БИОФИЗИКА, 2020, том 65, № 6, с. 1107-1113

БИОФИЗИКА КЛЕТКИ

УДК 533.92:577.35

ВЛИЯНИЕ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

КЛЕТОК К ОДНОАТОМНЫМ СПИРТАМ В ОБОГАЩЕННОЙ

ТРОМБОЦИТАМИ ПЛАЗМЕ

Э.Ю. Соловьева**, А.И. Федин**

*Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН,

141190, Фрязино Московской области, пл. Введенского, 1

**Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава России,

117997, Москва, ул. Островитянова, 1

***МИРЭА - Российский технологический университет, 119571, Москва, просп. Вернадского, 86

E-mail: kazarinovkonstantin@yandex.ru

Поступила в редакцию 27.11.2019 г.

После доработки 30.08.2020 г.

Принята к публикации 08.09.2020 г.

Представлены результаты экспериментальных исследований агрегации клеток крови в обогащен-

ной тромбоцитами плазме с применением индуктора агрегации ристомицина в условиях кpайне

выcокочаcтотного облучения низкой интенсивности. В качестве стимуляторов частичной деграда-

ции белково-липидного бислоя мембран клеток были использованы первичные спирты. Результа-

ты показали, что кpайне выcокочаcтотное излучение снижает степень ристомицин-стимулирован-

ной агрегации тромбоцитов, а также изменяет угол наклона агрегатограммы. Обнаружен двухфаз-

ный характер влияния спиртов на агрегацию тромбоцитов - вначале наблюдали снижение

агрегации и угла наклона агрегатограммы, а затем - увеличение этих параметров с ростом концен-

трации спиртов в пробе. Рассматривается возможный механизм обнаруженных эффектов.

Ключевые слова: микроволновое излучение, межклеточное взаимодействие, тромбоциты, метанол,

этанол, индукторы агрегации, механизм биологического действия КВЧ-излучения.

DOI: 10.31857/S0006302920060095

кой преодолеть некоторые нежелательные явления,

Представленные в нашей предшествующей пуб-

связанные с активацией тромбоцитов, а также ре-

ликации [1] результаты по изучению эффектов излу-

гламентировать их участие в различных патологиче-

чения кpайне выcокочаcтотного диапазона (КВЧ)

ских состояниях обусловлен поиск иных подходов к

на элементы крови человека свидетельствуют о том,

проблеме, в том числе и рассмотрение участия в

что КВЧ-излучение низкой интенсивности в усло-

апоптозе этих клеток известных индукторов агрега-

виях эксперимента способно снизить активность

ции: коллагена, арахидоновой кислоты, тромбина,

межклеточного взаимодействия. Эффект облучения

АДФ, ионофора кальция A23187 и др. [2]. Однако

проявлялся в снижении степени агрегации тромбо-

несмотря на значительные усилия, приложенные в

цитов по сравнению с контролем при добавлении

этом направлении, проблема еще далека до своего

индуктора агрегации - ристомицина, а также в

разрешения. Поэтому наряду с медикаментозными

уменьшении скорости агрегации тромбоцитов.

средствами в медико-биологических исследованиях

Повышенная агрегация тромбоцитов лежит в ос-

иногда пытаются использовать электромагнитные

нове патогенеза большого количества заболеваний.

воздействия с целью коррекции нарушений реоло-

Тромбоциты, как известно, являются одними из ос-

гических свойств крови. К таким воздействиям от-

новных участников сосудистых катастроф при ише-

носятся низкоинтенсивные световые и микровол-

мической болезни сердца. Однако не всегда удается

новые излучения.

снизить степень агрегации тромбоцитов и предот-

На протяжении последних десятилетий различ-

вратить развитие тромботических осложнений с по-

ными авторами высказывались предположения от-

мощью антитромбоцитарных препаратов. Попыт-

носительно результатов наблюдаемых биологиче-

Сокращения: КВЧ - кpайне выcокочаcтотный диапазон,

ских эффектов микроволнового излучения. Избы-

ОТП - обогащенная тромбоцитами плазма.

точное образование свободных радикалов в

1107

1108

КАЗАРИНОВ и др.

