Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 52630 10.29039/rusjbpc.2022.0527 Общая биофизика General biophysics Общая биофизика TIME DYNAMICS OF PRODUCTION OF REACTIVE OXYGEN SPECIES BY NEUTROPHILS AFTER TREATMENT UNDER HYPOMAGNETIC CONDITIONS ВРЕМЕННАЯ ДИНАМИКА ПРОДУКЦИИ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА НЕЙТРОФИЛАМИ ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ГИПОМАГНИТНЫХ УСЛОВИЯХ Шаев Игорь Александрович Shaev I. A. Яблокова Елена Владиславовна Yablokova E. V. e.v.yablokova@mail.ru

кандидат химических наук;

candidate of chemical sciences;

 Новиков Вадим Викторович Novikov V. V. docmag@mail.ru

доктор биологических наук;

doctor of sciences in biology;

 ФИЦ ПНЦБИ РАН Пущино Россия PSCBR RAS Pushchino Russian Federation ФИЦ ПНЦБИ РАН Пущино Россия PSCBR RAS Pushchino Russian Federation ФИЦ ПНЦБИ РАН Пущино Россия PSCBR RAS Pushchino Russian Federation 28 09 2022 28 09 2022 7 3 363 368 20 09 2022 20 09 2022 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/52630/view

Было показано, что инкубация суспензии перитонеальных нейтрофилов мышей в течение 30 минут в гипомагнитных условиях, полученных при помощи пермаллоевых магнитных экранов (постоянное магнитное поле не более 20 нТл, уровень переменных техногенных помех снижен до единиц нТл), вызывает существенное снижение (около 48%) интенсивности сигнала люцигенин-зависимой хемилюминесценции, измеренного сразу после инкубации. Спустя 20 минут после магнитной обработки (с последующей инкубацией в условиях геомагнитного поля в течение этого времени, индукция 44 мкТл, уровень магнитных помех на частоте 50 Гц составлял 15-50 нТл) различия между контрольными и опытными группами сохраняются полностью (разница составила около 49%). Через 40 и 60 минут после воздействия «нулевого» поля с последующей выдержкой образцов в геомагнитном поле в течение указанных интервалов времени разница между контрольными и опытными образцами уменьшалась до 32% и 22% соответственно. Данный эффект зарегистрирован без дополнительной активации нейтрофилов химическими агентами, инициирующими респираторный взрыв, такими как формилированный пептид N-formyl-Met-Leu-Phe или форболовый эфир форбол-12-меристат-13-ацетат, и не был связан с воздействием на клеточные системы, обеспечивающие этот взрыв.

. It was shown that incubation of a suspension of mouse peritoneal neutrophils for 30 minutes under hypomagnetic conditions obtained using permalloy magnetic screens (a constant magnetic field of not more than 20 nT, the level of variable man-made noise is reduced to a few nT) causes a significant decrease (about 48%) signal intensity of lucigenin-dependent chemiluminescence measured immediately after incubation. 20 minutes after magnetic treatment (followed by incubation in a geomagnetic field during this time, induction 44 μT, the level of magnetic interference at a frequency of 50 Hz was 15-50 nT), the differences between the control and experimental groups remain completely (the difference was about 49%). In 40 and 60 minutes after exposure to the "zero" field, followed by keeping the samples in the geomagnetic field for the specified time intervals, the difference between the control and experimental samples decreased to 32% and 22%, respectively. This effect was registered without additional activation of neutrophils by chemical agents initiating respiratory burst, such as N-formyl-Met-Leu-Phe formylated peptide or phorbol-12-meristat-13-acetate phorbol ester, and was not associated with effects on cellular systems, providing this explosion.

