Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 .Обзор литературы 5
1.1. Природа и биологическая роль КВЧ-излучения 5
1.2. Гипотезы о механизмах действия КВЧ-излучения на биологические объ-еты 9
1.2.1. Действие ММ-волн на воду в биологических системах 10
1.2.2. Влияние КВЧ-облучения на простейшие биологические систмы 13
1.2.2.1. КВЧ-излучение и конвекция в биологических системах 14
1.2.2.2. Взимосвязь перекисного окисления липдов с КВЧ-воздействием 15
1.2.2.3. Работа ионных каналов при КВЧ-воздействии 17
1.2.2.4. Изменение биомакромолекул под воздействием ММ-волн 20
1.2.3. Особенности влияния КВЧ-излучения на фотосинтезирующие организмы 21
1.2.4. Реакции одноклеточных организмов и клеток животного происхождения на действие ММ-волн 24
1.2.5. Влияние КВЧ излучения на поведенческие реакции животных и человека и связанные с ними биохимические процессы 30
Глава 2. Объекты и методы исследования 35
2.1. Общая схема исследований и методы воздействия 35
2.2. Объекты исследований 39
2.3. Методы исследований 41
2.3.1. Поведенческие методы 41
2.3.1.1. Регистрация пространственных и временных параметров распределения животных 41
2.3.1.2. Регистрация двигательной активности и траекторий движения личинок хирономид 41
2.3.1.3. Определение плотности распределения животных 42
2.3.2. Биохимические методы 43
2.3.2.1. Определение активности пероксидазы 43
2.3.2.2. Определение глутатиона 46
2.3.3. Морфофизиологические методы 46
2.3.3.1. Проращивание семян и определение их весовых параметров 46
2.3.3.2. Определение влагоемкости тканей 47
2.4. Анализ экспериментальных данных 47
Глава 3. Поведенческие реакции животных при КВЧ-воздействии 48
3.1. Влияние КВЧ-излучения на поведение личинок хирономид 48
3.1.1. Особенности индивидуальной двигательной активности личинок при КВЧ-воздействии 48
3.1.2. Динамика распределения совокупности личинок хирономид при КВЧ-облучении 51
3.1.3. Влияние ограждений зоны облучения на поведение личинок хирономид 58
3.1.3.1. Особенности поведения личинок при диэлектрическом ограждении зоны облучения 58
3.1.3.2. Особенности поведения личинок хирономид при экранирующем ограждении зоны облучения 69
3.2. Действие КВЧ-излучения на улиток 78
3.2.1. Динамика распределения совокупности улиток при КВЧ-облучении...78
3.2.2. Влияние ограждений зоны облучения на поведение улиток 84
3.2.2.1. Особенности распределения совокупности улиток при диэлектрическом ограждении зоны облучения 84
3.2.2.2. Распределения совокупности улиток при экранирующем ограждении зоны облучения 89
3.3. Особенности поведения малощетинковых червей при воздействии КВЧ- излучения 94
3.3.1. Закономерности распределения червей при КВЧ-воздействии 94
3.3.2. Влияние ограждений зоны облучения на поведение червей 97
3.3.2.1. Особенности поведения червей при диэлектрическом ограждении зоны облучения 97
3.3.2.2. Особенности поведения червей при экранирующем ограждении зоны облучения 100
Глава 4. Влияние КВЧ-излучения на физиолого-биохимические и морфофизиологические показатели биосистем 103
4.1. Глютатионовая реакция крови человека после ее КВЧ-облучения 103
4.2. Изменения активности пероксидазы крови человека и К.Р.С. после КВЧ-облучения 105
4.3. Пероксидазная активность тканей личинок хирономид, малощетинковых червей и проростков ячменя после КВЧ-облучения 107
4.4. Зависимость морфофизиологических показателей организма от дозы КВЧ-излучения 113
5.1. Биофизический уровень взаимодействия КВЧ-излучения с биосистемой 118
5.2. Реакция животных и растений на КВЧ-воздействие 124
Выводы 133
Литература 135
- Действие ММ-волн на воду в биологических системах
- Реакции одноклеточных организмов и клеток животного происхождения на действие ММ-волн
- Особенности индивидуальной двигательной активности личинок при КВЧ-воздействии
- Пероксидазная активность тканей личинок хирономид, малощетинковых червей и проростков ячменя после КВЧ-облучения
Введение к работе
Актуальность темы. Электромагнитные излучения различной модальности, в том числе и КВЧ-диапазона, воздействуют на организмы в течение всей их эволюции, начиная с момента зарождения жизни на Земле. Несомненно, что возникли тонкие регуляторные механизмы физиологических процессов, основанные на восприятии электромагнитной радиации разных диапазонов, исследования которых представляются чрезвычайно важными. Причем их важность обусловлена также тем, что они затрагивают общебиологические принципы организации живой материи (Бецкий О.В. и др., 2000; Голант М.Б. и др., 1991; Девятков Н.Д. и др., 2000).
