Способ определения биологической активности воды
Изобретение относится к медицине и может быть использовано для определения биологической активности воды. Для этого приготавливают из воды стандартный физраствор. Приготавливают переживающие препараты нервных клеток. Помещают клетки на заданное время в физраствор. Проводят электрическую стимуляцию клеток одиночными прямоугольными импульсами длительностью 0,1 мсек, надпороговой интенсивности с частотой 1 импульс в час. Затем отводят и регистрируют исходные и каждые 2 часа в процессе и после воздействия водой возникающие в клетках возбуждающие постсинаптические потенциалы с рецептора α-амино-3-гидрокси-5-метилиоксазол-4-пропионовая кислота (АМПА) первого ответного суммарного активирующего потенциала компактной группы нейронов, с рецептора N-метил-D-аспартат - последующего после АМПА ответного активизирующего потенциала компактной группы нейронов и тормозных постсинаптических потенциалов нейронов. Определяют биологическую активность воды в заданные промежутки времени на функционирование нервных клеток в зависимости от продолжительного воздействия на них водой при сравнении параметров активности нервных клеток как исходных, так и в процессе воздействия и после его завершения. Способ позволяет сравнивать биологическую активность воды на молекулярно-клеточном уровне через определение ее влияния на переживающие нервные клетки. 2 табл.
Изобретение относится к исследованиям свойств воды. В настоящее время принято, что вода биологически нейтральное вещество.
Аналогов изобретения при поиске не обнаружено.
Задача - определение на молекулярно-клеточном уровне воздействия воды на функционирование нервных клеток в зависимости от продолжительности воздействия на них водой как биологически активным веществом.
В современной трансплантологии применяется криоконсервация для длительного сохранения тканей и органов до их имплантации в организм реципиента. Однако это не приемлемо для нервной ткани, поскольку в процессе замораживания/размораживания происходит разрушение мембран нервных клеток и их функциональных контактов - синапсов. Актуальна проблема обеспечения жизнеспособности нервной ткани, ее функционирования.
Сущность предложенного способа определения биологической активности состоит в приготовлении из воды стандартного физраствора, приготовлении переживающих препаратов нервных клеток, помещении клеток на заданное время 11 часов в физраствор, стимуляции клеток одиночными, прямоугольными электроимпульсами длительностью 0,1 мс, надпороговой интенсивности, с частотой 1 импульс в час. Отведении и регистрации исходных и через каждые 2 часа в процессе и после воздействия водой возникновения тормозного постсинаптического потенциала
(ТП СПм), возбуждающего постсинаптического потенциала медленного в клетках от рецептора АМПА - (α-амино-3-гидрокси-5-метилиоксазол-4-пропионовая кислота) - первый ответный суммарный активирующий потенциал компактной группы нейронов и от рецептора НМДА - (N-метил-D-аспартат) - последующий после АМПА ответный активирующий потенциал группы нейронов, и от потенциала действия (ПД), определении биологического активного воздействия воды при сравнении параметров вызванной активности нервных клеток исходных, в процессе инкубации и после ее завершения в заданные промежутки времени функционирования клеток в воде в зависимости от продолжительного (11 часов) воздействия на них водой.
Способ определения биологической активности воды осуществляют так.
Готовят из воды стандартный физраствор. Приготавливают препараты переживающих нервных клеток в виде срезов нервной ткани мозга либо одиночных отпрепарованных, или в культуре тканей. Эти нервные клетки на заданное время 11 часов (определенное ограничением времени работы по техническому паспорту электрофизиологической установки) помещают в физраствор. Стимулируют клетки одиночными прямоугольными электроимпульсами с длительностью 0,1 мс, надпороговой интенсивности с частотой 1 импульс в 1 час. Отводят и регистрируют потенциалы ПД, АМПА ВПСП, НМДА ВПСП, ТПСПм исходные и через каждые 2 часа в процессе нахождения в воде.
Время регистрации оговорено для удобства сравнения активности воды из различных источников или до и после какой-либо отработки воды в промышленности. Определяют активность биологической воды, сравнивая параметры вызванной биоэлектрической активности нервных клеток исходных и в процессе инкубации в воде в заданные промежутки времени в течение 11-часового их пребывания в исследуемой воде.
