CC BY
138
[гиена и санитария 2/2014
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2014 УДК 614.777-092.9
Фаращук Н.Ф.1, Михайлова Р.И.2, Теленкова О.Г.1
БИОТЕСТИРОВАНИЕ ВОД С РАЗЛИЧНЫМ СТРУКТУРНЫМ СОСТОЯНИЕМ
на крысах и лягушках
[ГБОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития, 214019, Смоленск; 2ФГБУ «НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина» Минздрава России, 119121, Москва
Изучено влияние образцов воды с различным структурным состоянием на некоторые физиологические показатели у белых лабораторных крыс, пяти групп по 10 особей (5 самок и 5 самцов) и лягушек. Исследование проводили в течение 1 мес. Для определения содержания жидкокристаллических ассоциатов (ЖКА) в образцах вод использовали дилатометрический метод, работоспособность экспериментальных животных изучали по тесту плавания (до полного утомления).
Проведенный эксперимент по выращиванию крысят с употреблением вод с различной степенью структурированности показал, что по приросту массы тела оптимальными были воды «Лекор» и водопроводная, обработанная лампой Биоптрон (содержание структурированной фракции 5,06 ± 0,09% и 6,9 ± 0,23% соответственно). По физической работоспособности наилучшие показатели были у животных, употреблявших воду, обработанную лампой Биоптрон.
При проведении экспериментов на лягушках установлено, что сердечная деятельность животных в условиях опыта со временем самопроизвольно ослабевает: уменьшаются частота сердечных сокращений (ЧСС) и минутный объем (МО). Поэтому влияние различных образцов воды на деятельность сердца оценивали по интенсивности ее убывания в течение 15 мин. В экспериментальном исследований влияния воды с различным содержанием ЖКА на ЧСС и МО лягушки установлено, что оптимальный уровень структурированности воды находится в пределах интервала 5,06 ± 0,09% (в воде «Лекор») - 6,9 ± 0,23% (в водопроводной воде, обработанной Биоптроном). Все другие образцы воды, содержание нанокристаллов в которых было ниже и выше этого интервала, оказывали выраженное угнетающее действие на работу сердца лягушки.
Ключевые слова: воды с различным структурным состоянием; работоспособность экспериментальных животных; сердечная деятельность животных: частота сердечных сокращений; минутный объем.
FarashchukN. F.,1 MikhaylovaR. I.2, Telenkova O. G. - BIOLOGICAL TESTING OF WATER WITH DIFFERENT STRUCTURAL STATES IN RATS AND FROGS
Smolensk State Medical Academy, 214019, Smolensk, Russian Federation; 2A. N. Sysin Research Institute of Human Ecology and Environmental Health, 119121, Moscow, Russian Federation
The effect of water samples with different structural states on some physiological indices of white laboratory rats, 5 groups of 10 animals (5 females and 5 males) and frogs has been studied. The investigation was performed for 1 month. For the determination of the content of liquid crystal associates ( LCA) in water samples there was used the dilatometric method, the performance of experimental animals was studied by the swimming test (up to total fatigue).
The performed experiment on growing rats with the use of water with varying degrees of structuredness showed that according to the weight gain there were optimal water “Lekor” and tap water, treated with Bioptron (the content of the structuredfraction is 5,06 ± 0,09% and 6,9 ± 0,23 %, respectively). On physical performance the best indices were in animals consumed water treated with the Bioptron lamp.
In performance of experiments on frogs it was found that cardiac function in animals under experimental conditions over time weakens spontaneously: heart rate and cardiac output decline. Therefore, the effect of different water samples on the cardiac function was assessed on the intensity of its decrease for 15 minutes. In the experimental study of the effect of water with different content of LCA on heart rate and cardiac output of the frog it was found that the optimum level of structuredness of water is within the range of 5,06 ± 0,09% (in water “Lekor”) - 6,9 ± 0,23% (tap water treated with Bioptron). All the other water samples, the content of nanocrystals in which was below or above this range, has a pronounced inhibitory effect on the heart performance of the frog.
Key words: water with different structural condition; performance of experimental animals; the cardiac activity of animals: heart rate and cardiac output.
Изучение зависимости между структурированностью воды и ее биологической активностью, а также определение экспериментальных моделей - биотестов и функциональных систем организма животных, которые могут использоваться для этих целей, по-прежнему остаются актуальной научной проблемой [3].
