Комплексное изучение влияния магнитного поля на кровь и оценка свойств защитного материала

Кровь - это соединительная ткань, клетки которой циркулируют в замкнутой системе кровеносных сосудов. Она состоит из твердых элементов: красных (эритроцитов), белых (лейкоцитов), кровяных клеток и тромбоцитов, взвешенных в жидкой среде, называемой плазмой. Кровь обладает способностью свертываться (коагулировать). Остающаяся при этом жидкая фаза называется сывороткой. Эритроциты крови традиционно используют в качестве объекта изучения при различных экстремальных воздействиях и дают объективную оценку степени стрессорных повреждений клеточных мембран.

Плазма крови человека содержит более чем 100 индивидуальных белков. Общее содержание белка составляет 6,5-8 %. 90% общего белка составляет альбумин, иммуноглобулин, липопротеины, фибриноген, трансферин [43].

Состав крови нормального здорового организма довольно постоянен, это поддерживается регуляторными системами, однако воздействие внутренних или внешних факторов сказывается на протекании обменных процессов и на состав крови в целом, приводя к их изменению. Анализ белкового состава и реологических показателей помогают понять, в чём состоит влияние фактора на организм, и позволяют судить о том, на какие химические реакции обмена веществ он влияет [46,47].

Во избежание неблагоприятного влияния фактора на организм необходимо важное место уделять вопросу о защите. В настоящее время арсенал эффективных средств защиты от электромагнитных излучений не достаточен.

Таким образом, объектом исследования в данной работе были выбраны гемореологические показатели и белки сыворотки крови, а также свойства магнитнитозащитного материала.

2.2 Экспериментальная модель

Комплексное исследование влияния магнитного поля на кровь и оценка свойств защитного материала включала в себя ряд методик, разработанных сотрудниками Ярославского государственного университета П.Г. Демидова, У, Ярославского государственного педагогического университета им К.Д. Ушинского и Ярославского государственного технического университета.

Первый этап включал в себя исследование и анализ влияния МП на гемореологические показатели крови крыс, и оценку свойств магнитозащитных материалов.

Исследование было проведено на 12 половозрелых белых беспородных крысах - самцах массой 280 - 330 г. Все крысы находились в одинаковых условиях содержания и кормления. С животными работали в соответствии с «Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных».

Моделирование магнитного поля осуществляли путем помещения образца крови (0,5 мл) в магнит напряженностью 200 мTл в течение 10 минут при температуре +37⁰ С. Объем пробы не превышал 4% от объема циркулирующей крови, а масса ее составляла не более 0,3% массы тела.

Моделирование воздействия магнитного поля через защитный материал осуществляли путем помещения образца крови (0,5 мл) в специально изготовленную установку (П. 1) на 10 минут при температуре +37⁰ С

Забор крови производили из хвостовой вены. Объем каждой пробы составлял 1 мл. Кровь от одного и того же животного делили на две равные пробы по 0,5 мл, одна из которых являлась контрольной, а другая опытной.

В качестве стабилизатора использовали гепарин в микродозах. Он является естественным антикоагулянтом и при добавлении не более чем 1 мл на 3 мл крови не влияет на реологические показатели.

Поскольку крысы относятся к тому же классу млекопитающих, что и человек, то данные, полученные в результате исследования, могут быть в некоторой степени перенесены и на человека.

На следующем этапе исследования были рассмотрены эффекты влияния магнитного поля на распределение белковых фракций сыворотки крови человека и оценка свойств защитных материалов.

Исследование было поставлено на трех экспериментах.

Первый эксперимент проводился на сыворотке крови людей с разной магнитной принадлежностью. В работах сотрудников ЯГТУ показано, что магнитное поле напряженностью (80 мТл), значение которой лежит в пределах допустимых значений, и электромагнитное поле напряженностью (300 нТл), оказывают значительное влияние на здоровье человека. А по характеру реакции организма на действие магнитного поля обследуемые были условно распределены на 3 групп: магнитоположительные, магнитонейтральные, магнитоотрицательные [44].

Из числа доноров были выбраны 3 представителя всех магнитных групп, у каждого человека отобрано 10 мл крови и проведен электрофорез сыворотки крови.

Сыворотка была получена центрифугированием взятых образцов крови и помещена в три пробирки по 3 мл в каждую. Первая контрольная (т.е. находилась вне магнитного поля), вторая и третья находилась в магнитном поле напряженностью 200 мТл, причем третья была вставлена в футляр из магнитозащитного материала (П 2.2). Через 1 час образцы крови подверглись электрофорезу. Электрофоретическое исследование в диагностическом отношении более информативно, чем определение только общего белка, к тому же позволяет «одним взглядом» оценить общую картину белкового спектра и получить значимую информацию о происходящих изменениях.

Второй эксперимент был поставлен для приготовленного раствора яичного альбумина. Данный опыт проводился с целью анализа распределения только одной белковой фракции - альбумина, так называемый чистый опыт.

Раствор яичного альбумина был помещен в 4 пробирки по 3 мл в каждую. Первая - контрольная, вне магнитного поля, вторая - в присутствии магнитного поля, третья пробирка подвергалась влиянию магнитного поля в присутствии защитного материала, четвертая выдерживалась в течение часа в магнитном поле напряжённостью 200 мТл , а затем помещалась в защитный материал на 60 минут. С помощью введения в эксперимент 4 пробирки мы хотели выяснить, обладает ли используемый защитный материал магнитнейтрализующими свойствами. Далее, после экспозиции образцов в один час, проводился электрофорез в ПААГе.

