Сіренко С. П., Григор’єва Н. Н. *, Чепель Л. М. *, Шахбазов В. Г. *, Фісун А. І., Білоус О. І.

Інститут радіофізики та електроніки ім. А. Я. Усикова НАН України Харків, 61085, вул. Ак. Проскури, 12, тел. (0572) 744-83-08, e-mail: svetlana@ire.kharkov.ua Харківський національний університет ім. В. Н. Каразіна Харків, 61077, пл. Свободи, 4, тел. (0572) 707-56-35, (0572) 707-55-71

Анотація – досліджено дію водопровідної води з pH 6,2 і фосфатного буфера з pH 7, активованих

електромагнітним випромінюванням КВЧ діапазону (Л = 5-т-8 мм) на клітини букального епітелію людини і насіння пшениці. Спостережуваними показниками були: рухливість ядер клітин при внутрішньоклітинному мікроелектрофореза, відсоток проростання і середня довжина кореня і стебла для насіння пшениці. Виявлено відмінність в реакції досліджуваних об’єктів на дію опроміненої води і фосфатного буфера.

I. Вступ

Підвищення інтересу до ролі води в біологічних системах викликано тим, що в воді зберігається тривалий післядія різних зовнішніх факторів, в тому числі і електромагнітних полів мм діапазону [1, 2]. Це підтверджується експериментами, в яких біологічна ефективність попередньо опроміненої води була еквівалентна ефекту безпосереднього опромінення біооб’єктів.

II. Основна частина

Рис. Зміна показника ЕНЯ% після КВЧ опромінення клітин букального епітелію при правої поляризації у донорів А і Б: 1-К1, 2-опромінення клітин, 3-опромінення води, 4-К2, 5-опромінення буфера. Fig. Variations in the ENN index of donors A and В buccal epithelium cells following EHF irradiation: 1 – control 1,

[1] – cell irradiation, 3 – water irradiation, 4 – control 2, 5- buffer irradiation

У завдання цього дослідження входило вивчення впливу активованої електромагнітними полями КВЧ діапазону водопровідної води і фосфатного буфера на живі клітини букального епітелію і насіння пшениці, а також порівняння цього впливу з реакцією опромінених клітин і насіння. Джерелом КВЧ випромінювання був генератор Г4-141, доповнений пристроєм для автоматичного свіпірованія частоти в діапазоні 37-53 ГГц і пристроєм для отримання лінійної, право-і ле-вовращающіхся поляризацій [3]. В експерименті використовували праву поляризацію, щільність потоку потужності не перевищувала 10 мВт / см2. Час опромінення для клітин становило 60 с, для насіння – 90 с. Дослідження проведено на клітинах двох донорів (А і Б). Клітини брали у донорів з внутрішньої поверхні щоки. Кожен зішкріб клітин ділили на 5 частин. Контролем-1 служили клітини, поміщені в краплю водопровідної води (pH 6,2) на покривному склі. Контролем-2 – клітини, поміщені в краплю фосфатного буфера (3,03 мМ фосфатний буфер, pH

7,0 з додаванням 2,89 мМ хлориду кальцію). Третю і четверту частину клітин поміщали відповідно в краплю попередньо опроміненої води або буфера, п’яту частину клітин поміщали на покривне скло для опромінення. Критерієм дії опромінення служила електрофоретична рухливість ядер клітин, яка враховує електронегативний ядра (показник ЕНЯ,%), зміщуються в електричному полі спеціальної камери при силі струму 100 мкА і напруженості поля 15В/см при збільшенні мікроскопа х400. Проведено 15 вимірювань в кожному варіанті. Використовували раз взяту водопровідну воду і приготований буфер. Для всього експерименту рідини містилися виключно в закритому скляному посуді. На насінні пшениці сорту спартанка (урожай 1991 р.) досліджували подібні варіанти. Експеримент проведений в 4-х повторностях по 100 насінин у кожному варіанті. Кон-троль-1 служили насіння, пророщується у водопровідній воді, контролем-2 – у фосфатному буфері. Сухі насіння опромінювали під рупором випромінювача в один шар і поміщали їх в чашки Петрі для пророщування в воду або буфер. Наступний варіант: насіння поміщали в опромінену воду або буфер для пророщування. Товщина шару рідини при опроміненні становила 2 мм. На шості добу пророщування враховували відсоток проростання і середню довжину кореня і стебла.

На малюнку наведено результати експерименту з клітинами епітелію. Реакція клітин у всіх варіантах дослідження для обох донорів подібна. При опроміненні клітин і дії опроміненої води на клітини спостерігається збільшення кількості електронегативних ядер (показника ЕНЯ,%) щодо контролю-1, причому більш значне збільшення спостерігається при опроміненні води (на 55% у донора А і на 22% у донора Б). Значення показника ЕНЯ в контролі-1 і контролі-2 практично не розрізняються. Однак дія на клітини опроміненого буфера викликає зниження показника ЕНЯ щодо контролю-2. Особливо значне відмінність (Р> 0.999) спостерігається між варіантами «дія на клітини опроміненої води» і «опроміненого буфера» у обох донорів.

В експериментах з пшеницею при дії опроміненої води виявлено збільшення проростання насіння на 84% (Р> 0.999) порівняно з контролем –

1. При опроміненні насіння спостерігали збільшення середньої довжини кореня (на 27%) і стебла (на 16%), відсоток проростання насіння не змінювався. У варіантах з використанням фосфатного буфера змін щодо контролю-2 по всіх досліджуваних показників не відмічено.

