Научная статья на тему 'Влияние электромагнитного поля низкой частоты на плазму крови лабораторных крыс'

Влияние электромагнитного поля низкой частоты на плазму крови лабораторных крыс Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
48
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ / ПЛАЗМА КРОВИ / ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ / CHEMILUMINESCENCE / BLOOD PLASMA / ELECTROMAGNETIC FIELD OF LOW FREQUENCY

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Шебзухов А.А., Василиади Р.В., Уруджев А.К., Симонян Д.А., Гаджиев З.Х.

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.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

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

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.

Текст научной работы на тему «Влияние электромагнитного поля низкой частоты на плазму крови лабораторных крыс»

6. Ивлев Е.Т. Отображения Коши-Римана двумерных площадок касательного и нормального расслоений поверхности в евклидовом пространстве / Е.Т. Ивлев, А.А. Лучинин, Е.А. Молдованова // Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ] / Томский политехнический университет (ТПУ). — 2012. — Т. 320, № 2 : Математика и механика. Физика. — С. 9-11.

7. Остиану Н.М. О канонизации подвижного репера погруженного многообразия // Rev. math. pures et appl. (RNR). - 1962. - №2. - P. 231 - 240.

8. Остиану Н.М. Распределения m-мерных линейных элементов в пространстве проективной связности II. // Труды геометрического семинара. - Т. 3, ВИНИТИ АНСССР, - 1971, С. 95 - 114.

References

1. Laptev G.F. Differencial'naja geometrija pogruzhennyh mnogoobrazij // Trudy Moskovskogo matematicheskogo obshhestva. - M, - 1953, - T. 2. - S. 275 - 382.

2. Laptev G.F. K invariantnoj teorii differenciruemyh otobrazhenij // Tr. Geom. Seminara - M., - 1974. - 16 - S. 37 - 42.

3. Ryzhkov V.V. Differencial'naja geometrija tochechnyh sootvetstvij mezhdu prostranstvami // Itogi nauki. Geometrija. Moskva, - 1965. - S. 65 - 107.

4. Ivlev E.T., Moldovanova E.A. Raspredelenie dvumernyh ploshhadok v evklidovom prostranstve // Izvestija Tomskogo politehnicheskogo universiteta [Izvestija TPU] / Tomskij politehnicheskij universitet (TPU). — 2012. — T. 320, № 2 : Matematika i mehanika. Fizika. — S. 5-11.

5. Ivlev E.T. Klassifikacija Koshi-Rimana mnogomernyh poverhnostej v evklidovom prostranstve / E.T. Ivlev, A.A. Luchinin, E.A. Moldovanova // Izvestija Tomskogo politehnicheskogo universiteta [Izvestija TPU] / Tomskij politehnicheskij universitet (TPU). — 2012. — T. 321, № 2 : Matematika i mehanika. Fizika. — S. 5-9.

6. Ivlev E.T. Otobrazhenija Koshi-Rimana dvumernyh ploshhadok kasatel'nogo i normal'nogo rassloenij poverhnosti v evklidovom prostranstve / E.T. Ivlev, A.A. Luchinin, E.A. Moldovanova // Izvestija Tomskogo politehnicheskogo universiteta [Izvestija TPU] / Tomskij politehnicheskij universitet (TPU). — 2012. — T. 320, № 2 : Matematika i mehanika. Fizika. — S. 9-11.

7. Ostianu N.M. O kanonizacii podvizhnogo repera pogruzhennogo mnogoobrazija // Rev. math. pures et appl. (RNR). -1962. - №2. - P. 231 - 240.

8. Ostianu N.M. Raspredelenija m-mernyh linejnyh jelementov v prostranstve proektivnoj svjaznosti II. // Trudy geometricheskogo seminara. - T. 3, VINITI ANSSSR, - 1971, S. 95 - 114.

DOI: 10.18454/IRJ.2016.47.154 Шебзухов А.А.1, Василиади Р.В.2, Уруджев А.К.3, Симонян Д.А.4, Гаджиев З.Х.5

1 Студент, Физико-технический факультет, 2студент, 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.1, Vasiliadi R.V.2, 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

Abstract

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

44

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 Н202

В кювету хеолюминометра ШМ-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 Н2О2 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 Н2О2 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 Интенсивность Флуктуация, эВ

хемилюминесценции, эВ хемилюминесценции после спада, эВ

тах 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 ЬиЫ-5773 добавлялась 20 мкл приготовленного раствора перекиси водорода. Начальный максимальный всплеск хемилюминесценции, интенсивность хемилюминесценции после спада, флуктуация образцов стимулированных ЭМП НЧ и Н2О2 в соответствующих частотах представлена ниже (таб. 2).

Таблица 2 - Интенсивность хемилюминесценции и флуктуация образцов стимулированных ЭМП НЧ и Н 2О2

Частота, Гц Начальный всплеск Интенсивность Флуктуация, эВ

хемилюминесценции, эВ хемилюминесценции после спада, 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 Н2О2. В результате взаимодействия свободного радикала (Н-О), присутствующего в соединении Н2О2, 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 Н2О2 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 (Н2О2), 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.

DOI: 10.18454/IRJ.2016.47.055 Яксубаев К.Д.

Кандидат физико-математических наук, Астраханский государственный архитектурно-строительный университет ИГРЫ С КЛЕТОЧНЫМИ МАТРИЦАМИ КАК ИГРЫ ПРЕСЛЕДОВАНИЯ И УБЕГАНИЯ

Аннотация

Для игр с клеточными матрицами применена методика Л.С. Понтрягина, что привело к разделению матричной игры на игру преследования и игру убегания.

С помощью двоичного кодирования графы траектории игроков были вложены в единичные отрезки системы координат. Это позволило визуализировать и описать причинные операторы преследования. Приведена методика сведения дифференциальной игры к клеточной матричной игре. Ключевые слова: клеточные матрицы, теория игр, цена игры.

Yaksubaev K.D.

PhD in Physics and Mathematics, Russian State Astrakhan University of Architecture and Building GAME WITH CELLULAR MATRICES AS GAMES OF PURSUIT AND EVASION

Abstract

For games with the cell matrices the technique of L. S. Pontryagin, which led to the separation matrix games game of pursuit and evasion game.

Using the binary coding column the trajectories of the players were invested in isolated segments of the coordinate system. This allowed to visualize and describe causal operators persecution. The technique of information differential games to cell matrix game. Keywords: cell matrix, game theory, price of the game.

Н

астоящая статья является продолжением работы автора [3]. Приведем краткое описание игры типа Тв1212с [.клеточной матрицей в чистых стратегиях. На первом ходе игрок Р выбирает строку, а игрок р столбец фактор-матрицы. На втором ходе все повторяется. Первый игрок стремится максимизировать выигрыш, а второй игрок стремится минимизировать проигрыш.

Применение методики дифференциальных игр, разработанной Л.С. Понтрягиным к играм с клеточной матрицей. Рассмотрим игру со следующей платежной клеточной матрицей:

4 (а I) с з)"

Че ^ б %

Элементы платежной матрицей примем за расстояние между обоими игроками. Тогда игрок Р будет у нас убегающим игроком, поскольку он хочет увеличить расстояние между игроками. А игрок р будет догоняющим игроком.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.