ИЗМЕНЕНИЯ МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ DROSOPHILA MELANOGASTER ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ КВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВРЕМЕННЫХ РЕЖИМАХ
Г.
В. Чернова, Т. А. Арсланов, О. П. Эндебера
Калужский
государственный педагогический университет
М.
А. Каплан
Медицинский
радиологический научный центр РАМН, г.
Обнинск
Вестник Нижегородского
государственного университета им. Н. И. Лобачевского. Серия Биология. Вып.
3(4). Миллиметровые волны в биологии и медицине. - Н. Новгород: Изд-во ННГУ,
2001, с. 57-61.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ
ОБСУЖДЕНИЕ
В работе представлены экспериментальные данные по биоэффективности низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ - диапазона с шумовым спектром на уровне морфофизиологических показателей насекомых. Отмечено наличие зависимости "время - эффект", которая проявляется, в частности, в ингибировании роста массы тела при времени облучения 5 минут и стимуляции при экспозиции 15 минут. Показаны как прямые, так и пролонгированные последствия воздействия КВЧ - излучения.
Существенная биоэффективность электромагнитного излучения
крайне высоких частот (ЭМИ КВЧ)
была показана уже в работах 1940- 50-х годов (Лещенко Н. А.,1971 [1];
Залюбовская Н. П.,1971 [2]). Современными
исследованиями
подтверждаются данные о влиянии
ЭМИ КВЧ на
некоторые показатели иммунной
и эндокринной систем организма (Исмаилов Е. Ш.,1987 [3]; Винокуров Б. Л.,
1992 [4]; Лушников К. В. с соавт., 2000
[5]). Отмечены широкие
терапевтические возможности применения
КВЧ излучения при лечении
язв (Теппоне М. В. с соавт.,1991
[6]; Ефремушкин Г. Г. с соавт., 1992 [7]),
мышечных нарушений (Андреева Е.
А. с соавт.,1992 [8]).
В исследованиях
биоэффектов КВЧ излучения, в частности,
выявлены индивидуальные
различия в реакциях
перестройки кровотока в
сторону увеличения в микроциркуляционном русле кожи
при вазодилатации (Быстрова Н.
К.с соавт., 2000 [9]), усиление тканевого обмена в клетках кожи (Лещенко Н.
А.,1971 [1]). Отмечено угнетение развития,
повышение смертности и
появление эмбрионов с аномальным развитием при облучении оплодотворенной
икры вьюна Misgurus
fossilis (Шарихин В. Ф. с
соавт., 2000 [10]). В исследованиях на Drosophila
melanogaster выявлено снижение
плодовитости и рост
смертности в связи
с увеличением времени
экспозиции волн ММ-диапазона (Залюбовская Н. П.,1971 [2]).
Г. В Черновой с соавт.,
(2000, [13]; 2001 [14]) показано
снижение плодовитости Drosophila melanogaster
в случае воздействия шумовым
спектром КВЧ излучения на стадии личинки. Там же отмечена
неравнозначная реакция на
данный агент у особей разных
генотипов.
Тем не менее, явно
недостаточно данных по биоэффективности ЭМИ КВЧ по отношению к
морфофизиологическим показателям насекомых, таким, как масса тела имаго,
изменение соотносительных размеров частей тела. В связи с этим следует обратить
внимание на работы
по исследованию влияния
на некоторые характеристики размножения и
морфофизиологические показатели насекомых низкоинтенсивного лазерного излучения
ближнего инфракрасного диапазона волн (ИК-диапазона НИЛИ) (Эндебера О. П., 1996
[11]; Кузьмичев В. Е.,1997 [12] ).
Исходя из
вышесказанного, целью настоящей работы являлось исследование влияния
временного режима воздействия шумового спектра КВЧ излучения
на массу тела
имаго Drosophila
melanogaster у облученных
особей и их потомков.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследования
проведены на 7905 особях Drosophila melanogaster линии Д-32
(дикий тип) (Медведев Н. Н.,1969 [15]). Использовались стандартные
методы разведения (Медведев Н. Н.,1969 [15]). Для обработки КВЧ - излучением отбирались
4-х суточные личинки. Затем они
промывались 20 % раствором
сахарозы, облучались и
высаживались на свежую среду. Опытных личинок облучали на расстоянии 1 см от
рупора источника КВЧ. Полученные
взрослые особи (PP) в возрасте 4-х суток
взвешивались на аналитических весах ВЛР-200 и высаживались на свежую
среду, где скрещивались с самками в отношении
4 : 4 . Затем взвешивалось потомство первого поколения F 1.
