Закон синергии и гигиена освещения (обзор литературы)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Сформулированные ранее законы гигиены света, которые позволяют проанализировать результаты комплексного воздействия стимулов различной природы на биообъект, должны быть дополнены Q-законом и законом синергии. Проведён анализ действия закона синергии в системе «мелатонин-глутамат» и рассмотрены общие соотношения, характеризующие эффект синергии воздействий. При нарушении цикла Кребса глутамат может накапливаться в межклеточном пространстве. Это и есть проявление эффекта Q-закона в системе синтеза глутамата в системе «нейрон-астроцит», который может не только синтезироваться при наличии глюкозы, но и поступать с пищей. Астроциты важны для работы всей системы, так как они обеспечивают питание нервной ткани, способствуют возникновению и формированию гематоэнцефалического барьера. Гематоэнцефалический барьер играет роль своего рода пылесоса, поглощающего избыток глутамата и выводящего его в системный кровоток, где тот не оказывает повреждающего воздействия. При избытке пищевого глутамата в крови происходит понижение эффективности работы гематоэнцефалического барьера по поддержанию оптимального уровня синтезированного глутамата. На эффективность работы глутамата влияет мелатонин, обеспечивающий защиту против нейротоксичности, вызванной глутаматом. Рассмотрена система подтипов рецепторов мелатонина в функциональных структурах глаза, нейромедиатором которых является глутамат и ГАМК (гамма-аминомасляная кислота). Действие Q-закона и закона синергии продемонстрировано на системе, в которой стимулами воздействия на нейроны являются доза света, доза мелатонина и доза глутамата. Круговорот глутамата в нейронах подчиняется Q-закону, а его общая доза формируется из пищевого и синтезированного из глюкозы в организме глутамата. Комплексное воздействие общей дозы глутамата и мелатонина на чувствительность ганглиозных клеток подчиняется закону синергии. Для поддержания эффекта синергии в системе «спектр света - мелатонин - глутамат» необходимо соблюдать ряд гигиенических требований по поддержанию оптимального круговорота глутамата (минимизация дозы пищевого глутамата и употребления сахара), спектрального состава света и уровня клеточного мелатонина в митохондриях.

Об авторах

Валерий Александрович Капцов

ФГУП «всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожной гигиены федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека»

Автор, ответственный за переписку.
Email: kaptsovva39@mail.ru

Доктор мед. наук, профессор, член-корр. РАН, руководитель отдела гигиены труда ФГУП Всероссийского НИИ железнодорожной гигиены Роспотребнадзора, 125438, Москва.

e-mail: kaptsovva39@mail.ru

Россия

В. Н. Дейнего

ЗАО «ЭЛТАН»

