"ћ»—-–“" - 2003. —борник є28-1-2.

»сследование вли€ни€ бесконтактно активированной воды
на электрокинетические свойства дрожжевых клеток

 азанкин ƒмитрий —ергеевич, Ўироносов ¬алентин √еоргиевич
 аф. Ѕиомедфизики, ”д√”, г. »жевск, ikar@udm.ru,
(—б. тезисов III ћеждународный симпозиум.Ёлектрохимическа€ активаци€ в медицине, сельском хоз€йстве,
промышленности. г. ћосква, 2002.- с.190-194 )

----¬ св€зи с открытием феномена бесконтактной активации жидкостей (Ѕј∆) [1], и возможностью бесконтактной активации (Ѕј) растворов в бездиафрагменном электролизере [2], представл€ет интерес вы€снить вли€ние бесконтактно активированной воды на живые клетки. Ѕиологическим тест-объектом служили пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae √ќ—“ 171-81

----–азличи€ в физиологическом состо€нии клеток в контроле и опыте определ€лись по их электрокинетическим свойствам (Ё —). Ё — про€вл€ютс€ в движении клетки под действием внешнего электрического пол€. ¬ работе использовалс€ метод прижизненного знакопеременного клеточного микроэлектрофореза [3, 4]. —ущность метода заключаетс€ в измерении амплитуды колебани€ клеток в поле зрени€ микроскопа. ¬ электрофоретической камере клетки совершают вынужденные возвратно-поступательные движени€ при смене знака напр€жени€ на электродах (10 ¬, с частотой 0,1 √ц). „астота колебаний клеток равна частоте смены знаков на электродах, но амплитуда колебаний может быть различной в зависимости от зар€да клеточной поверхности.  ак известно, именно поверхность есть место, где совершаютс€ многочисленные биологически важные €влени€. «ар€д клеточной поверхности €вл€етс€ показателем физиологического состо€ни€ и неотъемлемым свойством любой клетки. Ё — клеточной поверхности отражает физиологическое состо€ние клетки.

----ќпределение вли€ни€ бесконтактно активированной воды производилось на основании различий Ё — отдельных клеток внутри культуры. ¬ данном методе Ё — клеток €вл€етс€ их амплитуда колебани€ в знакопеременном поле. Ќа основании литературных данных [3] можно сделать вывод, что неблагопри€тные факторы среды, либо переходные процессы увеличивают гетерогенность Ё — клеток внутри попул€ции. ¬ стабильных услови€х существовани€, как правило, наблюдаютс€ однородные по Ё — клетки.

----¬ первой серии опытов было изучено вли€ние изменени€ ќ¬ѕ в процессе бесконтактной активации среды на коэффициент вариации CV амплитуды xi колебани€ клеток при знакопеременном электрофорезе

, ,

где i=1, 2,Еn, n - количество исследуемых клеток.

 оэффициент вариации CV служит в данном случае показателем гетерогенности попул€ции по электрокинетическим свойствам отдельных клеток. ƒл€ увеличени€ гетерогенности по Ё — клеток примен€лось сильное разбавление дистиллированной водой: 1 г клеточной массы на 1 л. ƒействие лимитирующих факторов: недостаток источника углерода и слабый отрицательный осмотический шок, увеличивают гетерогенность клеток по Ё —. јктивированна€ среда (в опыте) в некоторой степени компенсирует действие неблагопри€тных факторов на клетки. “ипичный график изменени€ CV от окислительно-восстановительного потенциала (ќ¬ѕ) в процессе бесконтактной ии представлен на рис. 1.

–ис.1.«ависимость коэффициента вариации Ё — дрожжевых клеток от изменени€ ќ¬ѕ среды в процессе бесконтактной активации. CV - коэффициент вариации амплитуды колебани€ клеток при знакопеременном электрофорезе; Eh - окислительно-восстановительный потенциал водной среды, в которой наход€тс€ клетки. јбсцисса - врем€ инкубации дрожжевых клеток, ч; ординаты-CV-коэффициент вариации в %; Eh-ќ¬ѕ среды в м¬.

