CC BY
67
№ 4 - 2009 г.
14.00.00 медицинские науки
УДК 612.11:612.014.426
РЕАКЦИЯ СИСТЕМЫ КРОВИ В УСЛОВИЯХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ДЕПРИВАЦИИ
В.Ю. Куликов, Е.А. Козяева
ГОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет Росздрава»
(г. Новосибирск)
Исследована реакция системы крови в условиях электромагнитной депривации. Выявлены достоверные различия коагуляционной активности в условиях in vivo и in vitro. В условиях in vivo при воздействии ослабленного геомагнитного поля регистрируется гиперкоагуляция, в условиях in vitro - гипокоагуляция. Воздействие ослабленного геомагнитного поля на цельную кровь доноров не проявляется изменениями в системе гемостаза. Изучено воздействие ОГМП на спонтанную и индуцированную агрегацию тромбоцитов, после воздействия ослабленного геомагнитного поля спонтанная агрегация тромбоцитов не изменялась, но после добавления АДФ торможение агрегации становилось достоверным, при этом выявляются индивидуальные особенности реагирования индивида на воздействие факторов гелиогеофизической природы в целом. В условиях экранируемого пространства (минус поле) наблюдается снижение мембранного потенциала мононуклеаров крови человека, сопровождающееся изменением баланса между системами генерации и ингибиции активных форм кислорода, что объясняет молекулярно - клеточные механизмы магниточувствительности и магнитореактивности организма.
Ключевые слова: ослабленное геомагнитное поле, гиперкоагуляция,
гипокоагуляция, агрегация тромбоцитов, прооксидантная/антиокидантная система, магнитореактивность
Куликов Вячеслав Юрьевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой нормальной физиологии ГОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет Росздрава», заслуженный деятеля науки РФ ГОУ ВПО НГМУ Росздрава, рабочий телефон (383) 225-07-37.
Козяева Елена Алексеевна - ассистент кафедры нормальной физиологии ГОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет Росздрава», рабочий телефон (383) 225-07-37.
Фундаментальные основы процессов адаптации человека невозможно понять без рассмотрения механизмов взаимодействия биосистемы со «слабыми» экологическими факторами среды, к которым относятся факторы электромагнитной и гелиогеофизической природы, влияющие на биосферу в целом и организм животных и человека в частности.
Эти воздействия обладают выраженными биотропными свойствами, проявляющимися не только на уровне индивидуального цикла развития, но и на развитие последующих поколений [3, 6].
Этот процесс взаимодействия живого вещества планеты Земля с факторами гелиогеофизической и космопланетарной природы следует рассматривать как необходимый и важный этап в развитии человечества в целом. Важнейшая функция живого вещества - «космическая», по выражению В. И. Вернадского (1967), состоит в улавливании солнечной и последующем накоплении биохимической энергии, в создании в биосфере термодинамического поля с высоким информационным потенциалом. Роль геомагнитного поля в жизни и эволюции биосферы достаточно четко сформулирована в теории «электромагнитной природы жизни» (Sedlak W., 1975-1977), в которой в качестве отправной точки использован постулат о способности живых систем «воспринимать, хранить и преобразовывать все типы электромагнитного излучения». Такие особенности рефлексии биологических систем объясняются появлением качественно новых механизмов регуляции, которые все в большей степени подчиняются закономерностям космопланетарной организации [10].
Нелинейность и неоднородность пространственно-временной структуры окружающего нас космопланетарного пространства, действующего на биоту на протяжении эволюционного процесса, свидетельствует о том, что, эволюционируя, биологические системы все более и более «вписывались» в это «пространство», приобретая в результате этого новые качества, проявляющиеся в специфических особенностях организации регуляторных и гомеостатических систем [1, 9].
Таким образом, оценка фундаментальных механизмов биотропного действия внешнего и преформированного геомагнитного поля, является одной из важнейших задач как геоэкологии в целом, так и общей патологии в частности.
В качестве методического подхода, выявляющего особенности взаимодействия организмов с гелиофизическими факторами изучалась реакция системы гемостаза в условиях ослабленного геомагнитного поля, создаваемого в специальных гипомагнитных камерах [2, 11].
Материалы и методы. Влияние ослабленного геомагнитного поля (ОГМП) на плазменные факторы свертывания крови в условиях in vivo и in vitro изучали с использованием АПТВ теста (активированное парциальное тромбопластиновое время). Оценка тромбоцитарного звена гемостаза осуществлялась путем исследования АДФ-зависимой агрегации тромбоцитов с использованием индуктора агрегации - АДФ первого разведения 1,42 x 10-5 М. Для исследования роли кальциевых каналов в процессе агрегации тромбоцитов применялся блокатор кальциевых каналов - изоптин.
