КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

ТОРДІЯ НАДІЯ ВОЛОДИМИРІВНА

УДК [577.2 +576]:539.1.04

Низькоінтенсивні електромагнітні випромінювання в діапазоні надвисоких
частот як фактор модифікації радіостійкості рослинних клітин

03.00.01 – радіобіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ – 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті клітинної біології та генетичної інженерії
НАН України.

Науковий керівник: доктор біологічних наук,

професор, академік НАН України

Гродзінський Дмитро Михайлович

Інститут клітинної біології та генетичної

інженерії НАН України

завідувач відділу біофізики та радіобіології

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Серкіз Ярослав Іванович

Інститут ядерних досліджень НАН України,

провідний науковий співробітник

сектору радіаційних технологій

кандидат біологічних наук,

Гудков Дмитро Ігоревич

Інститут гідробіології НАН України,

старший науковий співробітник

відділу радіоекології

Провідна установа: Інститут експериментальної патології, онкології та
радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України, м. Київ

Захист відбудеться “ 27 “ вересня 2004 року о 16 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д26.001.24 Київського національного
університету імені Тараса Шевченка за адресою: Київ, вул. акад. Глушкова
2, біологічний факультет, ауд. 433

Поштова адреса: 01033, Київ – 33, вул. Володимирська, 64, спецрада
26.001.24, біологічний факультет.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного
університету імені Тараса Шевченка за адресою: Київ, вул. Володимирська,
58.

Автореферат розісланий “25 ” червня 2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

Андрійчук Т.Р.

Актуальність теми. Однією з актуальних проблем сучасної радіобіології є
проблема модифікації радіаційного ураження. Протягом тривалого часу
вивчається модифікуюча дія чинників фізичної та хімічної природи і
внаслідок цих досліджень окреслилась перспективність використання в
якості модифікуючого агента електромагнітних випромінювань надвисокої
частоти (ЕМВ НВЧ) низької інтенсивності [Григорьев, 1982, 1983].

Розвиток цивілізації супроводжується зростанням інтенсивності в
поширенні техногенної іонізуючої радіації та електромагнітних полів
низької інтенсивності, у зв’язку з чим ще більше загострюється інтерес
до сполученого впливу цих чинників на живі організми. Між тим,
дослідження в зазначеній галузі ще не набули систематичного характеру, а
деякі аспекти дії ЕМВ НВЧ і не вивчались зовсім. Відсутні відомості щодо
впливу ЕМВ НВЧ на диференційовані клітини рослин, зокрема, не знайшла
відповідного освітлення дія ЕМВ НВЧ на функціональний стан клітин за
умов дії іонізуючої радіації.

Рух цитоплазми, — універсальний параметр для будь-яких живих клітин, в
якому віддзеркалюються всі зміни функціонального стану клітини.
Встановлено, що рух цитоплазми забезпечує структурну організацію живої
клітини, її енергетичний обмін, сприяє збалансованому розповсюдженню
попередників біосинтезу, багатьох речовин, енергетичних субстратів,
продуктів біогенезу, а також підтримує мембранні потоки. Інтегративним
показником руху цитоплазми є його швидкість. Швидкість руху цитоплазми
(ШРЦ) досліджувалась рядом авторів [Камия, 1962; Kamiya, 1981; Ониани,
1989; Смирнова, 1993]. Деякі зі згаданих авторів зверталися до ШРЦ для
вивчення різноманітних чинників фізичної та хімічної природи на клітину.
Однак, показники руху цитоплазми не використовувались для з’ясування
механізмів впливу на клітини ЕМВ НВЧ та його комбінованої дії з
іонізуючою радіацією, хоча, на нашу думку, спостереження над циклозом
може бути корисним для розкриття процесів, пов’язаних з впливом
випромінювань електромагнітної природи на живі організми, модифікацією
радіобіологічних реакцій диференційованих клітин та причини їх високої
радіостійкості.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна
робота виконана у відділі біофізики та радіобіології Інституту клітинної
біології та генетичної інженерії НАН України згідно з планом
науково-дослідних робіт інституту за темою: “Хронічне опромінення рослин
як фактор нестабільності геному та вивчення здатності рослин до
радіоадаптації, індукованої хронічним опроміненням” (№ Державної
реєстрації 0101U000394).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи було дослідити радіомодифікуючий
вплив електромагнітного випромінювання надвисоких частот низької
інтенсивності на диференційовані рослинні клітини за критеріями
виживаності та швидкості руху цитоплазми. Перед нами стояли такі задачі:
дослідити радіобіологічні аспекти руху цитоплазми, як інтегративного
показника функціональних станів рослинної клітини; встановити, яким
чином ЕМВ НВЧ в різних режимах опромінення впливає на швидкість руху
цитоплазми; оцінити ефект комбінованої дії гострого гамма-опромінення та
ЕМВ НВЧ, співставленням з ефектами впливу кожного з цих типів
випромінення окремо; розкрити можливі механізми взаємодії ЕМВ НВЧ та
гамма-випромінювання на клітину, дослідити радіомодифікуючий вплив ЕМВ
НВЧ на клітини меристеми коренів гороху за променевого ураження при
різних послідовностях застосування модифікатора.

Об’єкт дослідження – біологічні ефекти електромагнітного випромінення
надвисокої частоти.

Предмет дослідження — комбінована дія гамма-випромінювання та
електромагнітного випромінювання низької інтенсивності на інтегративні
показники: швидкість руху цитоплазми та відносну швидкість росту
коренів.

Методи дослідження: цитофізіологічні дослідження швидкості руху
цитоплазми за умов дії іонізуючої радіації; цитохімічний аналіз
виживаності диференційованих клітин, цитофізіологічний аналіз швидкості
руху цитоплазми під дією ЕМВ НВЧ; цитофізіологічний метод дослідження
стану Са2+ — каналів; біометричні дослідження росту меристем коренів
гороху за умов дії іонізуючого випромінювання та ЕМВ НВЧ; математична
обробка отриманих результатів.

Наукова новизна одержаних результатів

Вперше досліджено вплив іонізуючої радіації на один з фундаментальних
процесів життєдіяльності клітини – рух цитоплазми. Показано, що в
діапазоні сублетальних доз іонізуюча радіація викликає нелінійні
коливання ШРЦ, а в діапазоні доз, близьких до летальних спричиняє
вповільнення швидкості цього показника. Встановлені закономірності змін
ШРЦ в часі, залежність від дози опромінення. Проаналізовано вплив ЕМВ
НВЧ в різних режимах опромінення на швидкість руху цитоплазми.
Використання верапамілу як блокатора потенціалзалежних Са2+ каналів
уможливило розкриття певних ланок механізмів дії ЕМВ НВЧ на клітину.
Вперше встановлена радіомодифікуюча роль ЕМВ НВЧ за швидкістю руху
цитоплазми, за відносною швидкістю росту коренів та за критерієм
виживаності.

Практичне значення отриманих результатів. Електромагнітне випромінювання
низької інтенсивності в діапазоні надвисоких частот може бути
використано як радіозахисний модифікатор радіаційного ураження.
Швидкість руху цитоплазми може бути використана як інформативний
показник стану рослинної клітини в умовах радіобіологічного
експерименту. Отримані дані були використані у навчальному процесі при
викладанні спецкурсу “Біологічна дія неіонізуючого випромінювання”.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом самостійно виконаний весь
викладений в дисертації об’єм експериментів по вивченню комбінованого
впливу іонізуючого випромінювання та електромагнітного випромінювання
низької інтенсивності на швидкість руху цитоплазми, проведено аналіз
отриманих даних та сформульовано висновки щодо можливих механізмів
цього впливу.