 гипомагнитное поле геомагнитное поле нейтрофилы активные формы кислорода люцигенин хемилюминесценция hypomagnetic field geomagnetic field neutrophils reactive oxygen species lucigenin chemiluminescence

Zhang H., Zhang Z., Mo W. et al. Shielding of the geomagnetic field reduces hydrogen peroxide production in human neuroblastoma cell and inhibits the activity of CuZn superoxide dismutase. Protein Cell, 2017, vol. 8, no. 7, pp. 527-537. Zhang H., Zhang Z., Mo W. et al. Shielding of the geomagnetic field reduces hydrogen peroxide production in human neuroblastoma cell and inhibits the activity of CuZn superoxide dismutase. Protein Cell, 2017, vol. 8, no. 7, pp. 527-537. Martino C.F., Castello P.R. Modulation of hydrogen peroxide production in cellular systems by low level magnetic fields. PLoS ONE, 2011, vol. 6, no. 8, e22753. Martino C.F., Castello P.R. Modulation of hydrogen peroxide production in cellular systems by low level magnetic fields. PLoS ONE, 2011, vol. 6, no. 8, e22753. Politanski P., Rajkowska E., Brodecki M. et al. Combined effect of X-ray radiation and static magnetic fields on reactive oxygen species in rat lymphocytes in vitro. Bioelectromagnetics, 2013, vol. 34, pp. 333-336. Politanski P., Rajkowska E., Brodecki M. et al. Combined effect of X-ray radiation and static magnetic fields on reactive oxygen species in rat lymphocytes in vitro. Bioelectromagnetics, 2013, vol. 34, pp. 333-336. Binhi V.N., Prato F.S. Biological effects of the hypomagnetic field: Analytical review of experiments and theories. PLoS ONE, 2017, vol. 12, no. 6, e0179340. Binhi V.N., Prato F.S. Biological effects of the hypomagnetic field: Analytical review of experiments and theories. PLoS ONE, 2017, vol. 12, no. 6, e0179340. Zhang B., Tian L. Reactive oxygen species: potential regulatory molecules in response to hypomagnetic field exposure. Bioelectromagnetics, 2020, vol. 41, no. 8, pp. 573-580. Zhang B., Tian L. Reactive oxygen species: potential regulatory molecules in response to hypomagnetic field exposure. Bioelectromagnetics, 2020, vol. 41, no. 8, pp. 573-580. Новиков В.В., Яблокова Е.В., Фесенко Е.Е. Влияние «нулевого» магнитного поля на продукцию активных форм кислорода в нейтрофилах. Биофизика, 2018, т. 63, № 3, с. 484-488. Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. The effect of a «zero» magnetic field on the production of reactive oxygen species in neutrophils. Biophysics, 2018. vol. 63, no. 3, pp. 365-368. (In Russ.) Новиков В.В., Яблокова Е.В., Валеева Э.Р., Фесенко Е.Е. К вопросу о молекулярных механизмах действия «нулевого» магнитного поля на продукцию активных форм кислорода в неактивированных нейтрофилах. Биофизика, 2019, т. 64, № 4, с. 720-725. Novikov V.V., Yablokova E.V., Valeeva E.R., Fesenko E.E. On the molecular mechanisms of the effect of a zero magnetic field on the production of reactive oxygen species in inactivated neutrophils. Biophysics, 2019, vol. 64, no. 4, pp. 371-375. (In Russ.) Новиков В.В., Яблокова Е.В., Шаев И.А., Фесенко Е.Е. Влияние слабого постоянного магнитного поля в диапазоне величин от «нулевого» поля (0,01 мкТл) до 100 мкТл на продукцию активных форм кислорода в неактивированных нейтрофилах. Биофизика, 2020, т. 65, № 2, с. 524-529. Novikov V.V., Yablokova E.V., Shaev I.A., Fesenko E.E. The effect of a weak static magnetic field in the range of magnitudes from a “Zero” Field (0.01 µT) to 100 µT on the production of reactive oxygen species in nonactivated neutrophils. Biophysics, 2020, vol. 65, no. 3, pp. 443-447. (In Russ.) Aasen T.B., Bolann B., Glette J., Ulvik R.J., Schreiner A. Lucigenin-dependent chemiluminescence in mononuclear phagocytes. Role of superoxide anion. Scand. J. Clin. Lab. Invest., 1987, vol. 47, pp. 673-679. Aasen T.B., Bolann B., Glette J., Ulvik R.J., Schreiner A. Lucigenin-dependent chemiluminescence in mononuclear phagocytes. Role of superoxide anion. Scand. J. Clin. Lab. Invest., 1987, vol. 47, pp. 673-679. Джатдоева А.