Влияние магнитных полей 1,5–50 Гц на концентрацию ионов кальция и магния в головном мозге мышей
The goal of our research was to determine the influence of low magnetic fields on the concentration of Ca2+ and Mg2+ ions in the brain tissue of experimental mice. During the experiment, one group of animals was kept intact (group 1), another one drank MgSO4 10% solutions instead of water (group 2)...
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4131 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние магнитных полей 1,5–50 Гц на концентрацию ионов кальция и магния в головном мозге мышей / М.В. Нецветов, П.К. Хиженков, А.П. Энглези // Доп. НАН України. — 2008. — № 1. — С. 164-168. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859992227334324224 |
|---|---|
| author | Нецветов, М.В. Хиженков, П.К. Энглези, А.П. |
| author_facet | Нецветов, М.В. Хиженков, П.К. Энглези, А.П. |
| citation_txt | Влияние магнитных полей 1,5–50 Гц на концентрацию ионов кальция и магния в головном мозге мышей / М.В. Нецветов, П.К. Хиженков, А.П. Энглези // Доп. НАН України. — 2008. — № 1. — С. 164-168. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | The goal of our research was to determine the influence of low magnetic fields on the concentration of Ca2+ and Mg2+ ions in the brain tissue of experimental mice. During the experiment, one group of animals was kept intact (group 1), another one drank MgSO4 10% solutions instead of water (group 2) or CaCl2 10% solution (group 3), and the fourth one was with experimental brain injury and drank water (group 4). All of them were treated with magnetic fields H = 30
Oe and different low frequencies. Control animal groups were observed out of the magnetic field. The effect of magnetic fields on intact mice varies, by depending on the frequency. The dependence of [Ca2+] on the field frequency doesn’t alter much. But the dependence of [Mg2+]
on the frequency is different under different experimental conditions.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:32:20Z |
| format | Article |
| fulltext |
8. Kikuchi K., Terauchi K., Wada M., Hirano H. The plant MITE mPing is mobilized in another culture //
Nature. – 2003. – 421. – P. 167–170.
9. Alves E., Ballesteros I., Linacero R., Vázquez A.M. RYS1, a foldback transposon, is activated by tissue
culture and shows preferential insertion points into the rye genome // Theor. and Appl. Genet. – 2005. –
111. – P. 431–436.
10. Sabot F., Schulman A.H. Parasitism and the retrotransposon life cycle in plants: a hitchhiker’s guide to
the genome // Heredity. – 2006. – 97. – P. 381–388.
Надiйшло до редакцiї 27.06.2007Iнститут молекулярної бiологiї
i генетики НАН України, Київ
УДК 577.3
© 2008
М. В. Нецветов, П.К. Хиженков, А. П. Энглези
Влияние магнитных полей 1,5–50 Гц на концентрацию
ионов кальция и магния в головном мозге мышей
(Представлено академиком НАН Украины П. Г. Костюком)
The goal of our research was to determine the influence of low magnetic fields on the concentrati-
on of Ca2+ and Mg2+ ions in the brain tissue of experimental mice. During the experiment, one
group of animals was kept intact (group 1), another one drank MgSO4 10% solutions instead
of water (group 2) or CaCl2 10% solution (group 3), and the fourth one was with experimental
brain injury and drank water (group 4). All of them were treated with magnetic fields H = 30
Oe and different low frequencies. Control animal groups were observed out of the magnetic
field. The effect of magnetic fields on intact mice varies, by depending on the frequency. The
dependence of [Ca2+] on the field frequency doesn’t alter much. But the dependence of [Mg2+]
on the frequency is different under different experimental conditions.
В последнее время у нейробиологов возрастает интерес к магнитным полям (МП), что
обусловлено несколькими причинами. Во-первых, выяснена их экологическая значимость.
Причем в первую очередь необходимо отметить естественные геомагнитные вариации, так
как они присутствуют в биосфере с начала ее существования и являются в прямом смысле
информационным носителем для живых организмов [1]. Диапазон наиболее значимых в эко-
логическом смысле электромагнитных колебаний лежит в области сверхнизких частот [2].
