Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Значение электромагнитного излучения низкой интенсивности в жизнедеятельности микроорганизмов 12
1.1 Электромагнитные поля и волны 12
1.2 Объекты современной микробиологии 15
1.3 Взаимодействие миллиметровых и инфракрасных волн с микроорганизмами 16
1.4 Применение ИК и СВЧ-излучения миллиметрового диапазона в микробиологическом производстве 21
1.5 Свойства среды и эффекты под воздействием СВЧ и ИК-излучения 22
1.6 Методологический подход в описании происходящих процессов. 25
1.7 Сенсорные биолюминесцентные системы 34
1.8 Производственные бактериальные штаммы как объекты исследования 36
Экспериментальная часть 42
Глава 2. Объекты и методы исследования 42
2.1 Бактериальные штаммы 42
2.2 Изготовление и забор объектов исследования 42
2.3 Методы воздействия электромагнитным излучением и экспериментальные установки для их осуществления 47
2.4 Оборудование и методы исследования физиологического статуса культур микроорганизмов 51
2.5 Методы и оборудование для исследования роста культуры 53
2.6 Оборудование и методы для проведения атомно-силовой микроскопии 57
2.7 Оборудование и методы исследования изменений свойств питательной среды 58
Глава 3. Результаты экспериментальной работы в лабораторных условиях 60
3.1 Влияние электромагнитного излучения на сенсорную биолюминесцентную систему «Эколюм-8» 60
3.2 Исследование влияния ЭМИНИ на биологические параметры микроорганизмов 75
3.3 Изучение межфазных процессов на поверхности клеток 86
3.4 Исследование изменения свойств питательной среды при воздействии ЭМИНИ 90
Глава 4. Разработка методик и технологических решений для стимуляции ферментативных процессов 95
4.1 Алгоритм проведения исследований для разработки методов повышения эффективности культивирования 95
4.2 Применение ЭМИНИ для повышения эффективности культивирования 99
Заключение 107
Выводы 116
Список литературы
- Применение ИК и СВЧ-излучения миллиметрового диапазона в микробиологическом производстве
- Методы воздействия электромагнитным излучением и экспериментальные установки для их осуществления
- Оборудование и методы для проведения атомно-силовой микроскопии
- Изучение межфазных процессов на поверхности клеток
Применение ИК и СВЧ-излучения миллиметрового диапазона в микробиологическом производстве
В промышленной микробиологии используются немногочисленные, но глубоко изученные группы микроорганизмов, служащие модельными объектами в исследованиях фундаментальных жизненных процессов. Среди промышленных микроорганизмов используются Е. coli (Roberts et al., 1955; Pennica et al., 1983), сенная палочка {Bacillus subtilis) (Matsubara et al., 1958; Ongena et al., 2005) и пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae). Бактерии и цианобактерии синтезируют продукты или метаболизируют большое число химических соединений. Бактерии используются при производстве: пищевых продуктов, например, уксуса (Gluconobacter suboxidans) (Ikeda et al.,2003), кисломолочнокислых продуктов (Lactobacillus) (Конь, 2007; Боровик, 2008), (Leuconostoc) (Антоненко, 2009; Щетинин и др., 2012) и (Streptococcus) (Конь, 2007; Усенко и др., 2008), представители рода Bacillus - В. subtilis (Pinchuk et al, 2001; Aly et al, 2008), Bacillus thuringiensis (Hong et al, 2005) используются для получения пробиотиков, веществ, оказывающих антибиотическое действие на другие микроорганизмы, а также на насекомых (В. thuringiensis) (Hoa et al, 2000; Dong et al. 2004).
Анаэробные, образующие споры бактерии представлены родом Clostridium. Corynebacterium glutamicum служит источником лизина и глютамата натрия (Шульга и др., 2011; Сиротин и др., 2012).
Изобретение источников электромагнитных волн миллиметрового СВЧ-диапазона было сравнительно недавно, в 1965-1966 годах. В эти годы в России под руководством акад. Н.Д. Девяткова и М.Б. Голанта разработаны и стали серийно выпускаться СВЧ-генераторы на основе широкополостных ламп обратной волны. Ряд исследований показал эффективность использования ЭМИНИ миллиметрового диапазона в диапазоне 4,6 -8,5 мм для использования в микробиологических процессах (Тамбиев и др., 2002; Ohanyan et al., 2008).