А., Проскурнина Е.В., Нестерова А.М. и др. Митохондрии как источники супероксидного анион-радикала в тромбоцитах. Биологические мембраны, 2017, т. 34, № 6, с. 116-123. Dzhatdoeva A.A., Proskurnina E.V., Nesterova A.M. et al. Mitochondria as a Source of Superoxide Anion Radical in Human Platelets. Biochemistry, 2018, vol. 12, pp. 43-49. (In Russ.) Новиков В.В., Яблокова Е.В., Шаев И.А., Фесенко Е.Е. Снижение продукции супероксидного анион-радикала в нейтрофилах в результате действия «нулевого» магнитного поля. Биофизика, 2020, т. 65, № 4, с. 735-740. Novikov V.V., Yablokova E.V., Shaev I.A., Fesenko E.E. Decreased production of the superoxide anion radical in neutrophils exposed to a near-null magnetic field. Biophysics, 2020, vol. 65, no. 4, pp. 625-630. (In Russ.) Новиков В.В., Яблокова Е.В., Фесенко Е.Е. Снижение интенсивности респираторного взрыва в нейтрофилах после воздействия определенных режимов слабых комбинированных магнитных полей. Биофизика, 2020, т. 65, № 1, с. 97-103. Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. A decrease of the respiratory burst in neutrophils after exposure to weak combined magnetic fields of a certain duration. Biophysics, 2020, vol. 65, no. 1, pp. 82-87. (In Russ.) Barnes F., Kandala S. Effects of time delays on biological feedback systems and electromagnetic field exposures. Bioelectromagnetics, 2018, vol. 39, pp. 249-252. Barnes F., Kandala S. Effects of time delays on biological feedback systems and electromagnetic field exposures. Bioelectromagnetics, 2018, vol. 39, pp. 249-252. Barnes F., Greenebaum B. Setting Guidelines for Electromagnetic Exposures and Research Needs. Bioelectromagnetics, 2020, vol. 41, pp. 392-397. Barnes F., Greenebaum B. Setting Guidelines for Electromagnetic Exposures and Research Needs. Bioelectromagnetics, 2020, vol. 41, pp. 392-397. Osipenko M., Mezhevikina L., Krasts I., Yashin V., Novikov V., Fesenko E. Deterioration of murine embryonic fibroblasts and early embryos upon magnetic field deprivation. Biophysics, 2008, vol. 53, pp. 317-321. Osipenko M., Mezhevikina L., Krasts I., Yashin V., Novikov V., Fesenko E. Deterioration of murine embryonic fibroblasts and early embryos upon magnetic field deprivation. Biophysics, 2008, vol. 53, pp. 317-321. Trukhanov K., Gur'eva T., Dadasheva O., Kruglov O., Lebedev V., Spasskii A. Embryogenesis of the Japanese quail in hypomagnetic conditions applied to deep space flights. Radiats Biol Radioecol, 2014, vol. 54, pp. 179-185. Trukhanov K., Gur'eva T., Dadasheva O., Kruglov O., Lebedev V., Spasskii A. Embryogenesis of the Japanese quail in hypomagnetic conditions applied to deep space flights. Radiats Biol Radioecol, 2014, vol. 54, pp. 179-185. Крылов В.В., Осипова Е.А., Панкова Н.А., Таликина М.Г., Чеботарева Ю.В., Изюмов Ю.Г., Батракова А.А., Непомнящих В.А. Влияние временного смещения суточной геомагнитной вариации на эмбрионы плотвы Rutilus rutilus L. Сравнение с эффектами имитации геомагнитных бурь. Биофизика, 2017, т. 62, № 4, с. 825-832. Krylov V.V., Osipova E.A., Pankova N.A., Talikina M.G., Chebotareva Y.V., Izyumov Y.G., Nepomnyashchikh V.A., Batrakova A.A. The effect of a temporal shift in diurnal geomagnetic variation on roach Rutilus Rutilus L. embryos: a comparison with effects of simulated geomagnetic storms. Biophysics, 2017, vol. 62, no. 4, pp. 675-681. (In Russ.) Новиков В.В., Шейман И.М., Фесенко Е.