организме или окислительный стресс, вызванный

свобождение этого гликопротеина из α-гранул

излучением, в последнее время рассматривается как

тромбоцитов. Механизм, посредством которого ри-

один из основных механизмов биологической ак-

стоцетин индуцирует агглютинацию тромбоцитов с

тивности микроволн [3-5]. В отличие от высокоча-

участием фактора Виллебранда, заключается во вза-

стотного и сверхвысокочастотного излучения, био-

имодействии мультимерного гликопротеина факто-

логическим эффектам КВЧ-излучения

(30-300

ра фон Виллебранда с гликопротеином Ib рецептора

ГГц) уделялось гораздо меньшее внимание. Это

тромбоцитов (GpIb). В данном взаимодействии осо-

обусловлено тем, что излучение в этом диапазоне не

бую роль играют фенольные группы ристоцетина,

считается повсеместным, и люди мало контактиру-

влияние которых может приводить к потере как аг-

ют с ним. Однако в последнее время из-за огромно-

глютинирующей, так и тромбоцитарной активности

го роста мобильного трафика привлекаются значи-

тромбоцитов. Восстановление фенольных групп с

тельные ресурсы для развития системы связи пятого

помощью гидроксиламина способно восстановить

поколения (5G), которая характеризуется использо-

обе активности. Добавленный положительно заря-

ванием частоты длинноволновой части миллимет-

женный ристоцетин связывается через свои фе-

рового диапазона. Но и этот стандарт уже рассмат-

нольные группы с участками на поверхности тром-

ривается как промежуточный на пути к системе свя-

боцитов и уменьшает отрицательный заряд тромбо-

зи шестого поколения

(6G), в котором будут

цитов. Это может снизить электростатическое

задействованы частоты коротковолновой части

отталкивание между тромбоцитами и/или между

миллиметрового диапазона. Возникшая ситуация

тромбоцитами и отрицательно заряженным факто-

ставит вопрос о дополнительных мерах по защите

ром фон Виллебранда и позволить макромолеку-

здоровья населения, особенно специалистов, заня-

лярному фактору фон Виллебранда вызвать агглю-

тых в производстве и внедрении этой техники [6].

тинацию, образуя мост между тромбоцитами [12].

Как известно, фактор фон Виллибранда не толь-

Считается, что воздействие на организм человека

ко включает внешний и внутренний механизмы ко-

происходит при интенсивностях облучения, кото-

агуляции, но и активирует противосвертывающую

рые вызывают слабое нагревание ткани, но биоло-

систему, предупреждая, таким образом, избыточное

гические механизмы эффектов облучения еще недо-

статочно изучены. Результаты наших предшествую-

тромбообразование.

щих экспериментов следует отнести к

Микроволновое облучение, стимулируя увеличе-

исследованию влияния микроволнового излучения

ние скорости образования свободных радикалов в

на клетки человека, которые находились в стрессо-

обогащенной тромбоцитами плазме, может регули-

вом состоянии [7, 8].

ровать агрегационную активность тромбоцитов пу-

тем воздействия на структурные и функциональные

Недавно был разработан метод микроволновой

свойства ферментов [13, 14], а также за счет стиму-

терапии, при котором патологические клетки поги-

лирования увеличения скорости образования сво-

бали в условиях микроволнового облучения при

бодных радикалов [15].

температуре, не превышающей 37°С [9]. Эти явле-

Как показывает анализ литературы, накоплен

ния нельзя просто объяснить повышением темпера-

некоторый опыт электромагнитных воздействий с

туры, что подразумевает наличие «нетепловых эф-

целью коррекции нарушений реологических

фектов», которые могут быть получены в результате

свойств крови. В работе [16] было установлено, что

микроволнового облучения. На основании приве-

КВЧ-облучение в определенных условиях вызывает

денных в этой работе данных можно предположить,

заметное ингибирование функциональной актив-

что патологические клетки будут убиты микровол-

ности тромбоцитов в нативной плазме по сравне-

нами при более низкой температуре (37°C), чем те,

нию с контролем.