К настоящему времени известно достаточно исследований, посвященных изучению влияния ЭМИНИ миллиметрового диапазона на микробиологические объекты (Девятков, 1973; Devyatkov, 1974; Kaiser, 1982; Motzkin et al, 1983; Rojavin, 1995; Бецкий, 1997; Pakhomov et al, 1998; Trchunian et al, 2001; Yu et al, 2002; Baniketel, 2003; Тамбиев и др., 2003, 2004; Trushin, 2004).
Проблема воздействия низкоинтенсивного СВЧ-излучения на живые организмы является частью общей проблемы воздействия слабых внешних факторов разной физической природы. Воздействие радиоволн миллиметрового СВЧ-диапазона низкой интенсивности успешно изучается и применяется в исследовательской и практической медицине. Исследования проводились также на микробиологических объектах, которые имеют большие перспективы (Бецкий и др., 2000; Тамбиев и др., 2002; Chilochi et al., 2011).
Промышленная микробиология сейчас определяется как использование биологических процессов на основе получения высокоэффективных форм микроорганизмов с заданными свойствами (Егоров и др., 1987). Например, установлено влияние облучения ЭМИНИ миллиметрового диапазона на жизнедеятельность микроорганизмов, в том числе на ростовые характеристики культуры (Колесников и др., 2010; Mishra et al, 2013). В работе (Chilochi et al, 2011) показано, что ЭМИНИ с =4,9, 5,6 и 7,1 мм и мощностью 10 мВт/см оказывает влияние на биосинтез внеклеточных гидролаз и жизненный цикл Aspergillus niger 33 и A. niger 33-19 CNMN FD 02А. Установлено, что эффективность воздействия зависит от параметров излучения, свойств и функционального состояния штаммов. При оптимальных параметрах облучения биосинтез и секреция внеклеточных гидролаз повысилась до 44,4 -49,4% по сравнению с контрольными группами, а в случае с A. niger 33-19 CNMN FD 02А наблюдалось ускорение цикла роста на 48 часов.
Установлено, что при облучении ЭМИНИ Е. coli К-12 на частотах 70,6 и 73 ГГц мощностью 0,06 мВт/см в буфере происходит изменение бактериальных параметров роста, рН и электропроводность среды (Torgomyan et al., 2011). Также показано, что на этих частотах ЭМИНИ при воздействии на кишечную палочку совместно с цефтриаксоном или канамицином 0,4 или 15 мкМ соответственно усилилась депрессия потока Н и К через клеточную мембрану с максимальным эффектом на частоте 73 ГГц. Наблюдалось усиление влияния М,№-дициклогексилкарбодиимида, (ингибитор FoFi-ATP-азы). ЭМИНИ на частоте 73 ГГц усилил влияние цефтриаксона на оба иона. Таким образом было показано, что ЭМИНИ совместно с антибиотиками вызывают первичные изменения транспорта ионов в клетку (Torgomyan et al., 2012).
При облучении штамма Saccharomyces carlsbergensis CNMN-Y-15 YEAST ЭМИНИ с Х=5,6 мм и мощностью 10 мВт/см установлен прирост биомассы до 25,9 -33,5% по сравнению с контролем (Usatii et al, 2010).
В работе (Ohanyan et al., 2008) показано, что штамм Enterococcus hirae АТСС9790 выращенный в анаэробных условиях в течение одного часа облучения ЭМИНИ с мощностью 0,06 мВт/см частотами от 45 до 53 ГГц приводит к уменьшению удельной скорости роста с увеличением частоты облучения. Установлено, что наблюдаемый эффект не зависит от рН среды (рН 6,0 или 8,0).
На культурах стрептомицетов: Streptomycetes canosus CNMN-Ac-02 и его вариантах S. canosus CNMN-Ac-03 (полученный после у-излучения), S. canosus CNMN-Ac-04 (полученный после комбинированного у+УФ-излучения) (Растимешина, 2001) при облучении ЭМИНИ мощностью 100 мВт/см" С Х=5,6 мм установлено изменение количества триглицеридов в липидах во всех трех изучаемых штаммах. У S. canosus CNMN-Ac-02 оно уменьшилось на 40 -80%, по сравнению с контролем, а у S. canosus CNMN-Ac-03 и S. canosus CNMN-Ac-04 наблюдалось повышение синтеза триглицеридов при экспозиции ЭМИНИ 5 и 10 мин, при этом продуктивность биомассы исходного штамма S. canosus CNMN-Ac-02 достигала до 138,8%, тогда как максимальная продуктивность биомассы S. canosus CNMN-Ac-03 и S. canosus CNMN-Ac-04 составляла 116,7 и 125,8 соответственно (Postolakyi, Boortseva, 2009).