Это значит, что именно в этом диапазоне следует искать реакции на электромагнитные
поля, которые могут лежать в основе электромагнитного импринтинга [2, 3] или вызывать
отклонения в развитии нервной системы, приводящие в онтогенезе к психическим и пси-
хосоматическим заболеваниям.
Во-вторых, очевидны перспективы применения МП в клинической медицине, так как
оно свободно проникает сквозь биологические ткани и относится к неинвазивным сред-
ствам. Сильные (около 1,5 кЭ) МП, применяемые при транскраниальной магнитной сти-
муляции и магнитосудорожной терапии, используются в психиатрии. Результаты исследо-
вания эффектов переменных МП меньшей напряженности часто оказываются противоре-
чивыми и неоднозначными (см., напр., [4–6]). Однако, опираясь на них, можно отметить,
164 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №1
что в первичных механизмах влияния МП на живые системы одно из ключевых явлений —
модификация взаимодействия ионов (в первую очередь Ca2+) с их водным или белковым
окружением. Вместе с тем кальциевый баланс нервных клеток, с одной стороны, очень
чувствителен к изменениям во внешней и внутренней среде организма, а с другой — ответ-
ственен за развитие многих физиологических и патологических процессов [7]. Поэтому изу-
чение влияния слабых переменных МП на ионный гомеостаз в нервной ткани представляет
большой интерес с позиций возможного применения в клинике и для выяснения общих
физиологических основ восприятия МП как фактора окружающей среды.
При некоторых патологических процессах, например ишемии при травме мозга, изме-
нения ионного баланса нервных клеток в какой-то степени отражаются и на общем содер-
жании ионов в головном мозге [8]. Влияние МП становится более заметным при действии
дополнительных факторов, стимулирующих накопление кальция или блокирующих его по-
ступление в нервную ткань, например, при содержании животных на кальциевом (10%
раствор СаCl2) или магниевом (MgSO4) питье [9]. Однако влияние МП на ионный баланс
в интактном (не травмированном) мозге при кальциевых и магниевых нагрузках и без них
не изучалось. В связи с этим нам представлялось целесообразным проведение таких иссле-
дований и сравнение их результатов.
Методы. Эксперименты проводили на лабораторных мышах-самцах в возрасте 2–4-х
мес. Всех животных тестировали в “открытом поле” для отбора особей с однотипной реа-
кцией на внешние воздействия, предпочтение отдавалось амбидекстрам со средним уровнем
эмоциональности и двигательной активности. В четырех опытных сериях исследовали вли-
яние МП на содержание ионов Ca2+ и Mg2+ в мозге животных после пяти ежедневных
экспозиций по 30 мин в сутки. В I серии воздействие МП осуществляли на интактных жи-
вотных; во II и III — на животных, содержащихся на питьевом 10%-м растворе MgSO4
и CaCl2 соответственно; в IV — моделировали ишемию мозговой ткани в результате ее ме-
ханического повреждения по методике [8]. В каждой серии МП имело напряженность HA
30 Э и частоты f 1,5, 8, 16, 24, 32, 40 и 50 Гц, соответствующие естественным геомагнитным
вариациям либо промышленным и бытовым электрическим источникам. Во всех сериях при
каждой частоте эксперимент проводили на пяти животных. МП получали подачей на соле-
ноид переменного электрического тока с генератора Г6–28 через усилитель. Все опытные
серии сопровождались соответствующими контрольными (n = 5 в каждой). После завер-
шения экспериментов определяли концентрацию ионов Ca2+ и Mg2+ в головном мозге при
анализе спектров эмиссии, полученных на спектрографе ИСП–30. Для удобства сравнения
результатов их нормировали относительно контрольных значений.
Результаты исследования и их обсуждение. В мозге интактных животных изме-
нение концентрации Ca2+ при влиянии МП оказалось малодостоверным, за исключением
частот 8 Гц (увеличение на 66%) и 40 Гц (снижение на 36%) (рис. 1, а). В большей степени
эффект МП проявился в увеличении концентрации ионов Mg2+, а частотная зависимость
[Mg2+] находится в противофазе с кривой для [Ca2+] (коэффициент корреляции r = −0,45).
