Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование влияния СВЧ-излучения дециметрового диапазона низкой интенсивности на биологические структуры

ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Исследование влияния СВЧ-излучения дециметрового диапазона низкой интенсивности на биологические структуры"

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Научно-исследовательский институт физико-химической медицины

На правах рукописи УДК 615.849.11

ЛУБСАНДОРЖИЕВА Виктория Чимитовна

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ ДЕЦИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА НИЗКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ

СТРУКТУРЫ

(03.00.02 - Биофизика)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва -1992

Работа выполнена в Институте Теоретической и Экспериментальной Биофизики Российской Академии Наук, г. Пущино.

Научный руководитель:

Научный консультант: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор биологических наук Шныров В.Л.

кандидат биологических наук Жадан Г.Г.

доктор физико-математических наук, профе Лобышев В.И.

кандидат биологических наук Казаринов КJ Институт биофизики клетки РАН

Защита состоится " 4 " 1992 г. в часов на заседании

.Специализированногосовета Д.084.66.01 Института физико-химической медицины МЗ России по адресу: 119828, Москва, ул. Малая Пироговская, д 1-а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физико-химической медицины МЗ России.

Автореферат разослан " " 1992 г.

Ученый секретарь совета, кандидат биологических наук

Мурина М.А

ОЗВД ХДРЖГЕРШГККА РАБОТЫ

Актуальность теш. В последние десятилетия возникла острая необходимость в понимании биологического действия неионизирукдЕХ электромагнитных излучений (ЗШ). Это связано с успехами научно-технической революции и вез большим внедрением в народное хозяйство, медицину, науку и быт средств, используицих ЭМИ. Все возрастающее распространение таких средств и значительное повышение их излучающей интенсивности ставят не только вопросы безопасности для человека, но и охраны всех остальных элементов биосферы от возможного их неблагоприятного действия.

Взаимодействие физических факторов со слоено организованными биологическими объектами обычно начинается на их поверхности, с кожной рецепции. Поэтому, правомерно предполоЕвние, что первым приемником ЭМИ в организме является коллаген кош. Xoposzo известно, что коллаген, как и некоторые другие биологические макромолекулы, в модельных экспериментах обладает электретными свойствами. Для нас весьма ваано, что непосредственно ■ связанная с ■ коллагеном вода, находящаяся в структурированной формз, ответственна за это электретное состояние (Маскзрензс, 1383). Ыозно предположить, что поглощение энергии свэрхшсокочастоиши радиоволн (СВЧ-радиоволн) структурированной водой коллагена способствуем изменений его электрет-пого состояния, что ведет к возбужденна kokkhz. рецепторов яг • затем, физиологической . рзакщш организма. В связи с этим исследование - механизмов L взаимодействия коллагена ; о СВЧ-излучением прэдетавлязз, научшгй шиерэс.

Поскольку обнаругэЕЕнЗ наш зффзкг' йН-ваздэ£ствшг на • молекулярный раствор коллагена выражался в изменении его термодинамических свойств» то - несомненный ннтерэс представляла связь структурной организаций коллагена с тэркаданамичёскиш параметрам, -характеризущеагг его ■ стабильность.. В настогшзС работе мы попытались подробнее изучать процессн развертивания коллагеновой спирали ж..пэрвжчныэ механизма . трансформации воздействия СВЧ-нзлучеЕзя на различная биологических объектах.

Цель и задачи исслздования. Цэяьп работа -являлось езучэеев взаимодействия эгзктромэгнихкогэ ."шдучеЕИЯ • децзгзтровего диапазона нпзко£ интенсивности с разлетшзн биологическими

t

объекта;®. В связи с 8-шл бши поставлены сдодуюшда задачи:

1. Методами сканирующей микрокалориметрин, собственной белковой флуоресценции, изоэлектрического фокусирования и гель-элекрофореза в присутствии додецилсульфата натрия провести исследование термотропньк свойств коллагена из кожи различных животных.

2. Исследовать действие СВЧ-излучения дециметрового диапазона малой интенсивности на растворы различных белков (коллаген, а-лактальбушн, парвальбумин, альбумин, лизоцим).

3. Исследовать влияние СВЧ излучения дециметрового диапазона на эритроцитаряые мембраны крыс при их различном функциональном состоянии.