которые используются для современной терапии. С

использованием специально разработанной термо-

Влияние микроволнового излучения на частоте

статируемой системы облучения биообъекта была

2450 МГц на тромбоциты у собак было проанализи-

исследована жизнеспособность культивируемых

ровано in vitro путем изучения агрегации, активиро-

клеток при микроволновом облучении в нормотер-

ванной аденозин-5-дифосфатом. При плотностях

мических условиях [10].

мощности, превосходящих 10 мВт/см², были проде-

монстрированы различные проявления агрегации

В наших последних работах было показано, что

тромбоцитов: гиперагрегация, уменьшенная ско-

КВЧ-излучение снижает степень агрегации тромбо-

цитов и изменяет угол наклона агрегатограммы по

рость агрегации, пониженная агрегация, восстанов-

ление. Отсутствие эквивалентных реакций агрега-

сравнению с контролем при добавлении индуктора

ции с изотермическим проводящим нагревом авто-

ристомицина [11]. Аналогичный эффект наблюдал-

ры работы связывают с различиями в скорости

ся также и при агрегации тромбоцитов коллагеном.

нагревания образца [17].

Однако наиболее выраженный эффект имел место

при использовании ристомицина, что является кос-

Известно, что основным механизмом окисли-

венным отражением влияния КВЧ-излучения на

тельного стресса в тканях, который приводит к гибе-

активность фактора фон Виллебранда, т.е. на вы-

ли клеток, является апоптоз (генетически запро-

БИОФИЗИКА том 65

№ 6

2020

ВЛИЯНИЕ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1109

граммированный процесс гибели клетки). Меха-

скоростью 1000 оборотов в минуту для получения

низмы запуска программы апоптоза, вызванного

обогащенной тромбоцитами плазмы (ОТП). Далее

стрессом, чрезвычайно разнообразны, однако все

ОТП отбирали в чистую пробирку. Оставшуюся

эти механизмы сходятся на уровне митохондрий и

плазму повторно центрифугировали в течение

приводят к запуску каскада протеолитических фер-

25 мин при 400 g со скоростью 2800 оборотов в ми-

ментов и деградации клетки. Следует отметить, что

нуту для получения бедной тромбоцитами плазмы.

апоптозу подвергаются не только ядросодержащие

Далее бедную тромбоцитами плазму отбирали в от-

клетки, но и безъядерные клетки, такие как эритро-

дельную чистую пластиковую пробирку. Образцы

циты [18] и тромбоциты [19].

хранили при +37°С не более 3 ч.

Известно, что алкоголь вызывает апоптоз в эука-

Агрегометрия тромбоцитов. После выделения

риотических клетках, таких как гепатоциты, нерв-

ОТП проводили подсчет клеток в пробе объе-

ные клетки, фибробласты роговицы, и недавно бы-

мом 250 мкл. Количество клеток составляло

ло показано, что он стимулирует апоптоз тромбоци-

примерно 300 тыс./мл. Затем добавляли индук-

тов [20]. Этанол индуцирует митохондриально-

тор агрегации - водный раствор ристомицина.

опосредованный внутренний апоптоз тромбоцитов,

Его конечная концентрация составляла

приводит к снижению числа циркулирующих тром-

0.1 мг/мл.

боцитов и ухудшает гемостаз in vivo.

Для исследования влияния КВЧ на агрегацию

В другой работе при потреблении крысами эта-

тромбоцитов использовали метод агрегометрии. Из-

нола в течение 21 суток было обнаружено сниже-

мерения были проведены на четырехканальном

ние агрегации тромбоцитов [21]. Поскольку агре-

приборе Helena AggRam (Helena BioSciences, Вели-

гация тромбоцитов в присутствии ристомицина

кобритания). Кюветы для данного прибора были из

происходит в результате взаимодействия комплек-

силиконизированного стекла, их размер составлял 8

са Ibα-V-IX тромбоцитарного гликопротеина, на-

× 60 мм. Температура инкубации и реакции 37 ±

ходящегося на поверхности мембраны, и фактора

1°С; длина волны, на которой проводили измере-

фон Виллебранда, можно предположить, что эта-

ния, - 650 нм. Для перемешивания использовали

нол, добавленный в среду инкубации клеток, вли-

магниты с покрытием, размером 3.5 × 4 мм.

яет на структурные свойства клеточной мембраны.