Магниевая нагрузка (замещение питьевой воды на 10%-й раствор MgSО4) в течение
5 сут привела к существенному (на 42%) снижению концентрации Ca2+ и относительно
незначительному повышению концентрации Mg2+ (рис. 2). Экспозиция в МП почти пол-
ностью сняла эффект снижения концентрации Ca2+ на частотах 8 и 24 Гц (см. рис. 1, б ).
Действие МП на частоте 50 Гц усилило этот эффект на 47%. В целом характер зависимости
концентрации Ca2+ от частоты МП такой же, как при его воздействии на интактных (на
водном питье) животных (r = 0,46). Изменение концентрации Mg2+ при влиянии МП поч-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №1 165
Рис. 1. Частотная зависимость влияния переменного магнитного поля на [Ca
2+]норм (1 ) и [Mg
2+]норм (2 )
в головном мозге мышей. Значения в каждой точке нормированы к соответствующим контролям. Опытные
серии:
а — животные, содержавшиеся на обычной пищевой и питьевой диете; б, в — при замещении питьевой воды
на 10% растворы MgSO4 (б ) и CaCl2 (в); г — при моделировании ишемии в результате черепно-мозговой
травмы
ти на всех частотах было недостоверным и не соответствовало результатам первой серии
(r = 0,3). Лишь при f = 16 Гц произошло статистически значимое увеличение концент-
рации Mg2+ на 35%, а при f = 24 Гц — такое же по величине ее снижение. Обнаружива-
емые в группе животных без солевой нагрузки эффекты противоположно направленных
изменений концентрации Mg2+ и Ca2+ в зависимости от частоты МП в данной серии не
наблюдались либо были несколько замаскированными.
Содержание животных на кальциевом (10% раствор CaCl2) питье в течение 5 сут при-
вело к значительному (на 30%) увеличению концентрации Ca2+ при неизменном уровне
содержания Mg2+ (см. рис. 2). На всех частотах, кроме 1,5 и 8 Гц, эффект МП состоял
в противоположном по направлению изменении уровня кальция (см. рис. 1, в). Причем
при воздействии МП на частотах 24 и 50 Гц значение концентрации Ca2+ было близким
к норме, а на частотах 32 и 40 Гц — значительно (на 60 и 80% соответственно) ниже ее.
Действие поля с частотой 8 Гц выразилось в небольшом повышении концентрации Ca2+
относительно уровня контрольных животных с кальциевой нагрузкой. При 1,5 Гц концент-
рация ионов Ca2+ оказалась между значениями двух контрольных групп: ниже, чем при
кальциевой нагрузке, и выше, чем у интактных животных без солевых нагрузок. Общий
вид частотной зависимости сохраняется (r = 0,49 при сравнении с первой серией). Изме-
166 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №1
Рис. 2. Содержание ионов Ca
2+ и Mg
2+ в головном мозге мышей контрольных серий, нормированное к сред-
нему значению группы животных, не подвергавшихся никаким экспериментальным воздействиям:
1, 2 — при замещении в течение 5 сут питьевой воды на 10% растворы MgSO4 (1 ) и CaCl2 (2 ); 3 — при
моделировании ишемии в результате черепно-мозговой травмы на 5-е сут после ее нанесения
нение концентрации Mg2+ в зависимости от частоты МП оказалось обратно направленным
изменению содержания Ca2+. Лишь при f = 16 Гц проявился одновременный снижающий
концентрации этих ионов эффект, как и при магниевой нагрузке.
