Н Григор'єва, Л Чепель, С Сиренко - Вплив активованої хвилями мм-діапазону води на деякі біологічні об'єкти - страница 1

Страницы:
1 

ВІСНИК ЛЬВІВ. УН-ТУ

Серія біологічна. 2006. Вип. 41. С. 3-8

VISNYK OF L'VIV UNIV. Biology series. 2006. Is. 41. P. 3-8

Біофізика

УДК 58.037: (576.315+581.141)

ВПЛИВ АКТИВОВАНОЇ ХВИЛЯМИ ММ-ДІАПАЗОНУ ВОДИ НА ДЕЯКІ БІОЛОГІЧНІ ОБ'ЄКТИ

Н. Григор'єва*, Л. Чепель*, С. Сиренко**, В. Шахбазов*, А. Фисун**, О. Білоус**

*Харківський національний університет імені В. Каразіна пл. Свободи, 4, Харків 61077, Україна e-mail: salov@univer.kharkov.ua ** Інститут радіофізики й електроніки імені А. Усикова НАН України вул. Ак. Проскури,12, Харків 61085, Україна

Вивчено вплив активованої електромагнітними хвилями =5-8мм, щільність потоку потужності 10 мВт/см2, t=3 хв, права поляризація) водо­провідної і талої водопровідної води, а також фосфатного буфера на живі клітини букального епітелію людини та насіння пшениці. Досліджено зміну кількості електронегативних ядер клітин методом внутрішньоклітинної еле­ктрофоретичної рухомості ядер, а також відсоток проростання насіння. Дія активованої водопровідної і талої води, а також фосфатного буфера на клі­тини і насіння є ефективнішим, ніж опромінення самих клітин і насіння.

Ключові слова: мм-хвилі, клітини, насіння, тала вода, електрофорез ядер, відсоток проростання.

Посилення інтересу до ролі води у біологічних системах зумовлене тим, що у воді тривалий час зберігається післядія різних зовнішніх чинників, у тому числі й електромаг­нітних полів мм-діапазону [6, 9]. Це підтверджене нашими експериментами, у яких біо­логічна ефективність попередньо опроміненої води була еквівалентна ефекту безпосеред­ньо опромінених біологічних об'єктів [8].

З'ясовано [3], що у звичайній воді одночасно є дві структури - льодоподібна (упорядкована) і невпорядкована. Природна структура води може змінюватись унаслідок найрізноманітніших зовнішніх дій: температури, розчину деяких солей і випромінюван­ня. Тала вода містить значно більший відсоток льодоподібної упорядкованої води, який зменшується з підвищенням температури, однак навіть при 100°С ще зберігаються агре­гати молекул. Унаслідок розчинення солей у воді (ми використовували фосфатний бу­фер) у більшій частині молекул води під впливом електростатичного поля іонів та їхніх гідратних оболонок порушується взаємна упорядкованість, характерна для чистої води, тобто руйнується каркас [5].

Ми мали на меті вивчити вплив активованої електромагнітними полями діапазону надвисокої частоти (НВЧ) водопровідної води, водопровідної талої води і фосфатного буфера на живі клітини букального епітелію та насіння пшениці, а також порівняти цей вплив з реакцією опромінених клітин і насіння. Джерелом НВЧ випромінювання був генератор Г4-141 з додатковим пристроєм для автоматичного свипірування частоти у діапазоні 37-53 ГГц і пристроєм для отримання лінійної поляризації, право- і лівосто­роннього обертання вектора [4].

У дослідженні використовували праву поляризацію, щільність потоку потужності енергії (ЩПП) не більше 10 мВт/см2 . Час опромінювання для клітин був 60 с, для насін­ня - 90 с. Досліди проведено на клітинах двох донорів (А і Б) різного віку (52 і 59 років).