Научная новизна и практическое значение работы. Полученные в работе результаты впервые позволяют говорить о том, что природа дискретности тешюгоглощешя коллагена лекит не в гетерогенности препарата, а присуща его структурной организации, которая, по всей видимости, носит доменный характер. Впервые показано влияние радиочастотного излучения дециметрового диапазона малой интенсивности на тер:,со тройное поведение коллагена и некоторых кальций-связывавдих белков. Показано, что действие СВЧ-излучения дециметрового диапазона на зритроцитарные мембраны нормотензивных к гипертензивЕЫх крыс в значительной степени различается.

Полученные в раооте результаты имеет большое значение для понимания структурной организации коллагенов и кроме того могут быть использованы в экспериментальной экологии для тестирования с-ффектов электромагнитного излучения.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всесоюзном симпозиуме: "Механизмы биологического действия электромагнитных излучений", Пущино, 183?; X международной школз-семинаре: "Спектроскопия молекул и кристаллов", Суш, 1ЭЭ1; УП Всесоюзной конференции по спектроскопии биополимеров. Харьков, 1991. По материалам диссертации опубликованы 2 статьи и 3 тезисов.

Структура диссертации. Диссертация состоит из Введения, Обзора литературы, Методической части, Изложения и обсуадения результатов, Заключения и Выводов, излокенных на 111 страницах, включая 23 рисунка и список цитированной -литературы

г

из 161 наименования.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

Препаративные методы. В работе использовали: I) кислотораствори-мый коллаген, выделенный по модифицированной методике (Steven, Jackson, 1967) из коки 12 видов рыб Японского моря и о.Байкал и коллаген из кони свиньи. Гомогенность и чистоту белковых препаратов проверяли методами изоэлектрического фокусирования (ИЭФ)и электрофореза в присутствии! додецилсульфата натрия (SDS). Е) Мембраны эритроцитов крыс, полученные по модифицированной летодике (Steele, 1974) из препаратов крови, взятой из бифуркацчи Зрюшой аорты крыс - самцов со спонтанной гипертензией линии Spontaneously hypertensive Kyoto-Wistar (СГК)и крыс - самцов дспш Wistar (Ж) (артериальное давление соответственно T8Q-200 г 100-120 мм. рт. ст.). Все эксперименты проводили в 5мМ Га-фосфатном буфере при рН 7,4.

I) Парвальбумин из мышц щуки pi 5,0 и а-лактальбумин из молока :оровы, выделенные по стандартным методикам.

ВЧ облучение проводили в герметичной кварцевой кювете, устаков-:енной в полосковой линии, сопрякенной с генератором, частотный иапазон которого варьировали от 270 до 800 МГц. Удельную погло-енную мощность определяли с помощью соотношения

УШ = АТ/Г 1000-4.2 (Вт/кг), де AT - изменение температуры; t - время облучения (мин). Тем-зратура контролировалась шкротермистором МГ-54--

В экспериментах использовали аналитические метода: ) Сканирующая дифференциальная микрокалориметрия. Измерения эводили на микрокалориметре ДАСМ-4. Рабочий объем измерительной зейки составлял 0,47 мл. Скорость сканирования варьировали от ,125°К/мин до 2°H/iлин.

). Собственная белковая флуоресценция. Спектры флуоресценции ¡гистрировали с передней стенки оптической кюветы на лаборатор-)й модели спектрофлуориметра (Permyakov et al., 1977), с моно-юматическим возбувдением линией ртутной лампы-280,4 ш. Данные цгоресценции были проанализированы в терминах модели дискретно состояния триптофановых остатков в белках (Burstein et al., 73).

Спектральные измерения проводили на спектрофотометре "Specord uv vis» (ГДР), KB -на спектрополяриметре Jasoo-20 (Япония).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

Исследовашз терлотропных свойств растворов коллагенов из кожи различных рыб. ~ ——

как известно, молекула коллагена состоит из трех ползшеп-тидных цепей, каздая из которых формирует левозакрученную спираль. Эти цепи далее сворачиваются в трижды витую суперсшраль (тройную спираль), подце решаемую, в основном, за счет водородных связей. Связанная вода слузшт неотъемлемым структурным элементом коллагековой спирали и мокет играть особую роль в энергетике кодаагеновой спирали (Мревлишвили, 1381.; Рг1уа1оу, 1982).