Высказывается мнение [1, 2], что существует оптимальное количество структурированной воды в общем объеме, которому соответствует наибольшая активность ферментов. Отклонение от этого оптимума как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения ведет к снижению их активности.
д ля корреспонденции: Фаращук Николай Федорович, farash-cuk@inbox.ru
Окислительно-восстановительные реакции имеют огромное значение в организме. Мобильность протонов связана в первую очередь со степенью упорядоченности молекул воды. Скорости этих реакций предположительно зависят от структуры воды, во всяком случае для тех реакций, в которых перенос заряда идёт по водородным связям [4, 5]. Это, по-видимому, следует отнести и к другим важнейшим биохимическим и физиологическим показателям жизнедеятельности организма.
Настоящая статья посвящена установлению влияния образцов воды с различным структурным состоянием на некоторые физиологические показатели у белых лабораторных крыс и лягушек.
Для определения содержания жидкокристаллических ас-
84
социатов (ЖКА) в образцах вод использовали дилатометрический метод.
Материалы и методы. Влияние вод с различным содержанием ЖКА на прирост массы и работоспособность крыс изучено на 50 белых молодых крысах линии Вистар исходной массой тела 70-75 г. Животных содержали в стандартных условиях вивария при свободном доступе к воде и пище (требования соответствовали Европейской конвенции о защите лабораторных животных). Регистрировали изменение массы тела каждые 10 дней и потребление воды ежедневно. Исследование продолжалось на протяжении 1 мес. Работоспособность изучали по тесту плавания. Температура воды в бассейне была 20°С. Определяли продолжительность плавания животных до их полного утомления.
Крыс разделили на 5 групп по 10 особей (5 самок и 5 самцов). Для эксперимента использовали различную воду с ранее изученной степенью структурированности, указанную в табл. 1 (исключение: дистиллированная вода). За контроль принимали группу животных, употреблявших водопроводную воду.
Для изучения влияния вод с различным структурным состоянием на работу сердечно-сосудистой системы лягушки луговой (Rana temporaria) использовали те же образцы воды, на основе которых затем готовили раствор Рингера-Локка. Каждый образец исследовался на 10 особях. Дистиллированная вода является по методике приготовления раствора Рингера-Локка для перфузии изолированных органов и внутривенных вливаний стандартной основой. Поэтому сравнение влияния на работу сердца лягушки других образцов проводили именно с этой водой. Методика пропускания через неизолированное сердце лягушки различных растворов разработана на кафедре патологической физиологии Смоленской государственной медицинской академии. Определяли основные показатели деятельности сердца лягушки: частоту сердечных сокращений (ЧСС) и минутный объем (МО). Подсчет основных показателей деятельности сердца проводили каждую минуту в течение 15 мин.
Содержание структурированной фракции в исходных образцах воды после приготовления на их основе раствора Рингера-Локка изменяется. Содержание ассоциированной фракции в водах после приготовления раствора Рингера-Локка представлено в табл. 1.
Результаты и их обсуждение. Анализ полученных данных свидетельствует о том, что структурные особенности воды влияют на динамику прироста массы тела и физическую работоспособность белых крыс.
Рис. 1. Динамика убывания ЧСС лягушки при пропускании раствора Рингера-Локка, приготовленного на различных водах.
Таблица 1
Воды с разной степенью структурированности, использованные в эксперименте (М ± т)
Употребляемая вода
Доля структурированной фракции, %
в чистой воде
в растворе Рингера-Локка
Дистиллированная 2,03 ± 0,56* 3,37 ± 0,44**
Водопроводная 4,02 ± 0,63 5,08 ± 0,76*
Бутилированная «Лекор» 5,06 ± 0,09* 5,93 ± 0,17**
Водопроводная, обработанная Биоптроном в течение 30 с 6,90 ± 0,23* 7,03±0,24
Водопроводная, пропущенная через алмазный порошок 12,23 ± 0,31* 12,41±0,13
Водопроводная, хранившаяся в пластике 2,87 ± 0,14* 3,6 ± 0,21**
Примечание. * - достоверность различий по сравнению с водопроводной водой; ** - достоверность различий содержания структурированной фракции в растворах Рингера-Локка по сравнению с исходными образцами воды.
