Влияние нелокальной активации и пара-состояний фазы ассоциированной воды на продолжительность жизни гидробионтов Daphnia magna
- Авторы: Иксанова Т.И.1, Каменецкая Д.Б.1, Стехин А.А.1, Яковлева Г.В.1, Кочеткова М.Г.1
-
Учреждения:
- Федеральное государственное бюджетное учреждение «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» Министерства здравоохранения Российской Федерации
- Выпуск: Том 98, № 11 (2019)
- Страницы: 1251-1256
- Раздел: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
- Статья опубликована: 14.10.2020
- URL: https://rjsocmed.com/0016-9900/article/view/639785
- DOI: https://doi.org/10.47470/0016-9900-2019-98-11-1251-1256
- ID: 639785
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Введение. Работа посвящена изучению влияния магнитного состояния фазы ассоциированной воды, представленной аморфными льдами с изменённым соотношением изомеров в сторону увеличения доли para-воды, и нелокальной активации воды на основе технологии нелокального квантового сопряжения воды c производственным активирующим процессом, на показатели жизнедеятельности гидробионтов Daphnia magna.
Материал и методы. Исследования осуществлялись с использованием нелокально активируемой питьевой воды «Si» и концентрата para-воды, приготовленного в гипомагнитных условиях при остаточной плотности магнитного потока не более 20 нТл по технологии производителя. Концентрат para-воды вносился в среду развития гидробионтов в соотношении 9 мл на 1 л исследуемой воды.
Для получения потомства использовались особи, выводимые на отстоянной водопроводной воде (1-е поколение), и особи, выведенные на воде «Si», – 2-е поколение. Однодневные особи Daphnia magna помещались в количестве 20 шт./л исследуемой воды и весь жизненный цикл содержались в оптимальных условиях: климатостат Р-2 (температура – 20 ± 1 °С, освещённость – 1200–2500 люкс, фотопериод – 12/12 час). Кормление дафний осуществлялось микроводорослью Chlorella, выращенной на среде «Тамийя»-50% с плотностью D = 0,65–0,72.
Результаты. Продолжительность жизни гидробионтов Daphnia magna в нелокально активируемой среде жизнедеятельности (воде «Si») увеличивается в среднем на 38 сут в первом поколении и на 50 сут – во втором поколении, а в среде с потенцирующей добавкой para-ассоциатов воды на 58 сут (первое поколение) и 41 сут (второе поколение). Показатели продолжительности жизни гидробионтов находятся в отрицательной корреляционной зависимости с изменениями значений окислительно-восстановительного потенциала (Еh) среды развития гидробионтов – kкорр. = –0,993 (1-е поколение). Нелокальная активация воды и спин-модификации её ассоциированной фазы para-изомерами демонстрируют увеличение продуктивности гидробионтов:
- в нелокально активируемой воде – в 1,2 (1-е поколение) и 2,68 (2-е поколение);
- в нелокально активируемой воде с добавкой para-воды – в 1,39 (1-е поколение) и 1,97 (2-е поколение) раза.
Заключение. Из результатов исследования следует, что определяющим фактором среды развития гидробионтов является её квантовое сопряжение с источниками электронов во внешней среде. Это предопределяет значимость квантового сопряжения воды с природными экосистемами, влияющего на клеточный метаболизм. Спиновая para-модификация фазы ассоциированной воды приводит к дополнительному увеличению продолжительности жизни гидробионтов в первом поколении. Во втором поколении влияние para-воды сопровождается некоторым снижением как продолжительности жизни гидробионтов, так и их продуктивности.
Об авторах
Татьяна Исмаиловна Иксанова
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Автор, ответственный за переписку.
Email: iti-1@mail.ru
Научный сотрудник отдела гигиены окружающей среды ФГБУ «ЦСП» Минздрава России, 119121, Москва.
e-mail: iti-1@mail.ru
РоссияД. Б. Каменецкая
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-9050-3757
Россия
А. А. Стехин
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-8750-0686
Россия
Г. В. Яковлева
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-8766-2773
Россия
М. Г. Кочеткова
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-9616-4517
Россия
Список литературы
- Авдеева Л.В., Кольтовер В.К. Ядерный спиновый катализ в живой природе. Вестник Московского университета. Химия. 2016; 57 (3): 145-53.
- Летута У.Г. Магнито-изотопные эффекты в клетках Е. сoli. Автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. Саратов; 2012. 24 с.
- Шевченко У.Г., Авдеева Е.И., Бердянский В.Л. Биологические эффекты магнитного изотопа 25Mg в клетках Е. сoli. Химическая физика. 2012; 31 (7): 1-18.
- Кольтовер В.К., Шевченко У.Г. и соавт. Магнито-изотопический эффект магния в живой клетке. Доклады Академии наук. 2012; 442 (2): 272-4.
