Действие слабых низкочастотных электромагнитных полей на морфо-биологические показатели гидробионтов : на примере Daphnia magna Straus и Rutilus rutilus L.)

• Автор: Крылов, Вячеслав Владимирович
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Борок
• Количество страниц: 103 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Природа электромагнитного поля
1.2 Особенности биологических эффектов действия слабых низкочастотных ЭМП
1.3 Механизмы действия поля
1.3.1 Теория биогенного магнетита
1.3.2 Сигнальный характер действия' слабых ЭМП
1.3.3 Действие низкочастотных электрических полей
1.3.4 Изменение свойств воды при действии ЭМП
1.3.5 Влияние ЭМП на реакции с участием свободных радикалов
1.3.6 Резонансные модели
1.3.6.1 Циклотронный резонанс (модель Либова)
1.3.6.2 Магнитный параметрический резонанс в биосистемах (теория Леднева)
1.3.7 Интерференция в МП (модели Бинги)
1.3.7.1 Интерференция квантовых состояний иона в белковой полости
1.3.7.2 Молекулярный гироскоп
1.4 Заключение обзорной части
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭМП
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ПРОДЛЕННЫХ ЭФФЕКТОВ ДЕЙСТВИЯ ЭМП
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЭМП НА РАННИЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ
ГИДРОБИОНТОВ
5.1 Эксперименты с D. magna
5.2 Эксперименты с R. rutilus
ГЛАВА 6. ОЦЕНКА ДЕЙСТВИЯ ИОНОВ Си2+ И ЭМП С ЦИКЛОТРОННОЙ
ЧАСТОТОЙ ДЛЯ ИОНОВ Си2+ НА R. RUTILUS ВО ВРЕМЯ РАННЕГО
ОНТОГЕНЕЗА
ГЛАВА 7. ОЦЕНКА ДЛИТЕЛЬНОГО НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ЭМП
НАД MAGNA
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
' Магнитное поле (МП) является важным экологическим фактором, в присутствии которого протекала эволюция органического мира (Bion, 1998). На протяжении своей истории биосфера, в большей или меньшей степени, испытывала на себе действие МП естественного происхождения. Большое количество работ указывает на корреляции биологических процессов с вариациям геомагнитного поля Земли (Чижевский 1976; Кашулин, Першаков 1995, Morariu et al:, 2002).
Однако, за последний век, в связи с появлением в ходе научно-технической революции антропогенных источников электромагнитных полей (ЭМП), на естественный магнитный фон накладываются мощные поля искусственного происхождения. Более того, имеются свидетельства о том, что естественные МП подвергаются заметной антропогенной модификации (Fraser-Smith, 1981; Гульельми, Зотов, 1986). В этой связи остро встает вопрос о детальном исследовании воздействия электромагнитных полей на живые организмы.
Еще несколько десятилетий назад многие ученые скептически относились к возможности влияния слабых ЭМП на биологические объекты. Это отношение в значительной степени было обусловлено термодинамическими представлениями, согласно которым эффекты воздействия слабых ЭМП на живые системы по своей величине намного меньше эффектов, обусловленных тепловой энергией этих систем - так называемая «проблема кТ» (Binhi, Rubin, 2007). Однако в последнее время накоплено большое количество фактов влияния ничтожно слабых воздействий на биологические объекты. Сегодня ЭМП рассматривают как реально существующий экологический фактор. Влияние внешних искусственных и естественных магнитных полей на живые системы изучает отдельное направление биофизики - магнитобиология.
Растущий интерес к проблемам магнитобиологии, прежде всего, обусловлен их актуальностью. В последнее время в медицинской литературе встречаются описания особой категории людей, испытывающих повышенную чувствительность к ЭМП (Havas, 2006). В Швеции официально введено понятие электрогиперчувствителыюсти «electrohypersensitivity (EHS)», которое можно охарактеризовать как ухудшение самочувствия вблизи источников ЭМП (Johansson, 2006). Большую озабоченность вызывают эпидемиологические работы, раскрывающие связь между онкологическими заболеваниями и хроническим воздействием ЭМП бытового происхождения (Savitz et al., 1990; Gumey et al., 1996; Preston-Martin et al., 1996). Активно исследуется влияние ЭМП на