© Григор'єва Н., Чепель Л., Сиренко С. та ін., 2006

Критерієм дії опромінення рідини і клітин була електрофоретична рухомість ядер клітин за визначеної кількості електронегативних ядер (показник ЕНЯ, %), які зміщуються в електричному полі спеціальної камери за сили струму 100 мкА і напруженості поля 15 В/см (збільшення мікроскопа 400) [7]. Клітини брали у донорів з внутрішньої поверхні порожнини рота. Кожну пробу клітин розділяли на п'ять частин. Контролем-1 були клі­тини, перенесені у краплю водопровідної води (рН=6,2) на накривному склі для визна­чення показника ЕНЯ, контролем-2 - клітини, перенесені в краплю фосфатного буфера (3,03 мМ фосфатний буфер, рН 7,0 з додаванням 2,89 мМ хлориду кальцію). Третю і чет­верту частини клітин переносили, відповідно, у краплю попередньо опроміненої води або буфера на накривному склі, п' яту частину клітин переносили на накривне скло для опро­мінювання (рис. 1), після чого визначали ЕНЯ. За такою ж схемою виконано експеримент із впливу опроміненої води й опроміненої талої води на клітини (рис. 2). Температура талої і водопровідної води була однаковою під час дії на клітини. Зроблено 15 вимірю­вань у кожному варіанті.

Використовували ту саму водопровідну воду і приготований буфер. У досліді з талою водою для заморожування брали воду з одного посуду. Рідину зберігали тільки в закритому скляному посуді впродовж усього експерименту. На насінні пшениці сорту Спартанка (врожай 1991 р.) досліджували варіанти схожості. Кожний експеримент повто-рючали чотири рази по 100 насінин у кожному варіанті. Контролем-1 було насіння, яке пророщували у водопровідній воді, контролем-2 - насіння, пророщене у фосфатному буфері (рис. 3) або талій воді (рис. 4). Сухе насіння опромінювали під рупором випромі­нювача в один шар і переносили його у чашки Петрі для вирощування на воді, буфері або талій воді.

Інший варіант: насіння переносили в опромінену воду, буфер або талу воду для ви­рощування. Товщина шару рідини в разі опромінення була 2 мм. На шосту добу вирощу­вання обчислювали відсоток пророщування насіння і середню довжину коренів та стеблин.

70 п

60 Н

Г*1

Г*1

 

 

 

 

 

|-ЇП

-±-

 

ГЇП

1

2

3

4

1          1          1 1

5

1

2

3

4

5

А Б

Рис. 1. Зміни показника ЕНЯ після НВЧ опромінювання клітин букального епітелію, дії опромі­неної водопровідної води і фосфатного буфера на клітини донорів А і Б: 1 - контроль-1; 2 - опромінювання клітин; 3 - опромінювання води; 4 - контроль-2 (буфер); 5 - опроміню­вання буфера.

ЕНЯ, %

70 п

60 -\

50

40 -\

30

20

10

0

1       2     3      4      5 -1-        1      2      3      4 5

А Б

Рис. 2. Зміни показника ЕНЯ після НВЧ опромінювання клітин букального епітелію, дії водопро­відної і талої водопровідної води на клітини донорів А і Б: 1 - контроль-1; 2 - опроміню­вання клітин; 3 - опромінювання води; 4 - контроль-2 (тала вода); 5 - опромінювання та-лої води.

05 Я

о о с

о

о о

m 35 30 25 20 15 10

5

А

Рис. 3. Зміни відсотка проростання насіння пшениці після НВЧ опромінення, дії на насіння опро­міненої води (А) і фосфатного буфера (Б): 1 - контроль; 2 - опромінення насіння; 3 - опро­мінення рідини (водопровідної води або буфера).

На рис. 1, 2 показано результати експерименту з клітинами епітелію. Реакція клі­тин у всіх варіантах дослідження в обох донорів подібна (див. рис. 1). У разі опромінення клітин і дії опроміненої води на клітини простежується збільшення кількості електроне­гативних ядер (показник ЕНЯ, %) щодо контролю-1, причому значніше збільшення зареє­стровано в разі опромінення води (на 55% у донора А і на 22% у донора Б). Значення по­казника ЕНЯ у контролі-1 і контролі-2 практично не відрізняються. Однак дія на клітини буфера, який опромінювали, зумовлює зниження показника ЕНЯ щодо контролю-2. Осо-

0

1 2

2

3 1

3

05

Я Я

о о я

о о 40

35

30

25

20 -

15 -

10

5 0

А Б

Рис. 4. Зміни відсотка проростання насіння пшениці після НВЧ опромінення, дії на насіння опро­міненої води (А) і талої води (Б): 1 - контроль; 2 - опромінення насіння; 3 - опромінення рідини (водопровідної або талої водопровідної води).

бливо значна різниця (p>0,999) між варіантами "дія на клітини опроміненої води" та "опроміненого буфера" в обох донорів.

