Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 83230 10.29039/rusjbpc.2023.0601 ОБЩАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА GENERAL AND MOLECULAR BIOPHYSICS ОБЩАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА COMPARATIVE ANALYSIS OF THE INHIBITORY EFFECTS OF THE HYPOMAGNETIC FIELD AND COMBINED MAGNETIC FIELDS ON THE PRODUCTION OF REACTIVE OXYGEN SPECIES (ROS) BY NEUTROFILS СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИНГИБИРУЮЩИХ ЭФФЕКТОВ ГИПОМАГНИТНОГО ПОЛЯ И КОМБИНИРОВАННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ПРОДУКЦИЮ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА (АФК) НЕЙТРОФИЛАМИ Новиков Вадим Викторович Novikov V. V. docmag@mail.ru

доктор биологических наук;

doctor of sciences in biology;

 Яблокова Елена Владиславовна Yablokova E. V. e.v.yablokova@mail.ru

кандидат химических наук;

candidate of chemical sciences;

 Шаев Игорь Александрович Shaev I. A. Новикова Н. И. Novikova N. I. Фесенко Е. Е. Fesenko E. E. 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 Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН Пущино Россия Shemyakin–Ovchinnikov Institute of bioorganic chemistry RAS Pushchino Russian Federation ФИЦ ПНЦБИ РАН Пущино Россия PSCBR RAS Pushchino Russian Federation 21 05 2024 21 05 2024 8 2 143 150 19 07 2024 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/83230/view

В работе показано, что снижение фоновой продукции активных форм кислорода (АФК) в перитонеальных нейтрофилах мышей после кратковременного (40 минут) пребывания в гипомагнитных условиях (остаточное поле  10 нТл) при физиологических температурах, выявляемое методом люцигенин-зависимой хемилюминесценции, не сопровождается нарушением хемилюминесцентного ответа на активаторы респираторного взрыва: формилированный пептид N-formyl-Met-Leu-Phe (fMLF) и форболовый эфир форбол-12-меристат-13-ацетата (ФМА). Эти результаты получены методами активированной хемилюминесценции с использованием люцигенина и люминола и различных комбинаций применения активаторов продукции АФК (ФМА и/или fMLF). В отличие от этого, действие комбинированных параллельных постоянного (индукция 60 мкТл) и переменного (диапазон амплитуд 60-180 нТл, частота 49,5 Гц) магнитных полей (КМП) приводит к снижению хемилюминесцентного ответа на эти активаторы. Эти данные свидетельствуют о различных источниках АФК, реагирующих на действия определенных режимов КМП и гипомагнитного поля в нейтрофилах. Проведенное исследование, в совокупности с ранее полученными результатами, позволяет исключить системы, контролирующие респираторный взрыв в нейтрофилах, из числа основных мишеней и акцепторов, реагирующих на кратковременную депривацию магнитного поля.

The article reveals that a decrease in the background production of reactive oxygen species (ROS) in the peritoneal neutrophils of mice after a short-term (40 minutes) stay in hypomagnetic conditions (residual field  10 nT) at physiological temperatures, detected by the method of lucigenin-dependent chemiluminescence, is not accompanied by a violation of chemiluminescent response to respiratory burst activators: formylated peptide N-formyl-Met-Leu-Phe (fMLF) and phorbol ester of phorbol-12-meristat-13-acetate (PMA). These results were obtained by activated chemiluminescence using lucigenin or luminol and various combinations of ROS production activators (PMA and/or fMLF). In contrast, the action of combined parallel constant (induction 60 μT) and alternating (amplitude range 60-180 nT, frequency 49.5 Hz) magnetic fields (CMF) leads to a decrease in the chemiluminescent response to these activators. These data indicate different sources of ROS that respond to certain modes of CMF and hypomagnetic field in neutrophils. The conducted research and the previously obtained results enable to exclude the systems that control the respiratory burst in neutrophils from the main targets and acceptors that respond to short-term deprivation of the magnetic field.