Апробація результатів дисертації

Основні положення дисертаційної роботи були представлені на VI
Конференції молодих вчених, присвяченій 50-ій річниці з дня заснування
Інституту фізіології рослин і генетики НАН України (Київ, 1996); IX
Congress AIFB – EFOMR Medical Physics’ 96 (Trieste, Italy, 1996); I
Міжнародному Конгресі “Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии
и медицине” (Санкт-Петербург, Росія, 1997); 29 Meeting of the European
Society for Radiation Biology (Capri, Italy, 1998); I Всеукраїнській
науковій конференції “Екологічний стрес і адаптація в біологічних
системах” (Тернопіль, Україна, 1998); Науково-практичній конференції
молодих вчених “Інтегративність функцій рослинного організму” (Київ,
Україна, 1998); Міжнародній конференції “Физиология растений — наука
III тысячелетия”, (Москва, Росія, 1999); доповідей учасників II
Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та
молодих вчених “Екологія. Людина. Суспільство” пам’яті професора О.П.
Шутька, (Київ, Україна, 1999); III З’їзді з радіаційних досліджень
(Київ, Україна, 2003);

Публікації. Основний зміст дисертаційної роботи викладено у 5 статтях та
10 тезах конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 147 сторінках
машинописного тексту, включає 45 ілюстрацій, містить вступ, три розділи
основної частини, узагальнення, висновки, список цитованої літератури
(184 джерела).

Матеріали та методи досліджень

Для дослідження модифікаційної дії ЕМВ НВЧ низької інтенсивності на
рослини ми вибрали об’єкти, на яких можливо було досліджувати
радіобіологічні реакції як диференційованих рослинних клітин, на
прикладі вищої водної рослини елодеї так і твірних клітин, які мають
велику проліферативну активність, на прикладі проростків гороху.

Експерименти проводились на клітинах цілісних листочків вищої водної
рослини родини Водокрасових (Hydrocharitacea) — Elodea сanadensis.
Використовували акваріумну культуру цієї рослини, котра вирощувалась за
умов денного освітлення при температурі 190 С на водопровідній воді.
Вибір об’єкту був зумовлений особливостями клітинного метаболізму
цитоплазми Elodea canadensis, а саме, ротаційним рухом її цитоплазми.
Ротаційний рух відносно просто зафіксувати під мікроскопом за допомогою
окуляр- мікрометра, секундоміра й отримати кількісні значення, які можна
обчислити в стандартних одиницях виміру швидкості [Мусієнко, 2001,
Брайон, 1995, Смирнова, 1993]. Як показник ротаційного руху
використовували рух хлоропластів, котрі пересуваються по клітині.

Як контроль використовували культуру, яка вирощувалась за тих самих
умов, але не опромінювалась. Швидкість руху цитоплазми в клітинах
листочків Elodea canadensis вимірювали відразу ж після опромінення, або
будь-якої іншої обробки і далі через кожну годину. Для цього
використовували окуляр-мікрометр і реєструючи час за допомогою
секундоміра встановлювали швидкість переміщення окремих хлоропластів в
клітині, вздовж лінійних ділянок довгих бічних стінок клітин за
методикою Штруггера [Штруггер, 1953]. Спостереження проводилися в
прохідному світлі (мікроскоп NU, об’єктив 63, окуляр 15), швидкість
руху хлоропластів розраховували за формулою:

V=l/t,

де V — швидкість руху, мкм/с, l — шлях, пройдений хлоропластом, мкм, t —
час, с. Як вже було зазначено, ШРЦ – достатньо варіабельна величина і
тому для зручності ми користувалися відносними одиницями, щоб виключити
можливі зміни інтенсивності освітлення та температури протягом
проведення експерименту. Відносні одиниці отримували як відношення
значення ШРЦ дослідного варіанту до значення відповідного контрольного
варіанту.

Визначення відносної швидкості росту клітин меристеми коренів гороху.
Об’єктом дослідження модифікувальної дії ЕМВ НВЧ на твірні клітини
рослин ми обрали п’ятиденні проростки гороху сорту Богатир. Насіння
пророщували на фільтрувальному папері в умовах вологої камери при
температурі 22-240 С в темноті. Після опромінення проростки вирощували в
умовах водної культури на водопровідній воді при 22 – 230 С та
природному освітленні протягом 16 днів пострадіаційного періоду. Для
оцінки ступеня радіаційного пошкодження апікальної меристеми кореня
використовували криві відносної швидкості росту (ВШР). Відносна
швидкість росту є відношенням приросту опроміненого кореня за певний
проміжок часу до приросту кореня контрольного (неопроміненого) варіанта
за той же проміжок часу. Для побудови кривих ВШР приріст коренів
вимірювали протягом 16 днів пострадіаційного періоду. Ріст головного
кореня у проростках всіх варіантів вимірювали відразу ж після
гамма-опромінення, а потім кожної доби в один і той же час за допомогою
штангенциркуля та лінійки з точністю до одного міліметра. З появою
бічних коренів останні видалялися.

установці “Исследователь” з джерелом радіації 60Со, при потужності дози
0,068 — 0,050 Гр/с, в діапазоні доз від 25 до 4600 Гр.

Як джерело електромагнітних випромінювань використовували генератор
високочастотних коливань “Порог”, який забезпечує генерацію імпульсів
випромінювання у діапазоні частот 30 – 70 ГГц з частотою повторення
100 Гц, при щільності потоку потужності 10-8 Вт/см2 і генератор
високочастотних коливань Г4-142 (виробництва заводу “Сатурн”), який має
діапазон частот від 53,57 до 78,33 ГГц при щільності потоку потужності
3 мВт/см2. Тривалість опромінення ЕМВ НВЧ становила 30 хвилин.

Методика дослідження стану потенціалзалежних кальцієвих каналів. Для
з’ясування того, чи впливає стан потенціалзалежних Са2+ каналів в
клітинах Elodea canadensis на швидкість руху цитоплазми, проводили
дослідження за допомогою методу блокування потенціалзалежних Са2+
каналів розчином верапамілу (“Sigma”, США). Для цього протягом 15
хвилин, витримували листочки елодеї в розчині верапамілу (V) в
концентрації 0,8 мг/мл. Як контроль використовували неопромінені та
необроблені верапамілом препарати, які були ізольовані водночас з
дослідними.

Методика вивчення виживаності клітин Elodea сanadensis. Для оцінки
виживаності диференційованих клітин застосовували метод вітального
забарвлення, а саме забарвлення метиленовим синім. Препарати листочків
Elodea canadensis витримували у розчині метиленового синього, який
готували в розрахунку 100 мг фарбника в 100 мл дистильованої води, а
потім через 40 хвилин після фарбування підраховували кількість живих і
загиблих клітин у різних варіантах [Паушева, 1984].

Статистичну обробку результатів здійснювали враховуючи 95%-вий рівень
достовірності за критерієм Стьюдента.