Третий эксперимент предполагал проведение электрофореза с приготовленной сывороткой крови из препарата для иньеций сыворотки крови человека для более полной достоверности полученной информации о влиянии магнитного поля на белки. Предварительно приготовленная сыворотка была разделена на 4 пробирки по 3 мл, аналогично, как и в опыте с яичным альбумином, и таким же образом подвергалась влиянию со стороны магнитного поля.

Полученные данных входе всех проведённых исследований были проанализированы. Сделаны выводы.

2.3 Характеристика защитного материала

Используемый в исследовании железосодержащий защитный материал является продуктом переработки гальваношламов - образованных при очистке сточных вод гальванических производств [45].

Таблица 5.

Состав защитного материала

Название компонента	Процентное содержание
Fe2O3	82.1
Ni2O3	0.2
Cr2O3	4.0
ZnO	7.1
СаО	2.1
SiO2	2.1
СuО	0.4

Данный защитный материал был разработан и получен в Ярославском Техническом Университете на кафедре охраны труда и природной среды [44].

2.4 Методы исследования

2.4.1 Методы определения макро и микрореологических параметров крови

Для определения гемореологических параметров использовали микрометоды. Опытную пробирку помещали в магнитное поле напряженностью 100 mT на 10 минут.

Оценка показателей гематокрита определена путем центрифугирования крови в микрокапилярах в течение 30 мин. При 3000 об/мин.

Количество гемоглобина определяли гимиглобинцианидным методом на спектрофотометре при длине волны 540 нм.

Индекс агрегации рассчитывали по отношению числа агрегатов к количеству неагрегированных эритроцитов при исследовании в камере Горяева.

Деформируемость эритроцитов определяли по скорости фильтрации суспензии эритроцитов в физиологическом растворе с геамтокритным показателем - 2% через фильтр фирмы ВЛАДИПОР (Владимир) с диаметром пор 2- 4,5 мк. Статистическая обработка данных производилась с помощью компьютерных программ.

2.4.1.1 Определение объемного соотношения плазмы и форменных элементов с помощью центрифугирования

Принцип. В основе работы центрифуги используется центробежная сила, развивающаяся при быстром вращении.

Подготовка к работе.

Центрифуга состоит из корпуса со съемной стеклянной крышкой. В центре под крышкой находятся ячейки, в которые помещаются микрокапилляры.

Ход определения.

Кровь набирают в микрокапилляр, который закрепляют в ячейке центрифуги.

В микрокапилляр не должны попадать пузырьки воздуха. Закрывают крышку и начинают центрифугирование в течение 30 минут при 3000 об/мин, затем, открывают крышку и вынимают микрокапилляр. Форменные элементы располагаются внизу микрокапилляра, а плазма - вверху. С помощью линейки вычисляют соотношение между объемами плазмы и форменных элементов.

Результаты выражаются в процентном соотношении.

2.4.1.2 Определение концентрации гемоглобина в крови с помощью спектрофотометра

Прибор состоит из осветителя, монохроматора, кюветного отделения, приемно-усилительного блока и микропроцессорной системы.

Принцип. В основу работы спектрофотометра положен принцип измерения отношения двух световых потоков: потока, прошедшего через исследуемый образец, и потока, падающего на исследуемый образец.

Подготовка к работе.

Включить спектрофотометр. Прогреть не менее 30 мин. Установить держатель от одного до трех исследуемых образцов, в четвертую позицию держателя может быть установлен контрольный образец. Установить держатель на каретку в кюветном отделении.

Установить требуемую длину волны, вращая рукоятку длин волн в сторону увеличения длин волн. Если при этом шкала повернется на большую величину, то возвратить ее назад на 5 - 10 нм и снова подвести к требуемому делению.

Установить рукояткой и рычагом в рабочее положение фотоэлемент и источник излучения, соответствующие выбранному спектральному диапазону измерения. Перед каждым новым измерением, когда неизвестна величина выходного напряжения, следует устанавливать ширину щели 0,15 нм во избежание засвечивания фотоэлементов. Снимать показания следует при плотно закрытой крышке кюветного отделения. Открывать крышку кюветного отделения следует только при установленной в положение ЗАКР рукоятке переключения шторки.

Ход определения

ПУСК. Сеть, «,». Установить рукоятку в положение ЗАКР., при этом на фотометрическом табло высветится значение сигнала в вольтах, пропорциональное значению темнового тока фотоэлемента. Нажимать клавишу «Ш(0)» до тех пор, пока не появится число в диапазоне от 0,05 до 0,1. Установить рукоятку в положение ОТКР.

Нажать клавишу «К(1)». Рукояткой ЩЕЛЬ установить на фотометрическом табло показание в диапазоне от 0,5 до 5,0. Наблюдая за миганием запятой на фотометрическом табло (частота мигания - один раз в секунду), отсчитать 10 с и нажать клавишу «К(1)».

2.4.1.3 Определение индекса агрегации эритроцитов при исследовании в счетной камере Горяева

Принцип. Для подсчета агрегированных и неагрегированных эритроцитов после центрифугирования крови эритрацитарную массу отделяют от плазмы, а затем смешивают эти компоненты в соотношении 1:180. Полученной суспензией заполняют специальную счетную камеру и подсчитывают под микроскопом число агрегированных и неагрегированных эритроцитов.

Подготовка к работе.

Гематокритный капилляр длинной 90 мм заполняется плазмой в объеме 0,09 мл, которая затем из капилляра переносится в пробирку. После этого процедура с использованием того же самого капилляра повторяется и в указанной пробирке оказывается 0,18 мл плазмы. Далее в этот же капилляр набирается 0,001 мл эритроцитной массы до метки, расположенной на расстоянии 1 мм от конца капилляра, через который эритроциты поступают в данную стеклянную микротрубочку. Затем эритроцитная масса переносится в пробирку с плазмой и в результате перемешивания получается суспензия с разведением 1:180, которая после этого вносится в камеру Горяева для подсчета агрегатов и отдельно расположенных эритроцитов.

