Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54238 Общая биофизика General biophysics Общая биофизика SPECIALITIES OF INFLUENCE OF «ZERO» AND COMBINED MAGNETIC FIELDS ON PRODUCTION OF REACTIVE OXYGEN SPECIES IN NEUTROPHILS ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ «НУЛЕВОГО» И КОМБИНИРОВАННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ПРОДУКЦИЮ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА В НЕЙТРОФИЛАХ Новиков В В Novikov V V docmag@mail.ru Яблокова Е В Yablokova E V Новикова Н. И. Novikova N. I. Институт биофизики клетки РАН ru Institute of Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences ru Институт биофизики клетки РАН ru Institute of Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences ru Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН Пущино Россия Shemyakin–Ovchinnikov Institute of bioorganic chemistry RAS Pushchino Russian Federation 25 03 2018 25 03 2018 3 1 23 29 20 03 2018 20 03 2018 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54238/view

Показано, что 1,5 часовое экспонирование перитонеальных нейтрофилов мышей при физиологических температурах в слабых комбинированных постоянном (42 мкТл) и коллинеарном ему низкочастотном переменном (сумма частот 1,0; 4,4 и 16,5 Гц, амплитуда 0,86 мкТл) магнитных полях вызывает усиление внутриклеточной продукции активныx форм кислорода, регистрируемое по изменению интенсивности флуоресценции продуктов окисления 2,7-дихлордигидрофлуоресцеина и дигидрородамина 123. Дополнительное введение малых концентраций активаторов респираторного взрыва (формилированного пептида N-formyl-Met-Leu-Phe или форболового эфира форбол-12-меристат-13-ацетата) значительно усиливает степень выраженности этого эффекта слабых магнитных полей. В отличие от этого экспонирование нейтрофилов при магнитном экранировании в гипомагнитных условиях (остаточное постоянное магнитное поле 20 нТл) вызывает снижение внутриклеточной продукции активных форм кислорода. При дополнительном введении малых концентраций активаторов респираторного взрыва этот эффект гипомагнитного поля сохраняется.

It was shown that a 1.5 hour-long exposure of mouse peritoneal neutrophils to a combination of a weak constant magnetic field (42 μT) and low-frequency alternating magnetic field collinear to the weak constant magnetic field (the sum of the frequencies 1.0, 4.4, and 16.5 Hz; amplitude, 0.86 μT) at physiological temperatures caused an increase in the intracellular production of reactive oxygen species, as measured by the changes in fluorescence of the products of 2,7-dichlorodihydrofluorescein and dihydrorhodamine 123 oxidation. The effect of weak magnetic fields was significantly more pronounced in the presence of low concentrations of respiratory burst activators (N-formyl-Met-Leu-Phe or phorbol-12-meristate-13-acetate). In contrast, exposure of neutrophils under magnetic shielding in hypomagnetic conditions (residual static magnetic field of 20 nT) causes a decrease in intracellular production of reactive oxygen species. The effect of the hypomagnetic field is observed after respiratory burst activators applied at low concentrations are additionally added.

 магнитное поле гипомагнитное поле нейтрофилы кровь активные формы кислорода флуоресценция magnetic field hypomagnetic field neutrophils blood reactive oxygen species fluorescence

Бинги В.Н. Принципы электромагнитной биофизики. М: Физматлит, 2011, 592 с. [Binhi V.N. Principles of Electromagnetic Biophysics. Moscow: Fizmatlit, 2011, 592 p. (In Russ.)] Bingi V.N. Principy elektromagnitnoy biofiziki. M: Fizmatlit, 2011, 592 s. [Binhi V.N. Principles of Electromagnetic Biophysics. Moscow: Fizmatlit, 2011, 592 p. (In Russ.)] Новиков В.В., Пономарев В.О., Новиков Г.В., Кувичкин В.В., Яблокова Е.В., Фесенко Е.Е. Эффекты и молекулярные механизмы биологического действия слабых и сверхслабых магнитных полей. Биофизика, 2010, т. 55, № 4, с. 631-639. [Novikov V.V., Ponomarev V.O., Novikov G.V., Kuvichin V.V., Yablokova E.V. Fesenko E.E. Effects and molecular mechanisms of the biological action of weak and extremely weak magnetic fields. Biophysics, 2010, vol. 55, no. 4, pp. 631-639. (In Russ.)] Novikov V.V., Ponomarev V.O., Novikov G.V., Kuvichkin V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. Effekty i molekulyarnye mehanizmy biologicheskogo deystviya slabyh i sverhslabyh magnitnyh poley. Biofizika, 2010, t. 55, № 4, s. 631-639. [Novikov V.V., Ponomarev V.O., Novikov G.V., Kuvichin V.V., Yablokova E.V. Fesenko E.E. Effects and molecular mechanisms of the biological action of weak and extremely weak magnetic fields. Biophysics, 2010, vol. 55, no. 4, pp. 631-639. (In Russ.)] Бучаченко А.