I. Висновок

Результати дослідження показали, що дія КВЧ опроміненої води і фосфатного буфера на клітини епітелію більш ефективно, ніж опромінення самих клітин. При цьому реакція клітин на опромінену воду і буфер протилежна: опромінена вода викликає збільшення кількості електронегативних ядер порівняно з контролем, опромінений фосфатний буфер – зниження.

Дія опроміненої води на насіння пшениці викликає збільшення відсотка проростання насіння, тоді як при опроміненні насіння відбувається збільшення середньої величини кореня і стебла у проростків. Відмінностей між варіантами з використанням фосфатного буфера не спостерігалося. Мабуть, вода і водні розчини володіють різною здатністю поглинати електромагнітну енергію.

Той факт, що опромінена вода активує проростання насіння, а на подальший розвиток не впливає (зростання стебел і коріння не збільшується), свідчить на користь того, що післядія носить кінцевий у часі характер.

II. Список літератури

[1] Siny S. P., Rai S, Rai А. К. at all. A thermal physiological effects of microwaves on a cyanobacterium Nostos mus-corum: evidence for EM-memory bits in water / / Biomedical Biol Eng. Comput. – 1994. – № 32. – P. 175-180.

[2] Казаченко В. H., Дерюгін О. Н., Кочетков К. В. та ін Вплив домішок на зниження у воді 02під дією міліметрового випромінювання. – 1999. – Т.44. – С.796-805.

[3] Сіренко С. П., Гоігорьева Н. Н., Шахбазов В. Г., Фі-сун А. І та ін Дія сантиметрових і міліметрових електромагнітних хвиль лінійної і кругової поляризації на клітини букального епітелію людини / / Матеріали 11 Міжнародної конференції «Мікрохвилі та телекомунікаційні технології», Севастополь, 2001. – С.97-98.

EFFECTS OF ЕМ-RADIATION ACTIVATED WATER ON BIOLOGICAL OBJECTS

Sirenko S. P. , Grigoryeva N. N. *, Chepel L. M. *, ShakhbazovV. G. *, Fisun A. I., Belous О. I.

A. Usikov Institute of Radio Physics and Electronics National Academy of Sciences of Ukraine 12 Akademika Proskury St., Kharkiv – 61085, Ukraine *V. Karazin Kharkiv National University 4 Svobody Sq., Kharkiv, 61077, Ukraine

The aim of the investigation was to study the influence of EHF-field activated mains water (pH 6.2) and phosphate buffer (pH 7.0) with additional 2.89 mM calcium chloride on buccal epithelium cells and wheat seeds. Another important task was to compare this influence and response with those of the cells and seeds irradiated directly. A T4-141-type oscillator was used for radiation source, augmented by a 37-53GHz automatic frequency sweeping device and another device providing linear, right- and left-handed polarization. We used right-handed polarization in the experiment due to its higher efficiency [3]. The power density did not exceed 10mW/cm2. The exposure time was 60 s for cells and 90 s for seeds. We used internal buccal cells from two donors (A and B); each cell scrape was divided into 5 parts. Cells immersed in water drop were the first reference preparation (Control 1), while cells immersed in phosphate buffer served as Control 2. The third and fourth cell groups were immersed in drops of pre-irradiated water or pre-irradiated phosphate buffer respectively, while the fifth group of cells was placed on glass sheet for direct irradiation.

Electrophoretic mobility of cell nuclei was assumed to be the measure of the EHF-field action [3]. For the whole of the experiment only samples from the same water and buffer portions were used. A similar procedure was applied to the wheat seeds. The seeds sprouting in the mains water were used for the first control. The second reference preparation included seeds in the phosphate buffer. In the first experimental setup dry seeds were irradiated by an EHF-oscillator and were subsequently left to sprout in water or buffer. In the second experimental setup unirradiated seeds sprouted in pre-irradiated water or buffer with the liquid 2 mm high. The percentage of sprouting seeds and average length of roots and stems were taken for efficiency indicator.

Cell irradiation, as well as the pre-irradiated water action cause an increase in the number of electronegative nuclei (ENN index, %) relative to Control 1. Here a more pronounced increase in the ENN index is observed with the pre-irradiated water (55 % for donor A and 22 % for donor B). There is virtually no distinction between the ENN indices of Control 1 and 2. The action of the pre-irradiated buffer on the cells decreases the ENN index. A considerable difference is observed between ‘the pre-irradiated water action’ and ‘the pre-irradiated buffer action’ options for both donors.

Wth wheat seeds sprouting in pre-irradiated water, an 84 % increase in germination is observed compared to Control 1. The seed irradiation increases the stem length (by 16%) and root length (by 27 %). The application of the phosphate buffer produces the same results as with Control 2.

In this way the action of the EHF-field activated water and phosphate buffer on epithelium cells is more effective than direct irradiation of cells. Cell reactions to the irradiated water and buffer are inverse. The preliminary irradiated water caused an increase in the ENN index. The action of the irradiated water on wheat seeds increases the percentage of sprouting. At the same time, roots and stems grow better with the previously irradiated seeds. Using the phosphate buffer options did not produce any discernible differences.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»