----—успензи€ дрожжевых клеток разбавл€лась обычной дистиллированной водой с Eh " + 300 м¬ (’—Ё) до концентрации 1 г клеточной массы на 1 л. и V = 40 мл суспензии инкубировались в полиэтиленовой емкости с толщиной стенок " 0,025 мм. „ерез некоторое врем€ значение CV выравнивалось и емкость с суспензией клеток помещалась в электрохимически активированный раствор NaCl (C=9 г/л V=1 л), сразу после прекращени€ электролиза (tэл=15 мин.). Ё’ј проводилась в бездиафрагменном электролизере аналогичному по конструкции описанному в работе [2]. ¬ результате бесконтактной активации водной суспензии клеток, Eh в полиэтиленовой емкости быстро измен€лс€ до " -270Е-400 м¬ (’—Ё). ѕри этом в суспензии дрожжевых клеток измен€лс€ коэффициент вариации амплитуды колебани€ клеток. ѕо результатам 3 повторений изменени€ составл€ют от 5 до 17%. ”меньшение гетерогенности попул€ции по Ё — отдельных клеток свидетельствует о большей однородности электрокинетических свойств клеток в опытной культуре по сравнению с контрольной. Ётот факт указывает на повышение адаптивности клеток

----¬ следующей серии опытов было изучено вли€ние бесконтактно активированной воды на вариацию амплитуды колебани€ клеток в суспензи€х разбавленных дистиллированной водой (рис.2, контроль) и бесконтактно активированной дистиллированной водой (рис.3, опыт).

----Ќа рис.2 показана зависимость коэффициента вариации амплитуды колебани€ при знакопеременном электрофорезе от времени нахождени€ клеток в дистиллированной воде.

–ис. 2. «ависимость коэффициента вариации амплитуды колебани€ клеток от времени нахождени€ в контрольной среде со стандартным значением Eh (+290 Е +350 м¬).

----Ќа рис. 3 показана зависимость изменени€ коэффициента вариации амплитуды колебани€ клеток от времени нахождени€ в бесконтактно активированной дистиллированной воде. Ќачальна€ суспензи€ клеток разбавл€лась активированной водой с измененным ќ¬ѕ " -370 м¬ (’—Ё). ¬ опыте примен€лась вода прошедша€ бесконтактную активацию (15 мин.) в камере бездифарагменного электролизера [2], после прекращени€ в нем электролиза раствора NaCl (V=1л, —=9 г/л, tэл=15 мин.). ѕосле разведени€ суспензии клеток активированной водой производились измерени€ амплитуды колебани€ клеток при электрофорезе, и определ€лс€ коэффициент вариации. Ќа графике врем€ t=0 соответствует времени разведени€ клеток в активированной среде.

–ис. 3. «ависимость коэффициента вариации амплитуды колебани€ клеток от времени нахождени€ в активированной среде с бесконтактно измененным значением Eh " -370 м¬ (’—Ё).

----–езультаты второй серии опытов показали, что в сильно разбавленной среде на основе обычной дистиллированной воды с Eh " +300 м¬ (’—Ё) наблюдаетс€ постепенное увеличение гетерогенности культуры клеток, что св€зано с неблагопри€тными услови€ми среды обитани€ (недостаток по источнику углерода и слабый отрицательный осмотический шок). ¬ сильно разбавленной среде, на основе бесконтактно активированной воды с Eh " -370 м¬ (’—Ё) наблюдаетс€ постепенное уменьшение гетерогенности культуры клеток, не смотр€ на действие перечисленных факторов. —нижение гетерогенности культуры клеток в Ѕј среде, при прочих равных услови€х, свидетельствует о повышении адаптивности клеток к лимитирующим факторам среды за счет приобретени€ клетками дополнительной энергии.

---- ¬озможность безреагентного вли€ни€ на биохимические реакции клеток позволит получать попул€цию клеток, растений, животных с однородными, искусственно заданными улучшенными свойствами.

    —писок публикаций:

  1. Ѕахир ¬.ћ. Ёлектрохимическа€ активаци€. - ћ.; ¬Ќ»»»ћ“, 1992, ч.1. с.197.
  2. Ўироносов ¬.√., Ўироносов ≈.¬. ќпыты по бесконтактной электрохимической активации воды, с. 66 - 68, 2-й ћеждународный симпозиум "Ёлектрохимическа€ активаци€ в медицине, сельском хоз€йстве, просмышленности", тез. докл. - ћ.; ¬Ќ»»»ћ“ ќјќ Ќѕќ "Ёкран". 1999. - с. 67. sb15-12.htm
  3. ћирошников ј.»., ‘омиченков ¬.ћ., »ванов ј.ё. Ёлектрофизический анализ и разделение клеток. ћ.: Ќаука, 1986.
  4.  азанкин ƒ.—. Ёлектрокинетические методы прижизненного исследовани€ клеток. "ћ»—-–“", сб. 17-3, 2000. sb17-3.htm