Содержание кетон-ДНФГ,
ед. опт. пл./1 мг белка
ед. опт. пл./1 мг белка
Группа
животных
Металл-
Спонтанное
Металл-катализируемое
Спонтанное
катализируемое
окисление
окисление
окисление
окисление
«Интактные»
0.18 ± 0.01
0.56 ± 0.01
0.26 ± 0.02
0.72 ± 0.02
«РС-1»
0.20 ± 0.02
0.66 ± 0.02*
0.30 ± 0.02
0.81 ± 0.01*
«РС-1+ЭМИ»
0.19 ± 0.02
0.67 ± 0.03*
0.30 ± 0.02
0.82 ± 0.02*
«РС-1 + ОФР +
0.19 ± 0.01
0.63 ± 0.05
0.27 ± 0.02
0.83 ± 0.02*
ЭМИ»
Примечание. * - p < 0.01 по сравнению с интактными животными по критерию Стьюдента-Ньюмена-Кейлса.
БИОФИЗИКА том 67
№ 3
2022
620
ЖУКОВА и др.
Рис. 2. Зависимость роста экспериментальной холангиоцеллюлярной карциномы РС-1 от типа поведенческой актив-
ности крыс в тесте «открытое поле» (а), изменение динамики роста опухоли после воздействия ЭМИ фиолетово-си-
ней области спектра (б) и комбинировании этого воздействия с предварительным введением озонированного изото-
нического 0,9% раствора хлорида натрия (в); * и ^ - p < 0.05 по сравнению со среднеактивными животными, # -
p < 0.05 по сравнению с пассивными крысами по критерию Стьюдента-Ньюмена-Кейлса.
ние антиоксидантов характерно для опухолей. При
В динамике роста трансплантированной опу-
этом стоит отметить, что предварительное введение
холи РС-1 были выявлены взаимосвязи с пове-
ОФР до воздействия ЭМИ снижало чувствитель-
денческой активностью животных в тесте «от-
ность белков к повреждению.
крытое поле». Для животных с пассивным пове-
БИОФИЗИКА том 67
№ 3
2022
ФОТОБИОМОДУЛЯЦИЯ ФИОЛЕТОВО-СИНИМ СВЕТОМ
621
Таблица 2. Взаимосвязь поведенческих реакций с биохимическими параметрами свободнорадикального
гомеостаза организма животных
Группа животных / биохимические
Исходный тип поведенческой активности крыс
показатели
Пассивный
Среднеактивный
Высокоактивный
Интакные
n = 4
n = 6
n = 4
АСР плазмы крови, усл. ед.
2.32 [2.30; 2.35]↑
1.99 [1.92; 2.04]
1.78 [1.75; 1.80]↓
СОД эритроцитов, ед. акт. / г Hb
181 [178; 195]
138 [102; 189]
106 [100; 111]
СОД печени, ед. акт. / г ткани
13 [7; 16]
24 [17; 30]
40 [39; 45]
Каталаза печени, ед. акт. / г ткани
0.99 [0.81;1.05]↑
0.57 [0.49; 0.66]
0.32 [0.25; 0.40]↓
ТБК-АП печени, мкМ
31.9 [28.3; 33.7]
27.6 [24.9; 28.1]
25.2 [22.0; 27.2]
РС-1 (14 сутки роста)
n = 4
n = 4
n = 4
АСР плазмы крови, усл. ед.
2.13 [2.07; 2.18]^
1.98 [1.72; 2.24]
1.86 [1.75; 1.94]
СОД эритроцитов, ед. акт. / г Hb
222 [198; 235]↑^
140 [108; 172]
89 [43; 155]
СОД печени, ед. акт. / г ткани
6 [3; 10]↓
21.5 [19; 24]
22 [13; 38]
Каталаза печени, ед. акт. / г ткани
0.17 [0.15; 0.20]↓^
0.47 [0.30; 0.65]
0.53 [0.24; 0.69]
ТБК-АП печени, мкМ
18.8[15.0;20.6]↓^
28.3 [25.2; 31.5]
24.7 [23.5; 33.0]
РС-1 + ЭМИ
n = 4
n = 6
n = 4
АСР плазмы крови, усл. ед.