Результати досліджень та їх обговорення

Зміни у часі швидкості руху цитоплазми в клітинах Еlodea canadensis за
нормальних умов зростання та в пострадіаційний період. Досліджуючи
закономірності змін у часі ШРЦ в контролі, ми встановили, що протягом
дня

спостерігаються незначні зміни абсолютних значень ШРЦ, які коливаються
у межах 10%-го інтервалу. Динаміка швидкості руху за нормальних умов
зображена на рис.1. Як видно, ШРЦ є достатньо варіабельною величиною.
Вважають, що невеликі коливання цієї величини супроводжують нормальні
адаптивні реакції рослинної клітини на незначні зміни навколишнього
середовища, такі, як рН, температура, освітлення і т.п. [Камия, 1981;
Kadota, 1989; Смирнова, 1993].

Для розкриття особливостей впливу іонізуючого випромінювання на основні
параметри швидкості руху цитоплазми необхідно було дослідити динаміку
ШРЦ після опромінення в часі та проаналізувати характер відповідної
дозової залежності. Встановлено, що гостре опромінення впливає на
швидкість руху цитоплазми (рис.2). З’ясувалося, що дози до 25 Гр
практично не змінюють ЩРЦ. При опроміненні в дозах 25 Гр та 30 Гр
спостерігається тенденція до стимуляції швидкості руху цитоплазми, яка
виявляється відразу після опромінення (рис.2А). Ефект стимуляції ШРЦ
під дією іонізуючого випромінювання можна пов’язати з клітинними
процесами, які відбиваються на цьому показнику. Як відомо,
окиснювально-відновні Рис.2.Динаміка швидкості руху цитоплазми в
клітинах Elodea canadensis під впливом іонізуючого випромінювання

процеси в клітині легко порушуються під дією іонізуючої радіації.
Пошкодження мембран з наступною активацією процесів ПОЛ, збільшення
концентрації вільних ненасичених жирних кислот інгібують процеси
окиснювального фосфорилювання. Оскільки циклоз пов’язаний з цими
процесами, не виключено, що стимуляція ШРЦ може бути пов’язана з
потребою заміни окислених форм мембранних ліпідів.

Для цього, в свою чергу, потрібно посилити транспорт речовин в клітині,
який здійснюється рухом цитоплазми. Починаючи з 40 Гр динаміка
радіаційно модифікованої ШРЦ змінюється, що знайшло прояв у різкому
пригніченні швидкості руху відразу після опромінення, з наступним її
відновленням і навіть перевищенням контрольного рівня (рис.2Б).

Вплив опромінення в дозах 700 та 2300 Гр (рис.2В), проявлявся у
загальному зниженні швидкості руху цитоплазми. При цьому ми спостерігали
незначні коливання ШРЦ в межах 10 %, а в цілому криві залежності від
часу мали майже лінійний характер. Інша картина радіаційного ураження
клітини мала місце при дозах 3370 та 4300 Гр, коли після зниження ШРЦ
протягом 3-х годин на 180-у хвилину після опромінення спостерігалася
тенденція до підвищення швидкості РЦ і на 300-у хвилину опромінення
значення швидкості руху наближалося до контрольного варіанту (рис.2Г).
Якщо брати до уваги той факт, що внаслідок радіаційного впливу на
клітину знижується забезпеченість клітини АТФ та виникають порушення
функціонування мітохондріальної системи біотрансформації енергії
[Руднев,1994], не виключено, що це може відбиватися на ШРЦ. Зниження
ШРЦ в такому випадку можна розглядати як наслідок зниження
окиснювального фосфорилювання та перехід на більш примітивний
гліколітичний тип енергозабезпечення.

Якщо простежити за зміною відносної швидкості цитоплазми в часі після
опромінення, можна спостерігати циклічність у прояві відповіді
цитоплазми на дію радіації. Якщо за нормальних умов значення ШРЦ
змінювались в незначному діапазоні, при впливі іонізуючої радіації
виникали коливання ШРЦ, причому амплітуда коливань була більшою при
опроміненні в діапазоні сублетальних доз радіації (25 — 100 Гр). При
більш високих дозах крива залежності відносної швидкості руху від часу
мала менші амплітуди коливань. Можна припустити, що є дискретні
стаціонарні стани клітини, яким властиві свої швидкості руху цитоплазми,
свій відповідний рівень швидкості відновлення інфраструктури клітини.
Внаслідок радіаційного ураження радіаційно-хімічні перетворення
поступово охоплюють різні сторони обміну речовин. В клітині постійно
відбувається перенесення мембранного матеріалу зі структур
ендоплазматичного ретикулума в плазматичні мембрани та продуктів
окиснення із мембрани до цитозолю (так званий мембранний потік). Цілком
можливо, що прискорення ШРЦ, яке спостерігається в дозах до 100 Гр на
120-у хвилину після опромінення пов’язано з посиленням транспорту
речовин для ліквідації радіаційних пошкоджень. В опроміненій клітині
починаються “розпади” ендоплазматичного ретикулума та інших утворень, у
зв’язку з чим потрібна прискорена доставка відповідних компонентів
зборки. Тобто, коливання швидкості руху цитоплазми — це спроба відновити
втрачений гомеостаз в клітині після дії радіаційного фактору.

На рис.3 показана дозова залежність ШРЦ, зареєстрованого відразу після
опромінення для всього діапазону доз від 25 до 4600 Гр, коли наступає
зупинка руху цитоплазми і загибель клітин рослини.

Як відомо, форма дозової залежності має кілько максимумів. Це свідчить
про те, що у формуванні радіобіологічного ефекту беруть участь декілька
систем, уражених іонізуючою радіацією [Гродзінський, 2000]. Можна
віднести цю криву до сигмоїдного типу, вона є двокомпонентною і
складається з двох ділянок – з 25 Гр до 100 Гр та зі 100 до 4600 Гр.
Можна припустити, що саме перша ділянка відповідає за регуляцію руху
цитоплазми, а друга контролює процеси відновлення гомеостазу в
клітині.

Динаміка циклозу після дії ЕМВ НВЧ в режимі неперервного спектру. Як
відомо, для визначення дії будь-якого радіомодифікатора треба з’ясувати
конкретні механізми його впливу [Гродзінський, 2000].

Досліджуючи поведінку ЩРЦ в часі після впливу ЕМВ НВЧ, ми виявили, що в
цитоплазмі клітин Elodea canadensis спостерігаються достовірні зміни
швидкості руху цитоплазми, які зображені на рис. 4. На відміну від
експериментів з дослідження динаміки ШРЦ під впливом гамма-опромінення,
де всі основні процеси відбувалися протягом години і тому не мало сенсу
робити заміри кожні півгодини спостереження, в даному випадку нам
довелося спостерігати за динамікою ШРЦ кожні півгодини. Як ми бачимо,
спочатку спостерігається незначне зниження ШРЦ – відразу після
опромінення вона знижується порівняно з контролем. Але потім
спостерігається тенденція до стимуляції швидкості руху і починаючи з
30–ї до 300-ї хвилини часу спостереження ця тенденція зберігається і
варіант, що опромінений ЕМВ НВЧ перевищує контроль. Найбільш виражений
ефект відзначається на 120 хвилину. Ми спробуємо пояснити ці результати
спираючись на сучасні гіпотези тлумачення впливу електромагнітних
випромінювань на біологічні об’єкти. По-перше, потужність випромінення,
що використовувалася в наших експериментах мізерно мала і тому ми
можемо повністю виключити ефект нагріву клітин і, як наслідок, реакцію
ШРЦ на температуру. По-друге, як відомо, енергія квантів випромінювання
ЕМВ НВЧ є на два порядки меншою енергії слабких водневих зв’язків і тому
значної енергетичної дії викликати ніяк не може, тим більше не може
викликати будь-яких порушень в клітині [Девятков, 1994].