Счетная камера Горяева представляет собой толстое предметное стекло, в средней части которого находятся четыре желоба. Между ними имеются три узкие площадки. Средняя площадка ниже боковых на 0,1 мм и разделена пополам поперечным желобком. По обе стороны от этого желобка расположены сетки, нанесенные на стекло. Сетка Горяева состоит из 225 больших квадратов, в их число входят квадраты, разделенные дополнительно на 16 маленьких, в камере 25. Единицей отсчета является маленький квадрат. Его сторона 1/20 мм.

Ход определения.

На предметное стекло камеры Горяева в том месте, где на нем находится сетка, поместить покровное стекло и тщательно прижать его большими пальцами рук до появления ньютоновых колец - окрашенных в цвет радуги полосок. Одну каплю полученной суспензии выдуть на предметное стекло под покровное.

Поместить предметное стекло на столик микроскопа, найти при малом увеличении сетку. Затем, установив большое увеличение, произвести подсчет агрегированных и неагрегированных эритроцитов.

Индекс агрегации эритроцитов (ИАЭ) рассчитывается по формуле:

2.4.1.4 Определение индекса деформируемости эритроцитов с помощью фильтров фирмы ВЛАДИПОР (Владимир) с диаметром пор 2- 4,5 мкм Принцип. Определение начальной скорости фильтрации.

Подготовка к работе. Установить фильтр в стеклянную трубку.

Ход определения.

Вначале через фильтр с диаметром пор 2,0 - 4,5 мкм под действием силы тяжести пропускаем физиологический раствор (объем 1 мл) с измерением времени его движения (Тфиз) в вертикально расположенной стеклянной трубке с размещенным на ее нижнем конце фильтром, а затем образец (объем 1 мл) 2% суспензии эритроцитов в физиологическом растворе, объем эритроцитной массы в которой составляет 0,02 мл, с регистрацией также времени его движения (Тсусп). Затем определяется индекс деформируемости (ИДЭ) по формуле:



2.4.2 Методика проведения электрофореза в полиакриламидном геле для определения распределения белковых фракций в сыворотке крови

В этом методе в качестве опорной среды используют полиакриламидный гель (ПААГ). Этот метод обладает большей разрешающей способностью.

Характерной особенностью данной разновидности зонального электрофореза является высокая разрешающая способность

2.4.2.1 Приготовление колонок полиакриламидного геля

Для приготовления нижнего и верхнего геля используют следующие исходные растворы:

Раствор А: 1 М раствор соляной кислоты - 48 мл; трис - 36,6 г.; ТЕМЭД - 0,23 мл; вода - до 100 мл (pH=8.6).

Раствор Б: 1 М раствор соляной кислоты - 48 мл; трис-5,98 г; ТЕМЭД - 0.46 мл; вода - до 100 мл (pH=6.7).

Раствор В: акриламид - 30 г; бисакриламид - 0,735 г; вода - до 100мл.

Раствор Г: акриламид -10 г; бисакриламид - 2,5 г; вода -до 100 мл.

Раствор Д: рибофлавин - 4,0 мг; вода - до 100 мл.

Раствор Е: сахароза - 40 г; вода - до 100 мл.

Раствор Ж: персульфат аммония - 0,14 г; вода -до 100 мл.

Процесс полимеризации геля ведут без доступа кислорода. С этой целью нижние концы сухих обезжиренных электрофоретических трубок (диаметр 0,6 см, длина 8 см) закрывают водонепроницаемыми донышками из лейкопластыря и закрепляют их парафином. Из запасных растворов, доведенных до комнатной температуры, готовят смесь для нижнего, разделительного геля. Для этого смешивают 1 часть раствора А, 2 части раствора В, 1 часть воды и 4 части раствора Ж. Эту смесь перемешивают и заливают в электрофоретические трубки (примерно 2 мл). На смесь сразу наслаивают пипеткой по стенке колонки слой свежепрокипяченной дистиллированной воды высотой примерно 8 мм. Полимеризация нижнего геля при комнатной температуре продолжается около часа. Для ускорения процесса полимеризации трубки с гелем помещают в термостат при температуре +37 ⁰С. Полимеризация геля в термостате длится около 30 мин. Об окончании процесса полимеризации нижнего геля можно судить по появлению четкой границы между гелем и слоем воды над ним. После окончания процесса полимеризации геля с него удаляют воду и заливают в колонку смесь для верхнего геля. Для этого смешивают 1 часть раствора Б, 2 части раствора Г, 1 часть раствора Д и 4 части раствора Е. Смесь для верхнего геля наносят высотой 0,5 см, что составляет примерно 0.2 мл. На эту смесь снова наслаивают воду и ведут полимеризацию верхнего геля на солнечном свету или под УФ-лампой. Начало полимеризации определяют по переходу флуоресцирующего желто-зеленого цвета смеси в опаловый, а конец - по резкой границе между гелем и водой. Полимеризация верхнего геля длится 10-15 мин. После удаления воды колонки готовы для нанесения исследуемого раствора.