Источником КВЧ излучения служил
аппарат КВЧ -терапии АМФИТ-0,2/10-0,1. Аппарат генерирует шумовой спектр в
диапазоне частот (f) от 53,57 до 78,33 ГГц, мощность излучения 1,3 мкВт /см2 .
Источником НИЛИ служил аппарат АЛТ «Узор» (время облучения 1 минута, f=80 Гц).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты исследования
представлены в таблицах 1-3 и на рисунке 1.
Как следует из
данных, представленных в табл. 1 экспозиция
4-х суточных личинок КВЧ ЭМИ в течение 0,5 минут привела к уменьшению (p<0,05)
массы тела самцов на 18,5 % по отношению к контролю. При экспозиции 25 минут средняя масса самок в
опыте была меньше контрольных показателей на 17,7 % (p<0,01). Увеличение
времени облечения с 0,5 до 25 минут у самок обусловило постепенное снижение массы тела, так, если для 0,5 минут масса составила 117,8 % по
сравнению с контролем, то для 25 минут - 80,8 %.
У
самцов при увеличении времени экспозиции в данном интервале времени наблюдалось
постепенное увеличение массы тела, значение данного показателя для времени
экспозиции 0,5 минут составило 83,36 %
по отношению к контролю, для 25 минут
- 106,7 %.
Полученные
данные свидетельствуют о половых различиях в проявлении эффектов воздействия
КВЧ ЭМИ.
Анализ данных табл. 2 и рис. 1, показывает уменьшение массы имаго F 1, полученного от родительских
особей, которые на стадии личинки
облучались при временном режиме 10 минут. Так, выявлено, что масса
самцов в опыте меньше контрольного признака
на 19,6 % (p<0,001). Обратная тенденция наблюдалась при экспозиции 15 минут, – средняя масса самцов
опыта превышала на 32 % контрольные показатели массы (p<0,01).
Аналогичная
картина складывается и при анализе массы самок
указанного времени облучения: в опыте отмечено превышение контрольных
показателей на 54 % (p<0,001).
Таблица
1.
Масса имаго линии Д-32 после облучения особей КВЧ
ЭМИ на стадии личинки.
|
Время облуч., мин. |
Самки опыт |
Самцы опыт |
Самки контроль |
Самцы контроль |
|
||||
|
M±m, мг % к контр. |
N шт. |
M±m, мг % к контр. |
N шт. |
M±m, мг % к контр. |
N шт. |
M±m, мг % к контр. |
N шт. |
||
|
0,5 |
1,673±0,097 |
78 |
*0,536±0,015 |
128 |
1,445±0,092 |
108 |
0,657±0,047 |
115 |
|
|
117,8±16,2 |
83,36±0,8 |
100±13,0 |
100±3,1 |
|
|||||
|
10 |
0,956±0,059 |
95 |
0,87±0,052 |
105 |
0,91±0,033 |
105 |
0,87±0,033 |
120 |
|
|
104,6±5,6 |
104,5±4,5 |
100±3 |
100±2,9 |
|
|||||
|
15 |
1,51±0,066 |
106 |
0,84±0,029 |
99 |
1,521±0,52 |
98 |
0,893±0,58 |
91 |
|
|
101±9,9 |
94,3±2,4 |
100±7,9 |
100±5,2 |
|
|||||
|
25 |
**1,413±0,06 |
107 |
0,937±0,038 |
95 |
1,715±0.031 |
115 |
0,892±0,029 |
104 |
|
|
80,8±8,5 |
106,7±3,6 |
100±5,3 |
100±2,6 |
|
|||||
Таблица
2.
