ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ НА ПЛАЗМУ КРОВИ ЛАБОРАТОРНЫХ КРЫС

Шебзухов А.А.¹, Василиади Р.В.², Уруджев А.К.³, Симонян Д.А.⁴, Гаджиев З.Х.⁵

¹Студент, Физико-технический факультет, ²Cтудент, Физико-технический факультет, ³ORCID: 0000-0002-1758-2436, студент, Физико-технический факультет, ⁴ORCID: 0000-0001-9633-7043, студент, Географический факультет, ⁵ORCID: 0000-0003-2123-1097, студент, Географический факультет, Кубанский Государственный Университет

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ НА ПЛАЗМУ КРОВИ ЛАБОРАТОРНЫХ КРЫС

Аннотация

В данной работе исследовалось влияние ЭМП НЧ (электромагнитное поле низкой частоты) частотой от 5 Гц до 50 Гц на плазму крови лабораторных крыс. Для этого на хемилюминометре LUM-5773 исследовалась хемилюминесценция облучённых соответствующей частотой образцов разбавленной в 10 раз физраствором (NaCl 0,9%) плазмы крови, и с последующей стимуляцией образцов, разбавленной в столько же раз, как и плазма, перекисью водорода H2O2 с концентрацией 3%, для наиболее выраженного и ускоренного наблюдения протекания реакции окисления.

Ключевые слова: хемилюминесценция, плазма крови, электромагнитное поле низкой частоты.

Shebzuhov A.A., Vasiliadi R.V., Urudzhev A.K.³, Simonjan D.A.⁴, Gadzhiev Z.H.⁵

¹Student, Physics and Technology Faculty, ²student, Physics and Technology Faculty, ³ORCID: 0000-0002-1758-2436, Student, Physics and Technology Faculty, ⁴ORCID: 0000-0001-9633-7043, Student, Faculty of Geography, ⁵ORCID: 0000-0003-2123-1097, Student, Faculty of Geography, Kuban State University

EFFECT OF ELECTROMAGNETIC FIELD ON LOW FREQUENCY BLOOD PLASMA OF LABORATORY RATS

Annotation

In this paper we investigated the effect of EMF LF (low frequency electromagnetic field) frequency of 5 Hz to 50 Hz in the blood plasma of laboratory rats. For this purpose chemiluminometer LUM-5773 was investigated chemiluminescence irradiated appropriate frequency samples diluted 10 times with physiological saline (NaCl 0,9%) in blood plasma and followed by stimulation with samples diluted in the same number of times as the plasma, the hydrogen peroxide with the concentration of H2O2 3 %, and most pronounced for the accelerated oxidation reaction flow observations. 

Keywords: chemiluminescence, blood plasma, the electromagnetic field of low frequency.

Известны многочисленные работы, в которых показана возможность изменения физико-химических свойств биосистем различных типов при воздействии электромагнитного поля низкой частоты (ЭМП НЧ) [1 - 5].

Подготовка образцов. Плазма отделялась от цельной крови путем центрифугирования, в течении 15 мин прогонялась со скоростью центрифуги равной 1500 об/мин. По окончанию центрифугирования была получена чистая плазма. Для увеличения количества образцов плазма разбавлялась 10 раз 0,9% раствором хлорида натрия (NaCl). Далее полученный раствор распределялся дозатором по 10 эппендорфам. Для стимуляции образцов при измерении хемилюминесценции приготовили разбавленный 10 раз раствор 3% перекиси водорода (H₂O₂).

Облучение образцов ЭМП. Каждый эппендорф загружался в соленоид для получения однородного ЭМП с полостью для эппендорфов. После помещения эппендорфа в соленоид, она помещалась в экранированную камеру для защиты соленоида от воздействия магнитного поля земли согласно работе. Соленоид подключается к генератору ГЗ-118, затем вся система подключается к осциллографу для стабильного наблюдения за частотой. Далее все 10 эппендорфов с образцами облучались в течении 10 мин в ЭМП соленоида (защищённого от ЭМП земли в экранированной камере) частотой от 5 Гц до 50 Гц под напряжение 0,2 мТл, каждый эппендорф облучался с интервалом в 5 Гц при температуре 24 – 26⁰С, такое воздействие, непосредственно на плазму крови, носит характер in vitro. Для получения большего эффекта от облучения, облучённый образец сразу загружался в кюветное отделение хемилюминометра для дальнейшей регистрации хемилюминесценции.

Способ регистрация хемилюминесценции. Регистрация хемилюминесценции производилась на хемилюминометре LUM-5773. Кювета с исследуемым образцом помещается в кюветное отделение хемилюминометра и закрывается сверху светонепроницаемым миксером. В качестве кюветы использовали стеклянные кюветы, диаметром 10±1 мм и высотой от 30 до 70 мм. Степень прозрачности кюветы практически не влияет на интенсивность измерений, так как свет от измеряемых химических и биологических образцов является рассеянным и распространяется во всех направлениях одинаковой интенсивностью. Хемилюминометр LUM-5773 позволяет использовать два режима измерения: относительные и абсолютные измерения. Для проведения регистрации изменения интенсивности хемилюминесценции плазмы крови, в зависимости от частоты облучения, на хемилюминометр LUM-5773 использовался относительный режим измерений.