2.4.2.2 Подготовка материала для электрофоретического разделения

Оптимальное количество вносимого однородного белка на одну гелевую колонку - от 10 до 100 мкг (П. 2.3). При выполнении данной работы следует вносить 200 мкг, так как белки сыворотки крови неоднородны. Следовательно, следующий этап работы - определение содержания белка в исследуемом экстракте или сыворотке крови и разведение его до нужной концентрации. Для количественного определения содержания белка в биологическом материале чаще всего используют рефрактометрический метод или один из колориметрических методов. После определения содержания белка сыворотку крови разводят 40 %-ным раствором сахарозы до концентрации 2000 мкг в мл (на одну гелевую колонку наносят по 0,1 мл раствора, содержащего 200 мкг белка). Так как в сыворотке крови содержится примерно 9% белка, то ее разводят раствором сахарозы в 45 раз. По 0,1 мл полученного раствора сыворотки крови наносят на приготовленный гель. Затем трубки доверху заполняют трис-глициновым буфером, разбавленным в 10 раз, снимают водонепроницаемые донышки и укрепляют колонки в приборе для электрофореза.

Для приготовления трис-глицинового буфера (pH=8,6) берут 6 г триса и 28,8 г глицина, растворяют их в воде и доводят объем до 1 л дистиллированной водой в мерной колбе. Этот же раствор, разбавленный дистиллированной водой в 10 раз, используют для заправки электродных камер прибора для электрофореза. Такой разведенный буферный раствор называют электродным буфером. Его ионная сила равна 0,075.

2.4.2.3 Монтаж прибора для электрофореза в полиакриламидном геле

Производится по схеме.

Угольный электрод закрепляют в центре нижнего буферного резервуара и наливают в последний охлажденный электродный трис-глициновый буфер (pH=8,6). Затем стеклянные трубки с нанесенными образцами ввинчивают в отверстия, просверленные в дне верхнего резервуара. Устанавливают электрод верхнего резервуара и собранную верхнюю часть прибора присоединяют к нижнему резервуару так, чтобы концы трубок были погружены в буферный раствор нижнего резервуара. Удаляют воздушные пузырьки с концов трубок. Осторожно заполняют верхний резервуар трис-глициновым буфером, разбавленным в 10 раз, следя за тем, чтобы электрод был полностью погружен в раствор. В верхний резервуар добавляют 2 мл раствора бромфенолового синего, служащего индикатором окончания электрофореза (П. 3.4).

2.4.2.4 Проведение электрофореза

Прибор для электрофореза подключают к универсальному источнику питания марки УИП-1. В качестве источника питания можно использовать также блок питания от аппаратов электрофореза на бумаге. На каждую колонку подают первые 10-15 минут силу тока 2 мА, а затем 5 мА, напряжение от 300 до 600 В, длительность электрофореза 60-70 мин, температура не выше +4 0С (прибор для электрофореза помещают в холодильник). Электрофорез заканчивают, когда индикаторная краска окажется на расстоянии 5-6 мм от нижнего края трубки. По окончании электрофореза прибор разбирают, трубки вынимают и извлекают из них гель. Отслаивание геля от стенок стеклянных трубок проводят тонкой металлической иглой. Хорошо использовать с этой целью мандрену от шприцевой иглы или шприц, наполненный водой. Колонку на время извлечения геля с помощью металлической иглы помещают в кристаллизатор с водой . После извлечения гелевую колонку помещают в пробирку и быстро дважды промывают дистиллированной водой. Затем ее заливают 7 %-ным раствором уксусной кислоты на 15-20 минут для фиксации зон расположения белков и отмывают дистиллированной водой (10-15 минут). Замечено, что чем лучше произошла фиксация, тем быстрее и легче отмывается гель от красителя впоследствии.

2.4.2.5 Обнаружение белковых фракций

Расположение фиксированных уксусной кислотой белковых фракций на колонках полиакриламидного геля определяют, окрашивая их 1 %-ным раствором амидового черного 10В в смеси этанола, уксусной кислоты, воды (10:1:30). Для этого гелевые колонки опускают в раствор красителя на 1 мин. В результате вся колонка окрашивается в темный цвет, но только белковые фракции удерживают краситель прочно (П 3.5) От остальной части геля он отмывается смесью этанола, уксусной кислоты и воды в соотношении 10:1:30, заменяемой многократно.

Электрофореграмму (схему расположения белковых фракций на гелевой колонке) нужно зарисовать в тетради. Каждая белковая фракция может быть охарактеризована по интенсивности окраски и по относительной электрофоретической подвижности (ОЭП). ОЭП белковых фракций рассчитывают, деля длину пути, пройденного фракцией, на длину пути, пройденного индикаторной краской. Тот и другой путь измеряют с точностью до десятых долей миллиметра, а ОЭП рассчитывают с точностью до сотых долей.

При сравнении электрофореграмм на основании статистической обработки данных разницу в 0,01 значения ОЭП у двух фракций с величинами ОЭП вдоль колонки в пределах от 0 до 0,3 считают несущественной. Аналогично этому разницу значения ОЭП 0,02 считают несущественной в пределах от 0,3 до 0,6, а разницу в 0,03 - в пределах от 0,6 до 1,0.

3. Обсуждение результатов

3.1 Изменения показателя гематокрита под влиянием магнитного поля

Гематокрит - это отношение суммарного объема эритроцитов к объему плазмы крови, в котором они содержатся.

В результате воздействия магнитного поля установлено снижение показателя гематокрита на 8% (рис.1). Снижение гематокрита ведёт к уменьшению концентрации гемоглобина в крови, при одновременном уменьшении числа эритроцитов, изменению их качественного состава, т.е. является результатом развития анемии. Любая анемия приводит к снижению дыхательной функции крови и развитию кислородного голодания тканей.

.

Рис.1. Средние значения показателя гематокрита крови крыс до и после воздействия магнитного поля, при использовании защитного материала.

В присутствии защитного материала показатель гематокрита изменяется незначительно по отношению к контролю, т.е. защитный материал экранирует воздействие магнитного поля.