Масса имаго F 1, полученного от облученных ЭМИ КВЧ на стадии личинки родителей.
|
Время облуч., мин. |
Самки опыт |
Самцы опыт |
Самки контроль |
Самцы контроль |
||||
|
M±m, мг % к контр. |
N шт. |
M±m, мг % к контр. |
N шт. |
M±m, мг % к контр. |
N шт. |
M±m, мг % к контр. |
N шт. |
|
|
10 |
0,955±0,053 |
360 |
***0,659±0,033 |
413 |
0,904±0,015 |
386 |
0,817±0,015 |
406 |
|
106,1
±5,1 |
80,4±2,2 |
100±1,4 |
100±1,2 |
|||||
|
15 |
***0,84±0,05 |
274 |
**0,66±0,024 |
406 |
0,53±0,054 |
345 |
0,497±0,038 |
400 |
|
154,7±4,2 |
146,9±1,6 |
100±2,9 |
100±1,9 |
|||||
|
25 |
*0,762±0,083 |
467 |
0,6±0,053 |
533 |
0,54±0,04 |
325 |
0,727±0,055 |
408 |
|
133,5±6,3 |
85±3,2 |
100±2,2 |
100±4 |
|||||
ПРИМЕЧАНИЕ: Различия показателей опыта и контроля достоверны при:
*- p< 0,05; **- p<0,01; *** - p <0,001
Исходя из этого,
можно утверждать о наличии пролонгированного эффекта воздействия КВЧ ЭМИ,
который проявился в снижении массы самцов
F 1 при облучении в течение 10 минут, а также увеличении массы
самцов и самок при экспозиции соответственно 15 и 25 минут.
Как видно из табл. 3, наблюдается
увеличение массы самок, облученных на
стадии личинки сочетано КВЧ ЭМИ и НИЛИ ИК -диапазона в течение 1 минуты, на
46,5 % по отношению к контролю (p<0,05). Масса самцов, экспонированных в течение 5 минут на
стадии личинки увеличивается на 7 % по отношению к контролю (p<0,01).
Таблица 3.
Масса
имаго Д-32 при сочетанном облучении 4-х
суточных личинок последовательно КВЧ
излучением (1 минута) и НИЛИ (1 минута)
и КВЧ - излучением (5 минут).
|
Время облучения, |
Особи |
Самки |
Самцы |
|
||
|
мин. |
|
Опыт |
Контроль |
Опыт |
Контроль |
|
|
1+1 |
PP |
*1,67±0,25 |
1,14±0,35 |
0,85±0,23 |
0,97±0,22 |
|
|
5 |
PP |
1,36±0,2 |
1,38±0,76 |
**1,04±0,18 |
0,97±0,18 |
|
|
|
F 1 |
1,15±0,12 |
1,05±0,27 |
1±0,54 |
1,00±0,57 |
|
ПРИМЕЧАНИЕ:
Различия показателей опыта и контроля достоверны
при: * - p< 0.05; ** - p< 0.01; *** - p
<0.001
Анализ графиков зависимости массы имаго
от времени облучения указывает на
уменьшение данного показателя у самок со 120 % до 80 %, и некоторое увеличение массы самцов. Можно отметить прирост массы тела в F1 при экспозиции от 10 до 15
мин, за которым следует его спад как у самок, так и у самцов. При этом кривая,
характеризующая показатель массы, не достигает контрольных значений у самок.
В целом, приведенный анализ
полученных данных позволяет выделить в качестве важнейших следующие результаты:
во-первых, эффект ЭМИ КВЧ отличается разнонаправленностью,
которая проявляется то в виде стимуляции прироста массы особей, то в виде ее
снижения в зависимости от пола особи и времени облучения;
во-вторых, стимулирующий эффект
преобладал среди потомков облученных личинок, что свидетельствует о наличии
определенных отдаленных последствий облучения, причем эффект стимуляции был более выражен у самок, чем у самцов;
в - третьих, общая картина
реагирования на уровне показателей массы
самцов сходна как у облученных особей,
так и их потомков.
Полученные результаты и данные
литературы (Залюбовская Н. П.,1971
[2]) позволяют заключить, что именно временные режимы
облучения в течение 10-15 минут приводят к стимулирующему эффекту у самцов
дикого типа.
Таким образом,
на уровне показателей массы тела можно
говорить о наличии зависимости “время – эффект” и о половом различии в его
проявлении.
ВЫВОДЫ
1
ЭМИ
КВЧ влияет на изменения массы, как
одного из морфофизиологических показателей
Drosophila melanogaster.
2
Довольно четко проявляются половые различия в
характере реагирования на ЭМИ КВЧ.