Л. Магнитно-зависимые молекулярные и химические процессы в биохимии, генетике и медицине. Успехи химии, 2014, т. 83, № 1, с. 1-12. [Buchachenko A.L. Magnetic-dependent molecular and chemical processes in biochemistry, genetics and medicine. Usp. Khim, 2014, vol. 83, no. 1, pp. 1-12. (In Russ.)] Buchachenko A.L. Magnitno-zavisimye molekulyarnye i himicheskie processy v biohimii, genetike i medicine. Uspehi himii, 2014, t. 83, № 1, s. 1-12. [Buchachenko A.L. Magnetic-dependent molecular and chemical processes in biochemistry, genetics and medicine. Usp. Khim, 2014, vol. 83, no. 1, pp. 1-12. (In Russ.)] Пономарев В.О., Новиков В.В. Действие низкочастотных переменных магнитных полей на скорость биохимических реакций, приводящих к образованию активных форм кислорода. Биофизика, 2009, т. 54, № 2, с. 235-241. [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, no. 2, pp. 235-241. (In Russ.)] Ponomarev V.O., Novikov V.V. Deystvie nizkochastotnyh peremennyh magnitnyh poley na skorost' biohimicheskih reakciy, privodyaschih k obrazovaniyu aktivnyh form kisloroda. Biofizika, 2009, t. 54, № 2, s. 235-241. [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, no. 2, pp. 235-241. (In Russ.)] Новиков В.В., Яблокова Е.В., Фесенко Е.Е. Действие комбинированных магнитных полей с очень слабой переменной низкочастотной компонентой на люминолзависимую хемилюминесценцию крови млекопитающих. Биофизика, 2015, т. 60, № 3, с. 530-533. [Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. The action of combined magnetic fields with a very weak low-frequency alternating component on luminol-dependent chemiluminescence in mammalian blood. Biophysics, 2015, vol. 60, no. 3, pp. 530-530. (In Russ.)] Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. Deystvie kombinirovannyh magnitnyh poley s ochen' slaboy peremennoy nizkochastotnoy komponentoy na lyuminolzavisimuyu hemilyuminescenciyu krovi mlekopitayuschih. Biofizika, 2015, t. 60, № 3, s. 530-533. [Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. The action of combined magnetic fields with a very weak low-frequency alternating component on luminol-dependent chemiluminescence in mammalian blood. Biophysics, 2015, vol. 60, no. 3, pp. 530-530. (In Russ.)] Новиков В.В., Яблокова Е.В., Фесенко Е.Е. Действие слабых магнитных полей на хемилюминесценцию крови человека. Биофизика, 2016, т. 61, № 1, с. 126-130. [Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. The effect of weak magnetic fields on the chemiluminescence of human blood. Biophysics, 2016, vol. 61, no. 1, pp. 126-130. (In Russ.)] Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. Deystvie slabyh magnitnyh poley na hemilyuminescenciyu krovi cheloveka. Biofizika, 2016, t. 61, № 1, s. 126-130. [Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. The effect of weak magnetic fields on the chemiluminescence of human blood. Biophysics, 2016, vol. 61, no. 1, pp. 126-130. (In Russ.)] Новиков В.В., Яблокова Е.В., Фесенко Е.Е. Праймирование респираторного взрыва у нейтрофилов in vitro при действии слабых комбинированных постоянного и низкочастотного переменного магнитных полей. Биофизика, 2016, т. 61, № 3, с. 510-515. [Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. Priming of the respiratory burst in neutrophils exposed to a combination of weak constant and alternating low-frequency magnetic fields in vitro. Biophysics, 2016, vol. 61, no. 3, pp. 510-515. (In Russ.)] Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. Praymirovanie respiratornogo vzryva u neytrofilov in vitro pri deystvii slabyh kombinirovannyh postoyannogo i nizkochastotnogo peremennogo magnitnyh poley. Biofizika, 2016, t. 61, № 3, s. 510-515. [Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. Priming of the respiratory burst in neutrophils exposed to a combination of weak constant and alternating low-frequency magnetic fields in vitro. Biophysics, 2016, vol. 61, no. 3, pp. 510-515. (In Russ.)] Новиков В.