Геомагнитные изменения как фактор риска развития окислительного стресса в эритроцитах крови человека
Автор: Иркаева А.М., Жукова Е.С., Щербатюк Т.Г., Чернов В.В., Полякова Л.В., Позднякова М.А., Умнягина И.А.
Журнал: Анализ риска здоровью @journal-fcrisk
Рубрика: Медико-биологические аспекты оценки воздействия факторов риска
Статья в выпуске: 3 (35), 2021 года.
Бесплатный доступ
В настоящее время все активнее проводятся исследования по влиянию гелиогеофизических факторов на различные организмы. За последнее десятилетие выявлено важное значение метеорологических факторов в формировании адаптационных механизмов живых систем. Также известно, что солнечно-земное взаимодействие непосредственно оказывает влияние на реологические характеристики крови людей как в норме, так и с хроническими неинфекционными заболеваниями. В связи с этим влияние «космической погоды» на живые организмы, в частности на человека, является поводом для основательного изучения реакций, формирующихся в ответ на действие солнечной и геомагнитной активности и, прежде всего, солнечных вспышек и магнитных бурь. На сегодняшний день наиболее распространенный подход в установлении механизмов влияния магнитного поля Земли на биосистемы подразумевает поиск корреляций между различными параметрами функционирования живых организмов и геомагнитными индексами. Оценена зависимость ферментативной активности антиоксидантной системы защиты на примере супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы от возмущений геомагнитного поля. Исследование осуществлено на образцах крови, полученных от условно здоровых добровольцев, проживающих на территории Нижегородской области. Активность супероксиддисмутазы и каталазы определяли спектрофотометрически в эритроцитах крови. Силу геомагнитных возмущений оценивали по величине планетарного Кр-индекса. В ходе исследования установлена статистически значимая корреляционная взаимосвязь между активностью супероксиддисмутазы, каталазы и показателем возмущения геомагнитного поля, которая позволяет косвенно предположить, что геомагнитная обстановка непосредственно влияет на уровень продукции супероксидного радикала в организме. Таким образом, одним из механизмов влияния геомагнитного поля на живые организмы является изменение уровня продукции супероксидного радикала. Активизация процессов свободнорадикального окисления может способствовать прогрессированию как развития, так и течения целого ряда заболеваний (особенно сердечно-сосудистых и нервно-психических). Поэтому целесообразно в дальнейшем провести оценку реактивности антиоксидантной системы защиты в ответ на геомагнитные флуктуации при патологических изменениях в организме.
Геомагнитные возмущения, солнечная активность, гелиобиология, kp-индекс, супероксиддисмутаза, каталаза, магниточувствительность, организм человека
Короткий адрес: https://sciup.org/142231422
IDR: 142231422 | УДК: 574.24: | DOI: 10.21668/health.risk/2021.3.13
Geomagnetic changes as a risk factor causing oxidative stress in human erythrocytes
At present impacts exerted by heliogeophysic factors on different living organisms are being examined more and more intensely. Over the last decade, it has been detected that meteorological factors play an important role in formation of adaptation mechanisms in living systems. Sun and earth interaction is also known to directly influence rheological properties of human blood, both in a healthy body and in case there are chronic non-communicable diseases. Given that, impacts exerted by “cosmic weather” on living organisms, people in particular, are a stimulus to perform profound studies on reactions occurring as a response to effects produced by solar and geomagnetic activity, first of all, solar flares and magnetic storms. At present the most widely used approach to determining influences exerted by the Earth magnetic field on biological systems involves searching for correlations between different parameters of living organisms functioning and geomagnetic indexes. Our research goal was to assess dependence between enzymatic activity of antioxidant protection system, exemplified by superoxide dismutase (SOD) and catalase, and geomagnetic field disturbances. The research focused on examining blood samples taken from conditionally healthy volunteers living in Nizhniy Novgorod region. SOD and catalase activity were determined in blood erythrocytes with spectrophotometry. Geomagnetic disturbances force was determined as per planetary Kp-index value. The research established a statistically significant correlation between SOD and catalase activity and a value of geomagnetic field disturbance; this correlation allows making an indirect assumption that geomagnetic conditions directly influence superoxide radical production in a body. Therefore, a change in superoxide radical production is a way for the geomagnetic field to influence living organisms. Activation of free radical oxidation can make for both occurrence and more intense clinical course of several diseases (especially cardiovascular and neuropsychic ones). So, in future it is advisable to assess reactivity of antioxidant protection system as a response to geomagnetic fluctuations in case there are pathologic changes in a body.