К настоящему времени имеются экспериментальные данные, свидетельствующие об эффективности применения источников КВЧ-излучения сверхслабой интенсивности в медицине (Бессонов А.Е. и др., 1999). Получены сведения о большой роли этого фактора в процессах жизнедеятельности ряда видов животных (Акаев Г.Н. и др., 1991) и растений (Тамбиев А.Х. и др., 2000). Однако таких данных мало и они во многом фрагментарны. В научной литературе не обнаружено материалов о влиянии этих электромагнитных полей на представителей многих систематических групп животных: червей, моллюсков, членистоногих. Мало исследованы млекопитающие. Отрывочные, фрагментарные данные получены в отношении растений, хотя вся эта информация необходима для разработки современных представлений о механизмах действия КВЧ-радиации.
Существует множество гипотез, объясняющих лишь отдельные стороны действия этого фактора на биосистемы. Однако говорить о механизмах действия КВЧ-излучения на физиологические процессы в настоящее время представляется преждевременным. По-видимому, выяснение таких механизмов, а значит и основных принципов управления процессами жизнедеятельности, возможно только в результате комплексных исследовании, с привлечением оиоооъектов из различных систематических групп.
Цель исследования и задачи исследования. Разработка современных представлений о регулирующей роли КВЧ-излучения сверхслабой интенсивности в развитии интегральной реакции организмов различных систематических групп, связанной с формированием целесообразных поведенческих и физиологических процессов.
Для достижения указанной цели решались задачи:
Изучить влияние КВЧ-излучения сверхнизкой интенсивности на поведение личинок хирономид, малощетинковых червей и брюхоногих моллюсков.
Установить факторы, непосредственно воздействующие на биосистемы и связанные с КВЧ-излучением, путем использования различного рода ограждений вокруг источника КВЧ-радиации.
Выяснить влияние КВЧ-излучения при различных экспозициях на фи-зиолого-биохимические и морфофизиологические показатели процессов жизнедеятельности биосистем разных систематических групп.
Разработать систему теоретических представлений о реакциях организма на КВЧ-излучение.
Научная новизна. В работе впервые проведено комплексное исследование воздействия КВЧ-излучения на биологические тест-объекты. Установлены общие закономерности реагирования организмов разной морфофизио-логической организации на КВЧ-воздействие. Впервые установлена связь биохимических, морфофизиологических и поведенческих реакций биологических объектов, возникающих в ответ на воздействие КВЧ-излучения.
Разработаны тесты и методики, позволяющие определить эффективность воздействия КВЧ-радиации на живые системы.
Теоретическая и практическая значимость. Проведено комплексное исследование и разработаны новые подходы, связанные с анализом воздействия КВЧ-излучения на различные жизненные процессы в биологических объектах, которые позволят глубже оценить значимость этого фактора. Раскры-
ты некоторые стороны механизмов действия КВЧ-излучения. Показана возможность использовать живые тест-объекты различных систематических групп в качестве биологических индикаторов для выявления действия волн КВЧ-диапазона.
Полученные материалы можно рекомендовать для включения в программы соответствующих курсов физиологии животных и биофизики и специальных курсов при подготовке специалистов биологического, ветеринарного и медицинского профиля.
Положения выносимые на защиту.
Влияние КВЧ-излучения сверхнизкой интенсивности на особенности индивидуальной двигательной активности личинок хирономид и брюхоногих моллюсков.
Влияние КВЧ-излучения на поведенческие реакции и динамику распределения личинок хирономид (Chironomus plumosus), малощетинковых червей (Tubifex tubifex), брюхоногих моллюсков (Planorbis corneus).
