Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54615 МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Study of the radical-generating capacity of activated neutrophiles in the in vitro experiment under microwave irradiation Изучение радикал-генерирующей способности активированных нейтрофилов в эксперименте in vitro в условиях микроволнового облучения Казаринов К Д Kazarinov K D kazarinovkonstantin@yandex.ru Полников И Г Polnikov I G Власова И И Vlasova I I Михальчик Е В Mikhalchik E V Гусев А А Gusev A A Баранова О. А. Baranova O. A. Щелконогов В. А. Shchelkonogov V. A. vasiliy9999@yandex.ru Чеканов А. В. Chekanov A. V. ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН ru Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics ru ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН ru Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics ru ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН; ФНКЦ физико-химической медицины ФМБА ru Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics; Research Institute for Physico-Chemical Medicine ru ФНКЦ физико-химической медицины ФМБА ru Research Institute for Physico-Chemical Medicine ru ФНКЦ физико-химической медицины ФМБА ru Research Institute for Physico-Chemical Medicine ru Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава России Москва Россия Pirogov Russian National Research Medical University Moscow Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Фрязино Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Fryazino Russian Federation МИРЭА - Российский технологический университет Москва Россия MIREA - Russian Technological University Moscow Russian Federation Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава России Москва Россия Pirogov Russian National Research Medical University Moscow Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Фрязино Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Fryazino Russian Federation Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава России Москва Россия Pirogov Russian National Research Medical University Moscow Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Фрязино Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Fryazino Russian Federation 25 03 2021 25 03 2021 6 1 137 141 20 03 2021 20 03 2021 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54615/view

Свободно-радикальные реакции играют важную роль в защите организма от инфекций, в частности, в ответе клеток иммунной системы - нейтрофилов и макрофагов на патогены. Результаты наших исследований показали, что ответ нейтрофилов на различные активаторы усиливался в результате воздействия микроволнового излучения. Облучение изменяло кинетику хемилюминесценции (ХЛ) цельной крови, к которой были добавлены активаторы, так что ХЛ проб крови, подвергшихся облучению, была значительно выше. Сравнение результатов нагревания образцов крови при воздействии микроволнового излучения и в термостате показало одинаковое увеличение ответа ХЛ активированных нейтрофилов. Измерение ХЛ изолированных нейтрофилов, ресуспендированных в плазме, доказало, что усиление активации нейтрофилов при облучении не опосредовано другими клетками крови или тромбоцитами. Морфологический анализ показал, что микроволновое излучение активирует нейтрофилы, т.е. повышает процент активированных клеток в суспензии. Было показано также, что излучение может слабо, но достоверно усиливать функциональный ответ миелопероксидазы - важного белка нейтрофилов, который способен продуцировать активные формы кислорода (АФК). Таким образом, наши исследования показали, что микроволновое излучение усиливает ответ нейтрофилов на индуктор активации в цельной крови, увеличивая продукцию АФК в крови.

Free radical reactions play an important role in protecting the body from infections, in particular, in the response of cells of the immune system - neutrophils and macrophages to pathogens. The results of our studies showed that the response of neutrophils to various activators was enhanced as a result of exposure to microwave radiation. Irradiation changed the chemiluminescence (CL) kinetics of whole blood, to which activators were added, so that the CL of the irradiated blood samples was significantly higher. Comparison of the results of heating blood samples under the influence of microwave radiation and in a thermostat showed the same increase in the CL response of activated neutrophils. Measurement of CL of isolated neutrophils resuspended in plasma proved that the enhancement of neutrophil activation during irradiation is not mediated by other blood cells or platelets. Morphological analysis showed that microwave radiation activates neutrophils, i.e. increases the percentage of activated cells in suspension. It was also shown that radiation can weakly but reliably enhance the functional response of myeloperoxidase, an important neutrophil protein that is capable of producing reactive oxygen species (ROS). Thus, our studies have shown that microwave radiation enhances the response of neutrophils to the activation inducer in whole blood, increasing the production of ROS in the blood.

 микроволновое излучение нейтрофилы крови человека оксидативный стресс хемилюминесценция активные формы кислорода миелопероксидаза КВЧ-диапазон microwave radiation human blood neutrophils oxidative stress chemiluminescence reactive oxygen species myeloperoxidase EHF range Работа выполнена в рамках госзадания ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН.