Список литературы Геомагнитные изменения как фактор риска развития окислительного стресса в эритроцитах крови человека
- Реутов В.П. На пути к созданию теории влияния космической погоды на организм человека: новая концепция. Мишени для гелио- и геомагнитных вариаций: возможная роль Fe2+-содержащих белков и SH-содержащих низкомолекулярных соединений и белков/ферментов, участвующих в процессах дыхания, образовании АТФ и циклических превращениях газотрансмиттеров // Евразийское Научное Объединение. – 2017. – Т. 1, № 8 (30). – С. 42–53.
- Основные механизмы, обуславливающие развитие метеотропных реакций / М.Ю. Яковлев, А.Д. Салтыкова, А.Д. Банченко, Т.П. Федичкина, С.Н. Нагорнев, В.В. Худов, А.В. Балакаева, И.П. Бобровницкий // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2018. – № 10. – С. 187–192.
- Космическая погода: взаимосвязь между действием физических и химических факторов на живые организмы / В.П. Реутов, С.С. Паршина, С.Н. Самсонов, Е.Г. Сорокина // Евразийское научное объединение. – 2017. – Т. 1, № 9 (31). – С. 47–58.
- Long-Term Study of Heart Rate Variability Responses to Changes in the Solar and Geomagnetic Environment / A. Alabdulgader, R. McCraty, M. Atkinson, Y. Dobyns, A. Vainoras, M. Ragulskis, V. Stolc // Scientific reports. – 2018. – № 8 (1). – P. 2663. DOI: 10.1038/s41598-018-20932-x
- Palmer S.J., Rycroft M.J., Cermack M. Solar and geomagnetic activity, extremely low frequency magnetic and electric fields and human health at the Earth’s surface // Surveys in Geophysics. – 2006. – Vol. 27, № 5. – P. 557–595. DOI: 10.1007/s10712-006-9010-7
- Заславская Р., Щербань Э., Тейблюм М. Влияние метеорологических и геомагнитных факторов на сердечнососудистую систему // International Independent Scientific Journal. – 2021. – № 23-1. – С. 5–15.
- Сороко С.И. Влияние космогеофизических факторов на живые организмы // Вестник образования и развития науки Российской академии естественных наук. – 2019. – Т. 23, № 2. – С. 69–81.
- Зенченко Т.А., Бреус Т.К. Влияние климата и погоды на самочувствие и здоровье людей. Современные представления // Геосферные исследования. – 2020. – № 3. – С. 80–96. DOI: 10.17223/25421379/16/7
- Исследование свободнорадикальных процессов в организме крыс на фоне изменения состояния внешней среды / К.С. Кулакова, Д.В. Давыденко, Т.Г. Щербатюк, В.В. Чернов, М.А. Макушева // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. – 2010. – Т. 4, № 1. – С. 100–108.
- Куликов В.Ю., Утюпина К.Ю., Краснер Я.А. Влияние магнитных бурь на особенности психофизиологического статуса у студентов [Электронный ресурс] // Медицина и образование в Сибири. – 2011. – № 3. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-magnitnyh-bur-na-osobennosti-psihofiziologicheskogo-statusa-u-studentov (дата обращения: 09.08.2021).
- Hathaway D.H. The Solar Cycle // Living reviews in solar physics. – 2015. – Vol. 12, № 4. DOI: 10.1007/lrsp-2015-4
- Цандеков П.А. Механизм влияния космофизических флуктуаций на состояние организма человека // Самарский научный вестник. – 2014. – Т. 4, № 9. – С. 136–138.
- Никберг И.И. Влияние геомагнитных бурь на здоровье человека // Новости медицины и фармации. – 2014. – Т. 488, № 4. – С. 16–17.
- Изменения катехоламинов и реологических характеристик крови людей под воздействием гелиогеофизических факторов / Ю.Я. Варакин, В.Г. Ионова, Е.А. Сазанова, Н.П. Сергеенко // Экология человека. – 2013. – № 7. – С. 27–33. DOI: https://doi.org/10.33396/1728-0869-2013-7-27-33
- Влияние гелиогеофизических возмущений на гемореологические параметры у здоровых людей / Ю.Я. Варакин, В.Г. Ионова, Г.В. Горностаева, Е.А. Сазанова, Р.В. Тедорадзе // Земский врач. – 2011. – № 2. – С. 21–24.