При исследовании влияния ЭМИНИ на Enterococcus hirae АТСС9790 с частотой 51,8 и 53,0 ГГц (к=5,79 и 5,66 мм), мощностью 0,06 мВт/см установлено значительное снижение транспорта Н и К через мембрану целых клеток. При этом обнаружено, что транспорт К в клетку меньше на частоте 53. ГГц. Значительное снижение общей и ІЧ -дициклогексилкарбодиимид-АТФазной активности наблюдалось после ЭМИНИ с частотой 51,8 и 53,0 ГГц. Таким образом, авторами было показано, что воздействие ЭМИНИ на FoFi-АТР-азу вероятно играет ключевую роль (Torgomyan et al., 2013).
Методы воздействия электромагнитным излучением и экспериментальные установки для их осуществления
Развитие in vitro бактериальной культуры, обладающей чувствительностью к внешним электромагнитным излучениям, сопровождается продукцией комплекса метаболитов, ингибирующих и/ или стимулирующих собственную функциональную активность и развитие реакции бактериальной люминесценции. Оценка стимулирующего и/ или ингибирующего эффекта электромагнитного излучения низкой интенсивности может быть основана не только на учете подавления/ стимуляции роста тест-культуры, но и с помощью определения угнетения отдельных функций, качественные и количественные изменения которых поддаются объективному контролю. Люминесцентные бактерии, интенсивность свечения которых обусловлена активностью фермента люциферазы, реагируют на стимулирующее/ ингибирующее воздействие изменением интенсивности люминесценции (А. с. СССР 1335569, 1987 и А.с. СССР 1540439, 1987). Для выявления данного эффекта не требуется культивирование бактерий испытуемой и контрольной культур. Проявление указанного эффекта поддается количественному учету при кратковременной экспозиции тест-культуры. Предлагаемый способ исключает необходимость применения питательных сред, позволяет быстро оценить стимулирующее/ ингибирующее воздействие электромагнитного излучения низкой интенсивности.
В результате использования данной методики упрощаются исследования, снижается продолжительность и трудоемкость исследований.
Для осуществления предлагаемого способа были использованы бактерии штаммов «Эколюм-8», «Е. coli К12 TGI (plum)», входящие в качестве биосенсоров в состав тест-систем для определения токсичности воды и водных экстрактов из объектов окружающей среды (ТУ 6-09-20-236-93, ТУ 846-001-0453805-00), и измерительные приборы - люминометры серии «Биотоке» (ТУ 446-У-028-00-ОТУ). Указанные тест-системы комплектуются биосенсорами в виде лиофилизированных культур.
Оценка стимулирующего/ ингибирующего эффекта основана на определении измерения интенсивности биолюминесценции бактерий.
Эффект воздействия излучения выражали в виде цифрового показателя ИАА - индекс антибактериальной активности (безразмерная величина): где xi и Х2 - интенсивности свечения индикаторного штамма без и после облучения соответственно (Несчисляев и др., 2002). Обработку данных проводили с помощью программного обеспечения MS Excel.
Увеличение ИАА прямо пропорционально ингибирующему эффекту, а уменьшение - стимулирующему (Несчисляев и др., 2002). Прибор «Биотоке» позволяет автоматически вычислять ИАА И производить обработку результатов измерений ИАА путем расчета среднеарифметического значения из трех параллельных измерений (контроль-опыт) в короткий промежуток времени.
Оценивали влияния ЭМИНИ на рост культуры микроорганизмов осуществлены двумя способами. Первый - турбидиметрия бактериальной суспензии, второй способ - определение выживаемости микроорганизмов (определение количества живых микроорганизмов).
Оборудование и метод для исследования ростовых характеристик культуры с помощью определения оптической плотности
Выполнены исследования методом измерения оптической плотности (раздел 3.2) на приборе Densi-La-Meter II (Эрба Рус) и КФК-3 (ЗОМЗ). Прибор Densi-La-Meter снабжен программируемым оптическим блоком для пробирок, панелью управления и дисплеем. Частью оптического блока является механическая часть, которая вращает пробирку в процессе измерения. Окончательный результат рассчитывается автоматически, как среднее арифметическое по шести измерениям.
