Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

МЕХАНИЗМЫ ИНДУКЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И ПАМЯТИ ВОДЫ ПРИ ЕЕ ОБЛУЧЕНИИ НИЗКОИНТЕНСИВНЫМ КВЧ ЭМИ

Кожокару А.Ф.

Известно, что вода обладает необычайно высокой чувствительностью к различным физико-химическим и энергоинформационным воздействиям за счет перестройки системы водородных связей, не требующей больших затрат энергии и за счет самоорганизации, являясь, как клетка, отдельные органы, весь живой организм, водоемы и биоценозы, открытой неравновесной системой, обменивающейся энергией и информацией с внешней средой. Аномальными свойствами - «памятью» - обладают: талая и кипяченая вода, гомеопатические препараты и растворы химических окислительно-восстановительных реагентов, вызывающих автоволновые колебания в водных средах, вода, подверженная воздействию постоянных магнитных и электромагнитных полей, акустических и низкочастотных механических колебаний, ультрафиолетового и γ-облучения, электрохимической активации (ЭХА) и др. В последние годы появились экспериментальные данные о действии слабых радиоволн см и мм ЭМИ на воду, составляющую 70-80 % от массы живых существ и определяющую саму возможность существования жизни на Земле. Известно терапевтическое действие низкоинтенсивного КВЧ ЭМИ - бактерицидное, противоопухолевое, радиозащитное, противовоспалительное. В качестве питьевого раствора ЭХА-католит и катодная вода оказывают активирующее, регенерирующее и адаптирующее воздействие на организмы животных, растений и человека, обладает противоопухолевым и иммуностимулирующим действием на человека и животных; их терапевтическое действие обусловлено сильными антиоксидантными свойствами. Анолит обладает дезинфицирующим, бактерицидным действием. Воздействия слабых физических и химических воздействий на биологические системы через водную среду при изменении ее структуры и физико-химических свойств во многом еще не изучены.

1. Целью настоящей работы являлось выяснение возможности опосредованного воздействия нетеплового низкоинтенсивного КВЧ ЭМИ мм диапазона на прорастание семян через облученную воду различной степени очистки. Бидистиллированную (БДВ), дистиллированную (ДВ) и водопроводную воду (ВВ) облучали пирамидальной рупорной антенной (с апертурой 30×30 мм) в течение 30 минут при 22 °C в конической колбе (толщина слоя 2 см, объем 10 мл) или в бюксах марки ТУ 64-2-279-79 радиочастотным генератором Г4-141 «Исток», Фрязино (мощность 57 кВт, частота 42,25 ГГц, ППМ 2 мВт/ см2). После облучения ЭМИ различные виды воды добавляли через определенные промежутки времени (0,5-180 мин) к семенам пшеницы сорта «Мироновская 808» (срок хранения 3 года), предварительно увлажненным необлученной ДВ. Выяснено, что облученная ЭМИ вода через 0,5-30 минут после облучения стимулировала скорость прорастания семян, увеличивала вес семян и проростков, длину корня и стебля у проростков, ускоряла выход из семян белков, энзимов и других метаболитов в среду проращивания. Эти данные, по-видимому, свидетельствовали о наличии «памяти» воды, о структурно-информационных изменениях, полученных при ее облучении.

2. Степень эффективности воздействия ЭМИ на прорастание семян убывала в следующем порядке: ВВ, ДВ и БДВ. Наличие в облученной воде примесных Са-карбонатных, Fe-содержащих парамагнитных и других частиц увеличивало ее эффективность, что можно объяснить тем, что структурно-информационное воздействие ЭМИ может не только способствовать разрушению кластеров, но и освобождать газы (О2, СО2) и частицы примесей от адсорбционной «шубы», увеличивая их каталитическую активность. Концентрация примесных частиц размером 0,2-2,0 мкм в БДВ составляла
1 тыс./см3, в ДВ - 10 тыс./см3, а в ВВ - 1 млн/см3 и выше. Эти частицы гидратированы, поглощают большое количество энергии ЭМИ, которую они передают биологическим молекулам семян. Нами выяснено, что этот эффект в большей мере проявляется для ВВ и ДВ.

3. Полученную биологическую активность облученной ЭМИ воды мы объясняем увеличением количества связанной со структурами и биомолекулами растительных клеток молекул воды, что следует из полученных нами данных по определению веса сухой и зеленой биомассы (в мг) при высушивании семян и проростков (в течение суток при 150°С). Эти данные могут являться доказательством того факта, что ЭМИ изменяет физико-химическую структуру воды (разрушает кластеры и адсорбционные «шубы») таким образом, что образуются новые водородные связи молекул воды, которые используются для связи с биологическими молекулами. Стимулирующее действие воды может объясняться увеличением гидратации и функциональной активности белков, липидов, ДНК, мРНК и ферментов в клетках семян. Наблюдаемое нами увеличение проницаемости семян для воды, усиление набухания и увеличение веса семян при действии облученной ЭМИ воды также способствовало увеличению степени и скорости их прорастания в чашках Петри при термостатировании в суховоздушном термостате 2Ц-450М (ТВ-80) при 27 °С (на 30-50 % за первые сутки эксперимента для чувствительных видов семян).