- Exploring the relationship between geomagnetic activity and human heart rate variability / M. Mattoni, S. Ahn, C. Fröhlich, F. Fröhlich // Eur J Appl Physiol. – 2020. – Vol. 120, № 6. – P. 1371–1381. DOI: 10.1007/s00421-020-04369-7
- Обоснование возможности защиты биологических объектов от вариаций космической погоды / Б.М. Владимирский, Н.А. Темурьянц, К.Н. Туманянц, Е.Н. Чуян // Пространство и Время. – 2017. – Т. 28-29-30, № 2-3-4. – С. 301–308.
- Associations between Space Weather Events and the Incidence of Acute Myocardial Infarction and Deaths from Ischemic Heart Disease / V. Vaičiulis, J. Venclovienė, A. Tamošiūnas, D. Kiznys, D. Lukšienė, D. Krančiukaitė-Butylkinienė, R. Radišauskas // Atmosphere. – 2021. – Vol. № 12, № 3. – P. 306. DOI: 10.3390/atmos12030306
- Synchronization of human autonomic nervous system rhythms with geomagnetic activity in human subjects / R. McCraty, M. Atkinson, V. Stolc, A. Alabdulgoder, A. Vainoras, M. Ragulskis // Int. J. Environ. Res. Public. health. – 2017. – Vol. 14, № 7. – P. 770. DOI: 10.3390/ijerph14070770
- The Effects of Space and Terrestrial Weather Factors on Arterial Stiffness and Endothelial Function in Humans / Y.I. Gurfinkel, V.A. Ozheredov, T.K. Breus, M.L. Sasonko // Biophysics. – 2018. – Vol. 63, № 2. – P. 299–306. DOI: 10.1134/S0006350918020094
- Стерликова И.В. Исследование влияния корпускулярного агента солнечной активности на организм человека // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 11 (ч. 3). – C. 715–721.
- Показатели системы гемостаза и морфологического состава крови у доноров клеток крови при изменениисолнечной активности в течение года / В.И. Ващенкo, В.Н. Вильянинов, Е.А. Павлова, Е.Ф. Сороколетова, В.В. Лесничий, T.Н. Ващенкo, С.В. Гусев, Т.Б. Титулова // Вестник гематологии. – 2013. – Т. 9, № 2. – С. 70–74.
- Лаборатория рентгеновской астрономии Солнца Физического института Российской академии наук: официальный сайт [Электронный ресурс]. – URL: www.tesis.lebedev.ru (дата обращения: 02.08.2021).
- Пирузян Л.А., Чибрикин В.М. Геомагнитное стохастическое управление жизнедеятельностью // Доклады академии наук. – 2006. – Т. 410, № 2. – С. 268–271.
- Крылов В.В. Биологические эффекты геомагнитной активности: наблюдения, эксперименты и возможные механизмы // Труды Института биологии внутренних вод РАН. – 2018. – Т. 87, № 84. – С. 7–38. DOI: 10.24411/0320-3557-2018-10016
- Unger S. The Impact of Space Weather on Human Health // Biomed. J. Sci. & Tech. Res. – 2019. – Vol. 22, № 1. – P. 16442–16443. DOI: 10.26717/BJSTR.2019.22.003709
- Отклик биологических систем на геомагнитные возмущения / А.А. Баженов, М.В. Прикоп, А.С. Аверина, В.В. Суховская, А.В. Ухова // Acta Biomedica Scientifica. – 2018. – Т. 3, № 5. – С. 126–131. DOI: 10.29413/ABS.2018-3.5.18
- Progressive increases in serum catalase activity in advancing human immunodeficiency virus infection / J.A. Leff, M.A. Oppegard, T.J. Curiel, K.S. Brown, R.T. Schooley, J.E. Repine // Free. Radic. Biol. Med. – 1992. – Vol. 13, № 2. – P. 143–149. DOI: 10.1016/0891-5849 (92) 90076-S
- Oxidative stress, prooxidants, and antioxidants: the interplay / A. Rahal, A. Kumar, V. Singh, B. Yadav, R. Tiwari, S. Chakraborty, K. Dhama // Biomed. Res. Int. – 2014. – № 7. – P. 612–664. DOI: 10.1155/2014/761264