На рис. I приведены кривые избыточного удельного тешюшг-лощения коллагенов некоторых видов рыб. Видно, что все кривые имеют асимметричную форму. которая сохранялась при разных скоростях сканирования.

Рис Л. Кривые избыточного удельного тепллопоглощения растворов коллагенов в 0,05 М уксусной кислоте, рН 3,35. Скорость прогревания растворов 1°К/юш; вертикальная отнэтка: 15 :{Да/К-кг. I - треска; 2 - яавгга; 3 -камбала шиповатая;

4 - каббала ЕЗЛТО-яолосгя; 5 - язь;

5 - ССМ.

Мэгодовг гель-5лск'1'рафзрс)за в прзсузстгЕЛ боб е азоэлзктрк-ческого фокусирования (нЕО) баяо показано, что коллагеноьне прз-лараты ко'лс.1 рнб ш кеж' белкоыяс прв:есз£ к являются тигомныш образцам: коллагена зшпа I. Ойиарузено, что ходлаггн заваги обладает собственной треятофаноЕоЭ ©луорзсцешщзй» что гозеолзяо лспользоагззь метод собственной бежовой (флуоресценции ;:;.г.я азученкя его структурной организации., ари глчэй шр&до^рн

флуоресценции и светорассеяния были стабильны только внутри узкого интервала рН от 3 до 4.

Температура денатурации коллагена наваги, измеренная микрокалориметром, зависела также от величины рН, практически, линейно увеличиваясь при изменении значения рН от 1,5 до 3,5, оставаясь далее почти неизменной вплоть до значения рН 6,0.

При низких значениях рН наблюдалось "кислотное расщепление" контура теплогоглощения - появление дополнительных пиков тепло-поглощения, а при высоких значениях рН наблюдалось "щелочное расщепление".

С увеличением концентрации Nací денатурационный процесс в прогреваемом растворе коллагена вдет в несколько стадий (рис. 2), что соответствует^результатам Привалова (1969).

Рис. 2. Калориметрические кривые избыточного удельного теплопог-лощения коллагена из коки наваги в присутствии Nací при разных .значениях рН: А - pH3,í; В - рН 4,3; С - рН 2,25. скорость прогревания раствора 1иК/мин. Вертикальная отметка 10 кДж/К'кг.

10 14 "18 22

Мы предположили, что многостадийный характер процесса тепловой денатурации коллагена не зависит от природа растворителя, а обусловлен самой организацией структуры коллагена, которая носит, по-видимому, доменный характер. Изменение же природы растворителя (рН, ионная сила и т.д.) усиливает различия в поведении отдельных доменов. Применение метода последовательного отжига (31шуго\г еЬ а!., 1984) для исследования термотропного поведения коллагенов, на наш взгляд, подтверждает это предположение. Процедура последовательного

. гне

лг .'^.едаавлен^ ев рис. 3.

Рис. 3. Процедура разложения на элементарные контуры теплологлощения методом последовательного отжига для коллагена из кони щуки в 0,05 М уксусной КИСЛОТ8ж рн 3,35. Скорость прогревания 0,25°К/мин. А - исходная кривея теплологлощения.В: кркзая I -образец прогрет до 29,4иС, после чего охлажден; 2 - тот ке самый образец прогрет до 30,2 0 и снова охлажден; кривая 3 - тот же образец прогрет до 31,2 С, охлааден; кривая 4 - этот же образоц прогрет до 32,2 С; кривая 50 -тот ез самый образец прогрет, до 36 С. В результате последовательного вычитания яз предыдущих кривых последующих, получены передние фронты и температуры максимумов трех

элементарных контуров - С - кршые I, 2 и 3, симметризация которых относительно перпендикуляра,

проведенного к оси абсцисс в точках максимального значения температуры и дают форму и местоположение элементарных контуров 0 - кривые I, 2, 3.