Порівняння впливу опроміненої водопровідної і талої вод на показник ЕНЯ тих самих донорів клітин відображено на рис. 2. З рис. 2 видно, що в разі використання талої водопровідної води різниці між контролем-1 і контролем-2 за показником ЕНЯ не вияв­лено. Контрольне значення показника у донора Б (контроль-1) у 2,2 раза перевищує віко­ву норму (28%). З огляду на це реакція показника ЕНЯ в разі опромінювання клітин і води у двох донорів протилежна. У донора А, у якого контроль-1 (28,6%) нижче вікової норми (35%), зафіксовано зростання показника у випадку НВЧ опромінювання клітин (33,5%, p=0,929), водопровідної води (43,6%, p>0,999) і особливо талої води (54,2%, p>0,999). У донора Б, навпаки, показник ЕНЯ знижується в усіх варіантах досліду щодо контролю-1 (62,5%): у разі опромінювання клітин - до 46,2% (p>0,999), водопровідної води - до 40,9 (p>0,999), талої води - до 38,8% (p>0,999). Однак різниця між дією на клі­тини опроміненої води й опроміненої талої води не достовірна. Отримані результати, які мають різний напрям змін показника ЕНЯ у разі дії НВЧ на клітини залежно від контро­лю, підтверджують результати досліджень, отримані нами раніше (нормалізацію дослі­джуваного показника, наближення до вікової норми) [2]. Отже, перевага дії талої води порівняно з водопровідною водою зареєстрована тільки у донора А.

На рис. 4 показано вплив НВЧ опроміненої водопровідної і талої води на відсоток проростання насіння пшениці. Оскільки ці досліди виконано у квітні-травні, то відсоток проростання насіння у контролі, природно вище, ніж в експериментах з фосфатним буфе­ром (лютий). Опромінена вода, як і в першому експерименті (див. рис. 3), сприяла збіль­шенню проростання насіння на 35,5% (p=0,994) порівняно з контролем, опромінена тала вода - на 32,9%, однак збільшення відсотка проростання насіння пшениці (на 31,8%) за­реєстровано і в разі опромінення насіння, яке переносили після опромінення в талу не-опромінену воду. У цьому експерименті різниці з приросту проростків між варіантами не зафіксовано.

Результати дослідів із впливу водопровідної води і фосфатного буфера, які були опромінені НВЧ, на насіння пшениці показано на рис. 3. В експериментах із пшеницею у разі дії опроміненої води спостерігали збільшення відсотка проростання насіння на 84% (p>0,999) порівняно з контролем-1. У випадку опромінення насіння простежували збільшення середньої довжини коріння (на 27%) і стеблин (на 16%), відсоток пророс­тання насіння не змінювався. У варіантах з використанням фосфатного буфера змін що­до контролю-2 за всіма досліджуваними показниками не зареєстровано.

Отже, в експериментах з насінням пшениці отримано різницю в реакції насіння на опромінену і по-різному структуровану воду (водопровідна вода, фосфатний буфер, тала вода).

Результати досліджень засвідчили, що дія НВЧ опроміненої водопровідної і талої води, а також фосфатного буфера на клітини епітелію людини є ефективнішою, ніж опромінення самих клітин. У цьому випадку реакція клітин на опромінену воду і буфер протилежна і залежить від показника ЕНЯ в контролі у донора клітин: опромінена водо­провідна і тала вода зумовлюють збільшення кількості електронегативних ядер порівня­но з контролем у донора з низьким показником ЕНЯ у контролі, опромінений фосфат­ний буфер - зниження. У донора Б з високим ЕНЯ зареєстровано зниження показника в разі дії активованої води, талої води і буфера. Отже, активована вода нормалізує показ­ник ЕНЯ.

Дія опроміненої водопровідної води на насіння пшениці приводить до збільшен­ня відсотка проростання насіння, тоді як у разі опромінення насіння простежується збі­льшення середнього розміру коріння і стеблин у паростків. Тала вода зумовлює збіль­шення проростання насіння так само, як і активована тала вода. Різниці між досліджува­ними варіантами з використанням фосфатного буфера немає.

Вода, яка має різну просторову структуру, очевидно, має різну здатність до по­глинання електромагнітної енергії, а також різні механізми передавання поглиненої енергії до об' єкта спостереження.