Е. Действие слабого и сверхслабого постоянного магнитного поля на интенсивность бесполого размножения планарий Dugesia tigrine. Биофизика, 2007, т. 52, вып. 5, c. 912-915. Novikov V.V., Sheiman I.M., Fesenko E.E. The effect of weak and superweak constant magnetic fields on the intensity of asexual reproduction of Dugesia tigrina planarians. Biophysics, 2007, vol. 52, iss. 5, pp. 912-915. (In Russ.) Novikov V.V., Sheiman I.M., Fesenko E.E. Effect of weak static and low-frequency alternating magnetic fields on the fission and regeneration of the planarian Dugesia (Girardia) tigrine. Bioelectromagnetics, 2008, vol. 29, pp. 387-393. Novikov V.V., Sheiman I.M., Fesenko E.E. Effect of weak static and low-frequency alternating magnetic fields on the fission and regeneration of the planarian Dugesia (Girardia) tigrine. Bioelectromagnetics, 2008, vol. 29, pp. 387-393. Van Huizen A.V., Morton J.M., Kinsey L.J., Von Kannon D.G., Saad M.A., Birkholz T.R., Czajka J.M., Cyrus J., Barnes F.S., Beane W.S. Weak magnetic fields alter stem cell-mediated growth. Sci Adv, 2019, vol. 5, eaau7201. Van Huizen A.V., Morton J.M., Kinsey L.J., Von Kannon D.G., Saad M.A., Birkholz T.R., Czajka J.M., Cyrus J., Barnes F.S., Beane W.S. Weak magnetic fields alter stem cell -mediated growth. Sci Adv, 2019, vol. 5, eaau7201. Леднев В.В., Сребницкая Л.К., Ильясова Е.Н., Рождественская З.Е., Климов А.А., Тирас Х.П. Слабое комбинированное магнитное поле, настроенное на переметрический резонанс ядерных спинов атомов водорода, увеличивает пролиферативную активность необластов в регенерирующих планариях Dugesia tigrina. ДАН, 1996, т. 348, вып. 6, с. 830-833. Lednev V.V., Srebnitskaya L.K., Ilyasova E.N., Rozhdestvenskaya Z.E., Klimov A.A., Tiras Kh.P. A weak combined magnetic field tuned to the permetric resonance of nuclear spins of hydrogen atoms increases the proliferative activity of neoblasts in the regenerating planaria Dugesia tigrina. DAN, 1996, vol. 348, iss. 6, pp. 830-833 (In Russ.) Тирас Х.П., Петрова О.Н., Мякишева С.Н., Асланиди К.Б. Биологические эффекты слабых магнитных полей: cравнительный анализ. Фундаментальные исследования, 2014, № 12 (часть 7), с. 1442-1451. Tiras Kh.P., Petrova O.N., Myakisheva S.N., Aslanidi K.B. Biological effects of weak magnetic fields: a comparative analysis. Basic research, 2014, no. 12 (part 7), pp. 1442-1451. (In Russ.) Zhang B., Lu H., Xi W., Zhou X., Xu S., Zhang K., Guo A. Exposure to hypomagnetic field space for multiple generations causes amnesia in Drosophila melanogaster. Neurosci Lett, 2004, vol. 371, pp. 190-195. Zhang B., Lu H., Xi W., Zhou X., Xu S., Zhang K., Guo A. Exposure to hypomagnetic field space for multiple generations causes amnesia in Drosophila melanogaster. Neurosci Lett, 2004, vol. 371, pp. 190-195. Binhi V.N., Sarimov R.M. Zero magnetic field effect observed in human cognitive processes. Electromagn Biol Med, 2009, vol. 28, pp. 310-315. Binhi V.N., Sarimov R.M. Zero magnetic field effect observed in human cognitive processes. Electromagn Biol Med, 2009, vol. 28, pp. 310-315. Barnes F., Greenebaum B. The effects of weak magnetic fields on radical pairs. Bioelectromagnetics, 2015, vol. 36, pp. 45-54. Barnes F., Greenebaum B. The effects of weak magnetic fields on radical pairs. Bioelectromagnetics, 2015, vol. 36, pp. 45-54. Ponomarev V.O., Novikov V.V. Effect of low-frequency alternating magnetic fields on the rate of biochemical reactions proceeding with formation of reactive oxygen species. Biophysics, 2009, vol. 54, pp. 163-168. Ponomarev V.O., Novikov V.V. Effect of low-frequency alternating magnetic fields on the rate of biochemical reactions proceeding with formation of reactive oxygen species. Biophysics, 2009, vol. 54, pp. 163-168.