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

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 (Moscow), 2018, vol. 63, no. 3, pp. 365-368 (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 (Moscow), 2020, vol. 65, no. 4, pp. 625-630 (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. 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 (Moscow), 2019, vol. 64, no. 4, pp. 371-375 (In Russ.). Шаев И.А., Новиков В.В. Влияние слабых переменных магнитных полей на нейтрофильные гранулоциты. Аналитический обзор. Физика биологии и медицины, 2023, № 1, с. 26-43, doi: 10.7256/2730-0560.2023.1.40410. Shaev I.A., Novikov V.V. Influence of weak alternating magnetic fields on neutrophilic granulocytes. Analytical review. Physics of Biology and Medicine, 2023, no. 1, pp. 26-43 (In Russ.). Cuppen J., Gradinaru C., Raap-van Sleuwen B., de Wit A., van der Vegt T., Savelkoul H. LF-EMF Compound block type signal activates human neutrophilic granulocytes in vivo. Bioelectromagnetics, 2022, vol. 43, no. 5, pp. 309-316. Cuppen J., Gradinaru C., Raap-van Sleuwen B., de Wit A., van der Vegt T., Savelkoul H. LF-EMF Compound block type signal activates human neutrophilic granulocytes in vivo. Bioelectromagnetics, 2022, vol. 43, no. 5, pp. 309-316. Poniedzialek B., Rzymski P., Nawrocka-Bogusz H., Jaroszyk F., Wiktorowicz K. The effect of electromagnetic field on reactive oxygen species production in human neutrophils in vitro. Electromagn Biol Med, 2013, vol. 32, no. 3, pp. 333-341. Poniedzialek B., Rzymski P., Nawrocka-Bogusz H., Jaroszyk F., Wiktorowicz K. The effect of electromagnetic field on reactive oxygen species production in human neutrophils in vitro. Electromagn Biol Med, 2013, vol. 32, no. 3, pp. 333-341. Белова Н.А., Поцелуева М.М., Сребницкая Л.К., Знобищева А.В., Леднев В.В. Регуляция скорости образования активных форм кислорода в перитонеальных нейтрофилах мышей с помощью слабых магнитных полей. Биофизика, 2010, т. 55, № 4, с. 657-663. Belova N.A., Potselueva M.M., Srebnitskaya L.K., Znobishcheva A.V., Lednev V.V. Effects of weak magnetic fields on the production of reactive oxygen species in peritoneal neutrophils in mice. Biofizika, 2010, vol. 55, no. 4, pp. 657-663 (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 (Moscow), 2020, vol. 65, no. 1, pp. 82-87 (In Russ.). Проскурнина Е.В., Созарукова М.М., Полимова А.М., Прудникова М.А., Аметов А.С., Владимиров Ю.А. Новый хемилюминесцентный метод оценки функциональной активности нейтрофилов при обследовании пациентов с сахарным диабетом 2-го типа. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2016, т. 161, № 2, с. 288-291. Proskurnina E.V., Sozarukova M.M., Polimova A.M., Prudnikova M.A., Ametov A.S., Vladimirov Yu.A. A new chemiluminescent method for assessing the functional activity of neutrophils in the examination of patients with type 2 diabetes mellitus. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2016, vol. 161, no. 2, pp. 288-291 (In Russ.). Rossi F., Bellavite P., Berton G. et al. The respiratory burst of phagocytic cells: facts and problems. Adv. Exp. Med. Biol., 1982, vol. 141, pp. 283-322. Rossi F., Bellavite P., Berton G. et al. The respiratory burst of phagocytic cells: facts and problems. Adv. Exp. Med. Biol., 1982, vol. 141, pp. 283-322. Сафронова В.Г., Габдулхакова А.Г., Миллер А.В. и др. Вариабельность действия инсулина на респираторный взрыв в нейтрофилах. Роль тирозиновых киназ и фосфотаз. Биохимия, 2001, т. 66, с. 840-849. Safronova V.G., Gabdulkhakova A.G., Miller A.V. et al. Variability of insulin action on respiratory burst in neutrophils. The role of tyrosine kinases and phosphatases. Biokhimiya, 2001, vol. 66, pp. 840-849 (In Russ.).