Регистрировали кинетику агрегации в течение 20

Чтобы понять, что происходит с клеточными мем-

мин. В качестве контроля использовали пробу, ко-

бранами при добавлении первичных спиртов, сле-

торая представляла ОТП с добавлением индуктора.

дует обратиться к результатам исследования [22]. В

Калибровку прибора осуществляли с помощью бед-

этом исследовании оценивали изменения текуче-

ной тромбоцитами плазмы. Оценку проводили по

сти, деформируемости и стабильности мембраны

изменению светопропускания обогащенной тром-

эритроцитов в присутствии первых четырех членов

боцитами плазмы при добавлении индуктора агре-

гомологичной серии первичных спиртов (т. е. ме-

гации, в нашем случае - ристомицина. После добав-

танола, этанола, 1-пропанола и 1-бутанола), кон-

ления индуктора образуются агрегаты тромбоцитов,

центрации которых не составляли ≥0.5%. С ис-

параллельно с этим процессом увеличивается свето-

пользованием методов эктацитометрии и спектро-

пропускание до достижения плато, что указывает на

скопии электронного парамагнитного резонанса

необратимую агрегацию. Степень агрегации пред-

было показано, что спирты оказывали двухфазное

ставляет собой разницу между минимальным и мак-

влияние на деформацию мембран, вызывая снача-

симальным процентами светопропускания. Ско-

ла ее увеличение, а затем снижение в зависимости

рость агрегации оценивали по тангенсу угла наклона

от концентрации добавляемых первичных спиртов

агрегатограммы. Полученные результаты обрабаты-

и размера их молекул.

вали с помощью программ Microsoft Excel и Statistica

Учитывая вышесказанное, нам представилось

6 (StatSoft Corp., США). Для анализа различий ко-

целесообразным провести исследование влияния

личественных признаков в трех и более несвязан-

первичных спиртов (этанола и метанола) на изучае-

ных группах использовали статистический крите-

мую клеточную систему в условиях микроволнового

рий Краскелла-Уоллиса ANOVA, в двух несвязан-

излучения и сравнить их влияние на чувствитель-

ных группах применяли критерий Манна-Уитни.

ность клеток к данному виду излучения.

Достоверными считались различия при р < 0.05.

Условия КВЧ-облучения. В качестве источника

микроволнового излучения использовали генератор

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

на основе диода Ганна с частотой в диапазоне от 32.9

Объекты исследования. Эксперименты проводи-

до 39.6 ГГц (длина волны соответственно от 9.1 до

ли in vitro на образцах крови, взятых у относительно

7.6 мм) и мощностью излучения от 3 до 30 мВт.

здоровых доноров в полистирольные вакуумные

Установка микроволнового облучения обеспечива-

пробирки с цитратом натрия IMPROVACUTER

ла подведение излучения к исследуемому объекту с

(кат. № 455689). Кровь, стабилизированную цитра-

помощью волновода сечением 7.2 × 3.4 мм с согласу-

том натрия, центрифугировали 10 мин при 200 g со

ющими элементами. Осуществлялся контроль ре-

БИОФИЗИКА том 65

№ 6

2020

1110

КАЗАРИНОВ и др.

Рис. 3. Влияние концентрации метанола на степень

Рис. 1. Влияние метанола и этанола на степень агре-

агрегации тромбоцитов: 1 - контроль (ОТП), 2 -

гации тромбоцитов: 1 - контроль (ОТП), 2 - ОТП +

ОТП + облучение КВЧ, 3 - ОТП + облучение КВЧ +

+ метанол/этанол (1 мкл), 3 - ОТП + метанол/этанол

+ метанол 1 мкл, 4 - ОТП + облучение КВЧ + мета-

(2.5 мкл), 4 - ОТП + метанол/этанол (10 мкл), 5 -

нол 2.5 мкл, 5 - ОТП + облучение КВЧ + метанол

ОТП + метанол/этанол (15 мкл).

10 мкл, 6 - ОТП + облучение КВЧ + метанол 15 мкл.

жима бегущей волны, мощности микроволнового

точностью 0.1°C. Расчет удельной поглощенной

излучения и длины волны излучения. Образцы под-

мощности излучения для аналогичной схемы экспе-

вергали микроволновому воздействию над рупор-

римента приведен в работе [8].

