|
Краткое содержание статей:
Девятков Н.Д.
Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона длин волн на биологические объекты. – УФН, 1973, т. 110, вып. 3, с. 453-454.
В институте Радиофизики и Электроники АН УССР (г. Харьков) закончена разработка генераторов миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн типа лампы обратной волны, дающих возможность плавно изменять частоту генерируемых колебаний в широких пределах…
Начиная с 1965 г. в ряде организаций СССР начались систематические исследования воздействия мм волн на биологические объекты. Исследования проводились с мощностями ЭМИ не более единиц мВт/см2.
«… Почти на всех исследуемых биологических объектах было установлено, что:
а) эффект воздействия сильно зависит от частоты СВЧ-колебаний,
б) в определенных пределах величины СВЧ-мощности эффект воздействия слабо зависит от изменения мощности на порядки величин,
в) наблюдается значительная зависимость эффектов от времени облучения…».
Выявлено, что воздействие ММ ЭМИ на микроорганизмы может быть как положительным, так и отрицательным в зависимости от используемых частот. Например, 15-ти часовое воздействии на культуру дрожжей (Phodotorula Rubea) на длине волны 7,18 мм приводило к стимуляции процесса деления, а на длинах волн 7,16; 7,17 и 7,19 мм – к подавлению процесса деления.
Базанова Э.Б., Брюхова Р.Л., Веленская Э.А. и др..
Некоторые вопросы методики и результаты экспериментального исследования воздействия СВЧ на микроорганизмы и животных. – УФН, 1973, т. 110, вып. 3, с. 455-456.
Исследование взаимодействия ММ ЭМИ с микроорганизмами:
1) Эффекты не критичны к плотности потока мощности (ППМ):
- начало эффектов наблюдается при ППМ ~ 0,01 мВт/см2;
- нет существенного изменения эффектов при увеличении ППМ до 5 порядков, т.е. до начала тепловых эффектов;
- обычный нагрев не давал аналогичных эффектов.
2) Эффекты зависят от времени облучения:
- увеличение эффектов при увеличении времени воздействия, но затем наступает насыщение.
Таким образом, изменение мощности и времени действует по разному, т.е. нет прямой зависимости от дозы
3) Эффекты зависят от частоты ММ ЭМИ:
- острорезонансная зависимость – ширина полос, соответствующих определенному эффекту воздействия, в зависимости от объекта и теста, изменяется от долей до единиц %.
Исследование взаимодействия ММ ЭМИ с животными – наблюдается такой же эффект, но пороговая величина ППМ выше.
Идентификация эффектов производится по биологическому действию. Исследование спектров поглощения или испускания, с помощью методов, принятых в радиотехнике и физике, в данном случае ничего не давали.
Результаты:
1) Проведено КВЧ-воздействие на грибы Asp. aryzal по формуле [КВЧ-Э* : 6,6 мм : ППМ 0,1 мВт/см2 : 120 мин: 10 раз]. Под действием ЭМИ произошло увеличение образования протеаз с фибринолитическим дей- ствием 1,5 – 2 раза.
Эффект наследственно закреплен и сохраняется до 6 месяцев. Рост фибринолитической активности не сопровождался увеличением биомассы.
2) Проведено КВЧ-воздействие на культуру стафилококков (штамм 209) по формуле [КВЧ-Э : 7,08 мм : ППМ 0,1 мВт/см2 : 60 мин : N раз].
По ходу эксперимента последовательно исчезали:
- гемолитическая активность,
- способность коагулировать плазму,
- лецитиназная активность,
- золотистая пигментация.
3) На раневую поверхность (8 х 8 см), подготовленную на спине кролика и зараженную стафилококком (штам 209), проведено КВЧ-воздействие по формуле [КВЧ-Э : (7,08 мм : ППМ 0,1 мВт/см2): 20 минут: еже- дневно].
Произошло снижение высеваемости стафилоккокков и сокращение сроков заживления на 20 %. В крови выявлен умеренный лейкоцитоз нейтрофильного характера.
Севастьянова Л.А.
Исследование влияния радиоволн сверхвысокой частоты миллиметрового диапазона на костный мозг мышей. – УФН, 1973, т. 110, вып. 3, с. 456-458. (+ графики)
Предварительное облучение животных (мышей) ММ ЭМИ снижает повреждающее действие на костный мозг ионизирующего излучения и токсичных противоопухолевых химиопрепаратов (хризомаллин, сарколизин).
В эксперименте [КВЧ-Э : «мыши» : 7,1 мм : ППМ 1,0 ~ 75,0 мВт/см2 : 15 ~ 120 мин] оценивался протекторный эффект ММ ЭМИ, вычисляемый как соотношение между количеством сохранившихся клеток костного мозга в эксперименте и в контроле (N/No). Выявлена определенная зависимость наблюдаемых эффектов от различных параметров КВЧ-воздействия.