Оценку прооксидантной и антиоксидантной активности проводили с помощью биохемилюминесцентного анализатора (БЛМ 360 бМ). Для этого к 0,7 мл раствора Хенкса без фенолового красного, добавлялся 0,1 мл. гепаринизированной крови и 0,1 мл 10-2 М люминола. После термостатирования в течение 5 мин в кювету вносился 0,1 мл зимозана и сразу регистрировалась хемилюминесценцию при 37 °С. Геомагнитное поле низкой напряженности было получено в ферромагнитной камере. Гипомагнитные экраны описанной конструкции позволяют экранировать геомагнитное поле в 105 раз.
Эксперименты in vivo. Животные (мыши линии Balb/C с массой тела) были разделены на две группы - контрольную и опытную. Контрольная группа мышей
находилась в деревянной камере при комнатной температуре 2,5 ч. Опытная группа животных была помещена в условия ОГМП, также находилась в ней 2,5 ч, при комнатной температуре. Затем у животных забиралась кровь в силиконовые пробирки. Кровь забиралась путем декапитации. Полученную кровь центрифугировали в течение 15 мин со скоростью 3000об/мин (1200-1400g), таким образом, получали бедную тромбоцитами плазму (БТП). БТП в количестве 0,1 мл помещали в силиконовые пробирки. После чего определяли время свертывания с использованием АПТВ теста. Время коагуляции в секундах регистрировали на гемокоагулометре SOLAR 2110, как в контрольной, так и опытной группах.
Эксперименты in vitro. У лабораторных животных - мышей забирали кровь путем декапитации, которую помещали в силиконовые пробирки, центрифугировали в течение 15 мин со скоростью 3000об/мин (1200-1400g). Контрольные образцы крови помещались в деревянную камеру, где они находились 30 мин и в условиях комнатной температуры. Опытные образцы плазмы находились в условиях ОГМП, также 30 мин при комнатной температуре. Таким образом, контрольные и опытные образцы плазмы находились в идентичных условиях эксперимента. Время коагуляции регистрировали через 30 мин. после нахождения каждой пробы в условиях гипомагнитной камеры, либо контрольной. Время коагуляции определяли с использованием АПТВ-теста. Время коагуляции регистрировалось в секундах на гемокоагулометре SOLAR 2110. Активность плазменных факторов свертывания крови условно здоровых доноров оценивалась после забора у них крови из кубитальных вен, после чего часть крови отделялась в отдельную пробирку II и сразу же помещалась в условия ОГМП на 30 мин. Кровь пробирки I центрифугировалась со скоростью 3000 об/мин (1200-1400g) в течение 15 мин для получения бедной тромбоцитами плазмы. Затем плазма в количестве 0,1 мл помещалась в пробирки, из которых часть находилась в условиях контроля, а другая часть в условиях опыта (опыт I). Контрольные образцы помещались в деревянную камеру, где находились 30 мин при комнатной температуре. Опытные образцы помещали в условия ОГМП при комнатной температуре также на 30 мин. Таким образом, в контрольной и опытной группе соблюдался идентичный температурный и временной режимы (рис. 1). После 30минутной экспозиции определялось время коагуляции с использованием АПТВ теста на гемокоагулометре SOLAR 2110 стандартными АПТВ реагентами в контрольной и опытной (I) группе. Кровь из пробирки II, после нахождения в ГМК центрифугировалсь при скорости 3000 об/мин (1200-1400g) в течение 15 мин, а затем определялось активированное протромбиновое время.
КрОЕЬ
Пробирка II
I
Г^Ж
Цент^жфугкро вание плазма 0,1
ИССЛЕДОВАНИЕ
Рис. 1. Этапы оценки активности плазменных факторов свертывания крови у доноров
Оценка тромбоцитарного звена гемостаза осуществлялась путем исследования АДФ-зависимой агрегации тромбоцитов у испытуемых. Изучалась обогащенная тромбоцитами плазма (ОТП) и бедная тромбоцитами плазма (БТП). После забора кровь центрифугировалась при 1000 об/мин (140—160g) в течение 7 мин. БТП получали центрифугированием крови при 3000 об/мин (1200-1400g) в течение 15 мин. После центрифугирования плазма помещалась в силиконовые пробирки в количестве 0,3 мл. В условиях опыта ОТП и БТП находились в ГМК в течение 30 мин при температуре 37 °С, контрольная ОТП и БТП находились в деревянной камере, не обладающей экранирующими свойствами. Температурный и временной режим в условиях опыта и контроля были идентичными. После 30-минутной экспозиции ОТП в опытных и контрольных условиях определялся исходный уровень светопропускания плазмы, для определения спонтанной агрегации ТЦ, затем добавлялся индуктор агрегации - АДФ первого разведения 1,42 x 10-5М в количестве 0,02мл. Оценивалась АДФ-стимулированная агрегация тромбоцитов по изменению светопропускания плазмы в динамике сразу после добавления АДФ в течение 5 мин с интервалом в 1 мин на гемокоагулометре SOLAR 2110, в режиме AR. Изменение светопропускания плазмы в опыте и контроле определялось по отношению к таковой БТП, которая использовалась в качестве контроля и условно принималась за 100 %.