Agiwal M., Roy A., Saxena N. Next generation 5G wireless networks: a comprehensive survey. IEEE Commun Surveys Tuts, 2016, vol. 18, pp. 1617-1655. Agiwal M., Roy A., Saxena N. Next generation 5G wireless networks: a comprehensive survey. IEEE Commun Surveys Tuts, 2016, vol. 18, pp. 1617-1655. Ziskin M.C. Millimeter waves: Acoustic and electromagnetic. Bioelectromagnetics, 2013, vol. 34, рр. 3-14. Ziskin M.C. Millimeter waves: Acoustic and electromagnetic. Bioelectromagnetics, 2013, vol. 34, rr. 3-14. Szabo I., Kappelmayer J., Alekseev S.I., Ziskin M.C. Millimeter wave induced reversible externalization of phosphatidylserine molecules in cells exposed in vitro. Bioelectromagnetics, 2006, vol. 27, pp. 233-244. Szabo I., Kappelmayer J., Alekseev S.I., Ziskin M.C. Millimeter wave induced reversible externalization of phosphatidylserine molecules in cells exposed in vitro. Bioelectromagnetics, 2006, vol. 27, pp. 233-244. Meena R., Kajal, K., Kumar, J., Rajamani P., Verma H. N., Kesari K.K. Therapeutic approaches of melatonin in microwave radiations induced oxidative stress mediated toxicity on male fertility pattern of Wistar rats. Electromagnetic Biology Medicine, 2014, vol. 33, pp. 81-91. Meena R., Kajal, K., Kumar, J., Rajamani P., Verma H. N., Kesari K.K. Therapeutic approaches of melatonin in microwave radiations induced oxidative stress mediated toxicity on male fertility pattern of Wistar rats. Electromagnetic Biology Medicine, 2014, vol. 33, pp. 81-91. Yakymenko I., Tsybulin O., Sidorik E., Henshel D., Kyrylenko O., Kyrylenko S. Oxidative mechanisms of biological activity of low-intensity radiofrequency radiation. Electromagn Biol Med., 2016, vol. 35, pp. 186-202. Yakymenko I., Tsybulin O., Sidorik E., Henshel D., Kyrylenko O., Kyrylenko S. Oxidative mechanisms of biological activity of low-intensity radiofrequency radiation. Electromagn Biol Med., 2016, vol. 35, pp. 186-202. Koyama S., Narita E., Suzuki Y., Taki M., Shinohara N., Miyakoshi J. Effect of a 2.45- GHz radiofrequency electromagnetic field on neutrophil chemotaxis and phagocytosis in differentiated human HL-60 cells. Journal of Radiation Research, 2015, vol. 56, pp. 30-36. Koyama S., Narita E., Suzuki Y., Taki M., Shinohara N., Miyakoshi J. Effect of a 2.45- GHz radiofrequency electromagnetic field on neutrophil chemotaxis and phagocytosis in differentiated human HL-60 cells. Journal of Radiation Research, 2015, vol. 56, pp. 30-36. Казаринов К.Д., Борисенко Г.Г., Полников И.Г. Влияние ЭМИ низкой интенсивности микроволнового диапазона на окислительные процессы в клетках. Электронная техника. Сер. 1. СВЧ - техника, 2018, вып. 1, № 536, c. 60-68. @@Kazarinov K.D., Borisenko G.G., Polnikov I.G. Influence of low-intensity EMR in the microwave range on oxidative processes in cells. Electronic equipment. Ser. 1. Microwave - technology, 2018, vol. 1, no. 536, pp. 60-68. (In Russ.) Kazarinov K.D., Borisenko G.G., Polnikov I.G. Vliyanie EMI nizkoy intensivnosti mikrovolnovogo diapazona na okislitel'nye processy v kletkah. Elektronnaya tehnika. Ser. 1. SVCh - tehnika, 2018, vyp. 1, № 536, c. 60-68. @@Kazarinov K.D., Borisenko G.G., Polnikov I.G. Influence of low-intensity EMR in the microwave range on oxidative processes in cells. Electronic equipment. Ser. 1. Microwave - technology, 2018, vol. 1, no. 536, pp. 60-68. (In Russ.) Казаринов К.Д., Власова И.И., Михальчик Е.