BioScience Blog – Научный Биологический блог

В настоящее время широко обсуждаются возможные механизмы влияния слабых переменных и постоянных магнитных полей на биологические процессы. При этом в качестве первичных рецепторов предлагаются липиды, в том числе липиды бислоя мембран, а в качестве механизма воздействия — изменение кинетики перекисного окисления липидов (ПОЛ) [1]. В связи с этим мы исследовали влияние низкоинтенсивного переменного магнитного поля на состояние мембран хлоропластов гороха через связанную с ними прооксидантно-антиоксидантную систему.

Объектом исследования служили 2-х недельные растения гороха (Pisum sativum L.) сорта «Альбумен», выращенные в лабораторных условиях. Для генерации магнитного поля использовалась магнитотерапевтическая установка УМТИ-3Ф «Колибри», создающая вихревое импульсное низкоинтенсивное магнитное поле со значением магнитной индукции 3,5 мТл, частотой магнитного поля в соленоиде 100 Гц. Длительность экспозиции составляла 15, 30, 60 и 120 мин. Контролем служили растения, выдержанные в течение экспозиции в условиях нормального геомагнитного поля. Для оценки состояния прооксидантно-антиоксидантной системы определяли содержание продуктов ПОЛ, таких как диеновые конъюгаты (ДК) [2] и малоновый диальдегид (МДА [3], активность антиоксидантных ферментов супероксиддисмутазы (СОД) [4], аскорбатпероксидазы (АП) [5] и глутатионредуктазы (ГР) [6].

Под действием магнитного поля происходило постепенное изменение содержания продуктов ПОЛ, которое было минимальным после 60-минутной экспозиции и составило 63,7% и 38,2% соответственно (рис. 1). Активность СОД на 15-й мин возрастала почти в 2 раза относительно контроля; после 30 зициимин экспо была на 40% ниже контроля, после 60 и 120 мин воздействия почти равной контрольной (рис. 2). Активность ферментов аскорбат-глутатионового цикла — аскорбатпероксидазы и глутатионредуктазы оставалась практически на уровне контроля. СОД — субстрат-индуцибельный фермент, поэтому его быстрая активация после 15-мин воздействия может быть связана с увеличением генерации супероксида, что при неизменной работе ферментов аскорбат-глутатионового цикла приводит к накоплению пероксида водорода и ингибированию СОД после 30-мин экспозиции. Отсутствие ответа ферментов аскорбат-глутатионового цикла может свидетельствовать об активной работе его низкомолекулярных компонентов, что и было показано ранее, при этом ответ аскорбиновой кислоты и глутатиона носит фазный характер [7]. Активная работа первой

линии антиоксидантной защиты СОД и низкомолекулярных антиоксидантов подтверждается уменьшением содержания продуктов ПОЛ ниже контрольного уровня.

Таким образом, в результате действия магнитного поля происходит быстрая (уже после 15 мин воздействия), но кратковременная активация антиоксидантной системы, что приводит к снижению уровня содержания продуктов ПОЛ, достигавшего минимума после 60 мин экспозиции, а затем возвращавшегося к контрольному уровню. Подобные изменения подтверждают участие прооксидантно-антиоксидантной системы, связанной с фотосинтезирующими мембранами, в восприятии воздействия низкоинтенсивного переменного магнитного поля, что может свидетельствовать о сенсорной роли мембран хлоропластов гороха.

Литература

1.                        Новицкая Г.В. и др. Влияние переменного магнитного поля на состав и содержание липидов в проростках редиса // Физиол. раст. — 2006. — Т. 53, №1.-С93.. 83-

2.                                             Камышников   В.С.   Справочник   по   клинико-биохимической диагностике. — Минск, 2000. — 896 с.

3.                            Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определеия малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты // Совр. методы в биохимии. — М.: Медицина, 1977. — С. 66-68.

4.                             Чевари С. и др. Роль супероксиддисмутазы в окислительных процессах клетки и метод определения ее в биологических материалах // Лабораторное дело. – 1985. – Вып. 11. – С. 578-681.

5.                   Nakano Y., Asada K. Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts // Plant Cell Physiol. – 1981. – V. 22. – Р. 867-880.

6.               Iavata J., Tanaka U. Glutathionreductases "positive" spectro-photometre assayes // Colled. Cresh. Chem. Commun. – 1977. – V. 42, № 3. – P. 1086-1089.

7.                                      Половинкина Е.О., Васильева Е.А.  Модуляция перекисного гомеостаза мембран хлоропластов гороха переменным магнитным полем //

Матер. Междунар. конф. по фунд. наукам среди аспирантов и студентов «Ломоносов – 2007». – Москва: Изд-во МГУ, 2007. – С. 271.