Для исследования роли кальциевых каналов в процессе агрегации тромбоцитов применялся изоптин. В качестве контроля выступала ОТП с добавлением физиологического раствора (0,9 % NaCl), а в опыте ОТП с добавлением изоптина. Контрольные и опытные образцы находились в термостате при температуре 37 °С, в течение 5 мин, после чего оценивалась спонтанная агрегация ТЦ в контрольных и опытных образцах. Затем, при добавлении к образцам индуктора агрегации ТЦ АДФ первого разведения (1,42 х 10-5М) и определялась кинетика агрегации за 5 мин, и рассчитывался индекс агрегации ТЦ (величина агрегации между 5 -й и нулевой минутами).
Изоптин - ингибитор кальциевых каналов. Он влияет на функцию кальциевых каналов мембраны ТЦ, изменяя скорость перехода канала в открытое состояние. В результате укорочения времени открытия канала уменьшается трансмембранный ток кальция в клетку.
Методы статистического анализа. Данные, полученные по результатам исследования, обрабатывали с помощью пакета программ Statistica 6.0 for Windows (StatSoft, USA). Вычисляли среднее (M), стандартную ошибку (m), непараметрический критерий Вилкоксона, взаимосвязь между переменными исследовали с помощью факторного анализа. Достоверными считали данные при р < 0,05.
Полученные результаты и их обсуждение. При изучении времени коагуляции в условиях в in vivo нами выявлено достоверное отличие времени АПТВ теста в контрольной и опытной группах. Среднее значение времени коагуляции в контрольной группе составило 43,4 ± 2,6 с, тогда как в опытной группе среднее время коагуляции составило 29,2 ± 1,5 с (р < 0,005). Следовательно, время коагуляции в опытной группе меньше времени коагуляции в контроле на 33 %. Уменьшение времени АПТВ теста свидетельствует о повышении активности механизмов свертывания крови, т.е. гиперкоагуляции.
При изучении времени коагуляции в условиях in vitro, нами было показано, что среднее значение времени коагуляции в контрольной группе составило 24,3 ± 1,9 с, тогда как в опытной группе среднее время коагуляции составило 33,5 ± 1,9 с (р < 0,005). Таким образом, время коагуляции в опытной группе больше времени коагуляции в контроле на 37,7 %. Увеличение времени при выполнении АПТВ теста свидетельствует о торможении процессов, т.е. проявлении феномена гипокоагуляции (рис. 2).
Таким образом, при влиянии ОГМП на организм животного регистрируется развитие синдрома гиперкоагуляции, что объясняется активацией компенсаторноприспособительных процессов, проявляющихся активацией основных стрессреализующих систем - симпатоадреналовой (САС) и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС); реакция ГГНС - одно из проявлений адаптации организма к условиям внешней среды, выработанной в процессе эволюционного развития, и свидетельствует о тесной зависимости организма от состояния ГМП, их влияние на систему гемостаза проявляется эффектами вазоконстрикции, выбросом медиаторов - норадреналина и серотонина, стимулирующих агрегацию ТЦ и стимуляции ферментативных процессов,
что и проявилось снижением времени АПТВ теста относительно контроля. Однако, при влиянии ОГМП на плазму животных проявляется противоположный эффект -гипокоагуляция.
В дальнейшем при оценке воздействия экстремально ослабленного геомагнитного на бедную тромбоцитами плазму и цельную кровь условно здоровых доноров выявлено достоверное различие времени АПТВ теста в контрольной и опытной группах (опыт I). После пребывания БТП в условиях ослабленного геомагнитного поля время АПТВ теста увеличивалось на 24 % относительно контроля. Средние значения в контроле и опыте I составили 35,5 ±1,2 с и 44,0 ± 1,6 с соответственно, при р < 0,0002. Таким образом, выявлено влияние ОГМП исключительно на плазменные факторы свертывания, что выражается увеличением времени АПТВ-теста, т. е. проявляется эффектом гипокоагуляции. На следующем этапе работы были оценены показатели активированного протромбинового времени в опытной группе II, где в условиях ОГМП находилась цельная кровь, воздействию ОГМП подвергались и плазменные факторы, и клеточное звено -тромбоциты. Средние значения в контроле 35,5 ± 1,2 с, в опытной группе 34,5 ± 1,05 с. Таким образом, полученные значения не являются достоверными (р > 0,05) (рис. 3).
