Способ определения биологической активности воды

Способ определения биологической активности воды

Реферат

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.