ной антенной, расположенной вертикально. Они

находились над антенной на расстоянии 6 см от

плоскости раскрыва рупора, т.е. в ближней зоне об-

PЕЗУЛЬТАТЫ И ОБCУЖДЕНИЕ

лучателя. Образцы перемешивали осторожным

встряхиванием каждые 5 мин. Температуру в образ-

Результаты наших экспериментов показали, что

цах измеряли с использованием волоконно-оптиче-

добавление метанола или этанола незначительно

ского микротермодетектора МТ-4МО (Россия) с

снижает степень агрегации (в пределах ошибки экс-

перимента) по сравнению с контролем при добавле-

нии индуктора ристомицина (рис. 1).

На рис. 2-4 представлены результаты, показыва-

ющие влияние КВЧ-излучения в присутствии мета-

нола различной концентрации на степень агрегации

и скорость агрегации тромбоцитов. Как следует из

приведенных рисунков, КВЧ-излучение снижает

степень агрегации по сравнению с контролем при

добавлении индуктора ристомицина (рис. 2 и 3).

Кроме того, представленные результаты показыва-

ют, что КВЧ-излучение изменяет угол наклона агре-

гатограммы по сравнению с контролем при добав-

лении того же индуктора (рис. 4).

Облучение КВЧ в течении 30 мин в присутствии

индуктора ристомицина снижало степень агрегации

по сравнению с контролем, а при добавлении в сре-

ду инкубации метанола (0-15 мкл) степень агрега-

Рис. 2. Типичные кривые агрегации тромбоцитов при

ции изменялась в зависимости от его количества.

добавлении индуктора агрегации ристомицина. Об-

При этом добавление 2.5 мкл метанола вызывало

разец содержит 225 мкл плазмы донора и 25 мкл ин-

дуктора ристомицина с конечной концентрацией в

повышение процента агрегации тромбоцитов по

образце 0.1 мг/мл: 1 - контроль (ОТП), 2 - ОТП + об-

сравнению с добавлением 1 мкл, что указывает на

лучение КВЧ, 3 - ОТП + облучение КВЧ + метанол

двухфазную реакцию метанола, на текучесть мем-

1.0 мкл,

4 - ОТП + облучение КВЧ + метанол

бранных липидов, приводящей к возникновению

(2.5 мкл), 5 - ОТП + облучение КВЧ + метанол

(10 мкл), 6 - ОТП + облучение КВЧ + метанол

дефектов белково-липидного бислоя мембран

(15 мкл).

тромбоцитов в зависимости от концентрации мета-

БИОФИЗИКА том 65

№ 6

2020

ВЛИЯНИЕ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1111

Рис. 4. Влияние концентрации метанола на скорость

Рис. 5. Типичные кривые агрегации тромбоцитов при

агрегации тромбоцитов: 1 - контроль (ОТП), 2 -

добавлении индуктора агрегации ристомицина: 1 -

ОТП + облучение КВЧ, 3 - ОТП + облучение КВЧ +

контроль (ОТП), 2 - ОТП + облучение КВЧ, 3 -

+ метанол 1 мкл, 4 - ОТП + облучение КВЧ + мета-

ОТП + облучение КВЧ + этанол (2.5 мкл), 4 - ОТП +

нол 2.5 мкл, 5 - ОТП + облучение КВЧ + метанол

+ облучение КВЧ + этанол (10 мкл), 5 - ОТП + облу-

10 мкл, 6 - ОТП + облучение КВЧ + метанол 15 мкл.

чение КВЧ + этанол (15 мкл). Образец содержал

225 мкл плазмы донора и 25 мкл индуктора ристоми-

цина с конечной концентрацией в образце 0.1 мг/мл.

нола, что согласуется с результатами, полученными

в работе [22].

Рассматривая механизм наблюдаемого эффекта

Аналогичные результаты мы получаем для угла

действия КВЧ-излучения на процесс агрегации

наклона кривой агрегации (рис. 4).