1.96 [1.90; 2.00]*
1.92 [1.84; 1.95]
1.72 [1.63; 1.80]↓
СОД эритроцитов, ед. акт. / г Hb
85 [78; 93]*
89 [67; 120]
319 [267; 330]↑**
СОД печени, ед. акт. / г ткани
32 [26; 38]*
18 [12; 29]
29 [23; 30]
Каталаза печени, ед. акт. / г ткани
0.14 [0.10; 0.18]↓
0.45 [0.28; 0.66]
0.65 [0.58; 0.70]
ТБК-АП печени, мкМ
37.9 [35.1; 40.6]
27.4 [24.5; 31.3]
28.1 [24.5; 29.8]
РС-1 + ОФР + ЭМИ
n = 3
n = 3
n = 5
АСР плазмы крови, усл. ед.
1.96 [1.94; 1.97]
2.01 [1.85; 2.17]
1.97 [1.82; 2.14]
СОД эритроцитов, ед. акт. / г Hb
236 [191; 281]
176 [171; 184]
128 [95; 128]
СОД печени, ед. акт. / г ткани
17.5 [12; 23]
23 [19; 26]
21 [21; 23]
Каталаза печени, ед. акт. / г ткани
0.41 [0.33; 0.49]
0.64 [0.41; 0.68]
0.42 [0.37; 0.43]
ТБК-АП печени, мкМ
27.9 [25.6; 30.1]
24.5 [23.2; 25.8]
29.3 [28.0; 30.8]
Примечание. ↑, ↓ - Статистически значимые отличия показателей при сравнении значений со среднеактивными животными
(p < 0.05, U-критерий Манна-Уитни); ^ - статистически значимые отличия показателей опухоленосителей по сравнению с
интактными крысами с пассивным типом поведения (p < 0.05, U-критерий Манна-Уитни); * - статистически значимые
отличия показателей по сравнению с опухоленосителями с пассивным типом поведения (p < 0.05, U-критерий Манна-
Уитни); ** - статистически значимые отличия показателей по сравнению с опухоленосителями с высоактивным типом
поведения (p < 0.05, U-критерий Манна-Уитни).
дением была характерна высокая скорость
ния липидов в крови и гомогенатах тканей, мы
увеличения опухолевого узла до шестнадцатых
выявили особенности, связанные с поведенче-
суток роста РС-1: среднее значение объема опу-
скими характеристиками животных (табл.
2).
Пассивные интактные крысы по сравнению со
холи составило 2.46 ± 0.11 см3 по сравнению с
здоровыми животными среднего поведенческого
1.05 ± 0.42 и 0.68 ± 0.20 см3 у средне- и высокоак-
типа отличались более высокими значениями
тивных крыс соответственно (p < 0.007 по крите-
АСР в плазме крови (на 16.5%) (p < 0.02, U-крите-
рию Стьюдента-Ньюмена-Кейлса). Далее на-
рий Манна-Уитни) и активности каталазы в пе-
блюдалось торможение в развитии холангиоцел-
чени (в 1.7 раза) (p < 0.02, U-критерий Манна-
люлярной карциномы на двадцатые сутки и
Уитни). Стоит также отметить тенденции более
спонтанная регрессия опухоли к 23-м суткам по-
высоких показателей активности эритроцитар-
сле трансплантации. При наблюдении за этими
ной СОД и содержания ТБК-активных продуктов
животными в течение 150-ти суток после пере-
перекисного окисления липидов в печени, но
вивки рецидива не было зафиксировано. У сред-
низкой активности СОД в тканях этого органа.
не- и высокоактивных крыс карцинома РС-1
Для высокоактивных животных, наоборот, были
медленно развивалась до 91-х и 121-х суток соот-
характерны более низкие значения общей АСР в
ветственно с последующей интенсификацией ро-
плазме крови (на 10.5%, p < 0.04, U-критерий
ста неоплазии (рис. 2а).
Манна-Уитни) и активности каталазы в печени
Анализируя значения АСР, активности анти-
(в 1.8 раза, p < 0.02, U-критерий Манна-Уитни), а
оксидантных ферментов и перекисного окисле- также тенденции более низкой активности СОД в
БИОФИЗИКА том 67
№ 3
2022
622
ЖУКОВА и др.
эритроцитах, но высокой - в печени по сравне-
свободнорадикальные процессы на локальном
нию со среднеактивными крысами (табл. 2).
и/или системном уровнях можно корректировать
за счет внешнего воздействия [46], что в перспек-
Пассивные животные были более чувстви-
тиве можно использовать для управления опухо-
тельными к сдвигу свободнорадикального гомео-
левым ростом.