В., Яблокова Е.В., Фесенко Е.Е. Влияние слабых магнитных полей на продукцию активных форм кислорода в нейтрофилах. Биофизика, 2016, т. 61, № 6, с. 1159-1163. Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. The effect of weak magnetic fields on the production of reactive oxygen species in neutrophils. Biophysics, 2016, vol. 61, no. 6, pp. 1159-1163. (In Russ.)] Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. Vliyanie slabyh magnitnyh poley na produkciyu aktivnyh form kisloroda v neytrofilah. Biofizika, 2016, t. 61, № 6, s. 1159-1163. Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. The effect of weak magnetic fields on the production of reactive oxygen species in neutrophils. Biophysics, 2016, vol. 61, no. 6, pp. 1159-1163. (In Russ.)] Новиков В.В., Яблокова Е.В., Фесенко Е.Е. Роль гидроксильных радикалов и ионов кальция в праймировании респираторного взрыва в нейтрофилах и усилении люминол-зависимой хемилюминесценции крови при действии комбинированных магнитных полей с очень слабой переменной низкочастотной компонентой. Биофизика, 2017, т. 62, № 3, с. 547-551. [Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. Biophysics, 2017, vol. 62, no. 3, pp. 547-551. (In Russ.)] Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. Rol' gidroksil'nyh radikalov i ionov kal'ciya v praymirovanii respiratornogo vzryva v neytrofilah i usilenii lyuminol-zavisimoy hemilyuminescencii krovi pri deystvii kombinirovannyh magnitnyh poley s ochen' slaboy peremennoy nizkochastotnoy komponentoy. Biofizika, 2017, t. 62, № 3, s. 547-551. [Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. Biophysics, 2017, vol. 62, no. 3, pp. 547-551. (In Russ.)] Новиков В.В., Яблокова Е.В., Новиков Г.В., Фесенко Е.Е. Роль липидной пероксидации и миелопероксидазы в праймировании респираторного взрыва в нейтрофилах при действии комбинированных постоянного и переменного магнитных полей. Биофизика, 2017, т. 62, № 5, с. 926-931. [Novikov V.V., Yablokova E.V., Novikov G.V., Fesenko E.E. Biophysics, 2017, vol. 62, no. 5, pp. 926-931. (In Russ.)] Novikov V.V., Yablokova E.V., Novikov G.V., Fesenko E.E. Rol' lipidnoy peroksidacii i mieloperoksidazy v praymirovanii respiratornogo vzryva v neytrofilah pri deystvii kombinirovannyh postoyannogo i peremennogo magnitnyh poley. Biofizika, 2017, t. 62, № 5, s. 926-931. [Novikov V.V., Yablokova E.V., Novikov G.V., Fesenko E.E. Biophysics, 2017, vol. 62, no. 5, pp. 926-931. (In Russ.)] Новиков В.В., Яблокова Е.В., Фесенко Е.Е. Роль кислорода в прайминге нейтрофилов при действии слабого магнитного поля. Биофизика, 2018, т. 63, № 2, с. 277-281. [Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. The role of oxygen in the priming of neutrophils on exposure to a weak magnetic field. Biophysics, 2018, vol. 63, no. 2, pp. 277-281. (In Russ.)] Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. Rol' kisloroda v prayminge neytrofilov pri deystvii slabogo magnitnogo polya. Biofizika, 2018, t. 63, № 2, s. 277-281. [Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. The role of oxygen in the priming of neutrophils on exposure to a weak magnetic field. Biophysics, 2018, vol. 63, no. 2, pp. 277-281. (In Russ.)] 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 «zero» magnetic field on production of reactive oxygen species in neutrophils. Biophysics, 2018, vol. 63, no. 3, pp. 484-488. (In Russ.)] Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. Vliyanie «nulevogo» magnitnogo polya na produkciyu aktivnyh form kisloroda v neytrofilah. Biofizika, 2018, t. 63, № 3, s. 484-488. [Novikov V.V., Yablokova E.V., Fesenko E.E. The effect of «zero» magnetic field on production of reactive oxygen species in neutrophils. Biophysics, 2018, vol. 63, no. 3, pp. 484-488. (In Russ.)] Crow J.P. Dichlorodihydrofluorescein and dihydrorhodamine 123 are sensitive indicators of peroxynitrite in vitro: implications for intracellular measurement of reactive nitrogen and oxygen species. Nitric Oxide: Biology and Chemistry, 1997, vol. 1, iss. 2, pp. 145-157. Crow J.P. Dichlorodihydrofluorescein and dihydrorhodamine 123 are sensitive indicators of peroxynitrite in vitro: implications for intracellular measurement of reactive nitrogen and oxygen species. Nitric Oxide: Biology and Chemistry, 1997, vol. 1, iss. 2, pp. 145-157. Hempel S.L., Buettner