CC BY
7
1X1:10.60aVrr9.figshara10007039
LCC - № QR1-74.5
ВИВЧЕННЯ ДП СТИМУЛЮЮЧИХ ЕФЕКТ1В НА Б1ОМАСУ
В.П. Чернозуб 1, В.О. Новжов1
1 Херсонський нацюнальний технiчний унiверситет
Corresponding author: Чернозуб Владислав, E-mail chernozub1997@outlook.com
Abstract.
The object of the study is the physiological, biochemical and morphological and structural features of the yeast under the electromagnetic radiation influence of the non-thermal intensity radio frequency range.
The subject of the study are the strains of the yeast Saccharomyces cerevisiae UKM Y-517, Schizosaccharomyces pombe UKM Y-94T and Candida utilis UKM Y-961.
The methods of research are biophysical and biochemical studies, scatter analysis, correlation analysis.
The scientific novelty of the obtained results is that:
- Influence of non-thermal intensity radio frequency (40.68 MHz) electromagnetic radiation on physiological growth indicators and cell cycle dynamics was first discovered; yeast sensitivity to the influence of stressors and enzyme activity; the structure of their surface, its viscoelastic properties and the permeability of the cytoplasmic membrane;
Анотащя.
Об'ектом дослщження виступають ф1зюлого-бюх1м1чш та морфолого-структурш особливосп др1ждж1в тд впливом електромагштного
випромшювання радючастотного д1апазону нетермально'1 штенсивносп.
Предметом дослщження виступають штами дрiжджiв Saccharomyces cerevisiae УКМ Y-517, Schizosaccharomyces pombe УКМ Y-94T та Candida utilis УКМ Y-961.
В якост методiв дослiдження виступають бiофiзичнi та бiохiмiчнi дослiдження, аналiз розсiювання результат, кореляцiйний аналiз.
Наукова новизна одержаних результат полягае в тому, що:
- Вперше виявлено вплив електромагнiтного випромiнювання
радiочастотного дiапазону (40,68 МГц)
Dateof Ffeview 19.10.1909:43
- The correlation dependence of the yeast cells physiological-biochemical state on the activity of the Sun was established, which is reflected in the specific growth rate and sensitivity of microorganisms to fungicidal antibiotics.
The practical significance of the results obtained. Electromagnetic radiation (40.68 MHz) of non-thermal intensity can be used as a protective mechanism for modifying the sensitivity of living organisms to the effects of stressors. The studied yeast can serve as a model system for studying athermic effects and establishing mechanisms of non-ionizing electromagnetic fields action and radiation on eukaryotic organisms and their grouping.
On the beginning, a radiation effect of intensity of 10 mW / sm was considered in order to detect the response of living and dead cells to radiation, and then the response of the cells was less than 100 times, that is, 100 mW / sm2. The radiation frequency is selected from 8 to 12 GHz.
Keywords: кореляцшний анал1з, дрiжжi,
нетермально'1 штенсивносп на фiзiолоriчнi показники росту i динамшу кл^инного циклу; чутливють дрiжджiв до впливу стресових факторiв i актившсть ферменпв; структуру ïx поверxнi, ïï в'язко-пружнi властивостi та проникшсть цитоплазматично'1 мембрани;
- Встановлено кореляцшну
залежнiсть фiзiолого-бiоxiмiчного стану кл^ин дрiжджiв вiд показникiв активностi Сонця, що вiдображаeться у показниках питомо'1 швидкостi росту та чутливостi мiкроорганiзмiв до фунгiцидниx антибiотикiв.
Практичне значення одержаних результапв. Електромагнiтне випромiнювання радючастотного дiапазону (40,68 МГц) нетермально'1 штенсивносп може бути використано як захисний мехашзм для модифшаци чутливостi живих органiзмiв до дп стресових факторiв. Дослiдженi дрiжджi можуть слугувати як модельна система для вивчення атермiчниx ефекпв та встановлення меxанiзмiв дп' неiонiзуючиx електромагнiтниx полiв та випромшювань на еукарiотичнi органiзми та 1'х угруповання.
На початку розглянутий вплив випромiнювання iнтенсивностi 10 мВт/см з метою виявлення реакцп живих i мертвих кл^ин на випромiнювання, а поим розглянута реакцiя клiтин менша в 100 разiв, тобто в 100 мкВт/см2. Частота випромiнювання обрана та сама вщ 8 до 12 ГГц. випромшювання. Correlation analysis, yeast, radiation
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
Section: Biomaterials
Introduction. Вже бшьше 20 роюв НВЧ випромшювання широке використовуеться в рiзних галузях народного господарства. Однак, його можливосп ще не вичерпанi. Нами дослщжувався вплив ЕМВ НВЧ дiапазону на клiтиннi структури дрiжджiв.