4. Объяснением биологической активности облученной ЭМИ воды может являться также ускорение синтеза АТФ в энергетических станциях (хлоропластах) и изменение транспорта ионов Н+, С1-,Na+, К+ при увеличении откачки протонов из среды в матрикс растительных клеток. Это предположение основано на факте увеличения на 1,5-2 ед./сут. водородного показателя (рН) среды проращивания семян, отражающего рН в цитоплазме клеток проростков (использовалось 30-50 шт. семян в образце). рН воды и среды прорастания семян определяли цифровым рН-метром фирмы «Меttler Delta 320» с электродом марки «Orion». Уменьшение рН матрикса клетки может приводить к стимуляции транспорта протонов в хлоропласты и, соответственно, увеличению трансмембранного потенциала хлоропластов, скорости и эффективности синтеза АТФ, активности метаболических реакций клеток, к стимуляции пролиферации и увеличению биомассы. Изменение транспорта ионов и рН среды может изменять процессы внутриклеточной сигнализации и реализации генетической программы.

5. Из результатов по увеличению протонной проводимости бислойных липидных мембран (БЛМ) с химическими препаратами при облучении на протяжении измерения (0,5-1 час) КВЧ ЭМИ с ППМ 1 мВт/см2 растворов, омывающих БЛМ, по сравнению с необлученным раствором (контролем), сделан вывод о том, что прямое неспецифическое действие ЭМИ на биологические объекты может быть связано с усилением конвекции водных растворов, в том числе в неперемешиваемых примембранных слоях (толщиной 150-200 Å), и пассивного трансмембранного переноса протонов, осуществляемого переносчиком. По сравнению с контролем при перемешивании растворов обнаружено увеличение протонной проводимости мембран в 8-30 раз с низкими концентрациями (10-9-10-6 М) синтетических (битионол) и природных (10-8-10-5 М) (эпигаллокатехингаллат, госсипол) препаратов и снижение времени достижения тех же (контрольных) величин проводимости БЛМ (на 5-8 мин) без перемешивания растворов. Действие ЭМИ увеличивало скорость диффузии в водной среде диссоциированных и недиссоциированных форм (ТН2, ТН-, Т-) препаратов, имеющих в химической структуре по 2-6 бензольных кольца и ОН-групп, различные заместители (С1, СН, СН3).

6. Были проведены измерения удельной электропроводности (УЭП) как показателя изменений валентных углов, дипольного момента и степени диссоциации молекул воды на Н3О+, ОН. При температуре 22 ± 0,5 °С у свежей ДВ УЭП было 209 ± 2 мкОм-1∙м-1, у БДВ - лишь немного меньше, у ВВ - на несколько порядков выше, что связано с различиями в концентрации различных растворенных ионов, в том числе Fe3+ , К+, Ca2+ , облучение приводило к несущественному снижению УЭП. При добавлении облученных видов воды к семенам УЭП была выше, чем в контроле при добавлении необлученных видов воды, причем при увеличении количества примесей и продуктов выхода веществ из семян это различие было больше. Наблюдалось намного более существенное различие УЭП в облученных и необлученных средах проращивания семян по сравнению с незначительными изменениями УЭП, полученными при облучении различных видов воды, что также соответствовало более высокому содержанию примесей в средах прорастания семян. УЭП облученной среды проращивания семян с небольшим сроком хранения, наоборот, снижалась по сравнению с необлученным контролем - из-за меньшего количества метаболитов, вышедших из семян, которые обладали, по всей вероятности, более интактными клеточными и цитоплазматическими мембранами при действии низкими КВЧ ЭМИ. Таким образом, УЭП зависела от типа воды, интенсивности облучения, температуры, количества и вида семян, от времени хранения воды и семян, концентрации электролитов в воде, от концентрации и соотношения диссоциированных и недиссоциированных форм химических веществ.