Через 1 мес максимальный прирост массы тела (65,5 ± 1,99 и 70,6 ± 1,15 г) наблюдался у животных, употреблявших воду с содержанием структурированной фракции 5,06±0,09% («Лекор») и 6,9 ± 0,23% (водопроводная вода, обработанная лампой Биоптрон) соответственно. Наименьший и примерно одинаковый прирост массы тела (48,7 ± 0,49 г и 48,65 ± 0,15 г) наблюдался у крыс, принимавших воду с содержанием структурированной фракции 2,87 ± 0,14 и 12,23±0,31% соответственно.
Данные, полученные при изучении влияния вод с различной степенью структурированности на физическую работоспособность крыс, представлены в табл.2. Наибольшая продолжительность плавания наблюдалась у крыс, употреблявших в течение 1 мес водопроводную воду, обработанную лампой Биоптрон, - 61,80 ± 5,08 мин (р < 0,005), что достоверно отличается от данных, полученных при употреблении крысами обычной водопроводной воды. Животные, получавшие воду «Лекор», не показали достоверных различий во времени плавания по сравнению с контрольной группой, употреблявшей водопроводную воду.
Крысы, содержавшиеся на воде, хранившейся в пластике или пропущенной через алмазный порошок, показали достоверно более низкие показатели (соответственно на 23 и 33%) физической работоспособности, чем контрольная группа.
Таким образом, проведенный эксперимент по выращиванию крысят с употреблением вод с различной степенью структурированности показал, что по приросту массы тела оптимальными были воды «Лекор» и водопроводная, обработанная Биоптроном (содержание структурированной фракции 5,06 ±
Таблица 2
Средние показатели времени плавания крыс, потреблявших воды с разной степенью структурированности (М ± т)
Употребляемая вода
Время плавания, мин
Водопроводная Бутилированная «Лекор»
20,08 ± 6,18 20,60 ± 8,03
Водопроводная, обработанная Биоптроном 61,80 ± 5,08*
Водопроводная, пропущенная через алмаз- 13,47 ± 4,40* ный порошок
Водопроводная, хранившаяся в пластике 15,62 ± 3,10*
Примечание: * - достоверность различий по сравнению с контрольной (1-й) группой.
85
[гиена и санитария 2/2014
Рис. 2. Динамика убывания МО крови лягушки при пропускании через сердце раствора Рингера-Покка, приготовленного на различных водах.
0,09 и 6,9 ± 0,23% соответственно). По физической работоспособности наилучшие показатели были у животных, употреблявших воду, обработанную лампой Биоптрон.
При проведении экспериментов на лягушках установлено, что деятельность сердца животных в условиях опыта со временем самопроизвольно ослабевает: уменьшаются ЧСС и МО. Поэтому влияние различных образцов воды на деятельность сердца оценивали по интенсивности ее убывания в течение 15 мин.
Полученные данные (рис. 1) показали, что ЧСС зависит от структурных особенностей образцов воды, применяемых для приготовления раствора для перфузии. Бутилированная вода «Пекор», водопроводная вода, обработанная лампой Биоптрон, и водопроводная вода оказывают достоверно меньшее угнетающее действие на деятельность сердечной мышцы, чем дистиллированная вода уже через 3 мин пропускания (р < 0,05). Такая динамика изменения ЧСС сохраняется и в последующие минуты наблюдения. После 15-минутного пропускания через сердце этих вод ЧСС уменьшается соответственно на 12,3 ± 0,08% (р < 0,05), 10,2 ± 1,28% (р < 0,05) и 20,7 ± 0,69% (р < 0,05), а дистиллированной воды - на 31 ± 1,31%.
Перфузионные растворы на основе водопроводной воды, хранившейся в пластиковой емкости, и воды, обработанной алмазным порошком, вызывали еще более значительно выраженное, чем водопроводная вода, пропущенная через алмазный порошок или хранившаяся в пластиковой таре, уменьшение ЧСС по сравнению с раствором на дистиллированной воде через 3 мин пропускания (р < 0,05). Достоверное различие еще более увеличивалось к 15 мин. Убывание ЧСС при пропускании раствора Рингера - Покка на основе водопроводной воды, хранившейся в пластиковой емкости, через 15 мин составило 78,6±0,06% (р<0,05), на основе водопроводной воды, пропущенной через алмазный порошок, - 81,7 ± 0,24% (р < 0,05), тогда как на основе дистиллированной воды - 31 ± 1,31%.