1) Плотность потока мощности (в диапазоне от 1,0 до 75,0 мВт/см2):
- при ППМ до 9,0 мВт/см2 эффект не наблюдается, т.е. это пороговое значение мощности,
- при ППМ от 10,0 мВт/см2 появляется протекторный эффекть, достигающий 85 %,
- при ППМ возрастающем от 10,0 до 75,0 мВт/см2 гемопротекторный эффект не изменяется.
- при возрастании ППМ от 10,0 до 75,0 мВт/см2 отмечается постепенное повышение температуры в области воздействия, в то время как гемопротекторный эффект не изменяется.
Таким оборазом, нет корреляции между повышеннием температуры и протекторным эффектом. Минимальная эффективная величина мощности равна 10 мВт/см2.
2) Длительность воздействия (в диапазоне от 15 до 120 минут):
- Эффект начинает появляться через 15 ~ 30 минут («пороговое время»),
- Достигает максимальной величины через 60 минут,
- Дальнейшее КВЧ-воздействие не приводит к увеличению протекторного эффекта.
Таким оборазом, минимально-эффективное время воздействия – 60 минут.
3) Частота ММ ЭМИ (в диапазоне длин волн от 6,6 до 7,7 мм):
- Протекторный эффект имел максимальное значение (до 85 %) на длинах волн: 6,7; 6,82; 7,26; 7,7 мм и в диапазоне 7,09 ~ 7,16 мм.
- Протекторный эффект отсутствовал на длинах волн: 6,6; 6,85; 7,0; 7,07; 7,17; 7,19 и 7,4 мм.
Таким образом, защитное действие ММ ЭМИ имеет выраженный частотнозависимый характер: оптимальные частоты – в диапазоне 7,09 ~ 7,16 мм
Смолянская А.З.,
Виленская Р.Л. Действие электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на функциональную активность некоторых генетических элементов бактериальных клеток. – УФН, 1973, т. 110, вып. 3, с. 458-460. (+графики)
Исследовалось действие ММ ЭМИ на внутриклеточные системы E. Coli, обусловливающие у бактерий синтез веществ (в частности колицин), приводящих к гибели клетки.
Коли-фактор относится к внехромосомным генетическим элементам. Обычно, функция активации коли-фактора депрессирована. Ее активация приводит к синтезу колицина – белка, вызвающего гибель клетки. Колицин обладает антибактериальным действием по отношению к другим бактериям того же или близкого вида.
Объектом исследования были E. coli, штамм С600 (E1) и чувствительный к его колицину штамм E. coli, K128.
Активность синтеза колицина определялась методом лакун: при котором производится подсчет числа отдельных синтезирующих колицин бактерий.
Эффект оценивался по коэффициенту индукции (Ки), который определялся соотношением частоты лакунообразования в опыте к частоте лакунообразования в контроле по формуле:
где,
Ло – количество клеток, образующих колицин в эксперименте,
Ко – общее количество колициногенных клеток в эксперименте,
Лк – количество клеток, образующих колицин в контроле,
Кк – общее количество колициногенных клеток в контроле,
В результате эксперимента выявлены следующие закономерности:
1) Количество клеток, синтезирующих колицин, резко увеличивалось (в среднем, на 300 %) при облучении колициногенного штамма ММ ЭМИ определенной длины: 5,8; 6,5 и 7,1 мм. Длины волн 6,15 и 6,57 мм такого эффекта не давали.
Более детальное исследование частотного диапазона 6,50 – 6,59 мм выявило наиболее «активные» волны (6,57 мм) и «негативные» волны (6,57 мм). – схема.
2) Эффект зависел от времени КВЧ-воздействия (λ= 6,5; 5,8 и 7,1 мм):
- отсутствие эффекта при воздействии менее 30 минут,
- облучения в течение 60 минут увеличивает количество клеток, синтезирующих колицин, в 1,5 – 2 раза,
- 120 минутное облучение дает максимальный эффект.
3) Эффект зависел от температуры проведения КВЧ-облучения:
- при t = + 20 оС отсутствие эффекта при воздействии менее 30 минут,
- при t = + 37 оС эффект появляется уже через 30 минут.
4) Эффект зависит от плотности потока мощности:
- минимальное значение ППМ, после которого происходит увеличение коэффициента индукции равно 0,001 мВт/см2,
- после достижения ППМ 0,01 мВт/см2 происходит резкое увеличение коэффициента индукции до 3,5.
- увеличение ППМ до с 0,01 до 1,0 мВт/см2 (т.е. в 100 раз) не сопровождалось увеличением коэффициента индукции.
В эксперименте и контроле изменения температуры были одинаковые, что позволило сделать вывод о нетепловом характере наблюдаемого эффекта.