Таким чином, все говорить за те, що першопричиною дії електромагнітного
випромінювання можуть бути порушення регуляційних систем в клітині.
Оскільки потужність опромінення, яке генерується апаратурою, цілком
достатня для формування сигналів управління біологічною системою,
енергія яких на декілька порядків менша за енергію системи в цілому.

Як вже згадувалось в матеріалах і методах, в даному експерименті ми
використовували генератор ЕМВ НВЧ, який охоплює діапазон частот від 30
по 70 ГГц. Якщо брати до уваги резонансну теорію пояснення дії ЕМВ на
швидкість руху цитоплазми, ми можемо припустити, що сприймають ці
випромінювання багаточастотні резонансні структури, які розташовані на
мембранах клітин, а частоти, на які реагує організм – це особисті
резонансні частоти цих структур. Але для того, щоб вибрати з усього
спектру певні частоти і зафіксувати ефект, який буде зберігатися і після
припинення опромінення ЕМВ НВЧ, потрібно, щоб під час опромінення в
резонансних структурах відбулися зміни, завдяки яким, ці структури
почали би генерувати власні коливання. Цілком ймовірно, що ці
підструктури складаються з білкових молекул. та утворюють конгломерати.
В наших експериментах ефект наступав не відразу, а через певний проміжок
часу, тобто тільки через півгодини після початку опромінення ми можемо
говорити про поступове формування цих підструктур, внаслідок генерації
клітинами електромагнітних сигналів в діапазоні надвисоких частот.

Збільшення ШРЦ яка є АТФ –залежним процесом [Kamiya, 1981] в наших
експериментах може бути пов’язане з підвищенням енергії метаболізму
клітини внаслідок стимуляції окиснювально-відновлювальних процесів з
виділенням енергії, наприклад, з підвищенням інтенсивності дихання,
оскільки рухливість внутрішньоклітинних структур є функцією як
інтенсивності енергетичних процесів у клітини, так і в’язкості
цитоплазми. Починаючи з 120-ї хвилини після опромінення ми можемо
спостерігати нелінійні коливальні процеси, які можуть бути пов’язані як
з виснаженням та відновленням енергетичних запасів в клітині
[Kamiya,1981;Смирнова, 1993], так і зі зміною іонного балансу внаслідок
зміни проникності мембран [Kadota, Wаda, 1989].

Оскільки з літературних джерел відомо, що рух цитоплазми обумовлюється
взаємодією актину і міозину, а зв’язування цих молекул регулюється
іонами Са2+ [Kamiya, 1981; Kadota, Wada, 1989], то зміна проникності
мембран для Са2+ під впливом ЕМВ НВЧ повинна відбиватися на ШРЦ. Тобто,
чергування зростання і спаду ШРЦ в часі можна пояснити як зміну вже
існуючих або ініціювання утворення внутрішньоклітинних осциляцій Са2+ ,
внаслідок конформації білкової структури кальцієвих каналів. Однак
необхідно враховувати, що реакція руху цитоплазми на ЕМВ НВЧ дуже
складна і потребує систематичного розглядання для встановлення певних
закономірностей.

Вплив різних частот спектру ЕМВ НВЧ на швидкість руху цитоплазми. В
наших дослідах, описаних вище, ми застосовували генератор НВЧ, який
охоплював діапазон частот від 30 до 70 ГГц і характеризувався
неперервним спектром дії. Як вже було сказано, майже всі ефекти впливу
ЕМВ НВЧ на біологічні об’єкти пов’язують з явищем резонансу [Девятков,
1992; Ситько, 1990; Григорьев, 1999], або явищем амплітудно-частотних
вікон [Григорьев, 1999]. Для дослідження так званого ефекту “резонансу”
були проведені досліди на змінних частотах генератору високочастотних
випромінювань Г4-142, який працює в частотному діапазоні 53,57(78,33
ГГц. Серія дослідів довела, що стосовно показника ШРЦ ефект резонансу
не спостерігається, тобто немає найбільш вираженої реакції ШРЦ на
певній фіксованій частоті (рис.5). Однак спостерігалось підвищення ЩРЦ
на всьому діапазоні частот приблизно на 10-15% відносно контролю, що
взагалі можна не брати до уваги, враховуючи той факт, що, як відомо,
швидкість руху цитоплазми є достатньо варіабельною ознакою. Ці дані
збігаються з узагальненнями літературного огляду в якому наголошується,
що при дослідженні інтегративних параметрів резонансний вплив або
відсутній взагалі, або гострорезонансний ефект, тобто резонансна зміна
величини інтегративного параметру виявляється в незначній мірі [Голант,
1989].

Ми можемо пояснити відсутність гострорезонансного ефекту тим, що
швидкість руху цитоплазми є результатом багатьох складових компонент,
оскільки вона віддзеркалює загальну відповідь клітини на вплив зовнішніх
факторів. Можливо, кожна з цих складових компонент має свою власну
резонансну частоту, але загалом це не відбивається на ШРЦ.

Можливо тому, що ШРЦ є інтегративним показником стану клітини в цілому і
відображає сукупність різноманітних фізіологічних процесів, що
відбуваються в рослинному організмі, вона не може характеризуватися
однією резонансною частотою.

Комбінований вплив ЕМВ НВЧ та іонізуючої радіації на зміни швидкості
руху цитоплазми. Ефект дії модифікатора, як відомо, в значній мірі
залежить від послідовності його застосування [Гродзинський 2000,
Амирагова, 1978]. Більш того, як видно з літературних даних, від того,
буде вплив модифікатора передувати опромінюванню іонізуючою радіацією,
чи при оберненій послідовності цих двох впливів ефект може бути прямо
протилежним [Севастьянова 1981; Бецкий, 1993; Тордия, 1999]. Ми в своїх
експериментах проаналізували обидві послідовності впливу на клітини
Elodea сanadensis, щоб відповісти на запитання, чи може електромагнітне
випромінювання надвисокої частоти виступати як модифікатор радіаційного
ураження і якщо може, то при якій послідовності застосування.

Як можна бачити з рисунків 6А та 6Б, в діапазоні сублетальних доз при
попередній дії ЕМВ НВЧ, відновлення швидкості руху цитоплазми до рівня
контролю відбувається швидше, ніж у варіантах, опромінених лише
гамма-радіацією. Можливо, це пов’язано з тим, що під дією
електромагнітного випромінення низької інтенсивності постійно діючий
процес біогенезу мембран, пошкоджених іонізуючою радіацією іде більш
прискореними темпами.

F

J

o

oe

? ¤ ¦ E ¤

?

?

$

F

H

J

o

o

oe

? E -

J

¦

?

?

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

оже також призводити до виникнення більш інтенсивних коливальних
процесів ШРЦ у варіантах, опромінених ЕМВ НВЧ та іонізуючою радіацією.
Окрім того, свій внесок роблять осциляції вмісту Са2+ , які відбуваються
під впливом електромагнітного випромінювання низької інтенсивності.

При оберненій послідовності впливу, тобто тоді, коли опромінені
гамма-радіацією клітини зазнають впливу електромагнітного випромінювання
надвисокої частоти ми можемо спостерігати ефекти тільки в діапазоні
сублетальних доз від 25 до 100 Гр (рис.7).