Влияние диэлектрического и экранирующего ограждений зоны облучения на поведение гидробионтов.
Влияние КВЧ-излучения при различных экспозициях на активность пе-роксидазы и глутатиона, показателей влагоемкости и массы сухого вещества организмов различных систематических групп.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на конференции сотрудников Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии (Нижний Новгород, 2004); презентации «Mi-croMed - biotech» - MM application for biotechnologies. Disconsin, USA, July 2004; На региональной научно-практической конференции молодых ученых и студентов (Нижний Новгород, 2005).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 5 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 173 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, характеристики материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, практических рекомендаций, выводов. Список цитируемой литературы включает 234 источника (187 отечественных и 47 зарубежных). Работа иллюстрирована 39 рисунками и содержит 21 таблицу-
Действие ММ-волн на воду в биологических системах
Врачи-терапевты, владеющие методом КВЧ-терапии, обратили внимание на то, что вода или водный раствор, облучённые миллиметровыми волнами, обладают лечебными свойствами (Катин А.Я., 1996; Девятков Н.Д., 1996). В последние годы в научной литературе появились оригинальные теоретические и экспериментальные работы, в которых этот факт нашёл не только экспериментальное подтверждение, но и объяснение (Ильина С.А., 1995; Fesenko Е.Е., Glustein A.Ya., 1995; Бецккй О.В., 1998).
В цитируемых работах показано, что вода- или водные растворы способны аккумулировать энергию электромагнитных волн миллиметрового диапазона (память воды) (Чигряй Е.Е., Яременко Ю.Г., 1995; Ильина С.А. и др., 1979; Александров А.А., Трахтенгерц М.С., 1977; Брилль Г.Е., Панина Н.П., 1994). После выключения КВЧ-генератора эти среды могут переизлучать миллиметровые волны в течение достаточно длительных отрезков времени, выполняя роль молекулярных KBЧ-генераторов (Синицын Н.И. и др., 1990).
Авторами созданы оригинальные КВЧ-приборы, которые могут быть использованы для активации воды и водных растворов (Бецккй О.В., 1998; Катин А.Я., 1996). Применение обработанной с помощью этих приборов воды расширяет возможности КВЧ-терапии - в частности, эта вода может использоваться для обработки раневых поверхностей, для компрессов, лечебных ванн, а также для перорального применения (между курсами аппаратной КВЧ-терапии) и т.д.
Эти работы открывают новые области применения низкоинтенсивных миллиметровых волн в фармацевтической промышленности, сельском хозяйстве, животноводстве и т д. (Бецкий О.В. и др., 2000). В настоящее время обнаружены многочисленные эффекты ЭМИ КВЧ низкой интенсивности на уровне организма человека и животных (Добронравова И.С., 1996; Родштат И.В., 1994; Гуревич М.Е., 1987; Мухаринская B.C. и др., 1990; Залюбовская Н.П., 1979; Плетнёв С.Д., 1995) а также на клетках про- и эукариот (Зубенкова Э.С., 1991; Андреев B.C., Печорина Т.А., 1991; Шуб Г.М. и др., 1987; Холодная Л.С. и др., 1995; Комиссаров Г.Г., 1995; Гусев М.В., 1990), показано существование как селективных частотозависимых эффектов ЭМИ, так и «неселективных», независимых от частоты воздействий (Девятков Н.Д., 1991; Sit ko S.P., Mkrtchian L.N., 1994). Однако до последнего времени первичные мишени восприятия ЭМИ КВЧ и механизм его действия в биологических системах однозначно не выяснены (Хургин Ю.И., Бецкий О.В., 1987). В этой связи представляют интерес исследования косвенного действия ЭМИ на биосистемы, обусловленного их влиянием на структуру и физико-химические свойства воды и водных растворов (Khurgin Yu.Y. и др., 1993; Khurgin Yu.Y. и др., 1994; Полников И.Г. и др., 1985; Хургин Ю.