7. Незначительное увеличение эффекта ЭМИ на прорастание семян при облучении семян в воде, по сравнению с действием ЭМИ через облученную воду, свидетельствовало в пользу того, что вода является основным акцептором ЭМИ, увлажненные семена в небольшой степени также были подвержены воздействию ЭМИ. Предлагаемый нами механизм стимулирующего действия ЭМИ на прорастание семян через активацию воды согласуется с литературными данными об усилении активности протонных насосов в мембране хлоропластов и увеличении мембранного потенциала, связанных с изменением водородного показателя цитоплазмы при действии на лист растения ЭМИ с частотой 5,6 и 7,1 ГГц и ППМ менее 10 мВт/см2. Показано также непрямое, зависимое от частоты действие ЭМИ мм диапазона (38-78 ГГц) нетепловой интенсивности (ППМ меньше 10 мВт/см2) на активность хлорных каналов в цитоплазматической мембране водорослей, обусловленное модулирующим воздействием излучения на АТФазную активность хлоропластов, регулирующую концентрацию Са2+ и рН в цитоплазме, от которой зависит активность хлорных каналов. При частотах 41, 50 и 71 ГГц происходило ингибирование проводимости этих каналов. Нами обнаружено бактерицидное и противогрибковое, дезинфицирующее действие КВЧ ЭМИ у инфицированных семян в течение 7-14 суток наблюдения.

8. Биологическая активность облученной воды может быть обусловлена изменением ее надмолекулярной кластерной структуры, возможностью передачи биологическим молекулам осцилляций диполей, водородных связей воды и их ассоциатов, а также дефектов в квазирешетке воды в виде разрывов водородных связей и скруток нитей, результатом чего может являться неспецифическое ускорение метаболических процессов. Активность воды при действии КВЧ ЭМИ может быть обусловлена усилением образования в облученной воде стабильных радикалов Н2О2 и активных форм кислорода, которые при определенных условиях в относительно низких концентрациях являются сигнальными медиаторами и могут контролировать митоз или клеточный апоптоз. Добавление к семенам облученной в течение 1,5-2 часов генератором Луч-3 ЭМИ высокой интенсивности (ППМ 1-13 Вт/см2) ДВ, нагревающейся до 35-45 °С, вызывало ингибирование прорастания семян на 30-40 % по сравнению с контролем. Добавление к опытным увлажненным образцам нагретой до температуры 35-45 °С воды приводило, наоборот, к ускорению их роста и накоплению биомассы, что указывало на отсутствие ингибирующего теплового эффекта ЭМИ на прорастание семян. Спектрофотометрические измерения оптической плотности среды прорастания семян на «Specord M 40» с программным управлением при длине волны 284,6 нм показало существенный выход из семян белков, энзимов и метаболитов. Опыты на семенах с концентрациями перекиси водорода 1 и 100 мкМ, действующими стимулирующим и ингибирующим образом, соответственно, подтвердили наше предположение о том, что при облучении воды ЭМИ высокой интенсивности в ней образуются стабильные продукты радиолиза.

9. Предлагается механизм усиления и нелинейного характера биологических эффектов радиоволн сверхслабых КВЧ ЭМИ через воду в результате резонансного возбуждения колебаний молекул, свободных радикалов и фрактально-кластерных структур воды, путем резонансного воздействия на электромагнитные колебания растительных клеточных структур (мембраны, хлоропласты, митохондрии, капилляры) и веществ (парамагнетики, свободные радикалы). Имеются указания на резонансное воздействие КВЧ ЭМИ в клетках животных (нейромеланины, гемоглобины). Описан аккордный характер резонансного воздействия слабых ЭМИ радиодиапазона, когда возбуждение колебаний при различных длинах волн возбуждает колебания в элементарном фрактале при частоте 1 ГГц. Вода является матрицей информации обо всех аспектах развития биоты Земли, жизнедеятельность которой основана на водном цикле.

10. Полученные нами результаты подтверждают литературные данные, свидетельствующие о возможности сохранения способности водного раствора электролита, облученного слабыми радиоволнами изученного нами диапазона частот, изменять активность одиночных Са2+-активируемых К+-каналов в культуре клеток почек в течение 10-20 минут после его облучения. Анализ литературных данных показал, что сохранение во времени, после прекращения действия физического фактора (КВЧ ЭМИ), биологической активности воды, являющейся в данном случае носителем информации (памяти), возможно объяснить сохранением в течение длительного времени осцилляций в ее элементарном фрактале и ее особого метастабильного фазового состояния с поляризованной структурой и пониженной энтропией, возникающего при синхронизации осцилляций ионов, радикалов, молекул и участков ассоциатов молекул воды при их резонансном возбуждении. Спектроскопическим методом было показано сохранение информации о веществах после полной химической очистки воды в виде низкочастотных колебаний, которые в зависимости от частоты могут быть полезными или вредными для организма человека, животного или растения.


Библиографическая ссылка

Кожокару А.Ф. МЕХАНИЗМЫ ИНДУКЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И ПАМЯТИ ВОДЫ ПРИ ЕЕ ОБЛУЧЕНИИ НИЗКОИНТЕНСИВНЫМ КВЧ ЭМИ // Успехи современного естествознания. – 2011. – № 10. – С. 53-56;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=28745 (дата обращения: 21.05.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674