Ці криві характеризуються загальним зниженням швидкості руху цитоплазми,
відносно варіанту, опроміненому тільки гамма-радіацією.

Таким чином, можна говорити про модифікувальні зміни, які відбуваються в
опроміненій клітині при дії ЕМВ НВЧ і відбиваються на ШРЦ. Ці зміни
мають місце при обох послідовностях впливу за дії іонізуючої радіації у
сублетальних дозах (25 – 100 Гр). Оскільки, як вже зазначалось вище, ШРЦ
– є багатокомпонентною системою, яка забезпечує такі клітинні функції як
мембранний потік, поширення попередників білкового синтезу,
розповсюдження вуглеводів і внаслідок цього участь у дихальному процесі
в клітині. Наявність декількох екстремумів на кривій залежності ШРЦ при
сумісному впливі іонізуючої радіації та ЕМВ НВЧ від часу пов’язана саме
зі зміною багаточисленних процесів, що контролюються цими функціями.
Тобто, зміна якого із згаданих процесів під впливом ЕМВ НВЧ та
іонізуючої радіації може позначатися на ШРЦ і викликати нелінійні
коливання, які мають місце у наших експериментах. Те, що екстремуми
виникають після різного терміну часу, свідчить про те , що ЕМВ НВЧ може
впливати на різні процеси.

Значення ШРЦ у варіантах, опромінених у високих дозах при використанні
модифікатора (рис. 8), практично не залежить від часу після
опромінення, але є суттєва різниця між варіантом “ЕМВ + (” та “( +
ЕМВ”, оскільки при попередньому впливі ЕМВ НВЧ зупинка руху цитоплазми
спостерігається при дозі 4900 Гр, а не при дозі 4600 Гр, як це
відбувається у варіанті клітин, опромінених тільки іонізуючою радіацією.

Як можна бачити з рисунку, в діапазоні високих доз попередня обробка
клітин ЕМВ НВЧ викликає підвищення швидкості руху цитоплазми у
варіантах, які відповідають “ЕМВ НВЧ+(”.

Для визначення змін радіобіологічних характеристик швидкості руху
цитоплазми під впливом ЕМВ НВЧ нами були підраховані значення ФЗД
(фактору зменшення дози), на основі критерію ШРЦ. Слід зазначити, що на
ділянці дозової залежності в діапазоні сублетальних доз, яку ми умовно
визначили як ділянку, що відповідає безпосередньо за регуляцію ШРЦ,
безперечно, можна говорити про те, що під впливом ЕМВ НВЧ відбуваються
певні модифікувальні зміни, при чому в обох послідовностях застосування.

Але навряд чи ми можемо розраховувати ФЗД на основі швидкості руху на
цій ділянці, оскільки невідомо, яким чином розцінювати стимуляцію чи
пригнічення ШРЦ відносно контролю за поєднаного впливу ЕМВ НВЧ та
радіаційного фактору – як радіопротекторну дію ЕМВ НВЧ чи як
радіосенсибілізуючу. В діапазоні доз, близьких до летальних, ми
однозначно можемо говорити про те, що підвищення ШРЦ може бути пов’язане
з позитивною модифікацією радіаційного ураження, оскільки в цьому
діапазоні дозові криві швидкості руху цитоплазми та виживаності клітин
Elodea сanadensis мають однаковий характер і майже співпадають між
собою, як вже зазначалося вище.

Таким чином, ФЗД за критерієм ШРЦ становить 1,1. Факт позитивної
модифікації та механізми дії електромагнітного випромінювання надвисокої
частоти як модифікатора радіаційного ураження можуть мати наступні
пояснення. Можливо, під впливом ЕМВ НВЧ на мембранах клітин починають
утворюватися підструктури білкової природи, про які говорилося раніше,
що є пов’язаними з резонансними внутріклітинними структурами. В
подальшому, частоти, на яких проводилося опромінення, генеруються вже
цими підструктурами і саме вони задають частоту коливань, що потім
генерується клітинами внаслідок цього впливу і призводять до усунення
порушень в клітинах. Під порушеннями маються на увазі, наприклад, поява
перикисей жирних кислот у ліпідах під дією іонізуючої радіації, або
пошкодження такого життєво важливого для клітини процесу, як біосинтез
АТФ, що здійснюється системою окиснювально-відновних ферментів. У
варіантах “ЕМВ НВЧ + (”, виникнення і початок функціонування цих
підструктур відбувається в наших експериментах під впливом ЕМВ НВЧ до
початку опромінення і тут ми не можемо говорити про виправлення
радіаційно індукованих пошкоджень в клітинах, оскільки їх ще просто не
відбулося. Але цілком припустимо, що ЕМВ НВЧ профілактично викликає
мобілізацію захисних ресурсів клітини. Під впливом ЕМВ НВЧ можуть
змінюватись швидкість дифузійних процесів в цитоплазмі, що в свою чергу
відбиватиметься на рекомбінаційних ефектах за участю вільних радикалів,
напруженість дихального фосфорилювання та інших метаболічних процесів,
що може бути пов’язане з прискоренням репарації ДНК та мембран в
опромінених клітинах [Гродзинський, 2000]. Окрім того, зміни можуть бути
відноситися до флуктуацій в іонному балансі клітини, що безпосередньо
пов’язано зі швидкістю руху цитоплазми. Можна висловити припущення, що
попереднє накладання низькоінтенсивного ЕМВ НВЧ призводить до
нормалізації проникності клітинних мембран для іонів, зокрема,
насамперед для Са2+ , впливаючи на білкові субодиниці, з яких побудовані
ці структури і, таким чином, запобігає гіперкальцінації [Belaev, 1992].

Модифікація виживаності клітин під дією ЕМВ НВЧ. Як відомо, ефективність
модифікуючого фактору оцінюють, порівнюючи дані про виживаність клітин з
модифікатором та без нього із урахуванням дозових залежностей.
Порівнюючи дозові криві виживаності без модифікатора і під впливом ЕМВ
НВЧ (рис.9), ми можемо однозначно говорити про те , що ЕМВ НВЧ може
модифікувати радіаційне ураження.

З рисунку видно, що загибель клітин при використанні модифікатора
спостерігається при дозі 5460 Гр, а не при 4870 Гр, як це відбувається
у варіанті без модифікатора.

Розрахунок ФЗД, показав, що ФЗД для ЕМВ НВЧ за критерієм виживаності
становить 1,23. При використанні ЕМВ НВЧ після опромінення іонізуючою
радіацією ми встановили, що криві, які відповідають варіанту “(” та “( +
ЕМВ НВЧ” практично співпадають між собою. Цілком зрозуміло, що в даному
діапазоні доз при за такої послідовності впливу ми не могли очікувати
іншого результату, оскільки вплив ЕМВ НВЧ мізерно малий порівняно з
впливом доз, близьких до летальних і необернені пошкодження в клітинах
нерепарабельні.

Профілактична модифікація виживаності під впливом ЕМВ НВЧ може бути
пов’язана, зокрема, з попередньою можливою конформаційною зміною
макромолекул, що сприяє зменшенню радіаційних пошкоджень. Вилучання
іонів кальцію із середовища клітини вповільнює фрагментацію хроматину,
що також може спричиняти радіопротекторний ефект. Окрім того, в клітинах
відбувається прискорення репарації структури мембран, а оскільки відомо,
що репарація мембран залежить від біоенергетичних і біосинтетичних
процесів, що відбуваються в цитоплазмі, цілком вірогідно, що ЕМВ НВЧ
викликає прискорення клітинного метаболізму, діючи на біосинтез білків
та ліпідів і це також відбивається не тільки на ШРЦ, а і на збільшенні
виживаності диференційованих клітин Elodea сanadensis, опромінених
електромагнітним випромінюванням.