И., 1976). В ряде исследований показано, что относительно слабые физические воздействия, в том числе магнитные поля и ЭМИ могут изменять свойства водных растворов, в частности изменять состояние Ог и Н20 в воде (Khizhnyak Е.Р., Ziskin М.С., 1996; Вакс В.Л. и др., 1994; Лобышев В.И. и др., 1994; Andreyev Ye. А. и др., 1993), а обработанные ЭМИ растворы могут модифицировать функции биообъектов (Fesenko Е.Е. и др., 1995). Это говорит о том, что под действием ЭМИ КВЧ меняется либо активность кислородзависимых реакций в клетке, либо в аэробных условиях образуются реактивные формы кислорода (РФК) (Поце-луева М.М. и др., 1998). Известно, что РФК в достаточно низких концентрациях могут оказывать многостороннее регуляторное действие на биосистемы, и в последнее время РФК рассматриваются как новая система внутриклеточных (Khan A.U., Wilson Т., 1995) и межклеточных месенджеров (Гамалей И.А., Клюбин И.В., 1996). Некоторыми исследователями обсуждалась возможная роль кислорода, который на резонансных частотах при КВЧ-облучении, по их мнению, мог передавать водородносвязанным молекулам воды часть поглощенной энергии и запускать цепочки возбуждения, обусловливая общую частотную зависимость биологического эффекта (Мудрик Д.Г., 1997; Васильев Ю.В. и др., 2000; Хургин Ю.И., Бецкий О.В., 1987). Другие авторы наблюдали конвективное движение в воде вблизи поверхности, на которую падает ММ-излучение, что сопровождалось ускорением поступления в кювету кислорода воздуха, о чем судили по скорости нарастания полярографического тока (Бецкий О.В. и др., 1983). Из водного раствора в кювете, расположенной на рупоре, струей аргона вытеснялся воздух, а затем с помощью полярографического электрода регистрировалось обратное поступление О2 в раствор. Оказалось, что КВЧ облучение (длина волны 6,5 мм, мощность 0,5 мВт/см ) ускоряет нарастание концентрации 02 в растворе почти в 2 раза. Как считают авторы, под действием ММ волн ускоряется поступление в водный раствор кислорода воздуха за счет конвективного переноса, что может объяснять изменения транспортных свойств мембран (Шаров B.C. и др., 1983).
Авторы работы (Вакс В.Л. и др., 1994) высказали предположение, что перекись водорода появляется в результате ЭМИ-индуцированных механо-химических превращений воды и часть энергии ЭМИ расходуется как потери, связанные с вращением, сдвигами и деформацией водных кластеров, при которых может происходить разрыв водородных и/или внутримолекулярных связей в ассоциатах воды с образованием гидроксил-радикалов.
Основные события, связанные с воздействием миллиметровых волн на живые клетки, происходят в клеточных мембранах (Алексеев СИ., Зискин М.С., 1997; Бергельсон Д.Д., 1982; Волобуев А.Н., Нефедов Е.И., 1998; Овчинникова Г.И., 1993; Рубин В.И. и др., 1991). В мембранах клеток электромагнитная энергия преобразуется в энергию акустоэлектрических волн при сохранении частоты колебаний в КВЧ-диапазоне (Голант М.Б., 1991). Аку-стоэлектрические колебания инициируют синтез белков и метаболических процессов внутри клетки, что приводит к нормализации жизнедеятельности клетки (Голант М.Б., 1989; Девятков Н.Д. и др., 1994; Девятков Н.Д. и др., 1991; Гончарова Л.Н., Лукьянов В.Ф., 1991; Кузьменко В.М., 1989). Информация между клетками передается с помощью временных структур антенного типа, а внутри организма - по нервным волокнам и гуморальной системе (Голант М.Б., 1991; Гальченко СВ. и др., 1989; ).
Биологические мембраны имеют универсальное значение в функционировании клеток различного типа благодаря наличию в них специализированных белков-рецепторов, способности регулировать энергетические и биохимические процессы в клетке, а также организовывать водное пространство внутри и снаружи клетки. Литературные данные по воздействию ЭМИ непосредственно на мембраны включают исследования возбудимых клеток, невозбудимых клеток, модельных систем - липосом и бислойных липидных мембран (Гапеев А.К., Чемерис Н.К., 2000).