3.2 Изменения индекса агрегации эритроцитов под влиянием магнитного поля

Индекс агрегации эритроцитов - это показатель, определяющий морфо-функциональные свойства и характеризующий продвижение крови по кровяному руслу.

Под влиянием магнитного поля индекс агрегации эритроцитов увеличился на 8 % (рис.2). Это, вероятно, носит негативный характер, приводящий к затруднению продвижения крови по кровяному руслу.

Рис.2. Средние значения показателя индекса агрегации эритроцитов до и после воздействия магнитного поля, при использовании защитного материала.

В присутствии защитного материала показатель индекса агрегации эритроцитов не имеет существенных различий с контрольным образцом, т.е. защитный материал экранирует воздействие магнитного поля.

3.3 Изменения показателя общего белка при воздействии магнитного поля

Показатель общего белка - отражает содержание белков в сыворотке.

Под действием магнитного поля показатель общего белка уменьшился на 25 % (рис.3). Это, вероятно, приводит к нарушению обмена веществами и распределения воды между кровью и межклеточной жидкостью.

Рис 3. Средние значения показателя общего белка до и после воздействия магнитного поля, при использовании защитного материала.

В присутствии защитного материала показатель общего белка плазмы

изменяется незначительно по отношению к контрольному образцу, т.е. можно сказать об экранирующих свойствах защитного материала.

3.4 Изменения показателя гемоглобина под влиянием магнитного поля

Гемоглобин - железосодержащий белок эритроцитов, способный обратимо связываться с кислородом, обеспечивая его перенос в ткани.

Под действием магнитного поля показатель гемоглобина белка снизился на 25 % (рис.4). Это явление носит негативный характер, так как гемоглобин является основным переносчиком кислорода в крови, а снижение его концентрации, возможно, неблагоприятно влияет на передачу кислорода в ткани и органы.

Рис 4. Средние значения показателя гемоглобина до и после воздействия магнитного поля, при использовании защитного материала.

При нахождении образца в защитном материале, показатель гемоглобина изменяется не существенно по отношению к контрольному образцу, что может сказать о магнитоэкранирующих свойствах защитного материала.

3.5 Изменения белковых фракций в сыворотке крови человека под влиянием магнитного поля и в присутствии защитного материала

Сыворотка крови -- плазма крови, лишённая фибриногена. Сыворотки получают либо путём естественного свёртывания плазмы (нативные сыворотки), либо осаждением фибриногена ионами кальция. В сыворотках сохранена большая часть антител, а за счёт отсутствия фибриногена резко увеличивается стабильность.

ОЭП - относительная электрофоретическая подвижность

1-г₂-глобулин;

2-г₁-глобулин;

3-б₂+в глобулин;

4-в-глобулин(трансферин);

5-в-глобулин(церуллоплазмин);

6-б₁-глобулин;

7-альбумин [47].

Рис.5. Схема расположения белковых фракций крови человека на гелевой колонке.

При проведении эксперимента, видно, что имеются существенные различия между гелиевыми колонками контроля и образца, находящегося под влиянием магнитного поля, а колонка, в присутствии защитного материала, под влиянием магнитного поля, примерно идентична контролю. Это может свидетельствовать о том, что магнитное поле оказывает влияние на белки крови. Под действием магнитного поля увеличилось количество фракций альбумина. Альбумины играют важную роль в поддержании онкотического давления крови, а также выполняют важную функцию транспорта многих биологически активных веществ (в частности, гормонов). Они способны связываться с холестерином, желчными пигментами. Значительная часть кальция в сыворотке крови также связана с альбуминами. Поэтому можно отметить, что в данном случае магнитное воздействие носило положительный эффект.

Под действие магнитного поля происходило смещение вверх фракций глобулина по отношению к контролю, но их интенсивность окраски и количество значительно не изменялись.

Также, в ходе проведенного эксперимента, мы увидели экранирующие способности защитного материала.

Из электрофореграммы магнитноотрицательного человека видно, что под воздействием магнитного поля в сильной степени изменило картину распределения белковых фракций по длине колонки.

В 3-ем образце изменения были незначительны и близки к контролю. Это говорит о том, что магнитозащитный материал предотвращает воздействие магнитного поля на плазму крови. Вероятно, увеличение подвижности белков произошло из-за изменения поляризации (заряда) молекул.

А магнитозащитный материал, возможно, предохраняет их от поляризации.

3.6 Изменения белковых фракций яичного альбумина под влиянием магнитного поля и в присутствии защитного материала

Альбумины - простые растворимые в воде белки, умеренно растворимые в концентрированных растворах соли и свёртывающиеся при нагревании. Их относительная молекулярная масса составляет примерно 65000, не содержат углеводов. Вещества, содержащие альбумин, такие как яичный белок, называются альбуминоиды.

ОЭП - относительная электрофоретическая подвижность

Рис. 6. Схема расположения фракций яичного альбумина крови человека на гелевой колонке.

На электрофореограммме распределения фракций альбумина видно, что образец, находившийся под влиянием магнитного поля, отличается от контрольного и образцов, подвергавшихся влиянию МП, но в присутствии магнитозащитного материала. Это свидетельствует о том, что магнитное поле оказывает влияние на белки крови, а в свою очередь, магнитнозащитный материал уменьшает (экранирует) его влияние.