Узагальнюючи експериментальний матеріал цього пункту, та посилаючись на
літературні джерела [Девятков, 1992], ми можемо сказати, що ЕМВ НВЧ може
виступати як регулюючий фактор, який готує організм до подальших
несприятливих впливів (в даному разі іонізуючої радіації) і є
радіопротекторним модифікатором радіаційного ураження, причому його
ефективність за критерієм виживаності показана в діапазоні доз,
близьких до летальних.

Залежність ШРЦ під впливом іонізуючої та неіонізуючої радіації від стану
кальцієвих каналів. Літературні дані свідчать про те, що рух цитоплазми
в рослинних клітинах регулюється концентрацією іонів Са2+. Враховуючи
суттєву роль системи Са2+ гомеостазу в сприйнятті зовнішньоклітинних
сигналів різноманітної природи рослинними клітинами [Белявская, 1992;
Дячок, 1995; Білявська, 1998], значення іонів Са2+ для регулювання
руху цитоплазми [Камия,1962; Kamiya, 1981; Kadota, 1989], а також
розвитку радіаційного ураження [Древаль, 1993; Шевченко, 1997] за умови
блокування потенціалзалежних Са2+ каналів можна припустити, що їх
блокування призведе до значних змін в характері руху цитоплазми і дасть
відповіді, наскільки ефекти дії іонізуючої радіації та ЕМВ НВЧ пов’язані
з порушенням транспорту Са2+ через потенціалзалежні канали.

Визначення інтенсивності РЦ в клітинах Elodea canadensis, що були
піддані обробці розчином верапамілу показало, що перші 60 хвилин після
витримування листочків у розчині, спостерігалась повна зупинка руху
хлоропластів (рис.10, 11). Рух відновлювався більше ніж через годину
після обробки, після перенесення листочків на чисту воду, і на 90-у хв.
спостерігалося різке підвищення ШРЦ. На 120-у хв. після обробки
верапамілом РЦ стабілізується і практично не відрізняється від контролю.

Аналізуючи одержані результати, можна припустити, що саме
потенціалзалежні Са2+ канали відіграють провідну роль у надходженні
іонів Са2+ в клітини листочків елодеї, оскільки, як було показано,
верапаміл є специфічним блокатором саме потенціалзалежних кальцієвих
каналів.

Опромінення ЕМВ НВЧ, яке передувало обробці верапамілом, знімало ефект
блокування потенціалзалежних Са2+ каналів і ротаційний рух цитоплазми не
припинявся. Навпаки, як ми можемо бачити з рис.10, на 60-у хвилину після
опромінення спостерігається підвищення ШРЦ відносно контролю із
наступним зниженням.

Отже, можна говорити про те, що від моменту комбінованої обробки до
опромінення протягом трьох годин відбуваються інтенсивні нелінійні
коливання, які поступово затухають. Крива варіанту “V + ЕМВ НВЧ”
загалом

нагадує обриси кривої варіанту “ЕМВ НВЧ + V”.

Рис.11, демонструє, що комбінований вплив іонізуючої радіації в дозі
25 Гр та верапамілу призводить до загального підвищення ШРЦ з незначними
нелінійними коливаннями до 120-ї хв. при послідовності впливу “25 Гр+V”
та симетричної тенденції до зниження до 120-ї хв. при оберненій
послідовності впливу (“V+25 Гр”). Отже, блокатор кальцієвих каналів
верапаміл впливає на ШРЦ та здатний модифікувати реакцію ЕМВ НВЧ та
іонізуючої радіації на ШРЦ.

Оскільки у інтегративній відповіді клітин рослинного організму на дію
ЕМВ НВЧ, яка відображається у осциляціях ШРЦ, беруть участь різноманітні
процеси, можна припустити, що внаслідок змін в білках каналів під
впливом ЕМВ НВЧ, їх властивості змінюються і канали стають не
сприйнятими до дії верапамілу. Тобто, після обробки верапамілом
закриваються потенціалзалежні Са2+ -канали, порушуючи регуляторіку.
Можливо, ЕМВ НВЧ, змінює структуру білків, які формують Са2+ -канал, і,
взаємодіючи з ним, змінює просторову конфігурацію Са2+ -каналу. Окрім
того, іноді просто необхідно на деякий час вилучити надлишок Са2+ з
цитоплазми, що накопичується у вигляді конкрецій фосфатних солей і що
також можуть робити мітохондрії [Заварзин, 1982]. Після перенасичення
гіалоплазми іонами Са2+ відбувається включення ними системи
відкачування іонів Са2+ мітохондріями. Це автоматично може призводити
до припинення синтезу АТФ (оскільки відбулося переключення мітохондрій
на відкачку Са2+ ) і, як наслідок, – уповільнення руху цитоплазми. Всі
ці факти знаходять відбиток у флуктуаціях швидкості руху цитоплазми.

Той факт, що після дії верапамілу спостерігається повна зупинка
швидкості руху цитоплазми, яка триває більше години, а після
комбінованого впливу як ЕМВ НВЧ, так і іонізуючої радіації з
верапамілом РЦ не припиняється і вищезгаданий пік стимуляції ШРЦ
зсувається з 90 хв (варіант з верапамілом) на 60 хв (у варіантах
комбінованої дії верапамілу та ЕМВ НВЧ або гамма-радіації), свідчить про
те, що механізм дії іонізуючої радіації та ЕМВ НВЧ пов’язаний з впливом
на потенціалзалежні Са2+ — канали. Відомо, що для функціонування Са2+ —
каналів характерна оберненість: при наявності АТФ вони транспортують
іони Са2+, а при виході останніх з порожнин ендоплазматичного
ретикулума синтезуються молекули АТФ. Можливо, надлишок кальцію і
затримка синтезу АТФ внаслідок цього призводить до коливальних стрибків
ШРЦ у варіантах комбінованої дії іонізуючої радіації та ЕМВ НВЧ з
верапамілом.

Таким чином, на основі даних експериментів з використанням верапамілу,
ми можемо припустити, що вплив ЕМВ НВЧ та радіаційний вплив в діапазоні
сублетальних доз можуть діяти за подібними механізмами, впливаючи на
регуляцію функціонування кальцієвих каналів. Ці результати узгоджуються
з нашою гіпотезою про вплив ЕМВ НВЧ на конформаційну структуру
мембранних. білків.

Радіомодифікуючий вплив електромагнітних випромінювань надвисокої
частоти на швидкість росту коренів гороху. Відомо, що твірні тканини
характеризуються більшою радіочутливістю, ніж диференційовані. Щоб
з’ясувати яким чином ЕМВ НВЧ може модифікувати ефекти гострого

опромінення на активно проліферуючих клітинах рослин, ми провели
експерименти на твірній тканині рослин – меристемі. Вивчався вплив
комбінованої дії гамма-опромінення та електромагнітного випромінювання
на відносну швидкість росту (ВШР) меристеми кореня гороху при різних
послідовностях застосування. Результати експериментів показали, що само
по собі ЕМВ НВЧ низької інтенсивності практично не впливає на приріст
коренів, тобто на функціональну активність кореневої меристеми (рис.12).