Программное обеспечение прибора позволяет выбрать необходимый рабочий диапазон измерения. Измерение происходит во время автоматического поворота пробирки, что позволяет уменьшить ошибку измерения при неравномерной толщине стенок пробирки. На дисплее отображается результат как среднее арифметическое шести измерений в единицах Мак-Фарланда.
Исходя из данных производителя (Densi-La-Meter), для исследования бактериальной суспензии использовались стерильные одноразовые пластиковые пробирки, которые прилагаются вместе с прибором. Для пересчета единиц Мак-Фарланда в концентрацию клеток/ мл использовалась формула:
Для использования и определения наиболее достоверных данных по росту культур на приборе необходимо, чтобы микробные клетки находились во взвешенном состоянии. Для этого перед каждым измерением забор тщательно взбалтывался круговыми движениями без образования пузырьков, после чего около Vi мин образец отстаивался для выхода остаточных пузырьков воздуха, которые могут исказить результат. Сущность метода заключается в том, что взвешенные микробные клетки нарушают прохождение света через исследуемый образец и создают количественную характеристику, называемую оптической плотностью.
Проходящий через абсолютно чистую жидкость луч света остается практически неизменным, хотя, даже в абсолютно чистой воде, молекулы вызывают рассеяние света на некоторый, хоть и очень малый, угол. В результате, если в образце присутствуют взвешенные твердые частицы, то результат взаимодействия образца с проходящим светом зависит от размера, формы и состава частиц, а также от длины волны (цвета) падающего света (рис. 5).
Оборудование и методы для проведения атомно-силовой микроскопии
В серии из 4 экспериментов брали образцы питательной среды МРС-1 (раздел 2.2). Среду МРС-1 разливали в кварцевые кюветы. Кварц является наиболее подходящим материалом, т.к. имеет большой коэффициент поглощения СВЧ-излучения миллиметрового диапазона. Это означает, что при облучении среды не будет возникать шумовых частот. Образцы разделили на 5 групп: 1 - контрольная проба, 2 - проба, подвергшаяся излучению с Х=8,14 мм, 2 - проба, подвергшаяся излучению с Х=7,\ мм, 4 - проба, подвергшаяся излучению с Х=5,6 мм, 5 - проба, подвергшаяся излучению с Х=4,9 мм. Облучение проводили в течение 60 минут.
После пробы подвергались спектрофотометрическому анализу (раздел 2.7). Проведенные опыты по определению влияния ЭМИНИ миллиметрового диапазона на оптическую плотность питательной среды сделаны с целью уточнения первичных механизмов. Спектроскопия в УФ области изучает переходы между молекулярными уровнями, образованными электронами валентных оболочек атомов в молекулах (Suzuki et al., 2007; Gunasekaran et al., 2008). Данный эксперимент является продолжением предыдущих исследований влияния ЭМИНИ миллиметрового диапазона, которые показали, что энергия излучения может вызывать изменения интенсивности люминесценции сенсорной системы и рост культуры В. bifidum. Для того, чтобы проверить, что ключевую роль в процессе воздействия нетеплового электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на живую материю играет динамика межфазных процессов на гидрофильных поверхностях проведен анализ полученных спектров поглощения стерильной свежеприготовленной питательной среды МРС-1 сразу после облучения.
В опыте гидрофильными поверхностями выступали стенки кварцевой кюветы, а также преимущественно поверхности гидрофильных веществ, входящих в состав питательной среды МРС-1. После облучения СВЧ-излучением на всех ддинах волн наблюдался гипохромный эффект, а также гипсохромные и батохромные сдвиги в УФ-диапазоне (рис. 23, 24, 25, 26). Наличие гипохромного эффекта19 означает, что среда становится более прозрачной для УФ-диапазона.
Данные о снижении оптической плотности при облучении СВЧ-излучением миллиметрового диапазона были получены группой ученых из МГУ им. Ломоносова на культуре одноклеточной зеленой водоросли Scenedesmus quadricauda (Тапочка и др., 1998). Установлено несколько более или менее ярко выраженных максимумов снижения оптической плотности на ддинах волн 290, 335, 435 и 480 нм. Показана стабилизация и увеличение гипохромизма с увеличением возраста культуры. Авторы публикации связывают наблюдаемые эффекты с увеличением фракции связанной воды и стабилизации ее свойств в процессе роста культуры.