Следовательно, ОГМП оказывает воздействие исключительно на активность плазменных факторов свертывания крови, как показали результаты исследований, после воздействия геомагнитного поля низкой напряженности на бедную тромбоцитами плазму коагуляционная активность плазменных факторов достоверно снижалась и в группе условно здоровых доноров, и в группе экспериментальных животных, то есть была оценена ферментативная активность системы гемостаза, при исключении влияния клеточного звена. Вполне вероятно, что гелиофизические флуктуации в целом и влияние ослабленного геомагнитного поля в частности, проявляются в изменении активности соответствующих проферментов и протеаз, за счет влияния на конформацию макромолекул и гидрофобно-гидрофильные взаимодействия, формирующиеся при активном участии ионов кальция [4].
Изменение их концентрации в крови обусловлены опосредованным воздействием геомагнитного поля низкой напряженности на системы, участвующие в регуляции
содержания кальция в организме, что сопровождается снижением его концентрации в крови [5]. В регуляции активности каскадных протеолитических систем плазмы: кининогенеза, гемокоагуляции, комплемента, ренин-ангиотензиновой системы, принимает участие и калликреин-кининовая система (ККС), представленная белками [12], которые также могут изменять свою протеолитическую активность при воздействии ослабленного геомагнитного поля, что приводит к ослаблению их регуляторного влияния на процесс коагуляции.
Особый интерес, в рамках исследования, представляют результаты, полученные при изучении агрегационной способности тромбоцитов в группе условно здоровых доноров, богатая тромбоцитами плазма которых находилась в условиях экстремально ослабленного геомагнитного поля. То значение, которое предается полученным результатам, объясняется современными представлениями о процессе свертывания крови, который является не только единым, но и протекает на тромбоцитах, выступающими регуляторами этого процесса.
Исследование АДФ-зависимой агрегации тромбоцитов показало, что динамика ее изменения имеет сходный характер в контроле и опыте. Так, агрегация тромбоцитов скачкообразно увеличивалась сразу после добавления АДФ, затем плавно нарастала в течение 3 минут и к 5 минуте плавно уменьшалась, но все же была достоверно выше исходных значений. Изменение динамики агрегации в общей группе обследованных доноров были не достоверны и в контрольной и опытной группах (р 0,05). Достоверные отличия были получены при оценке не динамики, а степени агрегации в контроле и опыте. Анализ показал, что после нахождения в гипомагнитной камере степень агрегации была достоверно меньше (р < 0,027), чем в контроле. Оценка характера взаимосвязи между спонтанной агрегацией (нулевая точка, без добавления АДФ) и степенью агрегации (точка
5, через 30 мин после добавления АДФ) с использованием методов регрессионного анализа показала, что характер этих взаимоотношений носит нелинейный характер, который типичен для регуляторных систем, находящихся в состоянии неравновесности (рис 4, 5).
33,0 35,0 41,1 «,І 451.5 Єї,5 ТІ,І
141-&
Рис, 4. Взаимосвязь между степенью спонтанной агрегации (нулевая точка) л о добавления АДФ и через ЗОмнн. посте добавления АДФ в контроле (фаза стабильной агрегации* точка 5) (условные обозначения: асіґ-Ок - величина свего пропускания е нулевой точке, т.е. до добавления АДФ, а§т-г величина света про пускання через 30 мин после добавления АДФ)
2(1,0 2 7,0 40,0 4-6,0 51,5 57,0 69,0 35,5
з (ії-ор
Рис. 5. Взаимосвязь между степенью спонтанной агрегации (нулевая точка) до добавления АДФ и через ЗОмнн. после добавления АДФ в опыте (фаза стабильной агрегации, точка 5) (условные обозначения: а<±Р-Ор - величина св его про пускания в нулевой точке, т.е. до добавления ДДФ. а^-ор величина св ето про пускания через 30 мнн. после добавления
АДФ)
Основываясь на предположении о возможных индивидуальных особенностях реагирования тромбоцитов в условиях гипогеомагнитного поля, группа обследованных была разделена на две подгруппы - 1 и 2 в зависимости от нормальности распределения изучаемых признаков. В 1 подгруппу вошли доноры, у которых величина светопропускания плазмы после 30-минутной экспозиции в условиях ОГМП и в контроле без добавления АДФ (спонтанная агрегация), была меньше медианы, во вторую группу вошли испытуемые, у которых таковой показатель был больше медианы.
В условиях контроля частоты наблюдений в подавляющем большинстве случаев группировались в одну выборку и, только у двух доноров величина светопропускания была значительно увеличена по сравнению со средневыборочным показателем (рис. 6).