Порівняння кривих ВШР коренів проростків, опромінених гамма-радіацією, з
кривими, отриманими для проростків, що зазнали комбінованого впливу
гамма-опромінення та ЕМВ НВЧ в різній послідовності застосування
показали наступне. В тому випадку, коли гамма-опромінення передувало
обробці ЕМВ НВЧ, спостерігалося незначне пригнічення репопуляційного
відновлення кореневої меристеми (рис.13).

Можливо припустити, що застосування ЕМВ НВЧ при даній послідовності
призводило до уповільнення клітинних поділів і, таким чином, ЕМВ НВЧ
виступало як сенсибілізуючий модифікатор радіаційного ураження.

При оберненій послідовності, тобто в тому випадку, коли ЕМВ НВЧ
передувало гамма-опроміненню, воно виступало як модифікатор з
радіопротекторними властивостями (рис.14). Так, можна бачити, що крива,
яка відповідає варіанту опроміненому ЕМВ НВЧ, вже в перші дні
пострадіаційного періоду лежить значно вище, ніж крива, що відповідає
варіанту без опромінення ЕМВ НВЧ. Таким чином, експерименти, проведені
на твірних тканинах коренів гороху, дозволили нам встановити, що ЕМВ НВЧ
може бути як радіопротекторним так і радіосенсибілізуючим модифікатором
радіаційного ураження.

Підсумовуючи одержаний нами експериментальний матеріал, ми можемо
стверджувати, що електромагнітне випромінювання низької інтенсивності в
діапазоні надвисоких частот модифікує реакцію диференційованих рослинних
клітин на радіаційне ураження, як за критерієм швидкості руху
цитоплазми, так і за виживаністю.

ВИСНОВКИ

Вперше встановлено, що ЕМВ НВЧ є радіопротекторним модифікатором
радіаційного ураження диференційованих рослинних клітин за критерієм
швидкості руху цитоплазми та виживаності.

Іонізуюче випромінення в діапазоні доз від 25 до 100 Гр викликає
нелінійні коливання швидкості руху цитоплазми, а в діапазоні від 100 до
4600 Гр — спричиняє вповільнення руху цитоплазми, що вказує на істотну
радіостійкість цього процесу.

Електромагнітне випромінювання надвисокої частоти низької інтенсивності
в режимі неперервного спектру достовірно підвищує швидкість руху
цитоплазми і викликає нелінійні коливання цього показника в динаміці.
Ступінь прояву ефекту не залежить від тривалості опромінення.

Експериментально отримана частотна характеристика впливу
електромагнітного випромінювання надвисокої частоти низької
інтенсивності вказує на відсутність достовірних змін швидкості руху
цитоплазми на певній фіксованій частоті, що свідчить про відсутність
ефекту резонансу.

Показано, що зміни швидкості руху цитоплазми під впливом як
електромагнітного випромінювання надвисокої частоти низької
інтенсивності так і іонізуючої радіації залежать від стану проникності
потенціалзалежних кальцієвих каналів клітинних мембран, що довели
експерименти з використанням верапамілу.

Доведено, що швидкість руху цитоплазми може використовуватись як
інформативний показник стану рослинної клітини в умовах
радіобіологічного експерименту.

На прикладі меристеми коренів гороху вперше показано, що в залежності
від послідовності впливу електромагнітне випромінювання надвисокої
частоти може виступати як сенсибілізуючий так і радіопротекторний
модифікатор радіаційного ураження. Самостійно електромагнітне
випромінювання надвисокої частоти не впливає на відносну швидкість росту
коренів.

ПЕРЕЛІК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Тордія Н.В., Гродзінський Д.М, Данильченко О.О. Вплив іонізуючого
випромінювання на рух цитоплазми в клітинах Elodea сanadensis //Доповіді
НАН України. – 1999 — №6. – С.179-182. (Здобувачем виконана переважна
більшість експериментальної роботи, написана стаття).

Тордія Н.В., Зезіна Н.В. Радіомодифікуючий вплив електромагнітних
випромінювань надвисокої частоти на швидкість росту коренів гороху //
Вісник київського університету імені Тараса Шевченка. — 1999. Сер.
Біологія — №29. – С.26-27. (Здобувачем самостійно проведена
експериментальна частина роботи, написана стаття).

Тордія Н.В., Гродзінський Д.М., Ситнік С.В. Вплив електромагнітного
випромінювання низької інтенсивності в діапазоні надвисоких частот на
рух цитоплазми диференційованих рослинних клітин // Фізика живого.-
1999. – Т.7, № 1. – С.43-47. (Здобувачем особисто сплановані
дослідження, виконана основна частина експериментальної роботи,
підготовлено матеріали до друку).

Тордія Н.В., Гродзінський Д.М. Залежність руху цитоплазми від стану
кальцієвих каналів під дією іонізуючої радіації та електромагнітного
випромінювання надвисокої частоти //Збірник наукових праць Інституту
ядерних досліджень. – 2003.- №3 (11).–С.133-139.

Тордія Н.В., Гродзинський Д.М. Дослідження швидкості руху цитоплазми як
цитофізіологічний метод в радіобіологічному експерименті // Цитология и
генетика. — 2004. – Т.38, № 1. – С.71-79.

Grodzinsky D.M., Zezina N.V., Tordiya N.V. Simultaneous effect of both
gamma and microwave irradiation on biological objects // Physica Medica,
1996. – Vol. XII, № 3. – C. 180.

Тордія Н.В. Радіомодифікуючий вплив електромагнітних випромінювань
надвисокої частоти на швидкість росту коренів гороху // Тези доп.VI
Конф.молодих вчених, присвяч.50-й річниці з дня заснування Інституту
фізіол. рослин і генетики НАН України. – Київ (Україна), 1996. –
С.50-51.

Тордия Н.В., Гродзинский Д.М., Зезина Н.В. Модификационное влияние
микроволнового излучения низкой интенсивности на радиобиологические
характеристики корневой меристемы // Тезисы докладов I Международного
Конгресса “Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине”.
– Санкт-Петербург (Росия), 1997.- С.247.

Tordiya N., Grodzinsky D., Danilchenko O. The influence of ionizing
irradiation for cytoplasm movement in the Elodea canadensis cells //
Abstr.of the 29th Meeting of the European Society for Radiat.Biol. –
Capri (Italy), 1998. – C.120.

Тордія Н.В.,. Гродзінський Д.М, Данильченко О.О. Вплив іонізуючого
випромінювання на рух цитоплазми в клітинах Elodea сanadensis
// Матеріали I Всеукраїнської наукової конференції “Екологічний
стрес і адаптація в біологічних системах”. – Тернопіль (Україна), 1998.
– С.89-90.

Тордія Н.В., Гродзінський Д.М., Данильченко О.О. Вплив гострого
випромінювання на рух цитоплазми в клітинах Elodea сanadensis //Тези
доповідей науково-практичної конференції молодих вчених “Інтегративність
функцій рослинного організму”. – Київ (Україна), 1998. – С.8-10.

Тордия Н.В., Сытник С.В. Радиобиологические аспекты движения цитоплазмы
в растительных клетках // Тезисы докладов: Международной конференции
“Физиология растений — наука III тысячелетия”. – Москва (Россия), 1999.
— С.476.