Альбумины осуществляют в организме важные функции, такие как: поддержание коллоидно-осмотического (онкотического) давления плазмы, в обмене воды между кровью и межтканевым пространством, выполняет транспортную функцию, участвуют в минеральном, пигментном, гормональном и некоторых других видах обмена, регулируя содержание свободных (не связанных с белком фракций) биологически важных веществ, обладающих более высокой активностью. В случае с влиянием магнитного поля на образец мы видим увеличение концентрации альбуминовой фракции, увеличение её электрофоретичесой подвижности. Это явление носит отрицательный эффект. Гиперальбунимия может привести к обезвоживанию, потере жидкости организмом.

Данный эксперимент предполагался как чистый опыт, чтобы наиболее наглядно и точно оценить влияние магнитного поля, защитного материала на только одну индивидуальную белковую фракцию - альбумин. Данный опыт показал, что магнитное поле оказывает влияния на фракцию альбумина, а защитный материал экранирует воздействие поля, тем самым, сохраняя свойства фракции, приближенно к контрольному образцу.

3.7 Изменения белковых фракций в приготовленной сыворотке крови человека под влиянием магнитного поля и в присутствии защитного материала



ОЭП - относительная электрофоретическая подвижность

1-г2-глобулин;

2-г1-глобулин;

3-б2+в глобулин;

4-в-глобулин(трансферин);

5-в-глобулин(церуллоплазмин);

6-б1-глобулин;

7-альбумин.

Рис. 7. Схема расположения белковых фракций приготовленной сыворотки крови человека на гелевой колонке.

После эксперимента ранее проведённых опытов, для более полной достоверности полученной информации о влиянии магнитного поля на белки был поставлен эксперимент на электрофорез приготовленной сыворотки крови человека, имеющей разные белковые фракции.

При общем анализе полученных глеевых колонок мы видим существенные отличия в распределении белковых фракций у образца, подверженного влиянию магнитного поля по сравнению с другими образцами. Наблюдается поднятие всех фракций к линии старта и уменьшение концентрации альбуминовой фракции. Т.к. альбумин учувствует в регуляции объёма крови, транспорта жирных кислот, то это носит отрицательный эффект. Образцы, находившиеся в присутствии защитного материала, выглядят одинаково с контролем, что свидетельствует о магнитнейтрализующих свойствах защитного материала.

Перечень обозначений и сокращений:

ЛЭП - линии электропередач

ЭМП - электромагнитные поле;

ЭМИ - электромагнитные излучения;

МП - магнитное поле;

ЭП - электромагнитное поле;

ПДУ - допустимый уровень воздействия;

ВДУ - временно допустимые уровни;

мкТл - микро Тесла;

ГОСТ - государственный стандарт;

СанПин - санитарные правила и нормы;

СВЧ - сверхвысокочастотное излучение;

ЭМИРЧ - электромагнитные излучения радиочастотного диапазона;

ОЭП - относительная электрофоретическая подвижность.

Выводы

Проведено комплексное исследование влияние постоянного магнитного поля на гемореологические параметры крови крыс и распределение белковых фракций сыворотки крови человека. Проведена оценка экранирующих и магнитонейтрализующих свойств защитного материала.

Влияние магнитного поля напряженностью 200 мТл на гемореологические показатели крови крыс (гематокрит, индекс агрегации эритроцитов, общий белок, гемоглобин) во всех случаях носило негативный характер.

В присутствии магнитного поля происходило уменьшение индекса электрофоретической подвижности ряда белковых фракций сыворотки крови человека на гелевой колонке, увеличение и уменьшение концентрации отдельных фракций по отношению к контрольному образцу.

Действие магнитного поля на белковые фракции сыворотки крови человека в большинстве случаев носило негативный характер, но были отмечены и положительные эффекты.

Гемореологические показатели крови крыс и распределение белковых фракций сыворотки крови человека, под влиянием магнитного поля в присутствии защитного материала, изменяются не значительно по отношению к контрольному образцу.

Данный магнитозащитный материал обладает эффективными экранирующими и магнитонейтрализующими свойствами и может быть предложен для широкого применения.

Список использованной литературы:

1. Аристархов В.М., Пизурян Л.А., Цыбышев В.П. Физико-химические основы первичных механизмов биологического действия магнитных полей//Реакции биологических систем на магнитные поля. М.: Наука, 1987. С.41-48

2. Холодов Ю.А. Реакция нервной системы человека на электромагнитные поля. М.: Наука, 1992. C. 187.

3. Григорьев Ю.Г., Григорьев О.А., Степанов В.С., Пальцев Ю.П.Серия докладов по политике в области охраны здоровья населения. М. 1997, 91 с.

4. Дедю И.И. .Экологический энциклопедический словарь. Главная редакция Молдавской Советской Энциклопедии, 1990 г. 408 с.

5. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. М.: Мысль, 1990. 637 с.

6. Сытник К. М., Брайон А. В., Гордецкий А. В.. Брайон А. П. Словарь-справочник по экологии. К., 1994. 656 с.

7. Ромашев Д.К. Реферат «Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека». СПб: СПГТУ , 2001. С. 21

8. Дубров А.П. Геомагнитное поле и жизнь /А.П. Дубров. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - C. 175.

9. Григорьева Ю.Г., Степанова В. С. Радиационная медицина. Гигиенические проблемы неионизирующих излучений. М.: Издательство АТ, 1999. Т. 4. 187 с. 10. Детлав И.Э., Аболтинь М.Ю., Клявиньш И.Э. и др.// Биологическое действие электромагнитных полей: Тез. докл. Всесоюз. симпоз. -- Пущино, 1982.-- С. 55--56.

10. Лукьяница В.В. Магнитное поле, его характеристика, влияние на биологические объекты и использование в медицине: Учеб. пособие для студентов мед. вузов. -- Мн.: МГМИ, 1997.