Реакции одноклеточных организмов и клеток животного происхождения на действие ММ-волн
Исследования на изолированных клетках и одноклеточных организмах являются одним из направлений изучения первичных звеньев реакции живых организмов на действие ЭМИ КВЧ (Конев Ю.Е., и др., 1983; Weisburg S., 1984; Крылов В.Н., Ошевенский Л.В., 2000; Кузманова М.К., Иванов СТ., 1995; Шуб Г.М. и др., 2000).
Клеточные препараты служат удобными модельными системами для изучения биологических эффектов ЭМИ, т.к. в большой степени сохраняют физиологические функции, легко доступны для различных биохимических манипуляций, сильно упрощают анализ результатов и допускают возможность точной дозиметрии излучения. В случае действия ЭМИ КВЧ на клетки наблюдаются резонансные эффекты, и резонансных частот, как правило, несколько. В зависимости от физиологического состояния клетки возможно проявление эффектов, в том числе разнонаправленных, на различных частотах, а в некоторых случаях и полное отсутствие эффекта ЭМИ, если реакции различных систем на воздействие излучения с используемыми параметрами взаимно компенсируются (Линднер Д.П., Коган Э.М., 1976).
Авторы ряда работ пытались установить связи эффектов ЭМИ, полученных на культурах микроорганизмов, с биохимическими изменениями в структурных элементах клеток. Так в работе (Сомов В.П., 1967) при исследовании действия ЭМИ КВЧ на биохимическую активность гнилостного анаэробного микроорганизма Cl.sporogenes, было обнаружено ингибирование активности ферментов этих клеток, расщепляющих пептидные связи по тирозину, лейцину, глицину, глутаминовой кислоте, валину и метионину, и в то же время излучение активизировало протеолитичсские системы, осуществляющие гидролиз пептидной связи по гистидину и апанину. При исследовании действия ЭМИ КВЧ на образование протеаз у плесневого гриба Aspergillus orizal (Егоров Н.С. и др., 1981) обнаружено увеличение фибрино-литической активности в диапазоне длин волн (6,0-6,6 мм), причем при длине волны 6,5 мм направление эффекта менялось на противоположное.
Большое количество экспериментальных работ посвящено исследованию действия ЭМИ КВЧ на скорость деления клеток (Брюхова А.К. и др., 1987). В работах (Grundler W., 1985; Cnindler W., Kaiser F., 1992; Gmndler W. и др., 1992; Gmndler W., Keilnvmn F., 1978; Gmndler W., Keilnvmn F., 1983; Gmndler W., Keilnvmn F., 1989; Gmndler W. и др., 1977; Gmndler W. и др., 1983) исследовалось влияние низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на скорость роста дрожжей. Эти исследования проведены наиболее тщательно. Обработка результатов с помощью методов корреляционного анализа показала статистически значимое, частотно-зависимое увеличение (более 100%) или уменьшение (до 74%) скорости размножения дрожжей в логарифмической фазе роста. Эффект был обнаружен в области частот около 42 ГГц (Crundler W., Kaiser F., 1992). В работе (Левина М.З. и др., 1994) на примере развития культуры Spirostomum sp., в зависимости от фазы развития культуры наблюдали как стабилизирующее, так и дестабилизирующее действие излучения на скорость размножения клеток. Однако нельзя не учитывать и возможных артефактов при исследовании действия ЭМИ КВЧ на культуры клеток и клеточные суспензии. Некоторые экспериментальные данные по действию ЭМИ на клеточные суспензии могут быть объяснены с позиций конвективного механизма, а именно ускорения переноса веществ в воде под действием конвекции, индуцируемой ЭМИ (Казаринов К.Д., 1990) (см. раздел 2.1 Л.).