Нанесение экспериментальной черепно-мозговой травмы животным привело к увели-
чению концентрации Ca2+ аналогично кальциевой нагрузке, но в большей степени — 77%
(см. рис. 2). Концентрация ионов Mg2+ при этом незначительно возросла, что, по всей ви-
димости, является свидетельством работы внутренних механизмов компенсации излишнего
количества ионов кальция. Действие МП на всех частотах, кроме 8 Гц, вызвало существен-
ное снижение концентрации Ca2+, особенно на частотах 40 и 50 Гц. Примечательно, что при
остальных частотах МП содержание Ca2+ относительно полностью интактных животных
(контроль первой серии) было практически равным значению при действии МП в первой
серии, а коэффициент корреляции составил r = 0,95. Отсутствие на частоте МП 8 Гц эффе-
кта относительно контроля с травмой объясняется следующим. Если принять во внимание,
что накопление ионов Ca2+ при травме близко к максимальному для организма в данном
состоянии, то эффект дополнительного воздействия фактором (в нашем случае это HA при
f = 8 Гц), способствующим его увеличению, снижается. По-видимому, такое же объяснение
применимо и для серии при кальциевой нагрузке. Изменение концентрации Mg2+ в травми-
рованном мозге в зависимости от частоты МП произошло полностью в противофазе кривой
для кальция (r = −0,83). Эффект оказался достоверным при всех частотах, кроме 8 Гц.
При одновременном рассмотрении результатов всех серий экспериментов выявляется,
что лишь на частоте 8 Гц МП обусловливает увеличение концентрации ионов Ca2+ в нерв-
ной ткани и не влияет на содержание ионов Mg2+ по сравнению с соответствующими контро-
лями. Этот эффект минимален лишь при одновременном действии с кальциевой нагрузкой
и травмой, которые самостоятельно приводят к накоплению ионов Ca2+. При остальных
частотах влияние МП различается в зависимости от других экспериментальных условий
(солевая нагрузка или травма), но на частотах 32 и 40 Гц МП всегда способствует увели-
чению концентрации Mg2+ в мозге животных.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №1 167
Наблюдаемая во всех сериях, кроме экспериментов с магниевой нагрузкой, противофа-
за частотных зависимостей [Ca2+]отн и [Mg2+]отн, по всей видимости, обусловлена хорошо
известным физиологическим антагонизмом этих катионов. Можно предположить, что на-
рушение данной закономерности при магниевой нагрузке свидетельствует о независимом
эффекте МП на ионы магния, что проявляется при активации процессов его выведения из
нервной ткани.
Таким образом, влияние переменного МП на содержание ионов кальция и магния в го-
ловном мозге мышей изменяется в зависимости от его частоты. При наличии факторов,
кальцийблокирующих или способствующих излишнему накоплению ионов в нервной тка-
ни, действие МП заключается в модификации их эффекта от усиления до снятия и инвер-
тирования. Характер частотных зависимостей влияния МП на содержание ионов кальция
при дополнительных экспериментальных воздействиях или без них в целом не меняется,
при этом максимальные концентрации наблюдаются при f = 8 Гц. Большей изменчивости
в разных экспериментальных условиях подвержена частотная зависимость концентрации
магния.
Очевидно, что для установления более точных механизмов обнаруженных эффектов
и верификации высказанных предположений необходимо проведение экспериментов на от-
дельных нейронах и срезах.
1. Казначеев В.П., Михайлова Л.П. Биоинформационная функция естественных электромагнитных
полей. – Новосибирск: Наука, 1985. – 180 с.
2. Владимирский Б. М, Сидякин В.Г., Темурьянц Н.А. и др. Космос и биологические ритмы. – Сим-
ферополь, 1995. – 206 с.
3. Казначеев В.П., Деряпа Н. Р., Хаснулин В.И., Трофимов А.В. О феномене гелиогеофизического
импринтирования и его значении в формировании типов адаптивных реакций человека // Бюл. Сиб.
отд. АМН СССР. – 1985. – № 5. – С. 3–7.
4. Tonini R., Baroni M.D., Masala E. et al. Calcium protects differentiating neuroblastoma cells during
50 Hz electromagnetic radiation // Biophys. J. – 2001. – 81, No 5. – P. 2580–2589.
5. Obo M., Konishi S., Otaka Y., Kitamura S. Effect of magnetic field exposure on calcium channel currents
using patch clamp technique // Bioelectromagnetics. – 2002. – 23, No 5. – P. 306–314.
