Действие ультразвука на внутриклеточные структуры

Реакция клетки на ультразвук не ограничивается изменениями только в ее поверхностных структурах. В клетках, помещенных в ультразвуковое поле, возникают энергичные микропотоки, перемешивающие ее содержимое, меняющие взаиморасположение клеточных органелл. Источниками таких микропотоков может оказаться пульсирующий газовый пузырек, если расстояние между ним и клеткой не превышает 5 • 10~² см.

По всей вероятности, ультразвук оказывает влияние не только на жизнедеятельность клетки в целом, но и на структуру и функции отдельных клеточных органелл.

Нод влиянием ультразвука (0,2 Вт/см²; 0,88 МГц) меняются условия транспорта ионов через мембрану митохондрий, наблюдается разобщение свободного дыхания и фосфориллирующего окисления в них. Степень разобщения возрастает при увеличении интенсивности ультразвука от 0,05 до 1,2 Вт/см², достигая максимума при 1 Вт/см² (0,88 МГц; 5 мин). При 2,5 Вт/см² (1 МГц; 5 мин) возникают нарушения в мембранах лизосом, что можно наблюдать на типичной картине лизиса клеток печени крыс. Аналогичный эффект наблюдается и под действием низкочастотного (20 кГц) ультразвука.

В определенных условиях ультразвук (2 Вт/см²; 0,75 МГц) может вызвать разрушение ядер в клетках Не La, не нарушая при этом целостности цитоплазматических мембран. Такие специфические нарушения не могут быть обусловлены кавитацией и микропотоками и предположительно объясняются возникновением резонансных волн на поверхности ядерных мембран. Кроме того, ультразвук (0.5…3 Вт/см²; 0.8…2 МГц;

2.. 10 мин) вызывает изменение числа гранул гликогена в клетках, нарушение целостности эндоплазматического ретикулума, увеличение количества лизосом, изменение структуры митохондрий в клетках и т. д.

Несмотря на кажущуюся простоту ситуации, в настоящее время оказывается весьма непросто выделить первичные явления в клетке, вызванные физико-химическими процессами в ультразвуковом поле.

Действительно, количество гликогена в клетке, число и активность лизосом, форма саркоплазматической сети меняются в широких пределах в процессе жизнедеятельности. Поэтому наблюдаемые под действием ультразвука изменения могут свидетельствовать только о биологической реакции клетки на внешнее неспецифическое воздействие. Если ультразвуковое воздействие оказалось не летальным для клетки, то возникшие в ней изменения репарируются в течение примерно 100 ч. Лишь митохондриям необходимо значительно больше времени для восстановления своей структуры и функции.