Вагсшм подтверждением полученных результатов является то, чго изменение собственной белковой флуоресценции при денатурации коллагена_уоже носит, г^срэтшй характер (рис. 4 А)

д

0.8 0.4 О

- о о1? "'О • •• А в

- О

- 6

« п о О в"» о

А 8

1 1 // » \ /' 1 1

J-11. п Д —1. .1 |_ 1 1

Рас. 4. Температурная зава- . сиыость степени преобразования из натнвного состояния коллагена в денатурированное, полученное из данных флуоресценции (А); кривая теплопог-лощения коллагена из кош наваги в 0,05'М уксусной кислоте, рН 3,8-(непрерывная линей) и ее элементарные кодао-ненты (пунктирная линия), полученные штодом последовательного отжига.- Вертикальная откатка: 5 кДк/К'кг.- Скорость прогревания 0,5К/мин.

¡5 ю гз гг

Исслэдовазвэ коллагенов из нова разлячшйс влдов раб позволило с уверенностью утверждать, что плавление коллзгеновой спирали носит дискретный характер, при этом дискретность денату-рационного перехода коллагена не обусловлена биохимической неоднородностью образцов и неравновесностью денатурационного процесса из-за конечной скорости прогрева коллагенового раствора; .дискретность денатурационного перехода коллагена сохраняется при вариации рН и ионной силы и присуща коллагенам самого различного происховдения.

Нам удалось обнаружить по крайней мере три независимых тепловых перехода в ходе денатурации коллагена наваги: пики теплопоглощения с максимумами при 291,8°К (I), 293,5°К (II) и 293,9°Н (ill). Предположив, что энтальпия денатурации на один моль аминокислотных остатков постоянна вдоль всей голипептидной цепи, молекулярные массы обнарукенных независимо денатурирующих фрагментов (вероятнее всего, доменов) равны: 33 KDa (I), 230 кг>а (II) и 97 KDa(ill). Эффективные энтальпии денатурации для этих доменов равны I,6xI06, 1,8хЮ6 и 2,1хЮ6 Дж/моль, соответственно, тогда как соответствующие им экспериментальные величины равны 0,2х10б, IIzIO6 и 1,9хЮб £а/моль, следовательно отношение AHd/áHy_H для этих дскенов равно 0,125, 6,1 и 0,9, соответственно. Это означает, что денатурация первого домена сопровождается сильными кеалолекулярными взаимодействиями, что вызывает уменьшение теплопоглощения без каких-либо изменений в Td и Т (iíalsev. Casan, .1374). Трзтпа домэн денатурирует казс единая кооперативная единица (АНй/АН7_н близко к I). Для второго домена ДНй/ДН7_п значительно больше, чем I, ччо быть

объяснено слабой разрешающей способностью метода: в' этсч температурном диапазоне, денатурирует, по-видимому, больше, чем один домен..'

Влияние ЗШ на растворы коллагена.

Было проведено исследование воздё1!ствйл электромагнитного излучения в диапазоне о? 30 до ПО см на коллаген из кока свиньи и из кожа камбалы нгелто-полосой, денатурация которого происходит пря 37° н 26°0, соответственно. При 20 мзнушзи облучении ЗШ! (УШ < 2 Вт/кг) коллагена из кони свенве происходи! ескзезняэ начального уровня теплоемкости, которое зевкси? от времени начала регистрацш .зtoro эффекта. Так, если михрокалорлкетричес-

кая запись была начата через 15-20 минут после облучения, то уровень начальной теплоемкости регистрировался ниже уровня необлученного образца. Через 1,5 часа после облучения уровень теплоемкости повышался блике к исходному, а через 2,5 часа был даже выше исходного. Регистрация уровня начальной теплоемкости через 17,5 часов показала полное совпадение кривых облученного и

Рис. 5. Зависимость избыточной удельной теплоемкости от температуры в норме и при облучении ЭМИ раствора коллагена из коки свиньи в 0,01 М уксусной кислоте, рН 3,35. Старость прогревания раствора 1КД,ин; вертикальная отметка 5 кДк/К'кг. Раствор белка облучали СВЧ (300 МГц, 20 мин, УЕМ < 2 Вт/кг). А: I -исходная кривая теплопогло-щения и через 2,5 часа после окончания облучения; 2 -через 10 мин после окончания облучения. Температура, при которой проводили облучение 7 С. Б: I - исходная кривая тешюпоглощения; 2 - через 10 мин после облучения. Температура, при которой проводили облучение 16.