культуры раковых клеток (Juutilainen et al., 2000; Pang et al., 2002; Radeva et al., 2004; Girgert et al., 2008).
В 1995 году Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ) был официально введен термин "глобальное электромагнитное загрязнение окружающей среды". Эта организация включает проблему электромагнитного загрязнения в перечень приоритетных для человечества. В числе немногих всемирных проектов ВОЗ реализует Международный электромагнитный проект (WHO International EMF Project), что подчеркивает актуальность и значение, придаваемое международной общественностью этой теме. В свою очередь практически все технически и культурно развитые страны реализуют свои национальные программы исследования биологического действия ЭМП и обеспечения безопасности человека и экосистем в условиях нового глобального фактора загрязнения окружающей среды (Гордеев и др., 2002).
Некоторые водные экосистемы уже сегодня подвержены действию антропогенных ЭМП. Прогноз на будущее характеризуется увеличением электромагнитного загрязнения. Однако, среди всего обилия информации о действии слабых низкочастотных ЭМП на биологические объекты, крайне мало сведений о влиянии этого фактора на гидробионтов (Грефнер и др., 1998; Дувинг и др., 2000; Skauli et al., 2000).
Вследствие этого мы поставили цель - оценить особенности действия слабых низкочастотных ЭМП на морфо-биологические показатели гидробионтов на примере Daphnia magna Straus и Rutilus rulilus L.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
1. Установить характеристики эффективного слабого низкочастотного ЭМП.
2. Проследить зависимость характера и величины биологического эффекта от того этапа в онтогенезе D. magna и R. rutilus во время которого проходила экспозиция в ЭМП.
3. Оценить последствия действия ЭМП на D. magna и R. rutilus во время ранних этапов развития. Выяснить, возможность продленного биологического эффекта после действия ЭМП.
4. ’ Оценить действие ЭМП на R. rutilus по принципу резонансных магнитобиологических моделей, сравнить его с действием раствора ионов тяжелых металлов. Оценить совместное действие двух факторов.
5. Выяснить возможность приспособительных реакций у D. magna в ответ на длительное непрерывное действие ЭМП.

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ПРОДЛЕННЫХ ЭФФЕКТОВ ДЕЙСТВИЯ ЭМП
Продленное действие оценивалось для ЭМП с найденными в предварительных экспериментах эффективными параметрами (500 Гп, 75 рТ). Первая фаза опытов проходила по тому же принципу, что и эксперименты, описанные в главе 3. В контроле и в рабочем объеме колец Гельмгольца размещалось по 7 стаканов с 10 рачками.
Перед первым выметом потомства, при появлении четко выраженных яичников или партеногенетических яиц в выводковой камере, из обоих вариантов (ЭМП и контроль) случайным’образом отбиралось по 30 особей, каждая из которых помещалась в отдельную емкость объемом 50 мл. Контрольных дафний делили на две равные группы, одна из которых помещалась в рабочий объем колец Гельмгольца, где генерировалось ЭМП, другие же 15 рачков оставались в контроле. Аналогично разделили и дафний, экспонировавшихся в поле (рис. 3).
Таким образом, перед началом продукции потомства рассматривалось уже 4 варианта, которые были названы КК (контроль-контроль), КГ1 (контроль-поле), ПК (поле-контроль), ПГ1 (поле-поле). Первая буква в сокращении показывает, в каких условиях происходило развитие и созревание дафний, а также закладка нескольких первых выводков, вторая — соответствует условиям, в которых происходили выметы потомства.
Контрольная
среда
Среда рабочего объема колец Г ельмгольца (ЭМП)
Рис. 3. Структура эксперимента.
Развитие и созревание дафний до партеногенеза
Репродуктивный
период