G.R., O'Malley Y.Q., Wessels D.A., Flaherty D.M. Dihydrofluorescein diacetate is superior for detecting intracellular oxidants: comparison with 2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate, 5(and 6)-carboxy-2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate, and dihydrorhodamine 123. Free Radic Biol Med, 1999, vol. 27, iss. 1-2, pp. 146-159. Hempel S.L., Buettner G.R., O'Malley Y.Q., Wessels D.A., Flaherty D.M. Dihydrofluorescein diacetate is superior for detecting intracellular oxidants: comparison with 2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate, 5(and 6)-carboxy-2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate, and dihydrorhodamine 123. Free Radic Biol Med, 1999, vol. 27, iss. 1-2, pp. 146-159. Bartosz G. Use of spectroscopic probes for detection of reactive oxygen species. Clin Chim Acta, 2006, vol. 368, pp. 53-76. Bartosz G. Use of spectroscopic probes for detection of reactive oxygen species. Clin Chim Acta, 2006, vol. 368, pp. 53-76. Freitas M., Lima J.L., Fernandes E. Optical probes for detection and quantification of neutrophils oxidative burst. Anal Chim Acta, 2009, vol. 649, pp. 8-23. Freitas M., Lima J.L., Fernandes E. Optical probes for detection and quantification of neutrophils oxidative burst. Anal Chim Acta, 2009, vol. 649, pp. 8-23. Novikov V.V., Novikov G.V., Fesenko E.E. Effect of weak combined static and extremely low-frequency alternating magnetic fields on tumor growth in mice bearing the Ehrlich ascites carcinoma. Bioelectromagnetics, 2009, vol. 30, pp. 343-351. Novikov V.V., Novikov G.V., Fesenko E.E. Effect of weak combined static and extremely low-frequency alternating magnetic fields on tumor growth in mice bearing the Ehrlich ascites carcinoma. Bioelectromagnetics, 2009, vol. 30, pp. 343-351. Владимиров Ю.А., Проскурина Е.В. Свободные радикалы и клеточная хемилюминесценция. Успехи биологической химии, 2009, т. 49, с. 341-388. [Vladimirov Yu.A., Proskurina E.V. Free radicals and cellular chemiluminescence. Usp. Biol. Himii, 2009, vol. 49, pp. 341-388. (In Russ.)] Vladimirov Yu.A., Proskurina E.V. Svobodnye radikaly i kletochnaya hemilyuminescenciya. Uspehi biologicheskoy himii, 2009, t. 49, s. 341-388. [Vladimirov Yu.A., Proskurina E.V. Free radicals and cellular chemiluminescence. Usp. Biol. Himii, 2009, vol. 49, pp. 341-388. (In Russ.)] Маянский А.Н. НАДФН-оксидаза нейтрофилов: активация и регуляция. Цитокины и воспаление, 2007, т. 6, № 3, с. 3-13. [Mayanskiy A.N. NADPH-oxidase of neutrophils: activation and regulation. Cytokines and inflammation, 2007, vol. 6, no. 3, pp. 3-13. (In Russ.)] Mayanskiy A.N. NADFN-oksidaza neytrofilov: aktivaciya i regulyaciya. Citokiny i vospalenie, 2007, t. 6, № 3, s. 3-13. [Mayanskiy A.N. NADPH-oxidase of neutrophils: activation and regulation. Cytokines and inflammation, 2007, vol. 6, no. 3, pp. 3-13. (In Russ.)] Воробьева Н.В. NADPH-оксидаза нейтрофилов и заболевания, связанные с ее дисфункцией. Иммунология, 2013, т. 34, № 4, с. 227-233. [Vorobyova N.V. NADPH-oxidase of neutrophils and diseases associated with its dysfunction. Immunology, 2013, vol. 34, no. 4, pp. 227-233. (In Russ.)] Vorob'eva N.V. NADPH-oksidaza neytrofilov i zabolevaniya, svyazannye s ee disfunkciey. Immunologiya, 2013, t. 34, № 4, s. 227-233. [Vorobyova N.V. NADPH-oxidase of neutrophils and diseases associated with its dysfunction. Immunology, 2013, vol. 34, no. 4, pp. 227-233. (In Russ.)] El-Benna J., Dang P.M., Gougerot-Pocidalo M.A. Priming of the neutrophil NADPH oxidase activation: role of p47phox phosphorylation and NOX2 mobilization to the plasma membrane. Semin Immunopathol., 2008, vol. 30, pp. 279-289. El-Benna J., Dang P.M., Gougerot-Pocidalo M.A. Priming of the neutrophil NADPH oxidase activation: role of p47phox phosphorylation and NOX2 mobilization to the plasma membrane. Semin Immunopathol., 2008, vol. 30, pp. 279-289. Sheppard F.R., Kelher M.R., Moore E.E. et al. Structural organization of the neutrophil NADPH oxidase: phosphorylation and translocation during priming and activation. J. Leukocyte Biol., 2005, vol. 78, pp. 1025-1042. Sheppard F.R., Kelher M.R., Moore E.E. et al. Structural organization of the neutrophil NADPH oxidase: phosphorylation and translocation during priming and activation. J. Leukocyte Biol., 2005, vol. 78, pp. 1025-1042.