3
Эффективность
воздействия ЭМИ КВЧ на изменения массы имаго в большей степени выражена
при экспозиции 0,5 минут (ингибирующее
влияние), и 15 минут (стимулирующее влияние).
4
Биоэффективность
ЭМИ КВЧ на уровне показателя массы проявляется и у облученных особей и их потомков, причем характер изменений,
происходящих под влиянием мм-волн у тех и других аналогичен.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лещенко Н. А. Некоторые показатели
воздействия различных интенсивностей СВЧ - колебаний на организм.: Автореф.
дис. … канд. биол. н. Ташкент. 1971.
2. Залюбовская Н. П. К оценке действия микроволн
миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов на различные биологические
объекты.: Автореф. дис. … канд. биол. н. Харьков. 1971.
3. Исмаилов Э. Ш. Биофизическое действие СВЧ -излучений. М.,
Энергоатомиздат.1987.
4. Винокуров Б. Л. Микроволновое излучение
КВЧ-диапазона в лечении простатопатий с нарушениями сексуальной функции //
Физическая медицина. 1992. Т. 2. №3-4. С. 27-28.
5. Лушников К. В., Гапеев А. Б.,
Садовников В. Б., Чемерис Н. К. Исследование показателей гуморального иммунного
ответа здоровых мышей под воздействием ЭМИ КВЧ //Сб. трудов междун. конф.
(БИО-ЭМИ-2000). Калуга, изд-во КГПУ. 2000. С. 121-125.
6. Теппоне М. В., Веткин А. Н.,
Калин А. А., Кротенко А. А. КВЧ-терапия язвенной болезни двенадцатиперстной кишки
//Клиническая медицина. 1991. Т. 69. №10. С. 74-77.
7. Ефремушкин Г. Г., Кулишова
Т. В., Лязгунова Л. А., Рыженков А. Я., Береговая И. В. Лечение язвенной болезни
желудка и двенадцатиперстной кишки ЭМИ ММ-диапазона в условиях поликлиники
//Физическая медицина. 1992. Т. 2. №3-4. С. 25-26.
8. Андреева Е. А., Смирнова С.
Н., Хуторская О. Е. Электромиографический признак реакции человека на облучение
неионизирующими (СВЧ-диапазона) и ионизирующими воздействиями //Физическая
медицина. 1992. Т. 2. №1-2. С. 16-23.
9. Быстрова Н. К., Садырина Е.
В., Смирнов В. В. Оценка состояния и механизмов регуляции кровотока кожи при
воздействии ЭМИ КВЧ // Сб. трудов междун. конф. (БИО-ЭМИ-2000). Калуга, изд-во
КГПУ. 2000. С. 56-59.
10. Шарихин В. Ф., Федоров В. А.,
Перевозчиков Н. Ф., Бурлаков А. Б. Влияние ММ-излучения на
эмбриональное развитие вьюна // Сб. трудов междун. конф. (БИО-ЭМИ-2000).
Калуга, изд-во КГПУ. 2000. С. 193-196.
11. Эндебера О. П. Оценка
биологической эффективности ИК НИЛИ на уровне характеристик приспособленности у
Drosophila melanogaster.: Автореф. дис. … канд. биол. н. Обнинск. 1996.
12. Кузьмичев В. Е. Изучение
действия ИК НИЛИ на разные стадии онтогенеза Apis
mellifera и Drosophila melanogaster.: Автореф. дис. … канд. биол. н. Обнинск. 1997.
13. Чернова Г. В., Каплан М. А., Арсланов Т.
А. Результаты воздействия ЭМИ ММ-диапазона волн в шумовом режиме на
различные стадии онтогенеза Drosophila melanogaster //Тезисы докл. региональной
науч.-практич. конф. ”Проблемы преподавания БЖ для учреждений образования”. Калуга,
ГУ по делам ГО и ЧС КО. 2000. С. 41-45.
14. Чернова Г. В., Каплан М. А., Арсланов Т.
А. Некоторые особенности реагирования модельных объектов на ЭМИ КВЧ
ММ-диапазона // Тезисы докладов межрегиональной
научно - практич. конф. «Река Ока-третье тысячелетие». Калуга, Изд-во
КГПУ им. К.Э. Циолковского. 2001. С. 214-21.
15. Медведев Н. Н. Практическая
генетика. М., Наука. 1969.