Objective. Робота присвячена дослщженню впливу НВЧ-випромшювання нетеплово'1 iнтенсивностi на культуру дрiжджових клiтин. Установлюеться вплив НВЧ-випромiнювання на Е. coli Ï3 щiльнiстю потоку енергп (ЩПЕ), в 100 разiв меншо'1 гiгiенiчного гранично-припустимого рiвня (100 мкВт/см2).
У роботi аналiзуеться вплив КВЧ-випромшювання на дрiжджi Saccharomyces cerevisiae.
Materials and methods. В першому експеримент у якостi вимiрювальноï установки, що опромiнюе, використовували панорамний вимiрник коефiцiента стоячоï хвилi по напрузi (КСХН) Р2-61 з робочою частотою (v) вiд 8 до 12 ГГЦ i вихiдною потужшстю генератора 10 мВт. Дослiджуванi зразки дрiжджових (ДЕРЖСТАНДАРТ 171-81) тест-культур готували пресуванням при незначному тиску з метою виключення з зразка пов^ряних прошаркiв i додання йому заданоï геометричноï форми (прямого паралелепiпед з основою 23x10 мм i висотою К). Величину h варивали вщ 10 до 36 мм, щшьшсть i вiдносну вологiсть зразкiв тдтримували незмiнними (р= 1,07 г/см3, (р = 70 %).
Зразки встановлювали у хвильовий тракт вимiрника. Реестрували КСХН при рiзних у й розраховували коефщент вiдбиття (R) нормально падаючоï хвилi по формулi
R = (КСХН - 1) - 100/(КСХН + 1), [%].
Визначали середньоарифметичне значення R за результатами не менш трьох повторних вимiрiв.
У другому експериментi робочi суспензп готували в дистильованiй водi в концентрацп 103 клiтин/мл методом послщовних розведень. По 2 мл робочоï суспензп помiщали в чашки Петрi (d = 3 см). Опромшення проводили протягом 30... 150 хв iз потужнiстю випромiнювання 1 мкВт/см2 i частотами вiд 8820 до 10400 МГц. Одночасно встановлювали контроль над захисним екраном у пластиковш чашщ Петрi d = 3 см (2 мл робочоï суспензп в концентрацп 103 клiтин/мл). Пюля закiнчення часу експозицп проводили поав суспензп клiтин з опромiненого й контрольного зразюв на живильний агар у триразовш повторностi.
Результати по випромшюванню поглинання здатностi живих i мертвих кл^ин представленi на Рис. 1
п,ГГц
Рис. 1. Коефщент вiдбиття (R) ЕМВ вщ зразюв спресованих дрiжджiв залежно вщ частоти (v) випромiнювання й товщини (h) зразюв: (1,3 - h = = 36 мм; 2, 4 - h = 18 мм; 1, 2- живi кл^ини;
3, 4 - мертвi кштини, опромiненi ультрафiолетом). Дослiд з короткозамикачем
Аналiз експериментальних залежностей R-v показуе, що поглинаюча здатнiсть дрiжджовоi культури зростае приблизно на 20 % при збшьшенш частоти випромiнювання вщ 8 до 12 ГГц. Видно, що поглинання енергп ЕМВ бюмасою живих клiтин дрiжджiв лише незначно нижче, чим бюмасою мертвих кштин (пiдданих дп ультрафiолету). Очевидно, метаболiзм впливае на процес поглинання, а переважаюче значення мае взаемодiя мшрохвиль зi структурними елементами клiтин.
У варiантах дослiду з погодженим навантаженням (рис. 3.2, крива 2) вщносна кшьюсть мертвих клiтин швидко зменшуеться до контрольного рiвня (N ~ 0,8 %) у мiру видалення вщ поверхнi, що опромiнюеться, у глиб зразка. Очевидно, значна частина енергп ЕМВ поглинаеться в поверхневих шарах зразка. У дослщах з короткозамикачем розглянута залежшсть N-h (рис. 2, крива 1) носить екстремальний характер.
20 -15 -10 -5 -
>
0 т , , , , ,
0 5 10 15 20 25 30 ^ мм35
Рис. 2. Розподш вщносно'1' кiлькостi (N) мертвих кл^ин дрiжджiв по товщинi (Ь) зразка пiсля НВЧ-
опромiнення (у= 10 ГГЦ, т= 1год.) у дослщах:
1- короткозамикачем;
2- погодженим навантаженням.