30 «О Т.°с

необлученного коллагена, т.е. изменение начального уровня было обратимым. При всех изменениях начального уровня теплоемкости температура денатурации и эна-альпия денатурации практически оставались неизменными. Изменение начального уровня теплоемкости раствора коллагена уменьшалось с увеличением концентрации белка.

Было предположено, что СВЧ монет активировать процесс агрегации, который неустойчив и во времени мокет переходить в стадию дезагрегации.

Косвенными подттэрздениями наличия агрегационного процесса з растворе коллагена после воздействия ЭМИ, были: а) незначительное уменьшение светорассеяния, которое регистрировали на длине волны 540 нм под углом 30°, б) экспоненциальный рост температуры после окончания облучения, что может объясняться , процессом дезагрегации молекул коллагена, который происходит с

Еыделением тепла.

'Величина эффекта облучения зависела от несущей частоты ЭМИ. Максимальный эффект для коллагена свиньи наблюдался в области от 300 до 350 МГц, что соответствует области максимальной дисперсии для структурной воды (Schwan, 1974).

Любое воздействие, усиливающее или ослабляющее водородные связи, осуществляющие стабильность коллагеновой спирали, должны отражаться на структурной организации этой молекулы. Мы воспользовались фактом изменения силы водородных связей при замене обычной воды на тяжелую.

Эксперименты, проведенные с раствором коллагена, в котором проведена 80% замена вода на d20, показали, что облучение вызывает значительно большее изменение уровня начальной теплоемкости, чем в обычной воде. Причем, этот эффект носит необратимый характер - новый уровень начальной теплоемкости остается неизменным в течение нескольких часов. При этом температура и энтальпия денатурации остаются неизменными. По-видимому, замена воды на•DgO пертурбирует систему таким образом, что агрегаты становятся устойчивыми. Несмотря на то, что природа этого явления непонятна, с его помощью методически оказалось возможным провести исследования изменений вторичной структуры молекулы коллагена, вызванных ЭМИ, с помощью метода KD. Вторичная структура коллагена после облучения оказалась неизменной.

Влияние СВЧ-излучения на эритроцитарные мембраны крыс.

было проведено сравнительное микрокалориметриче скоа изучение влияния СВЧ-излучения (270-800 МГц, УПМ = 2 Вт/кг) на эритроцитарные мембраны СГК и нормотензивных крыс (НК). На рис. 6 (А) можно видеть по крайней мере 4 перехода - А, В, С, D, в диапазоне от 35 до 75°С на кривых тешюпоглощения эритроцитарных мембран.

После облучения теней эритроцитов крыс в течение ю мин наблюдался скачок начального- уровня удельной теплоемкости. Скачок начального уровня теплоемкости шел место независимо от того, нормотензивные животные или больные гипертонией. Другие изменения, происходящие в эритроцитарных мембранах после облучения у НК и СГК были заметно различны. Облучение у НК- вызывает, во-первых, смещение в сторону более высоких температур полосы В, которое наблюдалось при излучениях любой длины волны в диапазоне

от 33 до lio см и, во-вторых, смещение в сторону более низких температур полосы С при всех исследованных длинах волн.

У ОГК нз наблюдается изменений в области полосы В, в то время как полосе С смещается в сторону более высоких температур, т.е. противоположно эффекту, наблюдаемому у НК. Эффект также частотозависим.

Изменения, наблюдаемые на эритроцитарных мембранах как НК, так и СГК при облучении в области 60~63°С (С-переход) наиболее вероятно моано связать с воздействием на белок полосы 3, е структуре которого обязательным элементом является связанная вода.

Рис. 6. Зависимость избыточной удельной теплоемкости от температуры при облучении ЭМИ суспзнзии теней эритроцитов крыс в 5 мМ фосфате натрия, рН 7,4. Вертикальная отметка: 1,6 кДн/К'кг. А -термограммы необлученных мембран кормотензивных (I) и спонтанно- гипертензиьных (2) крыс. В - кривые разности мокду термографами облученных и необлученных мембран СГК. Суспензия мембран облучалась в течение 10 минут (УШ = 2 Вт/кг) СВЧ-излучением длиной волны: I -100 см; 2 - 60 см.