Кондратьева В.Ф., Чистякова Е.Н., Шмакова И.Ф. и др., Влияние радиоволн миллиметрового диапазона на некоторые свойства бактерий. – УФН, 1973, т. 110, вып. 3, с. 460-461.
Объект исследования – бактерии:
3 штамма Cl. sporogenes (спорогенес) - анаэробы,
2 штамма Cl. histolyticum (гистоликум) - анаэробы,
3 штамма Bact. Prodigiosum (продигиозум) - аэробы.
В эксперименте [КВЧ-Э : 7,20 мм : 180 мин : 20 раз] исследовались следующие параметры бактерий: морфология, спорообразование (у анаэробов), характер роста в средах, сахаролитические свойства, протеолитические свойства, антигенные свойства и патогенность.
Cl. sporogenes и Cl. histolyticum после облучения стали мельче в 2 раза, снизилась или была потеряна их способность к спорообразованию, изменился рост на питательных средах. Протеолитическая активность снизилась, а сахаролитическая – не изменилась.
Изменились антигенные свойства: облученные культуры стали агглютинироваться в 2-4 раза меньших титрах, чем в контроле. В реакции преципитации, антигены из облученных культур давлаи положительные результаты в меньших (в 1-3 раза) разведениях, чем в контроле. Интенсивность реакции была слабее.
Вирулентность Bact. prodigiosum снизилась, что проявилось в повышении выживаемости кроликов, зараженных облученными культурами в различных разведениях.
Исследовалось влияние различной длины ММ ЭМИ в диапазоне 7,10 – 7,20 мм (7,10; 7,15; 7,16; 7,17, 7,18, 7,19, 7,20 мм) на выживаемость бактерий: выживаемость бактерий была ниже во всех исследованиях, но максимальное снижение отмечено на длине волны 7,15 мм.
Манойлов С.Е., Чистякова Е.Н., Кондратьева В.Ф., Стрелкова М.А.,
Влияние электромагнитных волн миллиметрового диапазона на некоторые стороны белкового метаболизма бактерий. – УФН, 1973, т. 110, вып. 3, с. 461-462.
В эксперименте [КВЧ-Э : 7,2 и 7,6 мм : ППМ 4-5 мВт/см2] исследовалось влияние ММ ЭМИ на белковый обмен анаэробных и аэробных бактерий и грибов.
Анаэробы: Cl. sporogenes и Cl. histolyticum, аэробы: Bact. Prodigiosum и Staphylococcus aurus, грибы: Act. Norsei и Pen. Nigricans.
- либо активация или нактивация протеолитических ферментов,
- либо изменение активности ферментов, участвующих в обмене отдельных аминокислот,
- отмечено различное влияние длин волн 7,2 и 7,6 мм на обмен «кислых» и «щелочных» аминокислот.
Залюбовская Н.П.
Реакция живых организмов на воздействие электромагнитных волн миллиметрового диапазона. – УФН, 1973, т. 110, вып. 3, с. 462-464.
С 1966 г. изучалось влияние ММ ЭМИ на биологические объекты, имеющие различные уровни организации: вирусы, микроорганизмы, насекомые, куриный эмбрион, крысы и мыши.
1) Вирусы.
У большинства вирусов снижается инфекционная активность.
2) Бактерии (стафилококки, стрептококки, кишечная и брюшнотифозная палочка).
- отмечено снижение выживаемости бактерий,
- изменение морфологии,
- повышение чувствительности к антибиотикам,
- изменение антигенности.
Выявлена зависимость эффекта от длины волны и времени воздействия. Максимально выраженный эффект наблюдался при использовании длины волны 6,5 мм.
3) Насекомые (дрозофилы).
Эффекты 15 – 60 минутного КВЧ-воздействия были следующими:
- выживаемость мужских и женских особей не изменилась,
- после скрещивания они давали нормальное потомство,
- отмечено снижение числа потомков у облученных особей.
Плодовитость насекомых зависила от длины волны и длительности облучения:
- продолжительное КВЧ-воздействие (до 3-4-5 часов) приводило к снижению количества потомков и к снижению жизнеспособности и плодовитости в первом и втором поколении, а также к появлению мутаций во втором поколении.
- максимально выраженные эффекты повреждающего характера имели место при исползовании длины волны 6,5 мм.
4) Куриный эмбрион (в возрасте 7 дней) - исследовалось влияние ММ ЭМИ на формирование, рост и развитие живого организма. КВЧ-воздействие по 30 минут – 5 раз.
- гибель эмбрионов не наблюдалась,
- не происходило снижение веса в инкубационном периоде,
- увеличилась длительность инкубационного периода в 2-3 раза,
- у цыплят, развившихся из облученных эмбрионов, отмечена задержка развития (особенно при использовании длины волны 6,5 мм): цыплята долго не становились на ноги, позже начинали клевать корм, у них плохо отрастали перья.