В условиях опыта величины светопропускания плазмы достаточно равномерно распределялись на две примерно одинаковые группы - уровень светопропускания меньше медианы - у 7 испытуемых, выше медианы - у 9 (рис. 7).
Таким образом, в условиях гипогеомагнитного воздействия достоверное изменение АДФ-зависимой агрегации тромбоцитов, несомненно, зависит от целого ряда факторов, влияющих на молекулярные процессы, определяющие степень и характер их агрегации.
При оценке реакции клеточного звена системы гемостаза отмечается снижение уровня стимулированной агрегации тромбоцитов у практически здоровых доноров, под воздействием экстремально ослабленного гипогеомагнитного поля, при этом выявляются индивидуальные особенности реагирования индивида на воздействие факторов гелиогеофизической природы в целом. Этот факт, заслуживает особого внимания, поскольку такое разделение тромбоцитов на субпопуляции, по-видимому, отражает индивидуальную реактивность организма на изменение напряженности геомагнитного поля.
Важная роль в механизмах влияния геомагнитного поля очень низкой напряженности на процессы свертывания крови принадлежит ионам кальция, что проявляется снижением АДФ-зависимой агрегации тромбоцитов при воздействии на них изоптина. При исследовании влияния блокатора кальциевых каналов на агрегационную способность ТЦ, полученные результаты показали, что:1) при добавлении изоптина наблюдалось снижение спонтанной агрегации ТЦ, 2) при добавлении изоптина наблюдалось также снижение АДФ-стимулированной агрегации ТЦ. Нужно отметить, что
_С) _^ _у
была использована различная концентрацию изоптина (2,5 х 10 , 10 , 10 г/л). Наиболее отчетливые проявления в ее изменениях были выявлены при воздействии на ОТП -меньших концентраций изоптина. При использовании более высоких концентраций снижения индекса агрегации не происходило, однако, отчетливо проявлялось отсутствие динамики агрегации по отношению к исходному (базовому) уровню (рис. 8).
Таким образом, при действии минимальных концентраций изоптина наблюдается эффект дезагрегации, из чего следует вывод о том, что система гемостаза находится в метастабильном состоянии, выход из которого может проявиться либо состоянием агрегации (при влиянии индуктора агрегации - АДФ), либо состоянием дезагрегации (воздействие ингибитора кальциевых каналов - изоптина) (рис. 9).
Стимуляция агрегации трон 6 ОЦЭТ О Е АДФ |
Исяодаыи уровень обычные ^гр^гпцюг д
нштан
т
торможение агрегации тромбоцитов (дезагрегаций)
Рис. 9. Варианты изменения исходного уровня агрегации тромбоцитов под действием индуктора агрегации тромбоцитов - АДФ и ингибитора кальциевых каналов - изоптина
Таким образом, проведенные исследования по реакции ослабленного геомагнитного поля тромбоцитарного и плазменного звеньев системы гемостаза практически здоровых лиц показали, что эта система является достаточно чувствительной к условиям экранирования, что проявляется в изменении АДФ-зависимой агрегации тромбоцитов и времени АПТВ-теста. Показательно, что в реакции тромбоцитов и плазменных факторов наблюдается определенная закономерность, проявляющаяся в торможении состояния реактивности, как первого, так и второго звеньев гемостаза.
Однако, при влиянии ослабленного геомагнитного поля на цельную кровь изменений в системе гемостаза обнаружено не было. Полученный результат представляет определенный интерес, так как цельную кровь доноров, можно представить как единую биологическую систему, в которой представлены и работают физиологические гомеостатические регуляторные механизмы. Как известно, система гемостаза представлена протеолитическими системами и клетками крови, в первую очередь, -тромбоцитами, но не следует исключать значение и других форменных элементов -эритроцитов и лейкоцитов [8, 13]. Следовательно, клеточное звено представляет собой единый функционально-регуляторный механизм в процессе коагуляции. Как показали результаты исследований системы крови, направленные на изучение воздействия факторов гелиофизической природы на форменные элементы: нейтрофилы и моноциты -в условиях ослабленного геомагнитного поля происходит изменение показателей активности нейтрофилов и моноцитов, что обусловлено увеличением спонтанной продукции активных форм кислорода [7].