При установленных параметрах бала снята хемилюминесценция кюветы наполненной 200 мкл дистиллированной водой до установления стабильного значения, выступающая в качестве относительной калибровки прибора, интенсивность свечения которой приведена ниже (Рис. 1).

Рис. 1 – Интенсивность хемилюминесценции кюветы с дистиллированной водой

 

Продолжительность снятия интенсивности хемилюминесценции кюветы составила 370 с. Замечено, что для каждого графика: фона, дистиллированной воды и стимулированного ЭМП НЧ образцов в начале имеется некий всплеск хемилюминесценции. Величины интенсивности фотоимпульсов хемилюминесценции дистиллированной в прямой части графика воды имеют следующие средние значения от 0,018 эВ до 0,022 эВ, с флуктуацией от 0,016 эВ до 0,028 эВ. В качестве контрольной была выбрана величина интенсивности хемилюминесценции дистиллированной воды. Видно, что в прямой части графика среднее значение фотоимпульсов пустой кюветы лежит в диапазоне от 0,004 эВ до 0,006 эВ.

Исследование хемилюминесценции образцов стимулированных ЭМП НЧ и H₂O_2. В кювету хеолюминометра LUM-5773 помещалось 200 мкл облечённого образца и в течении 300 секунд снималась хемилюминесценция образцов стимулированных только ЭМП НЧ, затем встроенным катетером в хемилюминометре к образцу добавлялась стимуляция H₂O₂ и в течении 400 – 500 секунд снималась хемилюминесценция. Хемилюминесценция всех образцов снималась при температуре 24 ⁰С. Регистрация хемилюминесценции продолжалась до установления стабильного значения, для образцов, стимулированных только ЭМП НЧ стабильное значение устанавливалось уже на 300 с, а для образцов, стимулированных ЭМП НЧ и H₂O₂ устанавливалось уже на 400 с.

Начальный максимальный всплеск хемилюминесценции, интенсивность хемилюминесценции после спада, флуктуация образцов стимулированных ЭМП НЧ в соответствующих частотах представлена ниже (таб. 1).

Таблица 1 – Интенсивность хемилюминесценции и флуктуация образцов стимулированных ЭМП НЧ

Частота, Гц	Начальный всплеск хемилюминесценции, эВ	Интенсивность хемилюминесценции после спада, эВ		Флуктуация, эВ
	max	От	До	От	До
5	0,041	0,022	0,024	0,0185	0,0291
10	0,0305	0,023	0,025	0,0191	0,0315
15	0,03	0,022	0,024	0,0185	0,0291
20	0,0305	0,022	0,024	0,0175	0,0295
25	0,0385	0,023	0,025	0,0185	0,0291
30	0,0355	0,023	0,025	0,0181	0,0291
35	0,049	0,024	0,026	0,0195	0,0325
40	0,0745	0,029	0,031	0,0251	0,0431
45	0,0685	0,032	0,034	0,0271	0,0442
50	0,042	0,026	0,028	0,0225	0,0345

 

В каждом полученном графике, приведённом наблюдается всплеск хемилюминесценции и дальнейший его экспоненциальный спад, до установления стабильного значения. Стоит отметить, что данный всплеск, в начале менее важен чем установившийся после всплеска стабильное значение хемилюминесценции. Из таблицы 1 видно, что максимальный всплеск хемилюминесценции вначале наблюдается в образцах облучённого частотой 40 Гц и 45 Гц, которая отличается от максимального всплеска хемилюминесценции других образцов и от дистиллированной воды в 2 раза. Не сильное отличие начального всплеска и среднего значения интенсивности хемилюминесценции воды и облучённой частотами от 5 Гц до 50 Гц с шагом в 5 Гц плазмы крови обусловлено тем, что плазма крови на 90% состоит из воды. А хоть какое-то отличие от значений интенсивности хемилюминесценции фона и воды имеет из-за содержания в плазме крови 8% белка и 2% органических и минеральных соединений.

Далее ко всем образцам через катетер хемилюменометра LUM-5773 добавлялась 20 мкл приготовленного раствора перекиси водорода. Начальный максимальный всплеск хемилюминесценции, интенсивность хемилюминесценции после спада, флуктуация образцов стимулированных ЭМП НЧ и H₂O₂ в соответствующих частотах представлена ниже (таб. 2).

