• Описание
• Публикации
• Патенты

Термином тканевая хемилюминесценция обозначается хемилюминесцентное свечение, обусловленное свободными радикалами, образующимися в митохондриях клеток в результате нормального физиологического процесса окислительного фосфорилирования. Методом тканевой хемилюминесценции исследуют изолированные участки биологической ткани (биоптаты, срезы, пунктаты и т.п.), в которых сохранена целостность и жизнеспособность клеток.
Таким образом, тканевая хемилюминесценция связана с естественным процессом жизнедеятельности всех клеток биологической ткани, а не со специфическим ответом отдельных типов клеток на стимул (клеточная хемилюминесценция).

Принцип метода тканевой хемилюминесценции заключается в том, чтобы обеспечить в условиях in vitro (т.е. в пробирке) естественную жизнедеятельность биологической ткани, такую же, как и в живом организме или близкую к ней.
Общая схема применения метода тканевой хемилюминесценции показана на рисунке слева. При извлечении биологической ткани из организма нарушается поступление в нее питательных веществ и кислорода, а также изменяется температурный режим. Для восстановления нормальных условий жизнедеятельности кусочек биологической ткани (1) инкубируется в физиологической среде (2), которая аэрируется воздухом или газовой смесью (3) для поддержания постоянного уровня насыщения кислородом.
Существенной особенностью метода тканевой хемилюминесценции является применение специального активатора (усилителя) хемилюминесценции – люцигенина, обеспечивающего преимущественное детектирование супероксидных радикалов, образующихся в митохондриях.

Метод тканевой хемилюминесценции может быть использован для решения следующих научных и прикладных задач:

1. Определение жизнеспособности биологической ткани. В результате нарушения кровоснабжения органов и тканей прекращается доступ кислорода к клеткам, что приводит остановке работы дыхательной цепи митохондрий. В течение короткого времени гипоксии работа дыхательной цепи митохондрий еще может быть восстановлена, т.е. биологическая ткань сохраняет жизнеспособность. Но длительное состояние гипоксии приводит к необратимым нарушениям работы дыхательной цепи митохондрий, что можно охарактеризовать как потерю жизнеспособности ткани. Метод тканевой хемилюминесценции позволяет определить способность биологической ткани, оказавшейся в состоянии гипоксии, восстанавливать работу дыхательной цепи после возобновления оксигенации, т.е. способность к жизнедеятельности после восстановления нормальных физиологических условий, например, после восстановления кровоснабжения. Метод тканевой хемилюминесценции может иметь важное практическое значение, например, в хирургии и трансплантологии для определения способности к восстановлению и приживлению оперируемых и пересаживаемых органов. Одним из преимуществ метода тканевой хемилюминесценции является возможность ранней диагностики функциональных нарушений жизнеспособности клеток, которые предшествуют структурным нарушениям, выявляемым морфологическими методами.
2. Определение устойчивости биологической ткани к гипоксии. Описанный в предыдущем пункте подход к определению жизнеспособности ткани может быть использован также для научного изучения переносимости гипоксии различными типами тканей. Метод тканевой хемилюминесценции позволяет в экспериментальных условиях варьировать длительностью гипоксии, определяя временной интервал, в течение которого сохраняется жизнеспособность образца биологической ткани.
3. Определение токсичности. Метод тканевой хемилюминесценции позволяет в экспериментальных условиях исследовать воздействие различных факторов и веществ (например, ядов и токсинов) на работу дыхательной цепи митохондрий, определяя степень и механизмы их токсичности.

Рекомендуемое оборудование

1. Хемилюминометр Lum-100 - обеспечивает термостатирование и возможность аэрации исследуемой пробы.
2. Перистальтический насос с регулируемой скоростью потока.

Разработана методика исследования радикалобразующей способности ткани мозга, основанная на регистрации люцигенин-активированной ХЛ. Выявлено, что за люцигенин-активированную ХЛ ответственны супероксид радикалы (САР), образующиеся в митохондриях. С помощью предложенной методики показано увеличение внутриклеточного образования САР в ранней симптомной стадии токсин-индуцированного паркинсонизма у мышей.

Pub_Polimova_2012-3.pdf (2,11 МБ)

Дисфункция митохондрий лежит в основе развития многих заболеваний человека, включая дегенеративные. Одно из следствий митохондриальной дисфункции — апоптоз функционально-активных клеток. На начальной стадии апоптоза отмечается усиление продукции супероксид анион-радикала (САР). Перспективным методом обнаружения САР в клетках и тканях является метод хемилюминесценции (ХЛ), прежде всего — в присутствии люцигенина, специфичного для САР химического активатора ХЛ.

Pub_Jatdoeva_2016-54.pdf (512,52 кБ)

Методом активированной хемилюминесценции (ХЛ) исследована радикал-продуцирующая способность тромбоцитов человека. Показано, что только в присутствии селективного зонда на супероксид-анион люцигенина регистрируется хемилюминесценция изолированных тромбоцитов, причем это свечение усиливается многократно при добавлении субстратов окислительных цепей NADH и NADPH. На хемилюминесценцию не влияет ингибитор NADPH-оксидазы дифенилйодоний, но ее ингибируют дозозависимо разобщители фосфорилирования динитрофенол и ротенон. Таким образом, основным свободным радикалом, генерируемым тромбоцитами, является супероксидный анион-радикал, а одним из источников супероксидного анион-радикала в тромбоцитах – митохондрии.

Pub_Jatdoeva_2017-116.pdf (339,64 кБ)

Изобретение относится к области медицины, биологии, фармакологии, токсикологии. Предложен способ определения функционального состояния биологической ткани по изменению интенсивности свечения при разной интенсивности аэрации. Технический результат - повышение точности определения функционального состояния биологических тканей.

Patent_EA-018686.pdf (222,91 кБ)