На цьому етапі досліджень з достатньою аргументацією можна припустити, що під впливом електромагнітного опромінення відбувається зміна стехіометричного скла­ду води, оскільки біологічну активність води пов' язують з відхиленням формули води від Н2О [1]. Ця теза підтверджена тим, що біологічні об'єкти у фосфатному буфері, де стехіометрія води певною мірою вже порушена іонами домішок, практично не реагують на дію електромагнітного опромінення, яке зумовлює додаткову, але незначну зміну структури буфера. Те, що тала вода має подвійну структуру, де частка кристалічної во­ди значніша, дає підстави припустити, що структура талої води змінюється в разі опро­мінення більше.

1. Бинги В.Н. Магнитобиология. Эксперименты и модели. М.: Милта, 2002. 502 с.

2. Григорьева, В.Г. Шахбазов, Горобец Н.Н., Кийко В.И. Изменения электрофоретиче-ской подвижности ядер клеток буккального эпителия под действием электромагни­тных полей СВЧ диапазона // СВЧ - техника и и телекоммуникационные техноло­гии: Материалы 9-й Междунар. Крым. конф. Севастополь, 1999. С. 410-411.

3. Зацепина Г.Н. Физические свойства и структура воды: М.: Изд-во Москов. ун-та, 1987. 170 с.

4. Сиренко С.П., Григорьева Н.Н., Шахбазов В.Г., и др. Действие сантиметровых и миллиметровых электромагнитных волн линейной и круговой поляризации на кле-

Н. Григор' єва, Л. Чепель, С. Сиренко та ін.

тки буккального эпителия человека // Микроволны и телекоммуникационные тех­нологии: Материалы 11-й Междунар. конф. Севастополь, 2001. С. 97-98.

5. Самойлов О.Я. Структура водных растворов электролитов и гидратация ионов. М, 1957. 130 с.

6. Казаченко В.Н., Дерюгин О.Н., Кочетков К.В. и др. Влияние примесей на снижение в воде О2 под действием миллиметрового излучения // Биофизика. 1999. Т. 44. № 5.

С. 796-805.

7. Шахбазов В.Г., Григорьева Н.Н., Колупаева Т.В. Новый цито-биофизический пока­затель биологического возраста и физиологического состояния организма челове­ка // Физиология человека. 1996. Т. 22. № 4. С. 1-5.

8. Grigorieva N., Sirenko S., Shakhbazov V. et al. Effect of water irradiated with electro­magnetic waves on electrokinetic properties of cell nuclei // The fifth international Kharkov symposium of physics and engineering of microwaves, millimeter and submilli-meter waves. Kharkrv, 2004. P. 871-873.

9. Siny S.P., Rai S., Rai A.K. еt al. A thermal physiological effects of microwaves on a cyanobacterium Nostos muscorum: evidence for EM-memory bits in water // Biomedical Biol Eng. Comput. 1994. N 32. P. 175-180.

INFLUENCE OF WATER ACTIVATED WITH MM-DIAPASON WAVES ON SOME BIOLOGICAL OBJECTS

N. Grigoryeva*, L. Chepel*, S. Sirenko**, V. Shakhbazov*, A. Fisun**, O. Belous**

* V. Karazin Kharkiv National University 4 Svobody Sq., Kharkiv, 61077, Ukraine e-mail: salov@univer.kharkov.ua A. Usikov Institute of Radio Physics and Electronics 12 Akademika Proskury St., Kharkiv-61085, Ukraine

Role of water in reaction of biological objects to mm-diapason electro­magnetic waves activity is important and insufficiently studied. The target of this investigation was to study the influence of city and melt city water acti2-vated with electromagnetic waves (A=5+8 mm, power flow density-10 mW/cm2, t=3 min, right polarization) as well as phosphate buffer on live buccal epithe­lium human cells and wheat seeds. Changes in numbers of electronegative cell nuclei were investigated (index ENN, %) by method of investigation of intracel­lular electrophoretic cell agility and also seeds germination rate. Influence of city water and melt water and also phosphate buffer on the cells and seeds is more effective than irradiation of the cells and seeds themselves.

Key-words: mm-waves, cells, seeds, melt water, electrophoresis of nuclei, ger­mination, %.

Стаття надійшла до редколегії 15.06.05 Прийнята до друку 14.09.05

Страницы:
1 


Похожие статьи

Н Григор'єва, Л Чепель, С Сиренко - Вплив активованої хвилями мм-діапазону води на деякі біологічні об'єкти