Наиболее значительное влияние ЭМИ КВЧ на процессы размножения клеток было обнаружено в экспериментах с бактериями E.coli, которые облучали при частоте 136 ГГц и интенсивности 7 мкВт (Webb S.J., Dodds D.D., 1968). Наблюдали ингибирование роста клеток в облученной культуре, составляющее через 4 часа облучения около 600%. Авторы отмечают подавляющее действие на процессы метаболизма клеток, особенно в начальный период развития. С целью выяснения механизмов влияния ЭМИ КВЧ на скорость деления клеток исследовалось поглощение излучения в диапазоне 65-75 ГГц клетками E.coli В, белками, РНК, ДНК (Webb S.J.. Booth A.D., 1969). Серия работ (Belyaev I.Ya. и др., 1993; Belyaev I.Ya. и др., 1992; Belyaev I.Ya. и др., 1994; Belyaev I.Ya., Kravchenko V.G., 1994; Belyaev I.Ya., Shcheglov V.S., Alipov Ye.D., 1992) посвящена исследованию действия ЭМИ КВЧ на конформационные состояния генома E.coli и конформационные состояния хроматина в тимоцитах крыс. Следует отметить крайне низкие интенсивно-сти излучения около 10"" -10ма Вт/см\ при которых наблюдались резонансные эффекты ЭМИ. Проявление, частотная зависимость и величины эффектов зависели от концентрации клеток в суспензии, длины генома, фазы динамики роста, а также от поляризации излучения . Эти работы отличаются хорошей воспроизводимостью резонансных частот ЭМИ, причем авторы, зная длину гаплоидного генома, могли предсказать резонансную частоту эффекта (Гапеев А.К., Чемерис Н.К., 2000).
При исследовании действия непрерывного ЭМИ КВЧ (40-52 ГГц, 2-3 или 0,24-0,3 мВт/см ) на проводимость потенциалов действия по седалищному нерву лягушки были обнаружены как эффекты тепловой природы, так и частотно-зависимые нетепловые эффекты (Pakhomov A.G. и др., 1997) (см. раздел 2.1.3.). При низкой скорости стимуляции нерва (4 имп./с) наблюдаемые при действии ЭМИ КВЧ эффекты были аналогичны эффектам, производимым непосредственным нафевом препарата на 0,3-0,4С, равным нагреву при действии излучения с интенсивностями 2-3 мВт/см Однако при высокой скорости стимуляции нерва (20 имп./с) наблюдаемые эффекты уже не были аналогичны непосредственному нафеву препарата и имели частотно-зависимый характер При интерпретации полученных данных авторы работы (Pakhomov A.G. и др., 1997), основываясь на выполненной ими корректной дозиметрии излучения и наличии параллельного с экспериментом контроля склоняются к выводу о возможности специфического действия ЭМИ КВЧ на электровозбудимые клетки. В работе (Денисенкова И.В. и др., 1999) было обнаружено ускорение процесса восстановления проводниковой функции седалищного нерва лягушки Rana temporaria под действием низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ (54,0 ГГц, 5 мкВт/см ). Результаты этой работы дают основания считать, что действие ЭМИ КВЧ на процесс восстановления амплитуды потенциала действия имеет нетепловой характер.
Особенности индивидуальной двигательной активности личинок при КВЧ-воздействии
С целью установления зависимости двигательной активности мотыля от продолжительности воздействия КВЧ-излучения в период с 15 марта по 9 апреля 2004 г. проведены 2 идентичных опыта с личинками хирономид. В каждом опыте использовали по одной личинке, помещенной в чашку Петри. В экспериментах регистрировали координаты личинок, характер их движения, число колебательных движений в единицу времени и размах этих колебаний через каждые 10 минут после включения КВЧ генератора в течение 190 минут.
Результаты проведенных опытов занесены в таблицу 2. В данной таблице, как в опыте так и в контроле, знаками «S» и «8» представлен характер движений, которые могут совершать личинки. Знаком «S» обозначены «змееобразные» движения, которые личинки совершают в спокойном состоянии. Движения, напоминающие цифру восемь, мотыль совершает в состоянии возбуждения. Знаками «+» или «-» обозначены присутствие или отсутствие того или иного типов движения в данный момент времени.
В опыте 1 «восьмеркообразные» движения мотыля наблюдали существенно чаще чем в контроле. Возбужденные движения мотыля были зарегистрированы впервые через 70 мин после помещения личинки в чашку Петри и в дальнейшем они регулярно повторялись, в то время как в контроле выявлен лишь 1 раз такой тип движения (через 90 мин после начала опыта). В опыте 1 «восьмеркообразные» движения наблюдали при 100, ПО, 130, 170, 180 и 190 мин воздействия КВЧ-излучения. В опыте 2, возбужденные движения личинок наблюдали при 80, 90, ПО, 120, 140, 160, 180, 190 мин от момента помещения личинок в чашку Петри. В контроле для этого опыта «восьмерко-образных» движений не наблюдали вообще. Оказалось, что двигательная активность мотыля в обоих опытах также более выражена, чем в контроле. Это нашло отражение в количестве движений личинки в минуту и в размахе этих движений. В опытах личинка совершала от 28 до 42 «змееобразных» движений в мин и от 45 до 60 возбужденных «восьмеркообразных» движений. В контроле в возбужденном состоянии личинка совершает 38 в мин движений, в спокойном от 20 до 28 движений в минуту. Размах колебаний в опыте варьирует от 3 до 5 мм в спокойном состоянии и от 7 до 8 в возбужденном, в контроле также от 3 до 5 мм в спокойном и до 6 в возбужденном.