Пунктиром показаний контрольний рiвень мертвих кл^ин N = 0,8 %
Вщсоток загибелi клiтин мiнiмальний у зонах, де вщбуваеться iнтерференцiйне гасiння
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
nagaroHoi (^o npoMm.a b 3pa30K) i Big6HToi (Big MeTa.eBoi nigK.agKH) xBH.b. r.H6HHa (l) 3a.araHHfl
цнx 30H 3MiHroeTbca npaMonponop^HHo TOB^HHi (h) 3pa3Ka (pHc. 3).
Phc. 3. r.HGHHa 3a.araHHfl (l) y 3pa3Kax gpmg^iB 30H, ge cnocTepiraeTbca MiHiMa.bHa 3arH6e.b
K.iTHH, 3a.e^HO Big TOB^HHH (h) 3pa3KiB. ^oc.ig 3 K0p0TK03aMHKaneM, v= 10 TTU,
YcTaHOB.eHO, ^o noraHHaroHa 3gaTHicTb gpmg^iB 36i.bmyeTbca Ha 20% 3i 36i.bmeHHflM nacTOTH. CygaHH 3 pe3y.bTaTiB npegcTaB.eHHx Ha pHcyHKax, nor.HHaHHa ^hbhx i MepTBHx K.iTHH Man^e He Bigpi3HaeTbca.
npoBogu.u goc.ig^eHHa c.aGKux EM no.iB Ha cycneroii K.iTHH gpi^g^B, noMi^eHux y HamKH neTpi. goc.ig^eHHa e^eKTy gii EMB Ha K.iTHHH npoBegeHHH nopiBHa.bHHH aHa.i3 onpoMiHeHoi h HeonpoMiHeHoi K.iTHHH Ha puc. 4.
120 100 80 60 40 20 0
BH^HBaHicTb, %
- - 10140 MR4
■ 9110 M^
1 9970 MR4
8820 MR4
10400 MR4
Puc. 4. Bu^HBamcrb cycneroii E. coli hcr- exr- i3 HacTOTaMH 88 npu pi3HiM eKcno3H^i
0
30
60
90
120
npegcraB.em pe3y.bTaTH 3a.e^HocTi BH^HBaHHa K.iTHHH gpi^g^B Big Hacy h HacTOTH onpoMiHeHHa.
BuaB.eHa TeHgeH^a 3HH^eHHa Bu^HBaHocri E. coli hcr- exr- npu 36i.bmeHHi HacTOTH onpoMiHeHHa 3 9110 go 10400 MTU, npH eKcno3H^i Big 30 go 150 xb. (pHc. 3.7). npH eKcno3H^i npoTaroM 30 i 60 xb. 3i 36i.bmeHHaM HacToTH onpoMmeHHa Big 9110 go 10140 MTU 3HaHHMHx po3xog^eHb y BH^HBaHocTi He cnocTepira.oca. npH eKcno3H^i nporaroM 90; 120 i 150 xb. cnocTepira.aca gocToBipHa 3MiHa BH^HBaHocTi (p<0.05).
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
У зв'язку i3 цим можна припустити, що мехашзм бюлопчно! дп ЕМВ дослiджуваних частот
на кл^ини Е. coli hcr- exr- пов'язаний 3i змiною структури води як метаболiчного, так i зовнiшнього розчину.
Conclusions.
1. Показано, що здатшсть дрiжджiв, якi поглинаеться, залежить вщ частоти випромiнювання й збшьшуеться на 20% при збiльшеннi частоти вщ 8 до 12 ГГц. Поглинання ЕМВ для живих i мертвих кл^ин практично однакове й залежить вщ структурних елементiв кл^ин.
2. Установлено, що загибель дрiжджових клiтин зростае 3i збiльшенням тривалосп ЕМ опромiнення та глибини залягання област опромiнення. У мiсцях штерферентносп вiдбуваеться мiнiмальна загибель клiтин.
3. Установлено, що специфiчнiсть нетеплово'1 дп НВЧ-випромiнювань визначаеться резонансним характером енергетично'1 й iнформащйноi природи. Первинна дiя реалiзуеться на клiтинному рiвнi й пов'язане з елементами цитоплазматичних мембран, молекулами бшюв i ферментiв, що волод^ть значним електричним дипольним моментом.
Disclaimers: The author declares that they have no financial or personal relationships that may have inappropriately influenced them in writing this article.
Conflict of interest statement: The authors state that there are no conflicts of interest regarding the publication of this article.
ISSN 2311-1100
REFERENCES:
CC-BY-NC
1. Фертман Г. Биохимические и технологические основы бродильных производств. Москва: Пищевая пром-ть; 1970.
2. Голант М. Влияние монохроматических электромагнитных излучений миллиметрового диапазона малой мощности на биологические процессы. Биофизика. 1986;31(1):34-39.