тромбоцитов, индуцированный ристомицином,

следует учесть наличие двух структурных переходов

На рис. 5-7 представлены результаты, показыва-

в мембранах тромбоцитов при изменении темпера-

ющие влияние КВЧ-излучения в присутствии эта-

туры в области 10-30°С. Переход при 23-25°С ини-

нола различной концентрации на степень агрегации

циируется в липидной фазе, а при температурах 13-

и скорость агрегации тромбоцитов.

14°С - в белках. При этих же температурах происхо-

При КВЧ-облучении (30 мин) в присутствии ин-

дят изменения скорости агрегации тромбоцитов под

дуктора ристомицина степень агрегации тромбоци-

действием агрегирующих агентов.

тов снижалась по сравнению с контролем, а при до-

Как известно, алкоголь вызывает апоптоз в гепа-

бавлении в среду инкубации этанола (0-15 мкл) -

тоцитах, в культурах нервных клеток и фибробла-

изменялась в зависимости от количества добавлен-

стов роговицы, а также способствует активации апо-

ного этанола в среду инкубации (рис. 6).

птоза у тромбоцитов [20]. Показано, что этанол ини-

Добавление 1 мкл этанола способствовало повы-

циирует

митохондриально-опосредованный

шению процента агрегации и угла наклона кривой

внутренний апоптоз тромбоцитов, приводящий к

агрегации тромбоцитов, которое при дальнейшем

снижению числа циркулирующих тромбоцитов.

увеличении концентрации этанола сменялось сни-

жением указанных параметров, что говорит о двух-

Также отмечено, что при потребление крысами

фазном характере влияния концентрации этанола

этанола в течение 21 суток приводило к снижению

агрегации тромбоцитов [21]. Известно, что добавле-

на механические свойства мембраны тромбоцитов.

ние ристомицина в пробу, содержащую тромбоци-

На рис. 7 представлены результаты, показываю-

ты, вызывала агрегацию, механизм которой обу-

щие влияние КВЧ-облучения в присутствии этано-

словлен взаимодействием комплекса Ibα-V-IX

ла различной концентрации на скорость агрегации

тромбоцитарного гликопротеина, находящегося на

тромбоцитов.

поверхности мембраны, и фактора фон Виллебран-

Эффект КВЧ-облучения проявлялся в снижении

да. Добавление этанола в среду инкубации клеток

степени агрегации тромбоцитов по сравнению с

влияет на агрегацию тромбоцитов, что возможно

контролем в присутствии индуктора агрегации -

обусловлено его воздействием на структурные свой-

ристомицина, а также в уменьшении угла наклона

ства клеточной мембраны. Для того чтобы понять,

агрегатограммы (скорости агрегации тромбоцитов).

что происходит с клеточными мембранами при до-

Добавление первичных спиртов (метанола и этано-

бавлении первичных спиртов, следует обратиться к

ла) в среду тромбоцитов способствовало разнона-

результатам исследований [22, 24-26]. В работе [22]

правленному изменению контролируемых пара-

при помощи методов эктацитометрии и спектро-

метров.

скопии электронного парамагнитного резонанса

БИОФИЗИКА том 65

№ 6

2020

1112

КАЗАРИНОВ и др.

Рис. 6. Влияние концентрации этанола на степень

Рис. 7. Влияние концентрации этанола на скорость

агрегации тромбоцитов: 1 - контроль (ОТП), 2 -

ОТП + облучение КВЧ, 3 - ОТП + облучение КВЧ +

+ этанол (1 мкл), 4 - ОТП + облучение КВЧ + этанол

(2.5 мкл), 5 - ОТП + облучение КВЧ + этанол

(2.5 мкл), 5 - ОТП + облучение КВЧ + этанол (10 мкл),

(10 мкл), 6 - ОТП + облучение КВЧ + этанол (15 мкл).

6 - ОТП + облучение КВЧ + этанол (15 мкл).