В. Хемилюминесцентные исследования влияния микроволнового излучения на активацию нейтрофилов. VI съезд биофизиков России. Сборник научных трудов, 2019, т. 2, c. 37. @@Kazarinov K.D., Vlasova I.I., Mikhalchik E.V. Chemiluminescent studies of the effect of microwave radiation on the activation of neutrophils. VI Congress of Biophysicists of Russia. Collection of scientific papers, 2019, vol. 2, p. 37. (In Russ.) Kazarinov K.D., Vlasova I.I., Mihal'chik E.V. Hemilyuminescentnye issledovaniya vliyaniya mikrovolnovogo izlucheniya na aktivaciyu neytrofilov. VI s'ezd biofizikov Rossii. Sbornik nauchnyh trudov, 2019, t. 2, c. 37. @@Kazarinov K.D., Vlasova I.I., Mikhalchik E.V. Chemiluminescent studies of the effect of microwave radiation on the activation of neutrophils. VI Congress of Biophysicists of Russia. Collection of scientific papers, 2019, vol. 2, p. 37. (In Russ.) 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. Electromagnetic Biology and Medicine, 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. Electromagnetic Biology and Medicine, 2013, vol. 32, no, 3, pp. 333-341. Safronova V.G., Gabdoulkhakova A.G., Santalov B.F. Immunomodulating action of low intensity millimeter waves on primed neutrophils. Bioelectromagnetics, 2002, vol. 23, no. 8, pp. 599-606. Safronova V.G., Gabdoulkhakova A.G., Santalov B.F. Immunomodulating action of low intensity millimeter waves on primed neutrophils. Bioelectromagnetics, 2002, vol. 23, no. 8, pp. 599-606. Tuschl H., Novak W., Molla-Djafari H. In vitro effects of GSM modulated radiofrequency fields on human immune cells. Bioelectromagnetics, 2006, vol. 27, no. 3, pp. 188-196. Tuschl H., Novak W., Molla-Djafari H. In vitro effects of GSM modulated radiofrequency fields on human immune cells. Bioelectromagnetics, 2006, vol. 27, no. 3, pp. 188-196. Lantow M., Lupke M., Frahm J., Mattsson M.O., Kuster N., Simko M. ROS release and Hsp70 expression after exposure to 1,800MHz radiofrequency electromagnetic fields in primary human monocytes and lymphocytes. Radiation Environmental Biophysics, 2006, vol. 45, no. 1, pp.55-62. Lantow M., Lupke M., Frahm J., Mattsson M.O., Kuster N., Simko M. ROS release and Hsp70 expression after exposure to 1,800MHz radiofrequency electromagnetic fields in primary human monocytes and lymphocytes. Radiation Environmental Biophysics, 2006, vol. 45, no. 1, pp.55-62. Stankiewicz W., Dabrowski M.P., Kubacki R., Sobiczewska E., Szmigielski S. Immunotropic influence of 900MHz microwave GSM signal on human blood immune cells activated in vitro. Electromagnetic Biology and Medicine, 2006, vol. 25, no. 1, pp. 45-51. Stankiewicz W., Dabrowski M.P., Kubacki R., Sobiczewska E., Szmigielski S. Immunotropic influence of 900MHz microwave GSM signal on human blood immune cells activated in vitro. Electromagnetic Biology and Medicine, 2006, vol. 25, no. 1, pp. 45-51. Sypniewska R.K., Millenbaugh N.J., Kiel J.L., Blystone R.V., Ringham H.N., Mason P.A., Witzmann F.A. Protein changes in macrophages induced by plasma from rats exposed to 35 GHz millimeter waves. Bioelectromagnetics, 2010, vol. 31, no. 8, pp. 656-663. Sypniewska R.K., Millenbaugh N.J., Kiel J.L., Blystone R.V., Ringham H.N., Mason P.A., Witzmann F.A. Protein changes in macrophages induced by plasma from rats exposed to 35 GHz millimeter waves. Bioelectromagnetics, 2010, vol. 31, no. 8, pp. 656-663. Barteri M., De Carolis R., Marinelli F., Tomassetti G., Montemiglio L.C. 2016. Effects of microwaves (900MHz) on peroxidase systems: A comparison between lactoperoxidase and horseradish peroxidase. Electromagn Biol Med., 2016, vol. 35, pp.126-133. Barteri M., De Carolis R., Marinelli F., Tomassetti G., Montemiglio L.C. 2016. Effects of microwaves (900MHz) on peroxidase systems: A comparison between lactoperoxidase and horseradish peroxidase. Electromagn Biol Med., 2016, vol. 35, pp.126-133.