БИОФИЗИКА, 2019, том 64, № 6, с. 1103-1106

БИОФИЗИКА КЛЕТКИ

УДК 621.3

О СВЯЗИ Z-КОМПОНЕНТЫ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

С БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ ВОДОСОДЕРЖАЩИХ

СУСПЕНЗИЙ БАКТЕРИЙ

Институт аналитического приборостроения РАН,

190103, Санкт-Петербург, Рижский просп., 26

E-mail: lngall@yandex.ru

Поступила в редакцию 12.02.2019 г.

После доработки 17.03.2019 г.

Принята к публикации 29.08.2019 г.

Экспериментально изучено изменение направленности способности бактериальных культур к раз-

множению в результате обработки суспензии бактерий Е. coli и S. aurous или растворителя - воды -

низкочастотным (4 Гц) низкоинтенсивным выпрямленном электромагнитном полем напряженно-

стью ~5,1-6 Тл при различном направлении его вектора по отношению к Z-оси геомагнитного по-

ля. Достоверно установлено, что при увеличении суммарной Z-компоненты поля, действующего на

бактерии, рост колоний бактерий ускоряется, а при уменьшении - ингибируется.

Ключевые слова: бактериальный тест, Z-компонента геомагнитного поля, низкочастотное электро-

магнитное поле, водный раствор.

DOI: 10.1134/S0006302919060085

Многочисленные экспериментальные данные

нию проводили на растворах бактерий Е. соli или

и наблюдения показывают существование силь-

S. aurous в воде или в физиологическом растворе

ного влияния изменений геомагнитного поля на

путем их обработки в низкоинтенсивном низко-

состояние и биологическую активность живых

частотном электромагнитном поле. Обработке

организмов, особо проявляющегося во время

подвергали воду, физиологический раствор или

магнитных бурь. В эти периоды главное геомаг-

непосредственно суспензию бактерий в воде. Об-

нитное поле Земли, составляющее в средних ши-

работку проводили в специально разработанной

ротах приблизительно 5,10^-5 Тл, может с высокой

для этого установке с катушкой соленоида, схема

частотой изменяться на величину до 10%, вызы-

которой представлена на рис. 1.

вая значительные биологические эффекты, по-

всеместно фиксируемые как увеличение случаев

Катушку соленоида высотой 200 мм с внутрен-

ухудшения здоровья людей. В исследованиях,

ним отверстием диаметром 20 мм подсоединяли к

проведенных в работах [1,2], было найдено, что

выходу генератора Г3-118, позволявшего подавать

главным фактором, кореллирующим с ухудшени-

в установку переменное синусоидальное напря-

ем состояния здоровья населения, является

жение с частотой, регулируемой в пределах от

уменьшение Z-компоненты геомагнитного поля,

0,4 Гц до 200 кГц. В цепь питания соленоида

однако прямых исследований этого фактора не

был введен диод-выпрямитель с переключате-

проводилось. Нами в исследованиях влияния

лем, благодаря чему на катушку можно было по-

магнитного поля на колониеобразующую спо-

собность водосодержащих суспензий бактерий

давать либо положительный, либо отрицатель-

Е. coli и S. aurous было обнаружено влияние

ный полупериод питающего тока. Частота вы-

именно Z-компоненты магнитного поля, усили-

прямленного сигнала составляла 4 Гц. Соленоид

вающее или, наоборот, ингибирующее рост коло-

был установлен таким образом, что его ось совпа-

ний бактерий.

дала с Z-осью геомагнитного поля (магнитное

склонение, составляющее в Санкт-Петербурге

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

17°, не учитывали, поскольку Z-компонента гео-

Изучение влияния Z-компоненты геомагнит-

магнитного поля в Санкт-Петербурге превышает

ного поля на способность бактерий к размноже- R-компоненту более чем в 14 раз). При токе в

1103

1104

ГАЛЛЬ и др.

Рис. 1. Схематическое изображение экспериментальной установки для обработки растворов низкочастотным элек-

тромагнитным полем.

катушке 40 мА величина магнитного поля на оси

удобным для последующего визуального подсче-

соленоида, измеряемая датчиком, составляла

та колоний [3].

5,10^-6 Тл. Пробирку с обрабатываемым образцом

Затем из полученного раствора проводили по-

(10 мл) размещали на подставке в отверстии соле-

сев культуры по 0,1 мл в чашки Петри на плотную

ноида таким образом, чтобы образец находился в

питательную среду последовательно через 5, 15,

его средней части в области наиболее однородно-

30, 45, 60 и 180 мин при комнатной температуре.

го магнитного поля.

Для каждой точки проводили посев на десяти

чашках Петри для обработанных сред и десяти

«Отрицательным полупериодом» называли

чашках Петри - для необработанных (контроль).