Было показано, что после нахождения клеток в условиях ОГМП наблюдается достоверное снижение антиоксидантной активности, по сравнению с контролем (р = 0,001). В то время как их прооксидантная активность практически не изменялась. Антиоксидантная активность супернатанта снижалась, а его прооксидантная активность повышалась. Антиоксидантная активность супернатанта по сравнению с антиоксидантной активностью клеток в экранируемом пространстве (минус поле) достоверно снижалась (р
= 0,01). Анализ корреляционных связей показал наличие прямых кореляционых связей между антиоксидантной активностью клеток находившихся в экранируемом пространстве и вне поля (г = 0,7, р = 0,05); выявлены значимые корреляционные связи между антиоксидантной и прооксидантной активностью клеток находившихся в условиях гипогеомагнитной камеры (г = 0,53; р = 0,05). Кроме того, выявлено наличие корреляционных связей между антиоксидантной активностью супернатанта, также в условиях камеры и вне поля (г = 0,54, р= 0,05), проаксидантной активностью клеток (г =
0,73, р = 0,05), ПОА клеток и супернатанта в экранируемом пространстве (г = 0,72, р =
0,05). Выявлены обратные корреляционные связи между АОА клеток и супернатанта вне камеры (г = -0,33, р = 0,05), АОА и ПОА клеток в контроле (г = -0,32, р = 0,05), АОА клеток в опыте и АОА клеток в опыте (г = -0,1, р = 0,05).
Для анализа баланса прооксидантной/антиокидантной систем организма рассчитали коэффициент соотношения данных показателей, отклонение одного из показателей характеризовало преобладание активности одной из систем. Коэффициент определялся по следующей формуле:
Значение коэффициента было принято за 1 усл. ед. Таким образом, коэффициент определяемый для каждой группы сравнивался с полученным ранее контрольным коэффициентом (Кк). Отклонение от Кк в какую-либо сторону расценивалось, либо как преобладание АОА или же ПОА.
преобладание АОА преобладание ПОА
После экранирования клеток в течении 30 мин отмечается снижение показателей коэффициента соотношения ПОА/АОА в сторону преобладания активности ПОА, что может быть связано с ослаблением активности аниоксидантного потенциала мононуклеаров крови в гипогеомагнитных условиях, т. е. происходит нарушение баланса в системе оксидант/антиоксидант.
Корреляционный анализ показал наличие зависимости прооксидантной и антиоксидантной активности клеток в опыте (г = 0,88, р = 0,0002) (рис. 10). В контроле такой зависимости не наблюдается (г = 0,0012, р = 0,99) (рис. 11).
6G0
ЙО0
400
« aoa □
200
100
-100
» в>
о ,
■0 .„.j/iii™....* :®
4
* 00
■2 Q 2 4 9 в 10 12 НИ 1p IS 20 22 24 29 28
AOA i.a.l
Рг/іг. І0, Взаимосвязь прооксщантной и антиоксндантной активности клеток в условиях г игто маг тиной камеры
о
60D
300
400
300
200
105
■100
в О
Ö 4 0
О / . / * '•> .
. q / *4 * у' ® О & «Э *
□ 2 4 Й 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 26
АЙА рс.(.1
Рис. 11. Взаимосвязь прооксндаигиой и аигиокснданхной активности клеток в условиях контроля
Полученные данные свидетельствуют о том, что в условиях экранируемого пространства (минус поле) наблюдается снижение мембранного потенциала мононуклеаров крови человека, сопровождающееся изменением баланса между системами генерации и ингибиции активных форм кислорода. Учитывая важную роль мононуклеаров крови в регуляции широкого спектра защитных реакций организма, можно
полагать, что выявленная закономерность объясняет молекулярно-клеточные механизмы магниточувствительности и магнитореактивности.
Учитывая тесную взаимосвязь всех звеньев системы гемостаза, можно предположить, что форменные элементы крови выступают в качестве своеобразного экрана, «нейтрализующего» гипомагнитное воздействие, что и проявляется отсутствием реакции системы гемостаза при воздействии на цельную кровь доноров геомагнитного поля очень низкой напряженности.
Таким образом, при воздействии ОГМП выявлены разнонаправленные варианты реагирования системы гемостаза в условиях in vivo наблюдается реакция гиперкоагуляции, которая определяется системными процессами, свойственными целостному организму и реализуется по типу стресс-реакции. В условиях in vitro, когда полностью исключено влияние регуляторных и стрессреализующих систем, наблюдается синдром гипокоагуляции (рис. 12).
Как нам представляется, разнонаправленная реакция системы гемостаза в условиях in vivo и in vitro определяется различными уровнями и механизмами реализации биотропной компоненты ослабленного геомагнитного поля. Предполагается, что живая природа в процессе эволюции «использовала» для получения информации об изменениях во внешней среде именно экзогенные электромагнитные поля [4], которые с физической точки зрения всеми существенными свойствами, необходимыми для передачи биоинформации: значительной проникающей способностью, большой скоростью
передачи информации. Отсюда приобретает первостепенное значение проблема биологической значимости электромагнитного излучения клетки и клеточных коалиций.