11. Детлав И.Э., Аболтинь М.Ю., Клявиньш И.Э. и др.// Биологическое действие электромагнитных полей: Тез. докл. Всесоюз. симпоз. -- Пущино, 1982. С. 55--56.

12. Вылежанина Т.А. // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. -- 1991. -- Т. 100, № 4. -- С. 18--24.

13. Системы комплексной магнитотерапии: Учеб. пособие для вузов / Под ред. А.М. Беркутова, В.И. Жулева, Г.А. Кураева, Е.М. Прошина. -- М., 2000

14. Ashihara T., Kadana K., Kamaehi M. et al. // Electrical Properties of Bone and Cartilage: Experimental Effeсts and Clinical Applications. -- N. Y., 1979. -- Р. 201.

15. Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н. Общая физиотерапия. -- СПб., 1998.

16. Никитина В.В., Скоромец А.А., Онищенко Л.С. // Вопросы курортологии. -- 2002. -- № 3.-- С. 34--35.

17. Удинцев Н.А., Иванов В.В., Мороз В.В. // Биологические эффекты электромагнитных полей. Вопросы их использования и нормирования: Сб. науч. трудов. -- Пущино, 1986. -- С. 94--108.

18. Холодов Ю.А., Трубникова Р.С., Кориневский А.В., Хромова С.В. // Медико-биологическое обоснование применения магнитных полей в практике здравоохранения. -- Л., 1989. -- С. 20--24.

19. Серебров В.С. // Магнитология: Тез. докл. Всесоюз. науч.-практ. конф., Витебск, 1--3 окт. 1980 г. -- Витебск, 1980. -- С. 89--90.

20. Картелишев А.В. Магнитолазерная терапия в психиатрии и психоэндокринологии: Науч.-практ. и учеб.-метод. руководство. -- М.; Калуга, 1999.

21. Абрамов Л.Н., Меркулова Л.М. // Магнитные поля в теории и практике медицины: Тез. докл. -- Куйбышев, 1984. -- 137 c.

22. Выренков Ю.Е. // Магнитология: Тез. докл. Всесоюз. науч.-практ. конф., Витебск, 1--3 окт. 1980 г. -- Витебск, 1980. -- С. 25--27.

23. Гуселетова Н.В. // Магнитология: Тез. докл. Всесоюз. науч.-практ. конф., Витебск, 1--3 окт. 1980 г. -- Витебск, 1980. 87 c.

24. Бинги В.Н. Магнитобиология. Эксперименты и модели.// В.Н. Бинги.- М.Ж Наука, 2002. С.592

25. Акоев И.Г. Принципиальные особенности изучения биологической опасности и нормирования электромагнитных излучений/В сб.: Биологические эффекты электромагнитных полей. Вопросы их использования и нормирования/ / Под ред. И.Г. Акоева. - Пущино: НЦБИ, 1986. - С.129-135.

26. Григорьева Ю.Г.,. Степанова. В.С. Радиационная медицина. Гигиенические проблемы неионизирующих излучений. М.: Издательство АТ, 1999 Т. 4. C. 18.

27. Григорьев Ю.Г. Сотовая связь: радиобиологические проблемы и оценка опасности // Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. № 5. C. 7-10

28. http://www.pole.com.ru/: Центр электромагнитной безопасности [9.10.03]

29.Environmental Health Criteria (2006), Static fields, Geneva: World Health Organization, Monograph, vol. 232

30. Eds. D. Noble, A. McKinlay, M. Repacholi. Effects of static magnetic fields relevant to human health (2005), , Progress in Biophysics and Molecular Biology, vol. 87, nos. 2-3, February-April, 171-372

31. IARC Monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans (2002), Non-ionizing radiation, Part 1: Static and extremely low-frequency (ELF) electric and magnetic fields. Lyon: International Agency for Research on Cancer, Monograph, vol. 80

32. ГОСТ 12.1.002-84. Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах. - М., 2009. - 6 с.

33. ГОСТ 12.1.006-84. Система стандартов безопасности труда. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля. - М., 1999. - 9 с.

34. ГОСТ 12.1.045-84. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля. - М., 1988. - 12 с.

35. Гигиеническая регламентация электромагнитных полей как мера обеспечения сохранения здоровья работающих / Пальцев Ю.П., Рубцова Н.Б., Походзей Л.В., Тихонова Г.И. // Медицина труда и пром. экология. 2003. N 5. С.13-17.

36. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организация работы: СанПиН 2.2.2.542-96.М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996. 56 с.

37. Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромагнитных излучений, создаваемых системами сотовой связи: Гигиенические нормативы. ГН 2.1.8 / 2.2.4.019-94. - М.: Информ.-издат. центр Госкомсанэпиднадзора России, 1995. 7 с.

38. Аполлонский С.М., Каляда Т.В., Синдаловский Б.Е. Пространственно-временная регламентация электромагнитных излучений в среде обитания человека // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов: Обзор. информ. / ВИНИТИ РАН. Вып.2. 2002. С.75-93.

39. Сурганова С.Ф., Базеко Н.П., Беренштейн Г.Ф. // Медико-биологическое обоснование применения магнитных полей в практике здравоохранения. -- Л., 1989. -- С. 59--63.

40. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике: 2-е изд., перераб. -- М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1985, -- 512 с.

41. Сивухин Д. В. Общий курс физики. -- Изд. 4-е, стереотипное. -- М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2004. -- Т. III. Электричество. -- 656 с.

42. Демецкий А.М. // Магнитология. -- 1991. -- № 1. -- С. 6--11.

43. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3 т. Т.З. Пер. с англ. М.: Мир, 1985. - 320 с.