3. Ауэрман Л. Технология хлебопекарного производства. СПб: Профессия; 2003.
4. Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона низкой интенсивности на рост цианобактерий. Микробиология. 1990;59(2):359-360.
5. Реброва Т. Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на жизнедеятельность микроорганизмов. Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1992;(1):37-47.
ISSN 2311-1100
PLAGIARISM REPORT:
CC-BY-NC
100% Unique
Total 11329 chars <2000 limit exceeded), 194 words, 9 unique sentences).
Essay Writing Service - Paper writing service you can trust. Your assignment is our priority! Papers ready in 3 hours! Proficient writing: top academic writers at your service 24/7! Receive a premium level paper!
Results
Query
Domains (original links)
Unique Unique Unique
Unique
Unique
Unique Unique Unique
Unique
В «ncri МЕТОДЕ ддолшжвння EMtnyiatm, So<jii3Huni га 6it«ii»jHi ДОСМ1Ш1ВННЯ. ananis раздовання результата, кимпя^чм анал1з
цуглмстължкджв до еплдд? сгтренмих фаюорв i длметъ фериекпв
структуру Тх npaepmi. и в'язсо- npv^Hi EiiacTwapcri га щкжнктъ ип™лазмапрдд мембран
нетермальнрГ ¡нгановнасл Пр&дметпм доспите и ця вистулаюп» игтаыи дрскшин Saoctiaramyoes cenevisiae УК M Y-517. Sctiizosaocharomyces combe УКМ Y-B4T
Наушва новизна олержаних результапв палягае в тому, ню: - Engpuie видпена вплив длвпромагнлнрго вилррмшмваимя
- ВстановлЕНР воретяь^иу залежнстъ ф1з1рлога-б«тм1цногр стану ипгтин дрыццав вш лпвазнинв агпшиасл Срнця. на ыддбражавпдя
I3SH 2311-11 ДО GG-BY-NC CatmK*it STTie ДшИргв. Ырзеее: This wort: is licensed under ttie
Едепрсиашгттнв викимиаання радймастогиого далазпну НО.бИ МГц) нвтермальноТ ¡нтенаиосл ноле бути вишристадо ян заяисям медшви
Дрслшжен1 дрыииа мшиутъ рлитуваши ян nonem.ua система для витення агэр1»ник eifeerréTa встансвпемя мехзызм
□ate of Review: Анотац|я. Об 'ектюм доелщження внетупаютъ фЫалопо-бюх1м1чн1 та морфолопо-структурнн особлнвосп др1ждж1а п л впливом елеетромагнгтного випрон1нювання радючастогнDno fliaraatmy нетермальноУ ¡шенсиеносп Предметом послщження виступаютъ штачи др1ждж1в Sacchanornyces oerevisiae УКМ Y-517, Schiznsacchanomyces ратлЬе УКМ Y-94T та Candida utilis УКМ Y-
961, В fKscri MeTOflie дослиження Еиступаютъ 6 офЬичн та SioxKiim-i лослщження,- анал1з розашвання результата, кореляшйний анал1з. Наукова новизна одержанных результате палягае в тону, що: - Вперше виявлено вллнв електромагштиопо внпромшювання рал с|-эстгтн;го д1апазону [40.63 МГц) нетермальноТ штенсивносп на ф1зюлопчш показники р<кгту i дннам1ку клгтиннопо циклу; чутлиЕ|гть др1ждмв до впливу стресових факторш i аюпвн1стъ ферненпв: структуру Тзс поверхш, IT вгязко-пружш властивмтп та проникшетъ цкттогтлазматичноУ меибрани: - Бстановлено корелящйну залежн1сть ф^юлого-бйпхпмтнопо стану кл1тнн лP¡жх.ж1 в вщ показникш анлпвносп Сонця. що вйдображаеться у поквзникасх питоыоТ швидкосп росту та чутливосл м ¡к зоооге msmi =■ до фунпцчдннх анти6¡OTViKiе. ISSN 2311-1100 CC-BY-NC Copyright: (X1 The Ajutfiors Licensee: This work is licensed
under tfie Creative Commons Attribution License Практичне значения одержаних резуль-гатв. Електроивгн¡тне внпром1нювання эап с-чэстзтчзго дЬпазону (40,63 МГц) нетернальнш ¡нтенсивност мосже Буш використано лк захисний механизм для модиф1кац! чу—.~и socri живих о - ~Eh ¡sm i s до дм стресових факторш. Дослщжен1 od мож;,ть слугувагтн як модельнЕ система длл вивчення
атер'М¡чни>: ефект1в та встаноЕлення Mexchishiis Ail HeioHizyionLix електромагнггних пол в та внлром1нювань на eyKapiртичHi орг