Анализ экспериментальных данных позволяет выделить латентный период продолжительностью 70-80 мин, после которого в опыте резко изменяется характер и интенсивность движения личинки. В латентный период и в опыте и в контроле показатели двигательной активности исследуемого объекта близки: вид движения в обоих случаях одинаковый - «змееобразный», число колебаний - 32,1 ± 0,83 в мин в опыте и 23,4 ± 0,62 в мин в контроле, размах колебаний - 4,2 ± 0,19 мм в опыте и 4,1 ± 0,14 мм в контроле (их отношение - 1,02). После же латентного периода вероятность обнаружения возбужденного (8 - образного) вида движения составляет 60 % в опыте и 2,5 % в контроле (их отношение 24,0), число колебаний - 44,6 ± 2,55 в мин в опыте и 23,8 ±0,61 в мин в контроле (их отношение - 1,87), размах колебаний - 6,0 ± 0,33 мм в опыте и 4,2 ± 0,14 мм в контроле (их отношение - 1,43). Следовательно, КВЧ воздействие существенно повлияло на все регистрируемые показатели двигательной активности мотыля, причем это отличие является достоверным с Р 0,05.
С целью анализа перемещения личинок хирономид в чашках Петри в течение опыта строили траектории движения личинок в опыте и контроле. Траектории движения строили на основании зарегистрированных координат в последовательные моменты времени (табл. 2).
На рисунке 4 представлены траектории движения мотыля при наличии КВЧ-излучения и при его отсутствии. Зелеными точками обозначены начальные координаты гидробионтов, т.е. координаты в момент помещения личинки в воду. Красными точками обозначены координаты через каждые 10 минут от момента помещения личинки в чашку Петри. Желтыми точками обозначено конечное местоположение личинки. В опыте начальное положение личинки вне зоны действия КВЧ-излучения, но в течение времени проведения опыта (190 минут) личинка по сложной траектории, которая отмечена на рисунке 4 синими стрелками перемещается к зоне непосредственного приложения энергии ММ-волн. Гидробионты не сразу попадают в зону действия КВЧ-излучения, а только через достаточно длительный интервал времени, что вероятно связано с привыканием организма к действию этого физического фактора. При отсутствии КВЧ-излучения не наблюдается стремления личинки к какому-либо участку чашки Петри.
Таким образом, представленные результаты опытов свидетельствуют о том, что КВЧ-воздействие существенно влияет на индивидуальную двигательную активность личинок хирономид, достоверно изменяя как вид активности и его интенсивность так и форму траекторий, причем анализ параметров траекторий дал основания предполагать существование целенаправленного перемещения экспериментальных животных: в опытах личинки хирономид стремятся располагаться в зоне действия КВЧ излучения.
Пероксидазная активность тканей личинок хирономид, малощетинковых червей и проростков ячменя после КВЧ-облучения
Целью данных опытов является определение активности пероксидазы крови человека при воздействии КВЧ-излучения различной длительности. Опыты были проведены 19-21 мая 2004 г. Данные по активности пероксидазы крови и биологической эффективности воздействия КВЧ-излучения на пероксидазу занесены в таблице 15 и по ним построен график (рис. 29). В крови при 5 мин облучения возникает увеличение активности пероксидазы по сравнению с контрольными образцами. Наименьшая активность пероксидазы проявляется при 15-20 минутах воздействия КВЧ-радиации. В крови человека и при наличии максимума при 20 мин воздействия ММ-волн наблюдается снижение активности пероксидазы по сравнению с контролем. Активность пероксидазы крови человека начинает возрастать после 40 мин воздействия КВЧ-излучения (рис. 29). По-видимому при воздействии КВЧ-радиации в течении 5 мин у биологических систем животного происхождения происходит мобилизация имеющихся резервов, которые становятся востребованными в случае изменяющихся условий, а именно при увеличении концентрации перекиси водорода как в самой биологической системе так и во внешней среде. Далее по мере увеличения концентрации перекиси имеющихся резервов организма становится недостаточно, с этим по-видимому связано уменьшение активности пероксидазы, имеющееся у графика крови человека при 15-45 мин воздействия ММ-волн. Дальнейшее увеличение концентрации перекиси приводит к активации синтетических процессов в живых системах. Это проявляется на графике (рис. 27) при облучении крови более 45 мин.