Кроме того, как видно из рис.6 (В) воздействие СВЧ приводит к различным эффектам в области низкотемпературных переходов: в одном случае (НК) В - полоса смещается в сторону более - шсоких температур, в другое случае (СГК) в области В - полосы изменений не наблюдается. Изменения в термограммах эритроцитов НК в полосе. В соответствуют плавлению спектрина, являющегося одш га Са++-с&ягч1вают белков штоскелвта. .-Поэтому различное вдияше СБЧ-излучения на мембраны СГК и НК когет объясняться либо различной структурой (повреадениями в структуре) белков

цитоскелета, ;:**бо особенностями функционирования бе.лков, в частности спектрина. При этом мошо было предположить, что наиболее функционально ванные, Са++- связывающие белки могут быть Еовлечеш в реакцию на ЭММ.

Влияние СВЧ-излучения на кальций связывающие белки, ьыли проведены микрокалориметрические исследования действия излучения дециметрового диапазона на растЕоры парвальбумина щуки и а-лактальбумина, выделенного из молока коровы, которые относятся к растворимым кальций связывающим белкам цитоплазма, содержащих связанную воду как лиганда в центрах связывания Са++.

В состоянии насыщенности катионами металла стабильность структуры кальций связиваипих белков и их термостабильность чрезвычайно высоки, в то время как лишенные ионов металла апо-формы становятся менее компактными, резко понижается термостабильность и энтальпия перехода (рис. 7 В).

Рис. 7. Зависимость избыточной теплоемкости от температуры при, облучении ЭМИ

Са -насыщенной формы

парвальбумина щуки (РАР-2) в 10 Míí HEPES, 100 ММ КС1, 2 Ы1 СаС12, рН 8,0. Скорость

прогревания раствора 1°К/мин; вертикальная отметка 0,3 Дж/К. Концентрация белка: I мг/мл. А: исходная кривая

тешюпоглощения - I" через 17 мин после окончания облучения - 2; через 18 часов после окончания облучения. Раствор белка облучали ЭМИ (300 МГц, 20 кш, УШ=2 Вт/кг). В: исходная кривая .теплопоглоще-ния Са насыщенной РАР-2 - I и апофорлы РАР-2 -2 (3 МЫ ЭГТ'А)

После облучения раствора парвальбумина щуки (РАР-2) в Са++-наснщенной фор® в течение 20 минут частотой 300 МГц (УШ Ев более 2 Вт/кг) происходит значительное увеличение начального уровня твплсс-жостл, которое удается зафиксировать .чэрез 12-15 кнз после сблучзкня (рис.7 А, кривая 2). К сокалениз инерционность гетгрокалорнгс-гтра по дао® возмоаности провести измерение в

начальной стадии после облучения. Регистрируемые. изменения начального уровня теплоемкости во времени релаксируют к исходному значению. Температура денатурации парвальбумина после облучения сдвигается на 3-5°С в сторону более низких температур. Энтальпия перехода также изменяется.

В то время как изменения начального уровня теплоемкости со временем релаксируют к первоначальному значению, характер кривой теплопоглощения остается измененным даже через 18 часов после облучения: существенно уменьшена интенсивность теплопоглощения и максимум теплопоглощения остается при более низких значениях температур. Характер таких изменений несколько напоминает вариант "удаления" кальция из кальций связывающих центров. Действительно результаты флуоресцентного анализа пок^.гли, что при таком воздействии почти на порядок уменьшается константа связывания Са++. В случае бескальциевой формы парвальбумина изменений практически не было. Из этих экспериментов можно предположить, что в результате облучения происходит модификация Са++ - связывающих центров парвальбумина.

В случае а-лактальбумина действие того же излучения в течение 20 мин также вызывало значительное увеличение начального уровня теплоемкости, однако, температура денатурации не изменялась. Изменение начального уровня теплоемкости было обратимым. В случае облучения апоформы а-лактальбумина изменений, практически, не было. .

Контрольные опыты, которые мы провели с сывороточным альбумином и лизоцимом (лизоцим и а-лактальбумин являются гомологами) - белками, в которых нет структурной воды, а существует лишь связанная вода гидратных оболочек, не показали каких-либо изменений после облучения. Эксперименты с Са++-связы-вавщими белками, явившиеся продолжением экспериментальной проверки нашей гипотезы о роли структурной воды при СВЧ-воздействии, подтверждают предположение о том, что наличие структурной воды является необходимым элементом в приеме а трансформации СВЧ-сигнала дециметрового диапазона.