стаза при опухолевом росте. На четырнадцатые
сутки после трансплантации РС-1 у этих живот-
Наши исследования показали, что однократ-
ных произошло снижение общей АСР плазмы
ная транскутанная ФБМ со спектральными мак-
крови, повышение активности СОД в эритроци-
симумами 400 нм на кровь и 460 нм на опухоль в
тах, но снижение активности СОД и каталазы в
экспоненциальную фазу роста может стимулиро-
печени на фоне снижения содержания ТБК-ак-
вать пролиферацию клеток опухолевого очага у
тивных продуктов перекисного окисления липи-
крыс с пассивной ОИА (рис. 2б). При этом в ор-
дов (табл. 2).
ганизме животных происходит снижение общей
АСР плазмы и активности СОД в эритроцитах
Полученные данные свидетельствуют о том,
крови на фоне возрастания активности СОД и
что каждому типу поведенческой активности жи-
низкой активности каталазы в печени (табл. 2).
вотных соответствует свой тип про/антиокси-
Вероятно, ЭМИ фиолетово-синего диапазона за
дантного баланса в организме. Стоит отметить,
счет стимулирования активности СОД в тканях
что выделение различных типов свободноради-
способствует дальнейшему развитию РС-1 у пас-
кального баланса в организме скорее всего явля-
сивных животных. Воздействие ЭМИ на живот-
ется общебиологическим свойством для млеко-
питающих в целом, что подтверждается результа-
ных с высокоактивным типом поведения способ-
ствовало регрессированию карциномы РС-1. При
тами работы, в которой было показано
этом на фоне сниженной общей АРС в плазме
распределение показателей общей оксидантной
происходила активация СОД в эритроцитах
активности у людей на низкий, средний и высо-
крови.
кий уровни [41]. Нами установлено, что для крыс
с низким уровнем ОИА характерна более высокая
Предварительное внутрибрюшинное введение
интенсивность окислительных процессов в орга-
ОФР модифицировало эффект ФБМ (рис. 2в). У
низме, для высокоактивных, наоборот, - низкая.
животных с пассивным типом поведения воздей-
Это впоследствии и определяет динамику роста
ствие ЭМИ способствовало остановке пролифе-
перевивной опухоли. Высокие уровни оксидант-
рации клеток в опухолевом очаге и последующей
ной активности в организме способствуют акти-
его регрессии. У крыс с высокой ОИА наблюдал-
вации клеточных процессов в трансплантирован-
ся выраженный противоопухолевый эффект, а у
ных опухолевых клетках на начальных этапах
животных со средним уровнем поведенческой ак-
формирования опухоли [42]. Вместе с тем в этих
тивности происходило краткосрочное торможе-
клетках по сравнению с нормальными форми-
ние роста карциномы РС-1. При этом нивелиро-
руются высокие или очень высокие уровни гене-
вались различия по параметрам свободноради-
рации активных форм кислорода [43] и для
кального окисления между животными разных
дальнейшего развития солидной неоплазии необ-
типов поведения, что обусловлено действием
ходим приток из организма-хозяина фермента-
ОФР (табл. 2). Это подтверждает зависимость
тивных и неферментативных компонентов анти-
биологического эффекта ФБМ от уровня свобод-
оксидантной системы [44]. Однако в организме
норадикальных процессов в организме-опухоле-
пассивных крыс наблюдается относительный де-
носителей. Системное действие озона в выбран-
фицит в отношении содержания антиоксидант-
ном режиме и дозировке способно корректиро-
ных ферментов в тканях (табл. 2), что, видимо,
вать резистентность холангиоцеллюлярной
является неблагоприятным фактором для про-
карциномы ранних сроков развития к фототера-
грессии опухоли и объясняет спонтанный регресс
пии. Однако для прогнозирования отклика не-
неоплазии. Низкий уровень прооксидантных
оплазии на воздействие предварительно нужно
процессов у животных с высокой ОИА менее бла-
проводить комплексную оценку состояния про-
гоприятен для активации трансплантированных
оксидантно-антиоксидантного баланса в орга-
опухолевых клеток и является тормозящим фак-
низме. Для разработки персонифицированной
тором опухолевой прогрессии.