Таблица 2 – Интенсивность хемилюминесценции и флуктуация образцов стимулированных ЭМП НЧ и H₂O₂

Частота, Гц	Начальный всплеск хемилюминесценции, эВ	Интенсивность хемилюминесценции после спада, эВ		Флуктуация, эВ
	max	От	До	От	До
5	0,127	0,038	0,040	0,0275	0,0525
10	0,083	0,041	0,043	0,0305	0,0595
15	0,0605	0,037	0,039	0,0295	0,0485
20	0,071	0,039	0,041	0,0285	0,0491
25	0,0835	0,039	0,041	0,0285	0,0511
30	0,079	0,039	0,041	0,0285	0,0515
35	0,089	0,039	0,041	0,0275	0,0561
40	0,0675	0,039	0,041	0,0285	0,0561
45	0,0785	0,039	0,041	0,0291	0,0521
50	0,067	0,038	0,040	0,0281	0,0521

 

Из таблицы 1 и таблицы 2 видно, что начальный максимальный всплеск хемилюминесценции, практически всех образцов, увеличился в 2 раза после стимуляции раствором H₂O₂. В результате взаимодействия свободного радикала (H-O), присутствующего в соединении H₂O₂, с плазмой крови резко увеличивается количество протекания экзотермических реакций окисления, следствием чего и является всплеск, видимый на графике, превосходящий по интенсивности всплеск, даваемый просто воздействием ЭМП в 2 раза. Исходя из полученных результатов в таблицах 1 и 2 видно, что на образцах, стимулированных просто ЭМП НЧ и со стимуляцией раствором H₂O₂ максимальное значение всплеска хемилюминесценции получено на частотах начиная с 35 Гц до 45 Гц, что говорит о их наибольшем эффекте воздействия.

Анализ экспериментальных данных. На основе полученных экспериментальных данных можно сделать вывод, что во взятом частотном диапазоне ЭМП оказалось различное влияние на плазму крови выделенной из цельной крови, в зависимости от частоты ЭМП. При добавлении дополнительного химического активатора (H₂O₂), взаимодействующим со всем перекисным числом, содержащимся в исследуемом образце, которое как раз и способствует протеканию реакций окисления вызывающих сверх слабое свечение – хемилюминесценцию, эффект воздействия был более выражен, о чем говорит колоссальный всплеск интенсивности свечения, в первые секунды регистрации хемилюминесценции.

Тот факт, что начальный всплеск хемилюминесценции облученных, ЭМП от 35 Гц до 45 Гц плазмы крови, превышает интенсивность хемилюминесценции взятого нами контроля, почти в 2 раза и в 4 раза со стимуляцией раствором H₂O₂, свидетельствует о наличии воздействия ЭМП на плазму крови и стимуляции его к протеканию реакций окисления. На основании этого можно сделать вывод о негативном воздействии ЭМП на экспериментальный образец (плазму крови). Чем ярче исследуемое свечение, тем быстрее протекает реакции с выделением энергии. Таким образом наибольшее негативное влияние на плазму крови оказали частоты от 35 Гц до 45Гц с интервалом в 5Гц, а наименьшее влияние на плазму крови оказала ЭМП частотой в 15 Гц так как при этой частоте интенсивность фототоков оказалась самой меньшей, и составило 0,03 эВ для стимулированного только ЭМП, и 0,0605 эВ для стимулированного ЭМП и раствором H₂O₂.

Литература

1. Бинги В.Н. Принципы электромагнитной биофизики. М.: Физматлит, 2011. С. 32-39.
2. Tekutskaya E. E., Barishev M. G., Ilchenko G. P. The Effect of a Low Frequency Electromagnetic Field on DNA Molecules in Aqueous Solutions // Biophysics, 2015, Vol. 60, No. 6, pp. 913–916.
3. Текуцкая Е.Е., Васильев Ю.А., Храмцова А.А. Исследование воздействия электромагнитного излучения низкой частоты на активность лимфоцитов // Российский иммунологический журнал. – 2014. Т.8(17), - № 3. – С. 466-469.
4. Текуцкая Е.Е., Чебочинов К.В., Ильченко Г.П. Триптофановая флуоресценция плазмы крови под действием электромагнитного поля низкой частоты / Научные труды VII International Congress «Low and Superlow Fields and Radiations in Biology and Medicine» – Санкт-Петербург, 7-11 сентября 2015. – С. 96-97.

References

1. Bingi V.N. Principy jelektromagnitnoj biofiziki. M.: Fizmatlit, 2011. S. 32-39.
2. Tekutskaya E. E., Barishev M. G., Ilchenko G. P. The Effect of a Low Frequency Electromagnetic Field on DNA Molecules in Aqueous Solutions // Biophysics, 2015, Vol. 60, No. 6, pp. 913–916.
3. Tekuckaja E.E., Vasil'ev Ju.A., Hramcova A.A. Issledovanie vozdejstvija jelektromagnitnogo izluchenija nizkoj chastoty na aktivnost limfocitov // Rossijskij immunologicheskij zhurnal. – 2014. T.8(17), - № 3. – S. 466-469.
4. Tekuckaja E.E., Il'chenko G.P., Chebochinov K.V. Triptofanovaja fluorescencija plazmy krovi pod dejstviem jelektromagnitnogo polja nizkoj chastoty // Nauchnye trudy VII International Congress «Low and Superlow Fields and Radiations in Biology and Medicine». – Sankt-Peterburg, 2015. – S. 96-97.