Целью данных опытов является сравнение активности пероксидазы крови КРС с активностью пероксидазы крови человека при воздействии КВЧ-излучения различной длительности. Опыты были проведены 24-26 мая 2004 г. Данные по активности пероксидазы крови и биологической эффективности воздействия КВЧ-излучения на пероксидазу занесены в таблице 16 и по ним построен график (рис. 30). В крови при 5 мин облучения возникает увеличение активности пероксидазы по сравнению с контрольными образцами. Наименьшая активность пероксидазы проявляется при 15-20 минутах воздействия КВЧ-радиации. В крови человека и при наличии максимума при 20 мин воздействия ММ-волн наблюдается снижение активности пероксидазы по сравнению с контролем. Активность пероксидазы крови человека начинает возрастать после 40 мин воздействия КВЧ-излучения (рис. 30). По-видимому, при воздействии КВЧ-радиации в течении 5 мин у биологических систем животного происхождения происходит мобилизация имеющихся резервов, которые становятся востребованными в случае изменяющихся условий, а именно при увеличении концентрации перекиси водорода как в самой биологической системе так и во внешней среде. Далее по мере увеличения концентрации перекиси имеющихся резервов организма становится недостаточно, с этим, по-видимому, связано уменьшение активности пероксидазы, имеющееся у графика крови человека при 15-45 мин воздействия ММ-волн. Дальнейшее увеличение концентрации перекиси приводит к активации синтетических процессов в живых системах. Это проявляется на графике (рис. 28) при облучении крови более 45 мин. Таким образом, кровь КРС реагирует на воздействие КВЧ-излучения различной длительности так же как и кровь человека.
Пероксидазная активность тканей личинок хирономид, малощетин-ковых червей и проростков ячменя после КВЧ-облучения Целью наших исследований являлось определение эффективности воздействия КВЧ - излучения на показатели активности фермента пероксидазы личинок хирономид. 26-28 апреля 2004 г. был проведён опыт, который заключался в облучении личинок хирономид. Данные по активности пероксидазы личинок хирономид и биологической эффективности воздействия КВЧ-излучения на пероксидазу занесены в таблице 17 и по ним построен график (рис. 31). В первой части графика наблюдается небольшой максимум активности пероксидазы, который недостоверно отличается от контроля. Далее следует ярко выраженный минимум, который отражает понижение активности пероксидазы опытных образцов по сравнению с контрольными. Наименьшая активность пероксидазы проявляется при 15-20 минутах воздействия КВЧ-радиации. У личинок, облученных в течение 30 минут активность пероксидазы идентична контрольным значениям. После 30 минут воздействия КВЧ-излучения на личинок наблюдается увеличение активности пероксидазы и максимум этой активности проявляется при 45 минутах воздействия миллиметровых волн. Реакция личинок хирономид на воздействие КВЧ-излучения напоминает реакцию крови. Как и в опыте с кровью при воздействии ММ-волн в течение 5 мин наблюдается небольшое увеличение пероксидазной активности, вероятно оно происходит по тем же причинам, что и увеличение пероксидазной активности крови человека и КРС. У мотыля, крови человека и КРС. наименьшая активность пероксидазы проявляется при 15 - 20 минутах воздействия КВЧ-радиации. После 20-30 мин воздействия ММ-волн на живые системы вновь возникает увеличение пероксидазной активности, которое отражено на графике в виде максимума у личинок хирономид при 45 мин воздействия. Схожие реакции крови и личинок хирономид на воздействие КВЧ-излучения отражают идентичность процессов происходящих при его воздействии.