противоопухолевой терапии на основе комбини-
Таким образом, динамика роста подкожно
рования ФБМ и озона важны дальнейшие некли-
трансплантированной опухоли зависит от инди-
нические исследования на разнообразных опухо-
видуальных особенностей крыс: исходного уров-
левых штаммах, так как разные по происхожде-
ня ОИА, которая по данным литературы взаимо-
нию опухолевые клетки в разной степени
связана с иммунной реактивностью [45], и уста-
подвержены влиянию как ФБМ [17, 18], так и озо-
новившегося прооксидантно-антиоксидантного
на [47]. При этом для определения широты опти-
баланса в организме. Если особенности поведе-
мального дозирования фото- и озонотерапии тре-
ния - генетически обусловленный признак, то
буется тестирование различных доз воздействий.
БИОФИЗИКА том 67
№ 3
2022
ФОТОБИОМОДУЛЯЦИЯ ФИОЛЕТОВО-СИНИМ СВЕТОМ
623
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
C. Mattiuzzi and G. Lippi, J. Epidemiol. Glob. Health
Таким образом, методом ДНК-комет показа-
9 (4), 217 (2019). DOI: 10.2991/jegh.k.191008.001
но, что используемые параметры ФБМ фиолето-
2.
T. I. Karu, IEEE Journal of Selected Topics in Quan-
во-синей частью спектра безопасны в отношении
tum Electronics
20
(2),
143
(2014).
DOI:
потенциальных генотоксических эффектов.
10.1109/JSTQE.2013.2273411
Транскутанное воздействие ЭМИ со спектраль-
3.
J. J. Anders, R. J. Lanzafame, and P. R. Arany, Photo-
ными максимумами 400 нм на кровь и 460 нм на
medicine and Laser Surgery 33 (4), 183 (2015). DOI:
опухоль ранних сроков роста зависит от индиви-
10.1089/pho.2015.9848
дуальных особенностей организма, а именно, от
4.
Y. Tian, H. Kim and H. W. Kang, Lasers Med Sci. 36
исходного уровня поведенческой активности, ко-
(3), 513 (2021). DOI: 10.1007/s10103-020-03050-x
торая, в свою очередь, взаимосвязана с проокси-
5.
C. Lu, F. Zhou, S. Wu, et al., Antioxid. Redox Signal.
дантно-антиоксидантным балансом в организме
24 (5), 249 (2016). DOI: 10.1089/ars.2015.6334
животных-опухоленосителей. Выявлены потен-
6.
M. D. Martins, F. M. Silveira, L. P. Webber, et al., J.
циальные риски стимулирования при ФБМ опу-
Photochem. Photobiol. B 209, 111924 (2020). DOI:
холевой прогрессии у животных с пассивным
10.1016/j.jphotobiol.2020.111924
типом ориентировочно-исследовательской ак-
7.
F. M. Silveira, T. R. Schmidt, B. Neumann, et al., Oral
тивности по тесту «открытое поле» и, соответ-
Dis. 2021, 13967 (2021). DOI: 10.1111/odi.13967
ственно, с высоким уровнем прооксидантных
8.
H. Saghaei Bagheri, S. H. Rasta, S. M. Mohammadi,
процессов в организме. Наиболее выражен про-
et al., J. Lasers Med. Sci. 11 (2), 174 (2020). DOI:
10.34172/jlms.2020.29
тивоопухолевый эффект ФБМ фиолетово-синей
частью спектра у животных с высоким уровнем
9.
Г. А. Залесская, Биофизика 62 (3), 604 (2017).
поведенческой активности и, соответственно, с
10.
В. П. Минаев и К. М. Жилин, Современные ла-
зерные аппараты для хирургии и силовой терапии
низким уровнем оксидантных процессов в орга-
на основе полупроводниковых и волоконных ла-
низме. Воздействие ЭМИ в исследуемом режиме
зеров (И. В. Балабанов, М., 2009).
на ранних этапах развития опухоли у животных со
11.
T. Kushibiki, T. Hirasawa, S. Okawa, et al., Photomed.
средним уровнем ориентировочно-исследова-
Laser Surg.
31
(3),
95
(2013).
DOI:
тельского поведения приводит к торможению
10.1089/pho.2012.3361
опухолевого роста. Мы применили озон для
12.
Y. Xia, W. Yu, F. Cheng, et al., Front. Oncol. 11,
изменения интенсивности и направленности
701122 (2021). DOI: 10.3389/fonc.2021.701122
окислительных процессов в организме-опухоле-
13.