Пример 1
Определяли биологическую активность местной водопроводной воды по ее воздействию на функциональность нервных клеток в срезах нервной ткани мозга по параметрам их вызванной биоэлектрической активности в зависимости от длительности воздействия водой. Клетки инкубировались в воде 11 часов, см. табл.1.
| Таблица 1 | |||||||
| Параметры потенциалы | Вызванная биоэлектрическая активность нейронов (в мкВ) и длительность воздействия водой (в часах) | ||||||
| Исходная активность (мкВ) | Активность через 1 ч (мкВ) | Активность через 3 ч (мкВ) | Активность через 5 ч (мкВ) | Активность через 7 ч (мкВ) | Активность через 9 ч (мкВ) | Активность через 11 ч (мкВ) | |
| ПД | 401 | 391 | 387 | 385 | 386 | 380 | 378 |
| АМПА ВПСП | 378 | 375 | 372 | 370 | 285 | 280 | 274 |
| НМДА ВПСП | 82 | 89 | 80 | 67 | 55 | 23 | 14 |
| ТПСПм | 32 | 29 | 17 | 12 | 8 | 3 | 2 |
Как видно из представленных данных в таблице 1, при воздействии дистиллированной местной водопроводной водой в процессе длительной (11 ч) инкубации срезов мозга произошло снижение функционирования нервных клеток срезов по потенциалам: ПД на 6%, АМПА ВПСП на 18% по сравнению с исходными величинами. Активность наиболее чувствительных компонентов потенциалов - НМДА ВПСП и ТПСПм - снижалась наиболее значительно. Так, амплитуда на рецепторе НМДА ВПСП уменьшилась на 83% по сравнению с исходной. Ещё более значительным было уменьшение активности тормозных механизмов, определяемых по амплитуде потенциала ТПСПм, - на 94%. Таким образом, длительная инкубация срезов в стандартном физрастворе, приготовленном на водопроводной дистиллированной воде, снижает функциональность нервных клеток.
Пример 2
Определение воздействия физраствором из той же водопроводной воды, но прошедшей обработку в Устройстве для очистки воды (заявка на изобретение от 30.10.2007 №2007140226/17), на нервные клетки мозга по параметрам вызванной биоэлектрической активности. Характеристики инкубационного тестируемого раствора (концентрация солевых компонентов рН, осмомолярность) была идентичной контрольному. Изменена только тестируемая вода.
| Таблица 2 | |||||||
| Параметры потенциалы | Вызванная биоэлектрическая активность нейронов (в мкВ) и длительность воздействия водой (в часах) | ||||||
| Исходная активность (мкВ) | Активность через 1 ч (мкВ) | Активность через 3 ч (мкВ) | Активность через 5 ч (мкВ) | Активность через 7 ч (мкВ) | Активность через 9 ч (мкВ) | Активность через 11 ч (мкВ) | |
| ПД | 390 | 398 | 381 | 38Q | 382 | 385 | 381 |
| АМПА ВПСП | 357 | 371 | 385 | 383 | 384 | 386 | 385 |
| НМДА ВПСП | 76 | 81 | 85 | 74 | 75 | 73 | 74 |
| ТПСПм | 25 | 29 | 33 | 23 | 24 | 23 | 24 |
Как видно из представленных данных в таблице 2, продолжительное (11 ч) воздействие очищенной водой на нервную ткань поддерживает стабильное функционирование нервных клеток. Прежде чем уровень функционирования стабилизируется, развивается процесс активации клеток через 1-5 часов инкубации. Эти данные свидетельствуют о функциональности нервных клеток при продолжительном хранении в растворе на очищенной воде. Поскольку все характеристики инкубационного раствора были такими же, как и в первом примере, за исключением самой воды, прошедшей очистку в устройстве, то, следовательно, эти эффекты обусловлены изменением свойств воды. Такое долговременное (11 часов) стабильное (см. табл.2) функционирование нервных клеток можно объяснить тем, что эта вода подпитывает клетки энергией на протяжении всего процесса инкубации в ней.
Предложенный способ позволяет определять на молекулярно-клеточном уровне биологическую активность воды через определение ее влияния на переживающие нервные клетки, подвергшиеся воздействию испытываемой водой заданное время. Способ позволяет определять и сравнивать уровень функциональности клеток в заданные моменты времени в зависимости от продолжительности пребывания их в исследуемой воде.
Способ показывает, что вода - биологически активное вещество с разными уровнями активности в разных источниках. «Устройство для очистки воды» (заявка на изобретение №2007140226/17) передано для исследования в Институт физиологии им И.П.Павлова РАН авторами Ю.А.Левченко и Ю.И.Свиридовым.
Способ определения биологической активности воды, заключающийся в приготовлении из воды стандартного физраствора, приготовлении переживающих препаратов нервных клеток, помещении клеток на заданное время в физраствор, электрической стимуляции клеток одиночными прямоугольными импульсами длительностью 0,1 мс, надпороговой интенсивности с частотой 1 импульс в час, отведении и регистрации исходных и каждые 2 часа в процессе и после воздействия водой возникающих в клетках возбуждающих постсинаптических потенциалов с рецептора α-амино-3-гидрокси-5-метилиоксазол-4-пропионовая кислота (АМПА) первого ответного суммарного активирующего потенциала компактной группы нейронов, с рецептора N-метил-D-аспартат - последующего после АМПА ответного активизирующего потенциала компактной группы нейронов и тормозных постсинаптических потенциалов нейронов; и определении биологической активности воды в заданные промежутки времени на функционирование нервных клеток в зависимости от продолжительного воздействия на них водой при сравнении параметров активности нервных клеток как исходных, так и в процессе воздействия и после его завершения.