Гипохромный эффект (гипохромизм) - изменение интенсивности поглощения в результате конформационных перестроек [Bakowska et al., 2003]. Стоит отметить, что спектры поглощения облученной питательной среды схожи, что свидетельствует об одинаковых процессах, происходящих в среде под действием этих длин волн. На спектре отчетливо видно, что пики поглощения, соответствующие 234, 252 и 264 нм, сильно снижаются после облучения. Небольшие пики в контроле на длине волны 243 и 352 нм также незначительны после облучения (рис. 23, 24, 25, 26). Пик поглощения при Х=234 нм соответствует: гетероциклам с атомами серы и -SH (переход п — я ), пик поглощения при Х=252 нм соответствует бензольному кольцу, гетероциклам с атомом азота, - NH2 (переход п — я ), -S-S-(переход п — а ), пик поглощения при Х,=264 нм соответствует N-концевым аминокислотным остаткам в виде фенилтиогидантоинов, нитросоединениям
В результате анализа спектров, можно утверждать, что основными молекулами, которые отвечают за спектральные характеристики, являются аминокислоты и азотистые основания, входящие в состав питательной среды. Поглощение на Х=234 нм соответствует гидроперекисям (Уметалиев и др., 2007), образовавшимся в процессе аутолиза и гидролиза, 252 нм - гистидину и пистеину, 264 нм - тимину, цитозину, фенилаланину (Моор, 1981). Погрешность измерения составляла не более 4,6 %.
Согласно правилам абсорбционной спектроскопии в биохимии (Фрайфельдер, 1980), когда молекулы помещаются в более полярное окружение, оптическая плотность снижается. Снижение оптической плотности под воздействием миллиметрового СВЧ-излучения приводит к сильному гипохромизму во всех пробах, подвергшихся облучению (рис. 23, 24, 25, 26), это означает, что биомолекулы питательной среды ренатурируют (Chen et al., 2012). Схожие результаты снижения оптической плотности были получены группой из МГУ им. М.В. Ломоносова при облучении СВЧ-излучением миллиметрового диапазона (Х=5 мм, время облучения 30 мин) культур Scenedesmus quadricauda (Тапочка и др., 1998). В подтверждение изменения конформации биополимеров из-за изменения их полярного окружения показывают эксперименты с дистиллированной и бидистиллированной водой, в ходе которых обнаружено пролонгированное увеличение оптической плотности воды в ультрафиолетовой части спектра, что связано с возбуждением электронной конфигурации молекул воды (Тапочка, 2013).
Изучение межфазных процессов на поверхности клеток
Благодаря уникальным свойствам - изменять ростовые характеристики культур микроорганизмов (Гамаюрова и др., 2003; Ohanyan et al, 2008; Usatii et al, 2010; Torgomyan et al, 2012; Mishra et al, 2013), транспорт веществ через мембрану клеток и активность FoFi-ATP-азы (Torgomyan et al., 2013), влиять на биосинтез внеклеточных гидролаз (Chilochi et al., 2011), зимазную и мальтазную активность (Гамаюрова и др., 2003), изменять чувствительность к антибактериальным веществам (Torgomyan et al., 2012), количество триглицеридов в липидах (Postolakyi, Boortseva, 2009), снижать эффект воздействия гелиогеофизических факторов на живые организмы (Бабаева, Рогачева, 2012) ЭМИНИ имеет перспективу широкого применения в различных микробиологических и биотехнологических процессах (Глыбочко и др., 2007; Debouzy et al., 2007), в том числе в производстве пробиотиков. Известным наиболее успешным примером использования ЭМИНИ миллиметрового диапазона в микробиологической промышленности является оптимизация производственных процессов на Московском экспериментальном пивоваренном заводе ВНИИ безалкогольной промышленности и продуктов брожения (Тамбиев и др., 2003). В последние годы появились генераторы и анализаторы спектра ЭМИНИ компании Agilent Technologies, которые способны перестраиваться по X в миллиметровом диапазоне, что открывает новые горизонты в научно-исследовательских работах по изучению влияния ЭМИНИ на живые системы. Успешным примером использования ЭМИНИ в инфракрасном диапазоне являются ферментеры/ биореакторы LAMBDA Minifor, имеющие в своей конструкции инфракрасный нагревательный элемент для подогрева питательной среды (LAMBDA MINIFOR).