F. Y. Ang, Y. Fukuzaki, B. Yamanoha, et al., Lasers
носителя и показали, что курсовое введение озо-
Med. Sci. 27 (5), 935 (2012). DOI: 10.1007/s10103-
нированного физиологического раствора с кон-
011-1009-8
центрацией озона в озоно-кислородной смеси
14.
S. Mo, H. J. Ku, S. H. Choi, et al., Anticancer Res. 41
400 мкг/л может модулировать свободноради-
(3), 1407 (2021). DOI: 10.21873/anticanres.14898
кальный гомеостаз организма опухоленосителя,
15.
К. В. Кулакова, Т. Г. Щербатюк и В. В. Чернов,
что способствует повышению эффективности
Биомедицина 2, 68 (2012).
противоопухолевого действия ФБМ.
16.
E. V. Khaydukov, K. E. Mironova, V. A. Semchishen,
et al., Sci. Rep.
6,
35103
(2016).
DOI:
10.1038/srep35103
ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ
17.
S. L. Hopkins, B. Siewert, S. H. Askes, et al., Photo-
chem. Photobiol. Sci.
15
(5),
644
(2016). DOI:
Работа выполнена при финансовой поддержке
10.1039/c5pp00424a
Российского фонда фундаментальных исследова-
18.
N. Matsumoto, K. Yoshikawa, M. Shimada, et al.,
ний в рамках проекта 19-02-00667а.
Anticancer Res. 34 (9), 4709 (2014).
19.
S. Manan and I. P. Witz, Nat. Rev. Cancer 18 (6), 359
(2018). DOI: 10.1038/s41568-018-0006-7
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
20.
A. Crous and H. Abrahamse, Photomed. Laser Surg.
34 (11), 525 (2016). DOI: 10.1089/pho.2015.3979
Авторы заявляют об отсутствии конфликта
21.
Y. K. Seo, J. K. Park, C. Song, et al., Lasers Med. Sci.
интересов.
29 (1), 245 (2014). DOI: 10.1007/s10103-013-1322-5
22.
L. Frigo, J. M. Cordeiro, G. M. Favero, et al., Lasers
Med. Sci. 33, 1215 (2018). DOI: 10.1007/s10103-018-
СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ
2461-5
23.
Е. С. Жукова, Т. Г. Щербатюк, А. Л. Потапов и
Все манипуляции с животными проводили со-
др., Медицина труда и промышленная экология
гласно принципам и рекомендациям, установ-
60 (9), 618 (2020). DOI: 10.31089/1026-9428-2020-
ленным Директивой 2010/63/EU Европейского
60-9-618-623
Парламента и Совета Европейского союза от
24.
А. Б. Гапеев и Т. Г. Щербатюк, Биологические
22 сентября 2010 г. о защите животных, использу-
мембраны
37
(3),
163
(2020). DOI
10.31857/
емых в научных целях.
S023347552002005X.
БИОФИЗИКА том 67
№ 3
2022
624
ЖУКОВА и др.
25. Я. Буреш, О. Бурешова и Д. П. Хьюстон, Методи-
36. B. H. Степанов Дис. … канд. техн. наук (Институт
ка и основные эксперименты по изучению мозга и по-
проблем управления им. В. А. Трапезникова, М.,
ведения (Высшая школа, М., 1991).
2005).
26. Н. В. Вдовина, Е. С. Клинцова и Т. Г. Щербатюк,
37. О. В. Занозина, Н. Н. Боровков и Т. Г. Щербатюк,
Современные технологии в медицине 2, 12 (2010).
Современные технологии в медицине 2, 72 (2009).
27. Л. Л. Малюгина, Вопросы онкологии 4 (5), 600
38. А. В. Арутюнян, Е. Е. Дубинина и Н. Н. Зыбина,
(1958).
Методы оценки свободнорадикального окисления и
антиоксидантной системы организма (ИКФ «Фо-
28. H. Treshalina, V. Kobliakov, N. Raikhlin, et al., Exp.
лиант», СПб., 2000).
Oncol. 23 (2), 126 (2001).
39. Е. И. Кузьмина, С. В. Ермолин и А. Ф. Учугина,
29. Е. С. Жукова, А. Ю. Кашина и А. М. Иркаева, Ме-
Нижегородский мед. ;урн. 1, 8 (1993).