оценивали изменения текучести, деформируемости

жение процента агрегации и угла наклона кривой, а

и стабильности мембраны эритроцитов в присут-

затем увеличение этих параметров с ростом концен-

ствии четырех членов гомологичной серии первич-

трации добавляемых спиртов в пробе. Следуя при-

ных спиртов (метанола, этанола, 1-пропанола и 1-

веденным выше литературным данным, можно

бутанола), концентрации которых не превышали

предположить, что первичные спирты вызывали

0.5%. Полученные результаты показали, что спирты

увеличение, а затем снижение текучести липидного

оказывали двухфазное влияние на деформацию

мембран, вызывая ее увеличение, а затем снижение

компонента мембраны тромбоцитов в зависимости

деформации в зависимости от их размера (длины

от концентрации добавляемого спирта. Это влияло

молекул спиртов) и концентрации. Было обнаруже-

на стабильность белково-липидного бислоя мем-

но изменение поверхностной текучести липидного

бран тромбоцитов и приводило к нарушению пере-

ядра, показывающее постепенное расширение мем-

распределения и движения ионов через мембрану, а

браны и уменьшение ее толщины при увеличении

также гидролиза инозитольных фосфолипидов, что

концентрации первичных спиртов. При этом эф-

фективность спиртов убывала от бутанола до мета-

способствовало увеличению ионной силы и в ито-

нола в порядке «бутанол > пропанол > этанол >

ге - защелачиванию среды, в результате чего могло

> метанол» со значительной корреляцией между по-

происходить нарушение целостности взаимодей-

верхностной текучестью и деформируемостью

ствия комплекса Ibα-V-IX тромбоцитарного глико-

(r = 0.697, р < 0.01) [23-26].

протеина и фактора фон Виллебранда.

Следует отметить результаты эксперименталь-

ных исследований, представленные в работе [27].

Они показывают, что после пробоя клеток коротки-

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ми высоковольтными импульсами агрегация не на-

блюдалась. При этом последующее КВЧ-облучение,

Таким, образом, предложенный мембранный

как и инкубация клеток при температуре, близкой к

механизм обнаруженного эффекта влияния КВЧ-

физиологической, частично восстанавливали спо-

излучения низкой интенсивности на процесс агре-

собность клеток к агрегации. КВЧ-облученные

гации тромбоцитов в присутствии первичных спир-

клетки увеличивали электрическую прочность и по

тов существенно расширяет наши прежние пред-

сравнению с контрольными обнаруживали мень-

шую скорость ионных утечек и соответственно вы-

ставления о действии микроволнового излучения на

ше скорость агрегации.

клетки крови. Результаты работы могут быть полез-

ны при применении КВЧ-излучения как безопас-

В нашем эксперименте проявлялся двухфазный

ного фактора воздействия с целью коррекции пато-

характер влияния метанола и этанола на агрегацию

тромбоцитов. Как метанол, так и этанол вызывали

логий реологических свойств крови человека, в

при определенных начальных концентрациях сни-

частности при алкогольной интоксикации.

БИОФИЗИКА том 65

№ 6

2020

ВЛИЯНИЕ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1113

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

12. B. S. Coller, Clin. Invest. J. 60 (2), 302 (1977).

13. D. Manna and R. Ghosh, Electromagn. Biol. Med. 35,

Работа выполнялась в рамках Государственного

265 (2016).

задания ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН по теме

14. S. Koyama, E. Narita, Y. Suzuki, et al, J. Rad. Re. 56,

«РЭЛДИС» № 0030-2019-0009.

30 (2015).

15. Л. В. Шаталина, Кардиология 10, 25 (1993).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

16. V. F. Kirichuk, M. V. Volin, A. V. Majborodin, et al.,

1. К. Д. Казаринов, О. А. Баранова, В. А. Щелконогов

Tsitologiya 43 (12), 1115 (2001).

и А. В. Чеканов, Электронная техника. СВЧ-

17. J. T. Bushberg, Dissertation (Purdue University, 1982).

техника 2 (545), 79 (2019).

18. C. Birka, A. P. Lang, S. D. Kempe, et al., Eur. J.

2. L. Alberio, O. Safa, K. J. Clemetson, C. T. Esmon, and

Physiol. 448, 471 (2004).

G. L. Dale, Blood 95, 1694 (2000).

19. V. Leytin, S. Mykhaylov, A. F. Starkey, et al., Br. J.

3. M. Barteri, R. De Carolis, F. Marinelli, et al., Electro-

Haematol. 133, 78 (2006).

magn. Biol. Med. 35, 126 (2016).