В последние годы широко обсуждается возможность резонансного взаимодействия слабых электромагнитных полей с бкосистемаш (Леднев, 1989). При этом мишенью воздействия ЭМИ

предполагается ион кальция 'или другой лигаяд, связанный с кальций связывающим белком. Однако, результаты наших исследований скорее свидетельствуют о наличии другого резонансного взаимодействия - через структурную воду, которая, как правило, входит и в кальций связывающие центра. Ибо, как объяснить наличие эффектов на других не связывающих кальций структурах. Представляется, что наше предположение более общее и подводит к более полному пониманию реакций биологических систем на действие ЭМИ.

выводы.

1. Методами сканирующей микрокалориметрии, собственной белковой флуоресценции, изоэлектрического фокусирования и гель-электрофореза в присутствии додецилсульфата натрия изучены коллагены разных видов рыб. Показано, что многостадийный характер процесса тепловой денатурации коллагена обусловлен самой организацией его структуры, которая имеет, по-видимому, доменную природу. Обнаружено, по крайней мере, три независимых тепловых перехода в ходе денатурации коллагенов из кожи различных животных.

2. Показана специфическая природа действия СВЧ-излучения дециметрового диапазона низкой интенсивности, на ^ молекулярные растворы некоторых белков и суспензию эритроцитарных.мембран.

3. Исследовано влияние радиочастотного излучения дециметрового диапазона низкой интенсивности на термотропно© поведение коллагена и некоторых кальций связывающих белкоз. Показано, что СВЧ-воздействие вызывает обратимое изменение начального уровня теплоемкости коллагена и а-лактальбумина, без изменения энтальпии и температуры денатурации. Показано, что СВЧ-зоздействие . вызывает необратимую модификации Са++-связывакгпих центров парвальбуминов.

4. Обнаруаено, что действие СВЧ-излучення дециметрового диапазона па эритрсцитзрше мембраны нормотензивныг н гипертензиЕныг. крыс вызывает повысенке начального уровия. тзплоеккасти, независимо от их функционального состояния. Тогда как, гзплопоглощение основного анион-транспортного белка (белек полоса 3) под действием гз.тучеппя для ':зе<зй .эритроцитов норхотепзизннх и глпертензивных крыс изменяется в протлзс ло-яогаше стороны.

5. На примерах эрктроцитарных мембран, парвальбумина,. а-лактальбумина и коллагенов показана необходимость наличия структурной вода как элемента для трансформации СВЧ-сигнала дециметрового диапазона в биологических системах.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. ЖаданГ.Г., Лубсандорасиева В.Ч., Хинняк Е.П., Шныров В.Л. Ыикрокалориметрическое исследование взаимодействия Электромагнитного излучения радиочастотного диапазона с растворами коллагена. Тез. докл. симпозиума "Механизмы биологического действия электромагнитных излучений". Пущино. 1987. С. 26-27.

2. ЖаданГ.Г., Лубсандорниева Б.Ч., Шныров В.Л. 'Исследование взаимодействия электромагнитного излучения дециметрового диапазона с биологическими структурами. Тез. докл. VII Конференции по спектроскопии биополимеров. Харьков. 1991. С. 103. •

3. Лубсавлоршева В.Ч., Шныров В.Л. О многостадийности тепловой денатурации коллагена. Тез. докл. YII Конференции по спектроскопии биополимеров. Харьков. 19Э1. С. 159-160.

4. Шныров В.Л., Лубсандоркиева Б.Ч., Жадан Г.Г., Пермяков Е.А. Многостадийная природа процесса тепловой денатурации коллагена. ВИНИТИ.- N 4441 - B9I. Пувдно. IS3I.

5. Shnyrov V.L., LubsandoVzhieva Y.Ch., Zhadan G.G., Perreyakov Е.А. Multi-stage nature or the thermal denaturation process in collagen. Biochemistry International. Y. 26. No 2. P. 211-217. 1992.

Подписано з печать 13,07.92 г. Заказ № 109. Объем 0,9 пл. Тираж 100 экз. Печать офсетная. Бумага писчая.

Отпечатано на Участке оперативной полиграфии БНЦ СО РАН г. Улан-Удэ ул. Сахьяновой, 6 , 670042