- Buchachenko A.I. Magnetic isotope effects in chemistry and biochemistry. New York: Nova Science Publishes; 2009. 149 p
- Киприянов А.А. Неравновесные и многочастичные магнитно-спиновые эффекты в радикальных реакциях. Дис. … канд. физ.-мат.наук. Новосибирск; 2014
- Nelson D.L., Cox M.M. Lehninger Principles of Biochemistry. N.Y.: 2008. 1100 p.
- Pershin M. Two-liquid water. Physics of Wave Phenomena. 2005; 13: 192-208.
- Pershin S.M. Harmonic oscillations of the concentration of H-bonds in liquid water. Laser Phys. 2006; 16: 1184-90.
- Гиберт К.К., Стехин А.А., Яковлева Г.В., Сульина Ю.С. Сохранение электрон-донорных свойств воды. Гигиена и санитария. 2015; 3: 97-100
- Andreev S.N., Makarov V.P., Tikhonov V.I., Volkov A.A. Ortho and para molecules of water in electric field. Chemical Physics. 2007, 4: 4-8
- Методические рекомендации по установлению предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ для воды рыбохозяйственных водоёмов. М.: ВНИРО; 1986.
- Куприянов Р.В., Жданов Р.И. Стресс и аллостаз: проблемы, перспективы и взаимосвязь. Журнал высшей нервной деятельности. 2014; 64 (1): 21-31.
- Stekhin A., Yakovleva G., Pronko K., Zemskov V. Water as the main regulator of intracellular processes. Clin Pract. 2018; 15 (5): 841-55. https://doi.org/10.4172/clinical-practice.1000418
- Asselman J., Pfrender M.E., Lopez J.A., De Coninck D.I. Conserved transcriptional responses to cyanobacterial stressors are mediated by alternate regulation of paralogous genes in Daphnia. Mol Ecol. 2015; 24 (8): 1844-55.
- Малафеева Е.Ф., Шалашова О.В. Гидробионты как маркёры экологического состояния озёр Пустынского природного комплекса. Современные научные исследования и инновации. 2014; 8 (1). [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/08/37314 (дата обращения: 25.03.2019).
- Кузнецов В.А. Астатичность факторов среды как экологический оптимум для гидробионтов. Дис. … д-ра биол. наук; 2005. 320 с.
- Potekhin S.A., Khusainova R.S. Spin-dependent absorption of water molecules. Biophys Chem. 2005; 118: 84-7.
- Ben-Naim A. Molecular recognition-viewed through the eyes of the solvent. Biophys Chem. 2002; 101-2: 309-19.
- De Oliveira G.A.P., Silva J.L. A hypothesis to reconcile the physical and chemical unfolding of proteins. Proceedings of the National Academy of Sciences. Published online. 2015; E2775-E2784.
- Nucci N.V., Pometun M.S., Wand A.J. Mapping the hydration dynamics of ubiquitin. J Am Chem Soc. 2011; 133: 12326-9.
- Librizzi F., Carrotta R., Peters J., Cupane A. The effects of pressure on the energy landscape of proteins. Sci Rep. 2018; 8: 2037.
- Urquidi C.J., Benmore J., Neuefeind B., Tomberli C.A., Tulk M., Guthrie P.A. et al. Isotopic quantum effects on the structure of low density amorphous ice. J Phys Condens Matter. 2003; 15: 3657-64.
- Best R.B., Miller C., Mittal J. Role of solvation in pressure-induced helix stabilization. J Chem Phys. 2014; 141: 22D522.
- Capponi S., Heyden M., Bondar A.-N., Tobias D.J., White S.H. Anomalous behavior of water inside the SecY translocon. PNAS. 2015; 112: 9016-21.
- Xu Y., Havenith M. Perspective: Watching low-frequency vibrations of water in biomolecular recognition by THz spectroscopy. J Chem Phys. 2015; 143: 170901.
- Vaillant C., Althorpe S.C., Wales D.J. Path integral energy landscapes for water dimer. J Chem Theory Comput. (2019) Article in press. https://doi.org/10.1021/acs.jctc.8b00675
- Martin D.R., Matyushov D.V. Dipolar Nanodomains in Protein Hydration Shells. J Phys Chem Lett. 2015; 6: 407- 12. https://doi.org/10.1021/jz5025433
- Saha D., Supekar S., Mukherjee A. Distribution of Residence Time of Water Around DNA Base Pairs: Governing Factors and the Origin of Heterogeneity. J Phys Chem B. 2015; 119: 11371- 81. https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.5b03553
- Lavery R., Maddocks J.H., Pasi M., Zakrzewska K. Analyzing Ion Distributions Around DNA. Nucleic Acids Res. 2014; 42: 8138-49. https://doi.org/10.1093/nar/gku504
- Meisburger S.P., Pabit S.A., Pollack L. Determining the Locations of Ions and Water around DNA from X-Ray Scattering Measurements. Biophys J. 2015; 108: 2886-95. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2015.05.006
Дополнительные файлы