20. L. Liu, M. Chen, L. Zhao, et al., Alcohol Clin. Exp.

4. Q. Hou, M. Wang, S. Wu, et al., Electromagn. Biol.

Res. 41 (2), 291 (2017).

Med. 34, 85 (2015).

21. O. Baysan, K. Kaptan, K. Erinf, et al., Tohoku J. Exp.

5. R. Meena, K. Kajal, J. Kumar, et al., Electromagn.

Med. 2, 85 (2005).

Biol. Med. 33, 81 (2014).

22. 22. M. Sonmez, H. Y. Ince, O. Yalcin, et al., PLoS One

6. V. Garaj-Vrhovac, G. Gajski, S. Pažanin, et al., Int. J.

(9), e76579

(2013). DOI:

10.1371/journal.

Hyg. Environ. Health

214

(1),

(2011). DOI:

pone.0076579

10.1016/j.ijheh.2010.08.003

23. H. V. Ly and M. L. Longo, Biophys. J. 87, 1013 (2004).

7. К. Д. Казаринов, Г. Г. Борисенко и И. Г.

Полников, Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-

24. K. Vaňousová, J. Beranová, R. Fišer, et al., Biochim.

техника 1 (536), 60 (2018).

Biophys. Acta Biomembr. 1860 (3), 718 (2018) DOI:

10.1016/j.bbamem.2017.12.015

8. I. I. Vlasova, E. V. Mikhalchik, A. A. Gusev, et al., Bio-

electromagnetics 39 (2), 144 (2018).

25. K. S. Mironov, M. Shumskaya, R. A. Sidorov, et al.,

9. G. Andocs, O. Szasz, and A. Szasz, Electromagn. Biol.

Plant J. 96 (5), 1007 (2018) DOI: 10.1111/tpj.1408

Med. 28, 148 (2009).

26. C. H. Tse, J. Comer, S. K. Sang Chu, et al., J. Chem.

10. A. Szasz, J. Cancer Res. an Therap. 3, 56 (2007).

Theor. Comput.

(5),

2913

(2019) DOI:

10.1021/acs.jctc.9b00022

11. А. В. Чеканов, О. А. Баранова, В. А. Щелконогов и

К. Д. Казаринов, в кн. VI съезд биофизиков России.

27. К. Д. Казаринов, Электронная техника. Сер. 1.

Сборник научных трудов (2019), т. 2, с. 38.

СВЧ-техника 2, 62 (2018).

The Effect of Microwave Radiation on the Sensitivity of Cells to Monohydric Alcohols

in Platelet-Rich Plasma

K.D. Kazarinov*, V.A. Shchelkonogov*^, **^, ***, O.A. Baranova*^, **, A.V. Chekanov*^, **,

E.U. Solovieva**, and A.I. Fedin**

*Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics, Fryazino branch, Russian Academy of Sciences,

pl. Vvedenskogo 1, Fryazino, Moscow Region, 141190 Russia

**Pirogov Russian National Research Medical University, ul. Ostrovitianova 1, Moscow, 117997 Russia

***MIREA - Russian Technological University, prosp. Vernadskogo 86, Moscow, 119571 Russia

We present the results of experimental studies on the aggregation of blood cells in platelet-rich plasma in the

presence of an aggregation inducer rhystomicin under the effects of low-intensity radiation of extremely-high

frequency. Primary alcohols were used as stimulators for partial degradation of protein-lipid bilayer in the cell

membrane. The results showed that exposure to radiation of extremely-high frequency reduces the extent of

rhystomicin-induced platelet aggregation and changes the angle of inclination of the aggregatogram. This

study revealed a two-phase nature of the effects of alcohols on platelet aggregation - the first phase is char-

acterized by a decrease in aggregation and in the angle of inclination of the aggregatogram, the second phase

includes an increase in platelet aggregation and in the angle of inclination simultaneously with an increase in

the concentration of alcohols in the sample. A possible mechanism underlyinhg the observed effects is under

debate.

Keywords: microwave radiation, intercellular interaction, platelets, methanol, ethanol, aggregation inducers,

mechanism of the biological effect of extremely-high frequency radiation

БИОФИЗИКА том 65

№ 6

2020