44. Макарьин В.В., Любичев В.А., Гущин А.Г. Способ оценки степени воздействия электромагнитных полей на организм человека/патент Российской Федерации № 2303392 МПК А61В 5/05, 27.07.2007 опубл. Бюл.№21.

45. Соколов Э.М., Макаров В.М., Володин Н.И. Комплексная утилизация гальваношламов машиностроительных предприятий /Монография - М: Машиностроение, 2005. - 288 с.

46. Долгов В.В., Шевченко О.П. Лабораторная диагностика нарушения обмена белков. Учебное пособие.-М., 1197.

47. Песков Д.Л. Электрофорез сывороточных белков: современные возможности метода. М. Москва, 2001. 78 с.

48. Урванцева Г.А., Рязанова А.В. Биохимические методы анализа: Учеб пособие /Яросл. гос. ун-т.- Ярославль,1988. 60с.

Приложение1

Расчет ОЭП (относительной электрофоретической подвижности) сыворотки крови человека:

1) Для контроля:

ОЭП₁ =1/85=0,01

ОЭП₂ =4/85=0,04

ОЭП₃ =7/85=0,08

ОЭП₄ =18/85=0,21

ОЭП₅ =22/85=0,26

ОЭП₆ =25/85=0,29

ОЭП₇ =26/85=0,34

ОЭП₈ =33/85=0,39

ОЭП₉ =35/85=0,41

ОЭП₁₀ =40/85=0,47

ОЭП₁₁ =46/85=0,54

ОЭП₁₂ =50/85=0,59

ОЭП₁₃ =60/85=0,70

2) Для образца, находившегося под влиянием магнитного поля:

ОЭП₁ =1/74=0,01

ОЭП₂ =14/74=0,19

ОЭП₃ =17/74=0,22

ОЭП₄ =21/74=0,28

ОЭП₅ =24/74=0,32

ОЭП₆ =26/74=0,35

ОЭП₇ =32/74=0,43

ОЭП₈ =37/74=0,50

ОЭП₉ =41/74=0,60

ОЭП₁₀ =50/74=0,7

Приложение 2

ОЭП₁₁ =55/74=0,80

ОЭП₁₂ =60/74=0,90

3) Для образца, находившегося под влияние магнитного поля в присутствии защитного материала:

ОЭП₁ =1/66=0,02

ОЭП₂ =3/66=0,05

ОЭП₃ =5/66=0,08

ОЭП₄ =13/66=0,22

ОЭП₅ =15/66=0,22

ОЭП₆ =17/66=0,26

ОЭП₇ =21/66=0,31

ОЭП₈ =25/66=0,38

ОЭП₉ =30/66=0,45

ОЭП₁₀ =36/66=0,55

ОЭП₁₁ =42/66=0,64

ОЭП₁₂ =41/66=0,62

ОЭП₁₃ =49/66=0,74

Приложение 3

Расчёт ОЭП для приготовленного раствора яичного альбумина:

1) Для контроля:

ОЭП1=58/80=0,73

2) Для образца, находившегося под влиянием магнитного поля:

ОЭП1=78/93=0,84

3) Для образца, находившегося под влияние магнитного поля в присутствии защитного материала:

ОЭП1=66/90=0,73

4) Для образца, находившегося под влиянием магнитного поля (1 час), затем в защитном материале (1 час):

ОЭП1=58/78=0,74

Приложение 4

Расчёт ОЭП для приготовленного раствора сыворотки крови:

1) Для контроля:

ОЭП₁=13/93=0,14

ОЭП₂=18/93=0,19

ОЭП₃=22/93=0,24

ОЭП₄=27/93=0,3

ОЭП₅=35/93=0,38

ОЭП₆=39/93=0,43

ОЭП₇=50/93=0,54

ОЭП₈=54/93=0,58

ОЭП₉=59/93=0,64

ОЭП₁₀=63/93=0,68

ОЭП₁₁=68/93=0,73

ОЭП₁₂=71/93=0,77

2) Для образца, находившегося под влиянием магнитного поля:

ОЭП₁=3/84=0,03

ОЭП₂=6/84=0,07

ОЭП₃=8/84=0,1

ОЭП₄=14/84=0,17

ОЭП₅=18/84=0,22

ОЭП₆=22/84=0,26

ОЭП₇=26/84=0,32

ОЭП₈=32/84=0,38

ОЭП₉=40/84=0,48

ОЭП₁₀=46/84=0,55

ОЭП₁₁=55/84=0,66

ОЭП₁₂=60/84=0,72

Приложение5

3) Для образца, находившегося под влияние магнитного поля в присутствии защитного материала:

ОЭП₁=8/63=0,12

ОЭП₂=11/63=0,18

ОЭП₃=15/63=0,24

ОЭП₄=19/63=0,3

ОЭП₅=25/63=0,39

ОЭП₆=28/63=0,44

ОЭП₇=34/63=0,55

ОЭП₈=38/63=0,61

ОЭП₉=42/63=0, 67

ОЭП₁₀=46/63=0,74

ОЭП₁₁=49/63=0,78

ОЭП₁₂=51/63=0,81

4) Для образца, находившегося под влиянием магнитного поля (1 час), затем в защитном материале (1 час):

ОЭП₁=8/72=0,11

ОЭП₂=11/72=0,15

ОЭП₃=17/72=0,24

ОЭП₄=22/72=0,31

ОЭП₅=29/72=0,4

ОЭП₆=32/72=0,44

ОЭП₇=40/72=0,56

ОЭП₈=45/72=0,63

ОЭП₉=50/72=0,69

ОЭП₁₀=53/72=0,74

ОЭП₁₁=55/72=0,76

ОЭП₁₂=58/72=0,8

Размещено на Allbest.ru