О механизме действия пониженной природной фоновой радиации и постоянного магнитного поля на функциональную активность клеток Гарибова, Лера Степановна

Введение к работе

Актуальность проблемы.Проблема, воздействия физических факторов окружающей среды на организм представляет всеобщий интерес. Всеми признается, что многие жизненные процессы в биосфере зависят от магнитосферы и радиактивного фона Земли. Вопрос о том, какова роль природной фоновой активности и земного магнитного поля в жизни живых организмов, на протяжении многих десятилетий остается дискуссионным, не нашедшем однозначного ответа.

Накоплено много экспериментальных данных о влиянии магнитного прля и пониженной природной фоновой радиации на биообъекты различного уровня организации - от молекул до популяций (Холодов Ш.А., 1970, Классен В.И., 1982, Присман А.С, 1986, Кузин A.M., 1986). Наиболее существенным образом ИШ на биообъекты влияет посредством изменения физико-химических свойств водной системы. Предполагается (Стукалов П.С. и др., 1969), что МП возбуждает молекулы, которые связывают ионы водорода в комплекс (НоО) Н⁺, что приводит к повышении внутриклеточного рН_ууменьшению электропроводимости клеточной мембраны, увеличению вязкости ц поверхностного натяжения клеточных мембран. Классен В.И. (Классен З.И. и др., 1973, 1978, 1979, 1982) выдвинул гипотезу, согласно которой.МП уменьшает валетный угол в молекуле воды на 2, что должно привести к увеличению дипольного момента молекулы, а это, в свою очередь приводит к изменению энергии диполь - дипольного взаимодействия между молекулами воды. Изменение свойств воды должно повлечь за собой изменение единой системы воды с молекулами белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов и др.

Для оценки действия природной радиации и земного магнитного ноля на функциональные параметры животных клеток, представляет интерес изучение отклонений от природных уровней радиации (экранированием в свинцовой камере) и геомагнитного поля ( накладыванием внешнего ШП). ''

Была сделана попытка выяснить действие НМЛ и ШІФР (до 6 мкР/час) на такие жизненно важные характеристики, как вход ионов кальция через мембрану, фосфолипидный состав и пролафе-

ративную активность клеток, т.к. эти процессы тесно связаны с клеточным метаболизмом.

Подобные исследования, как нам кажется, могли бы внести некоторую ясность б вопросы о механизме действия природной фоновой радиации и геомагнитного поля. Это и определяет актуальность нашего исследования, поскольку понимание интимных" механизмов, лежащих в основе влияния ПЇЇФР на организм может дать возможность целенаправленного управления отдельными звеньями его механизма действия.

Целью настоящей работы явилось выявление количественных и качественных изменений фосфолипидного состава в мозговой и селезеночной тканях крыс-самцов при действии ПМП и ППФР. Влияние этих физических факторов на пролиферативную активность клеток и Са-гомеостаз.

Для осуществления поставленной цели потребовалось разрешение 'следующих задач:

1. Выявить сдвиги качественного и количественного состава . vJI мозга и селезенки при действии ПМП и ППФР.

2. Изучить изменение иролиферативной активности по включению Н-ташидина в ДНК клеток селезенки крыс:

3. Проследить за изменением входа ионов Са через мембрану в клетки мозга и селезенки крыс.

4. Исследовать влияние растворов, помещенных в ШЇЇ и в камеру ППФР на пролиферативную активность клеток селезенки и на вход ионов кальция в клетки мозга и селезенки.

Научная новизна и практическое значение работы. Впервые проведено комплексное исследование влияния ППФР и ПМП на Са-гомеостаз, фосфолипидный состав и пролиферативную активность клеток селезенки и мозга. Впервые обнаружено, что под действием ПЖ повышается вход ионов ⁴⁵Са в клетки мозговой ткани крыс, как при 5-, так и при 10-кратной экспозиции. В клетках селезенки получен двухступенчатый характер изменения входа Са . На первом этапе наблюдается уменьшение входа при 10-кратной экспозиции, тогда как при 5-кратной экспозиции достоверных изменений этого показателя нет. Затем, го истечении 7 дней после окончания экспозиции наблюдается повышение входа ионов кальция. При инкубации б оыагниченных физиологических растворах происходит.аналогичішй эффект.

Наблюдается изменение уровня монофосфоинозитида /МФИ/ в тканях мозга и селезенки. Уровень МВД в селезенке понижается уже при 5-кратной экспозиции и не восстанавливается з течение 7 дней. В мозговой ткани имели место диаметрально противоположные эффекты. Как в ткани мозга, так и селезенки повышается содержание лизофосфатидилхолина /ЛФХ/, и одновременно снижается уровень фосфатидилхолина /ФХ/. Наблюдается повышение содержания сфингомиелина /СФМ/ в ткани мозга и селезенки при 5-кратной экспозиции, но при 10-кратной - в ткани мозга уровень данного Ш падает, а в ткани селезенки - повышается. Уровень фос-фатидилэтаноламина /ФЭА/ остается стабильным. Установлено, что ШН'Р не влияет на вход ионов ^Са*^ ни в ткани мозга, ни селезенки. При экранизации животных от внешнего фонового облучения происходило изменение в составе ФЛ ткани мозга и селезенки. Наблюдается понижение уровня ФХ и ФЭА, повышение МФИ, СФМ в обеих исследованных тканях. Эти изменения не всегда носят однонаправленный характер. Уровень ЛФХ падает в тканях селезенки, а в мозговой ткани повышается.

Впервые установлено, что при 28-дневной изоляции животных от природной фоновой радиации наблюдается адаптация в процессе пролиферации клеток селезенки. Инкубация в физиологическом растворе, помещенный в камеру с ПШР на 24 часа, не-оказывает влияния на пролиферативную активность клеток селезенки. Изоля,-ция приводит к понижению М и изменению качественного и количественного спектра ФЛ.

Работа принадлежит к разряду исследований, относящихся к экспериментальной "биохимии" но имеющее практическую направленность. Полученные данные могут быть использованы в практической медицине.

Теоретическая значимость работы.

Проведенные исследования способствуют пониманию механизмов биологического действия ПМП и ПШР. Впервые установлено, что омагиченная вода повышает пролиферативную активность клеток. Зтот факт является дополнительным подтверждением гипотезы, согласно которой биологический эффект магнитного поля осуществляется главным образом через изменение структуры воды /Классен В.И.,1982; Айрапетян С.Н.,1994/.

Апробация работы. Основные положения настоящего исследования, изложенные в диссертации, доложены на I Всемирном конгрессе по электричеству и магнетизму в биомедицине /США. , Флорида, 1992/.

Работа апробирована на заседании Ученого совета Центра биофизики НАН РА 22 марта 1995 г.

Публикации.По теме диссертации опубликованы 4 научные работы в республиканской и международной печати.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы и описания методов исследования, изложения и обсуждения полученных результатов, заключения, выводов и списка цитируемой литературы.