При рассмотрении механизмов взаимодействия геомагнитных полей как с живым, так и косным веществом возникает необходимость поиска наиболее фундаментальных принципов, определяющих такое рода универсальное взаимодействие. По-видимому, эти принципы лежат в области изучения неравновесных и нелинейных взаимодействий как в биологических системах в целом, так и в их рефлексии на воздействия средовых экологических факторов полевой природы в частности. Действительно, поскольку живые системы, как отдельно взятые индивиды, так и популяции, являются элементами «популяционного потока», то с позиций термодинамики открытых систем, они активно обмениваются с окружающей средой веществом, энергией и информацией. Исходя из этого, основные положения термодинамики неравновесных и необратимых систем могут быть распространены на живые системы, что и было предпринято в работах выполненных под руководством И. Пригожина.
Таким образом, чем в большем состоянии неравновесности находится биологическая система, тем большее влияние на неё оказывают факторы информационной природы. Так, если в области макромолекулярных взаимодействий, сохраняется достаточно четкая линейная закономерность между силой воздействия и реакций последействия, то в области неравновесных процессов такой закономерности нет, причем характер таких взаимодействий при действии на организм «слабых экологических факторов» носит нелинейный характер. Следовательно, что даже незначительный (по энергетике) фактор информационной природы может вызвать гиперреакцию в организме и даже его гибель. Это несоответствие между силой действующего фактора и эффектом имеет, как нам представляется, принципиальное значение для понимания специфических особенностей взаимодействия факторов полевой (электромагнитной) природы с элементами биосистемы. Реализация мишенных эффектов слабых экологических факторов, оцениваемых по реакции биологической системы в условиях минус поле, в большей степени, как было нами показано, определяется системными процессами, свойственными целостному организму, когда в качестве «рецепторной зоны» выступает, по-видимому, неравновесная система центральной нервной системы. Хотя молекулярный механизм такого реагирования еще недостаточно понятен, но становится очевидным, что он реализуется по типу стресс-реакции, которая в своей основе должна иметь не только неспецифическую, но и специфическую компоненту, определяемую характером и структурой молекулярно-клеточных констелляций взаимодействующих с полевым фактором.
Список литературы
1. Агаджанян Н. А. Влияние геомагнитных бурь различной интенсивностина параметры биоэлектрической активности головного мозга и центральной гемодинамики в зависимости от типа кровообращения у практически здоровых лиц / Н. А. Агаджанян, И. И. Макарова // Экология человека. - 2001. - № 1. - С. 4-8.
2. Биотропные свойства ослабленного геомагнитного поля / В. Ю. Куликов, А. Ю. Воронин, К. В. Гайдуль [и др.]. - Новосибирск : Ред.-изд. центр, 2005. - 27 с.
3. Бланк М. А.Влияние геомагнитного фона на толерантность человека к ионизирующему излучению / М. А. Бланк, О. А. Бланк, В. А. Дюк // Научный вестник Ханты-Мансийского государственного медицинского института. - 2006. - № 1. - С. 7-8.
4. Воронин А. Ю. Биотропные действия геомагнитного поля очень низкой напряженности : автореф. дис.... д-ра мед. наук / А. Ю. Воронин. - Иркутск, 1997. - 38 с.
5. Воронин А. Ю. Сочетанное воздействия гипогеомагнитного поля и стимуляции липополисахаридом на пролиферативную активность клеток костного мозга /
А. Ю. Воронин, В. Ю. Куликов, С. Н. Усов // Компенсаторно-приспособительные
процессы: фундаментальные, экологические и клинические аспекты : материалы Всерос. конф. - Новосибирск, 2004. - С. 202.
6. Девицин Д. В. Особенности влияния космофизических факторов на организм человека при высокоградиентных воздействиях преформированных магнитных полей/ Д. В. Девицин // Гелиофизические факторы и здоровье человека : материалы Междунар. симпозиума. - Новосибирск, 2005. - С. 106.
7. Колмаков В. М. Реакция эукариотических и прокариотических клеток на гипогеомагнитное воздействие : втореф. дис.... к-та мед. наук / В. М. Колмаков. -Новосибирск, 2002. - 97 с.
8. Павлов А. Н. Экспериментальное исследование воздействия стационарных магнитных полей на эритроциты крови / А. Н. Павлов, Н. Б. Захарова, А. В. Ляшенко // Вестн. Саратов. ГТУ. - 2006. - № 3 (14). - С. 21-22.
9. Пресман А. С. Электромагнитные поля и живая природа / А. С. Пресман. - М. : Наука, 1968. - 310 с.
10. Пресман А. С. Организация биосферы и ее космические связи / А. С. Пресман. - М. : «Гео-Синтег», 1997. - 289 с.
11. Трофимов А. В. Биофизические свойства крови в природном и моделированном геокосмическом пространстве / А. В. Трофимов, Е. В. Севостьянова, Д.