полупериод, при котором генерируемое соленои-

Все чашки инкубировали в термостате при 37°С в

дом магнитное поле вычиталось в этой области из

течение 24 ч. После этой процедуры с помощью

Z-компоненты геомагнитного поля, а «положи-

счетчика колоний микроорганизмов СКМ-1

тельным» - добавлялось к ней. Всю систему раз-

СПУ (Россия) проводили подсчет колоний бакте-

мещали в термостате. Обработку проводили при

рий в каждой чашке Петри.

комнатной температуре. Время обработки воды,

Для воды или физиологического раствора,

водных растворов или суспензии бактерий со-

предварительно обработанных в магнитном поле

ставляло от 1 до 3 ч и фиксировалось таймером.

соленоида при тех же условиях, проводили ту же

процедуру разведения и далее посев полученного

В качестве биотестов использовали культуры

раствора по 0,1 мл в чашки Петри с теми же вре-

бактерий Е. coli и S. aureus. При исследовании

менными интервалами.

биологической активности воды выполняли про-

цедуру обработки в магнитном поле дистиллиро-

ванной воды, физиологического раствора или

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

культуры бактерий Е. coli и S. aureus с предвари-

На рис. 2 представлены результаты, получен-

тельным стандартным разведением в дистилли-

ные для типового опыта, в котором суспензии

рованной воде в 10⁸ раз. Далее из пробирки, со-

бактерий Е. coli и S. aureus, обработанные в элек-

держащей обработанную культуру, брали 0,02 мл

тромагнитном поле, вносили в необработанный

культуры и вводили в 1,98 мл необработанной во-

физиологический раствор с получением разбав-

ды или физиологического раствора, перемешива-

ления 10^-10. Аналогичные эффекты развития ко-

ли, получая 2 мл раствора с разведением в 10¹⁰ раз,

лоний бактерий наблюдали и в тех случаях, когда

БИОФИЗИКА том 64

№ 6

2019

О СВЯЗИ Z-КОМПОНЕНТЫ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

1105

Рис. 2. Действие Z-составляющей геомагнитного поля на культуры бактерий E. coli и S. aureus при отрицательном и

положительном полупериоде генератора. По оси ординат - средние значения числа колоний бактерий в культурах,

полученные при обработке десяти чашек Петри для опыта и десяти чашек Петри - для контроля в фиксированное

время. Показанная на рисунке ошибка - усреднение по десяти чашкам Петри. По оси абсцисс - время в минутах, от-

считанное от момента окончания обработки в магнитном поле. Верхние кривые соответствуют увеличению Z-компо-

ненты геомагнитного поля на величину порядка 10%, нижние - ее уменьшению на ту же величину. Контроль - число

колоний в тех же геомагнитных условиях, но без действия дополнительного поля.

необработанную суспензию бактерий при разбав-

влияет на биологические процессы развития жи-

лении вносили в воду или физиологический рас-

вых организмов, причем ее уменьшение ведет к

твор, предварительно обработанные в поле соле-

ингибированию процесса размножения колоний

ноида.

бактерий, использованных в качестве биотеста.

Это действие проявляется в течение значительно-

Из рис. 2 видно, что как для Е. coli, так и для

го времени после окончания действия поля и

S. aureus действие магнитного поля на развитие

имеет колебательный характер. Результаты экс-

бактерий приводит к достоверному отличию ро-

периментов вполне коррелируют с результатами,

ста их колоний при изменении величины Z-ком-

представленными в работах [1,2].

поненты суммарного геомагнитного поля: увели-

чение Z-компоненты суммарного поля на ~10%

инициирует развитие колоний, а уменьшение на

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

ту же величину ингибирует этот процесс. При

этом в течение времени измерений эффекты как

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

инициирования, так и ингибирования нарастают

интересов.

по мере увеличения временного промежутка от

момента окончания обработки суспензии до засе-

ва бактерий. Такое поведение оказалось одинако-

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

вым для обоих биотестов, как Е. coli, так и S. au-

reus. В контроле, при отсутствии действия допол-

Настоящая работа не содержит описания ка-

нительного магнитного поля на суспензию

ких-либо исследований с использованием людей

бактерий, рост числа колоний не зависит от вре-

и животных в качестве объектов.

мени засева. Интересно отметить, что во всех из-

мерениях с измененным геомагнитным полем

отмечались колебания колониеобразующей

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

способности бактерий, сходные с ранее наблю-

1. М. С. Лушнов, А. М. Лушнов, И. Н. Лиховицкая

давшимся в работе [3]. При этом в контроле до-

и др., Биосфера 2 (1), 26 (2010).

стоверные колебания не наблюдались.

2. Е. Г. Головина и О. М. Ступишина, в сб. Научные

труды 8-го Конгресса ССПИМБ (СПб, 2018), т. 8,

ВЫВОДЫ

с. 150.

Таким образом, экспериментально показано,

3. Н. П. Лехтлаан, Е. Б. Шапошникова и В. Е. Холмо-

что Z-компонента геомагнитного поля активно

горов, Биофизика 49 (3), 519 (2004).

БИОФИЗИКА том 64

№ 6

2019