6. Леднев В. В. Биоэффекты слабых комбинированных постоянных и переменных магнитных полей //
Биофизика. – 1996. – 41, вып. 1. – С. 224–231.
7. Костюк П. Г., Костюк О.П., Лук’янець О.О. Iони кальцiю у функцiї мозку – вiд фiзiологiї до пато-
логiї. – Київ: Наук. думка, 2005. – 198 с.
8. Энглези А.П., Нецветов М.В., Постолюк И.Г. Динамика гистопатологической картины, ионного и
водного балансов, электрофизиологических показателей экспериментальной черепно-мозговой трав-
мы // Експерим. та клiн. фiзiологiя i бiохiмiя. – 2005. – № 3. – С. 38–44.
9. Энглези А.П., Хиженков П.К., Нецветов М.В. Комплексное применение кальциевых блокаторов
и низкочастотных механических колебаний в остром периоде экспериментальной черепно-мозговой
травмы // Травма. – 2005. – № 1. – С. 49–53.
Поступило в редакцию 26.04.2007Донецкий физико-технический институт
им. А.А. Галкина НАН Украины
168 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №1
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-4131 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:32:20Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Нецветов, М.В. Хиженков, П.К. Энглези, А.П. 2009-07-16T08:45:35Z 2009-07-16T08:45:35Z 2008 Влияние магнитных полей 1,5–50 Гц на концентрацию ионов кальция и магния в головном мозге мышей / М.В. Нецветов, П.К. Хиженков, А.П. Энглези // Доп. НАН України. — 2008. — № 1. — С. 164-168. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4131 577.3 The goal of our research was to determine the influence of low magnetic fields on the concentration of Ca2+ and Mg2+ ions in the brain tissue of experimental mice. During the experiment, one group of animals was kept intact (group 1), another one drank MgSO4 10% solutions instead of water (group 2) or CaCl2 10% solution (group 3), and the fourth one was with experimental brain injury and drank water (group 4). All of them were treated with magnetic fields H = 30
 Oe and different low frequencies. Control animal groups were observed out of the magnetic field. The effect of magnetic fields on intact mice varies, by depending on the frequency. The dependence of [Ca2+] on the field frequency doesn’t alter much. But the dependence of [Mg2+]
 on the frequency is different under different experimental conditions. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Біологія Влияние магнитных полей 1,5–50 Гц на концентрацию ионов кальция и магния в головном мозге мышей Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние магнитных полей 1,5–50 Гц на концентрацию ионов кальция и магния в головном мозге мышей Нецветов, М.В. Хиженков, П.К. Энглези, А.П. Біологія |
| title | Влияние магнитных полей 1,5–50 Гц на концентрацию ионов кальция и магния в головном мозге мышей |
| title_full | Влияние магнитных полей 1,5–50 Гц на концентрацию ионов кальция и магния в головном мозге мышей |
| title_fullStr | Влияние магнитных полей 1,5–50 Гц на концентрацию ионов кальция и магния в головном мозге мышей |
| title_full_unstemmed | Влияние магнитных полей 1,5–50 Гц на концентрацию ионов кальция и магния в головном мозге мышей |
| title_short | Влияние магнитных полей 1,5–50 Гц на концентрацию ионов кальция и магния в головном мозге мышей |
| title_sort | влияние магнитных полей 1,5–50 гц на концентрацию ионов кальция и магния в головном мозге мышей |
| topic | Біологія |
| topic_facet | Біологія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4131 |
| work_keys_str_mv | AT necvetovmv vliâniemagnitnyhpolei1550gcnakoncentraciûionovkalʹciâimagniâvgolovnommozgemyšei AT hiženkovpk vliâniemagnitnyhpolei1550gcnakoncentraciûionovkalʹciâimagniâvgolovnommozgemyšei AT éngleziap vliâniemagnitnyhpolei1550gcnakoncentraciûionovkalʹciâimagniâvgolovnommozgemyšei |