В. Девицин // Юбилейные чтения памяти А. Л. Чижевского : сб. тр. Всерос. конф. с межд. уч. - СПб., 2007. - С. 149.
12. Яровая Г. Я. Калликреин-кининовая система : новые факты и концепции / Г. Я. Яровая // Вопр. мед. химии. - 2001. - Т. 46, № 1. - С. 32.
13. Kannan S. Amplification of extracellular nucleotide-induced leukocyte (S) degranulation by contigent autocrine and paracrine mode of leukotriene mediated chemokine receptor activation / S. Kannan // Med. Hypotheses. - 2002. - Vol. 59. - P. 261-265.
BLOOD SYSTEM REACTION IN ELECTROMAGNETIC DEPRIVATION
V.U.Kulikov, E.A. Kosiaeva
SEE HPE «Novosibirsk State Medical University Roszdrava»(Novosibirsk)
Electromagnetic deprivation state shows the blood system reaction. Varieties of coagulation activity in «in vivo» and in «in vitro» are evident. Hyper coagulation and hypo coagulation are registered in «in vivo» and in «in vitro» reduced geomagnetic field (RGF) influence. The domination of reduced geomagnetic field on the donation blood is not known to show haemostatic system changes. The influence of RGF ON the thrombocytes free and induced aggregation is obvious. Definite particular response for the gelio geophysical influence is the result from free change of thrombocyte aggregation in reduced geomagnetic field and individual features. Membranous reduction of mononuclear human blood potential is seen in electromagnetic field (minus field), and active oxygen forms generation and inhibition explain the organism magnetic reaction and molecular-cellular mechanisms of magnetic sensitivity.
Keywords: reduced geomagnetic field, hyper coagulation, hypo coagulation, thrombocyte aggregation, pro-oxidizing / anti-oxidizing system, magnetic reaction
About authors:
Kulikov Vyacheslav Yurievich - doctor of medical sciences, professor, head of general physiology department GOU VPO «Novosibirsk State Medical University Roszdrava», honored scientist RF GOU VPO NGMU Roszdrava, tel.:(383)225-07-37.
Koziaeva Elena Alekseevna - general physiology department assistant GOU VPO «Novosibirsk State Medical University Roszdrava», tel.:(383)225-07-37.
List of the Literature:
1. N.A.Agadzhanian Geomagnetic storm influence on bioelectrical activity of brain in blood circulation of healthy persons. / N.A.Agadzhanian, I.I.Makarova // Human ecology. -2001. - №1. - p.p. 4-8.
2. Bio tropic properties of reduced geomagnetic field / V.U.Kulikov, A.U.Voronin, K.B.Gaidul and others. - Novosibirsk : Publishers centre, 2005.-27 peges.
3. M.A.Blank Geomagnetic influence on the person's ionization tolerance / M.A.Blank, O.A.Blank, V.A.Duk // Scientific issue of Khanty-Mansijsk State Medical Institute. -2006. -№ 1. - p.p.7-8.
4. A.U.Voronin bio tropic activity of weak geomagnetic field author scientific work doctor of m.s. / A.U.Voronin. - Irkutsk, 1997.-38 pages.
5. A.U.Voronin Complex hypo geomagnetic field influence on brain cell activity / A.U.Voronin, V.U.Kulikov, S.N.Usov // Compensation-adjust processes: fundamental, ecological and clinical aspects :Russian conference. - Novosibirsk, 2004.- p.202.
6. D.V.Devitsyn Special cosmo physical factors influence on a human being in highgradient magnetic field performance. / D.V.Devitsyn // Gelio physical factors and human health : International seminar. - Novosibirsk,2005.- p. 106.
7. V.M.Kolmakov Eukaryotic and prokaryotic cells influence on hypo geomagnetic act. : s.work. of.m.s.c. / V.M.Kolmakov.- Novosibirsk, 2002. - 97 pages.
8. A.N.Pavlov Magnetic fields permanent influence on erythrocytes experimental research / A.N.Pavlov, N.B.Zakharova, A.V.Liashenko // Saratov issue. GTU. - 2006-№ 3 (14). -p.p.21-22.
9. A.S.Presman Space and biospheric links and organization / A.S.Presman. - M.: «Geo Sinteg» , 1997.- 289 pages.
10. A.S.Presman Nature and electromagnetic fields / A.S.Presman. - M. : Science,1968. -310 pages.
11. A.V.Trofimov Biophysical blood properties in modeling geo cosmic space / A.V.Trofimov, E.V.Sevostianova, D.V.Devitsyn // Jubilee readings in honor of A.L.Chizhevskiy : Russian conference works. - SPb., 2007. - p.149.
12. G.I.Iarovaja Kallikrein- kinin system, new factors and concepts / G.I.Iarovaja // Medical chemistry questions. - 2001. V.46, № 1. - p.32.