- вес эксперимнтальных цыплят мало отличался от контроля до 7-го дня, затем отмечено отставание набора веса, начинающееся с 10-12 дня и продолжающееся до конца наблюдения (50 дней).
5) Крысы и мыши – влияние ММ ЭМИ на целый организм.
КВЧ-воздействие (5-8 мм) по 10 мин в течение 40-50 дней – оценка изменений в месте воздействия.
- многократно повторяющееся КВЧ-воздействие не приводит к летальному исходу,
- отмечено угнетающее действие на животных, проявляющееся вялостью, отказом от пищи и питья,
- биопсия кожи в месте воздействия выявила атрофию мальпигиевого слоя, склероз дермы, явление ожирения с проникновением жировых вакуолей в дерму – т.е. имело место нарушение в наружных слоях кожи и прилегающем мышечном слое.
- показатели крови (λ = 6,5 мм): повышение скорости свертывания крови (эксперимент: 35,0 + 1,3 / контроль: 68,2 + 1,5), снижение гемоглобина до 11,0 г % в эксперименте (контроль: 16,0 г %), снижение содержания белка в плазме крови на 30 и более %,
- в кроветворных органах (печень и селезенка) – происходит снижение количества нуклеиновых кислот и белка,
Биологические эффекты КВЧ-воздействия зависили от длины волны (λ = 5 - 8 мм) и времени воздействия: максимальный эффект на длине волны 6,5 мм.
Киселев Р.И., Залюбовская Н.П.
Воздействие электромагнитных волн миллиметрового диапазона на клетку и некоторые структурные элементы клетки. – УФН, 1973, т. 110, вып. 3, с. 464-466.
Облучение ММ ЭМИ изолированных клеток приводило к нарушению клеточной оболочки, дегенерации цитоплазмы и увеличению размеров клеток.
В облученных на длине волны 6,5 мм клетках, происходило повышение содержания общих нуклеиновых кислот и белка. (в отличии от эффектов облучения целых животных – крыс и мышей, где выявлялось снижение нуклеиновых кислот и белка в клетках печени и селезенки).
После облучения клеток на различной длине волны – происходило снижение числа жизнеспособных клеток.
В диапазоне 5,90 – 7,50 мм, наиболее выраженным эффектом обладает длина волны 6,5 мм:
- облучение эритроцитов на длине волны 6,5 мм приводило к снижению их гемолитической стойкости,
- облучение вирусов (аденовирусы, вирус кори, вирус везикулярного стоматита) приводило к уменьшению количества вирусных частиц в 2-3 раза, а также отмечено снижение вирулентности вирусов,
- выявлено увеличение выхода фаговых частиц у лизогенных штаммов микробов:
– в контроле: - 1471 + 152,0
– на λ = 5,90 мм - 2934 + 64,0
– на λ = 6,10 мм - 4042 + 152,0
– на λ = 6,50 мм - 5725 + 129,0
– на λ = 7,50 мм - 1296 + 64,0 (во всех случаях p < 0,01).
Гайдук В.И., Хургин Ю.И., Кудряшева В.А.
Перспективы изучения механизмов нетеплового воздействия электромагнитного излучения миллиметрового и субмиллиметрового диапазона на биологически активные соединения. – УФН, 1973, т. 110, вып. 3, с. 466-469.
Исследовалось взаимодействие ММ ЭМИ с водным раствором гемоглобина (5 %):
КВЧ-воздействие осуществлялось при температуре 37-40 оС по формуле [КВЧ-Э: 7,35 мм : ППМ 1 мВт/см2: 5 часов (t = 37-40 оС)].
В результате облучения отмечено повышение прочности связи между гемом и белком, что проявилось в уменьшении глубины клеточного гидролиза Hb.
Это можно истолковывать как повышение устойчивости Hb к переходу (во время облучения) из активной окси-формы в неактивную мета-форму.
Вероятно, происходит изменение энергии качания гистидина и его среднее положение по отношению к атому железа….
Д.С.Чернавский – комментарии и замечания к статье (В.Гайдук и соавт., 1973).
Вероятно, имеет место действие СВЧ на гистидин и на молекулу гемоглобина в целом: происходит возбуждение упругих колебаний всего белкового тела.
Белок-фермент работает как «машина», в нем имеется напряженная область («пружина»); в нужный момент энергия по системе рычагов трансформируется в область активного центра, где располагается молекула субстрата.
В результате, определенная связь в молекуле – субстрат разрывается и происходит желаемый результат….
Дискуссии – условия проведения эксперимента – в т.ч. исходная температура облучаемого образца… влияют на результаты исследования
|