Ситнік С.В., Тордія Н.В. Радіохвильове забруднення біосфери як фактор
впливу на живі організми // Збірка тез доповідей учасників II
Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та
молодих вчених “Екологія. Людина. Суспільство” пам’яті професора О.П.
Шутька. – Київ (Україна), 1999. – С.28.

Тордія Н.В., Ситнік С.В. Низькоінтенсивне електромагнітне випромінювання
міліметрового діапазону як фактор модифікації радіостійкості рослин
//Збірка тез доповідей учасників II Всеукраїнської науково-практичної
конференції студентів, аспірантів та молодих вчених “Екологія. Людина.
Суспільство” пам’яті професора О.П. Шутька. – Київ (Україна), 1999. –
С.33-34.

Тордія Н.В. Модифікація радіобіологічних ефектів у диференційованих
рослинних клітинах низькоінтенсивними електромагнітними випромінюваннями
надвисокої частоти // Матеріали III З’їзду з радіаційних досліджень. –
Київ (Україна), 2003. – с.190.

АНОТАЦІЯ

Тордія Н.В. Низькоінтенсивні електромагнітні випромінювання в діапазоні
надвисоких частот як фактор модифікації радіостійкості рослинних клітин.
– Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за
спеціальністю 03.00.01 – радіобіологія. – Київський національний
університет імені Тараса Шевченка. Київ, 2004.

Дисертація присвячена вивченню комбінованої дії електромагнітного
випромінювання надвисокої частоти низької інтенсивності (ЕМВ НВЧ) та
іонізуючого випромінювання на рослини.

Досліджено модифікацію радіобіологічних характеристик рослин під впливом
ЕМВ НВЧ на прикладі таких інтегративних показників як швидкість руху
цитоплазми в клітинах вищої водної рослини Elodea сanadensis та
відносну швидкість росту коренів гороху.

Показано, що швидкість руху цитоплазми залежить від стану
потенціалзалежних Са2+ каналів.

За допомогою цитофізіологічного методу визначення швидкості руху
цитоплазми проведена оцінка впливу іонізуючої радіації,
електромагнітного випромінювання (ЕМВ) надвисокої частоти та їх
комбінованого впливу на диференційовані клітини вищої водної рослини
Elodea сanadensis. Встановлено, що ЕМВ низької інтенсивності модифікує
реакцію диференційованих клітин на радіаційне ураження. Показано, що
швидкість руху цитоплазми може використовуватись як інформативний
показник стану рослинної клітини в умовах радіобіологічного
експерименту.

Встановлено, що ЕМВ НВЧ є модифікатором радіаційного ураження рослинної
клітини як за критерієм виживаності так і за критерієм швидкості руху
цитоплазми а також і за критерієм відносної швидкості росту коренів.

Ключові слова: іонізуюче випромінювання; електромагнітне випромінювання
надвисокої частоти, швидкість руху цитоплазми, виживаність, відносна
швидкість росту коренів.

АННОТАЦИЯ

Тордия Н.В. Электромагнитное излучение низкой интенсивности в диапазоне
сверхвысоких частот как фактор модификации радиоустойчивости
растительных клеток. – Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по
специальности 03.00.01 – радиобиология. – Киевский национальный
университет имени Тараса Шевченко. Киев, 2004.

Диссертация посвящена изучению комбинированного действия
электромагнитного излучения сверхвысокой частоты низкой интенсивности
(ЭМИ СВЧ) и ионизирующего излучения на растения.

Впервые исследована модификация радиобиологических характеристик
растений с помощью ЭМИ СВЧ на примере таких интегративных показателей
как скорость движения цитоплазмы в клетках высшего водного растения
Elodea сanadensis и относительная скорость роста корней гороха.

Было показано, что скорость движения цитоплазмы дифференцированных
клеток является очень радиоустойчивым процессом. В диапазоне доз до 100
Гр были выявлены циклические изменения скорости движения цитоплазмы во
времени, диапазон более высоких доз характеризовался общим снижением
скорости движения цитоплазмы относительно контроля.

Преимуществом предложенной нами модели, без сомнения, является тот факт,
что скорость движения цитоплазмы оказалась очень чувствительной как по
отношению к действию ЭМИ СВЧ, так и по отношению к радиационному
фактору. Было установлено, что ротационное движение цитоплазмы, которое
при нормальных условиях имеет постоянную скорость, под влиянием
ионизирующей радиации и ЭМИ СВЧ приобретает нелинейный характер с
достаточно сложной характеристикой.

Предложена гипотеза, согласно которой изменения скорости движения
цитоплазмы под влиянием как ионизирующей радиации так и
электромагнитного излучения сверхвысокой частоты зависит от
проницаемости клеточных мембран для ионов Са2+. Эксперименты с
использованием блокатора потенциалзависимых кальциевых каналов
верапамила дало возможность подтвердить эту гипотезу.

Исследовано также комбинированное воздействие электромагнитного
излучения и ионизирующей радиации на активно пролиферирующие клетки
растений. При этом было показано, что ЭМИ СВЧ является модификатором
лучевого поражения причем его радиомодификационные свойства зависят от
последовательности применения данного фактора. Показано, что в случае
применения гамма-излучения до обработки ЭМИ СВЧ, наблюдалось
существенное подавление репопуляционного восстановления корневой
меристемы и таким образом, ЭМИ СВЧ выступало как сенсибилизирующий
модификатор лучевого поражения. При обратной последовательности
воздействия, т.е. в случае, если ЭМИ СВЧ применялось до гамма-излучения,
оно выступало как модификатор с радиопротекторными свойствами.

Установлено, что ЭМИ СВЧ может выступать как модификатор лучевого
поражения растительных клеток и как по критерию выживаемости и скорости
движения цитоплазмы, так и по критерию относительной скорости роста
меристемы корней.

Ключевые слова: ионизирующее излучение, электромагнитное излучение
сверхвысокой частоты, скорость движения цитоплазмы, относительная
скорость роста корней.

SUMMARY

Tordiya N.V. Low intensity radiation in the diapazone of high frequency
as factor of the modification of the radioresistant of plant cells.–
Manuscript.

Thesis for candidate’s degree of biological science by specialty
03.00.01 – radiobiology. – National Taras Shevchenko University of Kyiv,
2004.

The dissertation is devoted to investigation of combine effect of
electromagnetic emission of highfrequency of low intensity (EMI HF) and
ionizing radiation on plants.

Modification of radiobiology parameters of plant by EMR HF on example
such integrative index as cytoplasm movement velocity in cells of high
plant Elodea сanadensis and relative velocity of pea growth is
investigated.

By cytophysiological methods of the cytoplasm moving speed determination
the estimation of effects of high frequencies ionizing radiation
electromagnetic emission and their simultaneous effect on differential
cells of high plant Elodea canadensis was carried out. It was observed
that EMI modify the differential plant cells reaction of under
radiation injury. It was shown that cytoplasm moving speed might be use
as informative index of plant cell stable in radiobiological experiment.

It was shown, that speed of cytoplasm moving depends on the state of
potential dependent Ca2+ channels.

It was established, that EMI HF is modification of the radiation injury
of plant cell as with respects criteria so by criteria of cytoplasm
velocity movement and also with respect to criteria of growth root
velocity.

Key words: ionizing radiation, electromagnetic radiation high
frequency, speeds of cytoplasm moving, relative velocity of roots growth
speed.

PAGE 5

PAGE 5

Похожие записи