В данной работе изучена возможность определения воздействия ЭМИНИ с помощью сенсорной биолюминесцентной системы при подборе оптимальных режимов облучения. Исследовано развитие реакции биолюминесценции сенсорной системы «Эколюм-8» на облучение различными видами ЭМИНИ. Установлено, что влияние ЭМИНИ на реакцию люминесценции носит пролонгированный характер. При воздействии СВЧ-излучением миллиметрового диапазона при А=4,9, 5,6, 7,1 наблюдалось более сильное свечение по сравнению с Х=8,14 и различными режимами на 1=850 -890 нм. Некоторые ученые считают, что данные частоты являются резонансными (Девятков, 1973; Синицын, 2007; Колесников и др., 2010) или имеют максимальный коэффициент абсорбции молекулами, которые присутствуют в живой материи в большом количестве и которые способны одновременно поглощать и аккумулировать энергию ЭМИНИ (Pollack et al., 2009).
Встречающиеся в научной литературе сведения об эффектах (увеличение роста биомассы, изменение активности ферментов и др.), оптимальных режимах облучения ЭМИНИ, необходимых для различных микроорганизмов, позволяют констатировать, что до сих пор не существует единого общепризнанного механизма влияния ЭМИНИ на живые системы. Вероятно данная ситуация сохраняется до сих пор из-за междисциплинарности и дороговизне оборудования. Наиболее логичной и убедительной теоретической моделью для описания процессов, происходящих под воздействием ЭМИНИ, является современная фазовая теория (Ling, 1992; Trevors et al, 2012).
Согласно полученным данным о влиянии лазерного ИК-излучения с различной частотой модуляции совместно с некогерентным ИК-излучением светодиодов на уровень биолюминесценции сенсорной системы (раздел 3.1.2), можно предположить, что молекулы-акцепторы в клетках имеют порог насыщения. Пороговое значение является точкой бифуркации. Различные порции энергии, сообщаемые молекулам-акцепторам в зависимости от частоты модуляции, приводят к различным эффектам. Для стимуляции люминесценции должна быть большая частота модуляции с меньшей продолжительностью облучения или большее время экспозиции с меньшей частотой модуляции (рис. 11,12,13). Наблюдалось выраженное ингибирование люминесценции при больших временах и частотах модуляции. Установлено, что облучение сенсорной биолюминесцентной системы ИК-излучением при 1=850 -890 нм в течение 10 мин приводит к снижению эмиссии фотонов. При увеличении частоты модуляции 0,6 кГц до 5 кГц наблюдалось снижение свечения (рис. 13), критерий оптимизации Kj=—0,17 и -2,12 соответственно (табл. 3). Противоположная картина наблюдалась при облучении в течение 2 мин (увеличение уровня люминесценции при увеличении частоты модуляции). При обработке ИК-излучением с частотой модуляции 0,6 кГц - К{=0,46, а при частоте 5 кГц - КІ=2,65 (табл. 3). С позиции квантовой электродинамики накачка энергией молекул не может быть бесконечной и происходит только до метастабильного уровня. Сообщение дополнительной порции энергии приводит к индуцированным квантовым переходам с возбужденного метастабильного уровня до основного, что снижает энергию молекулярной системы в целом.
Согласно последним исследованиям на экспериментальных моделях с мембранами (Zheng et al, 2006; Klimov et al, 2007; Chai et al, 2009) установлено, что молекулами-акцепторами преимущественно являются молекул воды. ЭМИНИ способно индуцировать рост адсорбированной фазы на гидрофильных поверхностях, в связи с этим сообщенная энергия может аккумулироваться при условии динамики межфазных переходов в виде градиента AfiH и расходоваться на полезную работу (Schurr, 2013).
Предполагается, что механизм влияния ИК-излучения на живые системы схож с механизмом влияния СВЧ-излучения миллиметрового диапазона. Однако кванты ИК-излучения имеют большую энергию и другие молекулы-акцепторы помимо молекул воды. Взаимодействие системы с внешним излучением ИК-диапазона (взаимодействие эндогенных и экзогенных флуктуации) и погружение ее в неравновесные условия может стать исходным пунктом в формировании новых динамических состояний - диссипативных структур.