Email: noemail@neicon.ru
Россия

Список литературы

  1. Slominski A.T., Zmijewski M.A., Semak I., Kim T.K., Janjetovic Z., Slominski R.M. et al. Melatonin, mitochondria, and the skin. Cell. Mol. Life Sci. 2017; 74(21): 3913-25. https://doi.org/10.1007/s00018-017-2617-7
  2. Чеснокова Н.Б., Безнос О.В. Мелатонин: роль в регуляции физиологических процессов в глазу в норме и патологии, перспективы применения. Российский офтальмологический журнал. 2016; 9(4): 106-11. https://doi.org/10.21516/2072-0076-2016-9-4-106-111
  3. Alaimo A., Liñares G.G., Bujjamer J.M., Gorojod R.M., Alcon S.P., Martínez J.H. et al. Toxicity of blue led light and A2E is associated to mitochondrial dynamics impairment in ARPE-19 cells: implications for age-related macular degeneration. Arch. Toxicol. 2019; 93(5): 1401-15. https://doi.org/10.1007/s00204-019-02409-6
  4. Héja L., Karacs K., Kardos J. Role for GABA and Glu plasma membrane transporters in the interplay of inhibitory and excitatory neurotransmission. Curr. Top. Med. Chem. 2006; 6(10): 989-95. https://doi.org/10.2174/156802606777323656
  5. Veruki M.L., Mørkve S.H., Hartveit E. Activation of a presynaptic glutamate transporter regulates synaptic transmission through electrical signaling. Nat. Neurosci. 2006; 9(11): 1388-96. https://doi.org/10.1038/nn1793
  6. Колесников А.В., Щулькин А.В., Якушева Е.Н., Баренина О.И., Узбеков М.Г., Кудрин В.С. и соавт. Глутаматная эксайтотоксичность и окислительный стресс при экспериментальном тромбозе сосудов сетчатки. Нейрохимия. 2016; 33(2): 1-5. https://doi.org/10.7868/S1027813316020059
  7. Moloney M.G. Excitatory amino acids. Natural Product Reports. 2002. P. 597–616.
  8. Глутамат, разгон мозга! Available at: https://econet.ua/articles/180091-glutamat-razgon-mozga
  9. Ашмарин И.П., Ещенко Н.Д., Каразеева Е.П. Нейрохимия в таблицах и схемах. М.: Экзамен; 2007.
  10. Shigeri Y., Seal R.P., Shimamoto K. Molecular pharmacology of glutamate transporters, EAATs and VGLUTs. Brain Res. Brain Res. Rev. 2004; 45(3): 250-65. https://doi.org/10.1016/j.brainresrev.2004.04.004
  11. Капцов В.А., Дейнего В.Н. Q-закон как методическая основа гигиенических требований к световой среде. Гигиена и санитария. 2017; 96(8): 747-51. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2017-96-8-747-751
  12. Sapolsky R. Biology and Human Behavior: The Neurological Origins of Individuality. Chantilly: The Teaching Company; 2005.
  13. Hynd M.R., Scott H.L., Dodd P.R. Glutamate-mediated excitotoxicity and neurodegeneration in Alzheimer’s disease. Neurochem. Int. 2004; 45(5): 583-95. https://doi.org/10.1016/j.neuint.2004.03.007
  14. Glushakov A.V., Glushakova O., Varshney M., Bajpai L.K., Sumners C., Laipis P.J., et al. Long-term changes in glutamatergic synaptic transmission in phenylketonuria. Brain. 2005; 128(Pt. 2): 300-7. https://doi.org/10.1093/brain/awh354
  15. Миронова Е.В. Механизмы токсического действия глутамата в нейронах коры головного мозга: Дисс. ... канд. биол. наук. СПб.; 2007.
  16. Шарипов Р.Р. Механизмы эксайтотоксичности при повторном действии глутамата: роль нарушения Ca2+ и Na+ гомеостаза и функционального состояния митохондрий: Дисс. ... канд. биол. наук. М.; 2018.
  17. Торшин И.Ю., Громова О.А., Калачева А.Г., Тетруашвили Н.К., Стельмашук Е.В., Хаспеков Л.Г. Нейропротективное действие миоинозитола: роль в профилактике гипоксических нарушений внутриутробного развития головного мозга. Эффективная фармакотерапия. 2019; 15(26): 8-15. https://doi.org/10.33978/2307-3586-2019-15-26-8-15
  18. Southgate G., Schubert M., Daya S. Melatonin offers protection against glutamate receptor agonists in neuronal cultures. Ann. Neurosci. 2010; 15(1): 1-5.
  19. Alarma-Estrany P., Pintor J. Melatonin receptors in the eye: Location, second messengers and role in ocular physiology. Pharmacol. Ther. 2007; 113(3): 507-22. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2006.11.003
  20. Wiechmann A.F., Summers J.A. Circadian rhythms in the eye: The physiological significance of melatonin receptors in ocular tissues. Prog. Retin. Eye Res. 2008; 27(2): 137-60. https://doi.org/10.1016/j.preteyeres.2007.10.001
  21. Huang H., Lee S.C., Yang X.L. Modulation by melatonin of glutamatergic synaptic transmission in the carp retina. J. Physiol. 2005; 569(Pt. 3): 857-71. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2005.098798
  22. Helms H.C., Madelung R., Waagepetersen H.S., Nielsen C.U., Brodin B. In vitro evidence for the brain glutamate efflux hypothesis: Brain endothelial cells cocultured with astrocytes display a polarized brain-to-blood transport of glutamate. Glia. 2012; 60(6): 882-93. https://doi.org/10.1002/glia.22321

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Капцов В.А., Дейнего В.Н., 2024


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 37884 от 02.10.2009.