дицина труда и промышленная экология 60 (11),
40. М. А. Фомина и Ю. В. Абаленихина, Окислитель-
767 (2020). DOI: 10.31089/1026-9428-2020-60-11-
ная модификация белков тканей при изменении син-
767-770
теза оксида азота (ООО Издательская группа
30. Т. Г. Щербатюк, Е. С. Жукова (Плеханова),
"ГЭОТАР-Медиа", М., 2018).
Ю. В. Никитина и др., Биофизика 65 (2), 367
41. Л. А. Страхова, Т. В. Блинова, В. В. Трошин и др.,
(2020). DOI: 10.31857/S0006302920020209
Медицина труда и экология человека 2 (14), 61
31. С. Н. Буранов, В. И. Карелин, О. А. Пименов
(2018).
и др., Мед. альманах 3 (27), 26 (2013).
42. J. E. Le Belle, N. M. Orozco, A. A. Paucar, et al., Cell
32. Е. В. Ярославцева-Исаева, М. А. Каплан,
Stem Cell
8
(1),
59
(2011). DOI:
10.1016/
Ю. С. Романко и др., Рос. биотерапевтич. журн. 2
j.stem.2010.11.028
(4), 19 (2003).
43. Y. Ikeda, N. Nagase, A. Tsuji, et al., Oxygen 1 (1), 22
33. К. Е. Коптяева, А. А. Мужикян, Я. А. Гущин и др.,
(2021). DOI: 10.3390/oxygen1010004
Лабораторные животные для научных исследова-
44. Л. П. Смирнова и И. В. Кондакова, Биомедицин-
ний 2, 71 (2018). DOI: 10.29296/ 2618723X-2018-02-
ская химия 50 (6), 566 (2004).
08
45. Е. В. Маркова, Поведение и иммунитет (НГПУ,
34. Н. П. Сирота и Е. А. Кузнецова, Радиац. биоло-
Новосибирск, 2013).
гия. Радиоэкология 50 (3), 329 (2010).
46. А. Б. Гапеев, В. С. Якушина, Н. К. Чемерис и др.,
35. A. B. Gapeyev, N. A. Lukyanova, and S. V. Gudkov,
Биофизика 42 (5), 1125 (1997).
Central Eur. J. Biol.
9
(10),
915
(2014). DOI:
47. J. Baeza-Noci and R. Pinto-Bonilla, Int. J. Mol. Sci.
10.2478/s11535-014-0326-x
22 (21), 11796 (2021). doi: 10.3390/ijms222111796
Violet-Blue Photobiomodulation of the Dynamics of Tumor Growth
and Prooxidant-Antioxidant Balance in the Body of Tumor Carriers
E.S. Zhukova*, T.G. Shcherbatyuk*, **, I.A. Chernigina***,
V.V. Chernov****, and A.B. Gapeyev*****
*Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Hygiene and Professional Pathology,
Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare,
ul. Semashko 20, Nizhny Novgorod, 603005 Russia
**Pushchino State Institute of Natural Sciences, prosp. Nauki 3, Pushchino, Moscow Region, 142290 Russia
***Privolzhsky Research Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation,
pl. Minina i Pozharskogo 10/1, Nizhny Novgorod, 603005 Russia
****Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences, ul. Ul'yanova 46, Nizhny Novgorod, 603950 Russia
*****Institute of Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences, Institutskaya ul. 3, Pushchino, Moscow Region, 142290 Russia
Using the model of cholangiocellular carcinoma PC-1 on Sprague Dawley rats, this study aimed at exploring
the effects of photobiomodulation mediated by violet-blue light (λ1 = 400 ± 20 nm, 4.6 J/cm2; λ2 = 460 ±
20 nm, 3.2 J/cm2) on tumor growth and parameters of free radical processes in the tumor-bearing organism.
It was shown that the efficacy of transcutaneous exposure to electromagnetic radiation with spectral maxima
of 400 nm on blood and 460 nm on a tumor node at early growth depends on the individual characteristics of
the organism, namely, on the initial level of exploratory activity of laboratory animals in the "open field" test
and prooxidant-antioxidant balance in the body of tumor carriers. It was found that the treatment with
ozonized isotonic 0.9% sodium chloride solution with concentration of ozone in the ozone-oxygen mixture
of 400 μg/l modulates the effect of optical radiation, significantly changing the dynamics of tumor growth.
Keywords: photobiomodulation, violet-blue light, open field test, prooxidant-antioxidant balance, ozone, experi-
mental cholangiocellular carcinoma
БИОФИЗИКА том 67
№ 3
2022