Результаты по исследованию МО при пропускании через сердце лягушки раствора Рингера - Покка, приготовленного на различных водах, представлены на рис. 2. После 15минутного пропускания раствора на основе дистиллированной воды МО уменьшился на 42,2 ± 1,03% (р < 0,05) по сравнению с исходным.
При пропускании через сердце лягушки в течение 15 мин раствора на основе воды «Пекор» МО в течение первых 7 мин достоверно не изменялся (р > 0,05) по сравнению с исходным значением. В дальнейшем происходило уменьшение исследуе-
мого показателя. Через 15 мин пропускания через сердце лягушки раствора на основе воды «Пекор» МО уменьшился на 8,2 ± 0,64% (р < 0,05). Действие на МО сердца растворов Рингера - Покка на основе водопроводной воды, обработанной Биоптроном, достоверно не отличалось от действия того же раствора на основе воды «Пекор». Снижение МО при пропускании последнего раствора через 15 мин составило 8,21 ± 0,64%.
Убывание МО сердца при пропускании в течение 15 мин раствора на основе водопроводной воды составило 23,3 ± 1,26% (р < 0,05).
Растворы на основе водопроводной воды, хранившейся в пластиковой посуде, а также пропущенной через алмаз, оказывали достоверно более выраженное угнетающее действие на работу сердца по сравнению с дистиллированной водой. Снижение МО крови через 15 мин составило соответственно 74,4 ± 0,99% (р < 0,05) и 82,1 ± 0,36% (р < 0,05).
Итак, по результатам проведенных исследований влияния воды с различным содержанием ЖКА на ЧСС и МО сердца лягушки установлено, что оптимальный уровень структурированности воды находится в пределах интервала 5,06 ± 0,09% (в воде «Пекор») - 6,9 ± 0,23% (в водопроводной воде, обработанной Биоптроном). Все другие образцы воды, содержание нанокристаллов в которых было ниже и выше этого интервала, оказывали выраженное угнетающее действие на работу сердца лягушки.
Таким образом, такие физиологические показатели, как прирост массы тела и физическая работоспособность белых крыс, сердечная деятельность (ЧСС и МО) лягушек могут служить объективными критериями для определения степени биологической активности воды.
Обобщенные данные по результатам опытов на крысах и лягушках показывают, что физиологически оптимальное содержание структурированной фракции воды находится в интервале 5,06±0,09 - 6,9 ± 0,23%.
Питер атура
1. Рахманин Ю.А., Кондратов В.К. Вода - космическое явление. М.: РАЕН; 2002.
2. Савостикова О.Н. Гигиеническая оценка влияния структурных изменений в воде на ее физико-химические и биологические свойства: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. М.; 2008.
3. Селянкина К.П., Борзунова Е.А., Сайченко С.П., Вепринцев В.В. Эффективность биотестирования как экспрессного метода оценки опасности загрязнения окружающей среды для здоровья человека. Гигиена и санитария. 2007; 3: 30-3.
4. Черников Ф.Р. Роль электронных фазовых переходов воды в биологических системах. Биофизика. 1991; 36(5): 741-6.
5. Rey L. Can low-temperature thermoluminescence cast light on the nature of ultra-high dilutions? Homeopathy. 2007; 96(3): 170-4.
Reference s
1. Rakhmanin Yu.A., Kondrashov VK. Water- a cosmicphenomenon [Voda - kosmicheskoe yavlenie]. Moscow: Academy of Natural Sciences; 2002. (in Russian)
2. Savostikova O.N. Hygienic assessment of the impact of structural changes in the water on its physicochemical and biological properties [Gigienicheskaya otsenka vliyaniya strukturnykh izmeneniy v vode na ee fiziko-khimicheskie i biologicheskie svoystva]: Diss. Moscow; 2008. (in Russian)
3. Selyankin K.P., Borzunova E.A., Saychenko S.P., Veprintsev V.V. Effectiveness as a bioassay method express risk assessment of environmental pollution on human health. Gigiena i sanitariya. 2007; 3: 30-3. (in Russian)
4. Chernikov F.R. The role of electronic phase transitions of water in biological systems. Biofizika. 1991; 36(5): 741-6. (in Russian)
5. Rey L. Can low-temperature thermo luminescence cast light on the nature of ultra-high dilutions? Homeopathy. 2007; 96(3): 170-4.
Поступила 19.04.13 Received 19.04.13
86
