Глава V

ВЛИЯНИЕ ГЕЛИОГЕОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ НА ДИСТАНТНЫЕ МЕЖКЛЕТОЧНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Все живое на Земле постоянно испытывает влияние различных факторов внешней среДы: света, изменение температуры, влажности, гравитационного поля, барометрического давления и т. д., очевидно, что каждый из этих факторов сыграл определенную роль в эволюции. В процессе эволюции земные организмы приспособились к влиянию природных физических вариаций и выработали по отношению к ним защитные механизмы. Накоплены многочисленные данные, указывающие на важную роль ге- лиокосмофизических, географических и метеорологических факторов и их влияние на биосферу Земли и составляющие ее элементы [Вернадский, 1960; Чижевский, 1973]. Идеи В. И. Вернадского о биосфере долгое время оставались непонятны широкому кругу ученых, но освещенные новыми достижениями в различных областях естествознания они обрели «вторую жизнь», изменяя традиционные представления о фундаментальных основах жизни. К изучению организации биосферы подходят с кибернетической позиции, вследствие этого на первый план выступают информационные взаимосвязи. Накоплен уже обширный эмпирический материал о взаимодействии биологических систем посредством электромагнитных полей и о гелиобиологических и космофизических связях, обусловленных влиянием на биосферу электромагнитных полей солнечного и космического происхождения. Все очевиднее становится, что эти солнечные космические факторы играют важную роль в пространственно-временной регуляции процессов в биосфере. Развивая идеи В. И. Вернадского в свете достижений современного естествознания, А. С. Пресман (1967, 1976) предложил концепцию о планетарно-космических основах организации жизни.

К настоящему времени установлено, что вокруг земного тара существует магнитное поле. Геомагнитное поле (ГМП) различно по структуре и свойствам. По структуре геомагнитное поле Земли можно разделить на постоянное (период изменения многие сотни лет) и переменное поле (период внутри года). Величина переменного поля не превышает примерно 2% величины постоянного поля.

Геомагнитные полюсы располагаются там, где магнитная ось пересекает поверхность Земли. На северном геомагнитном полюсе напряженность поля составляет 0,6 Э, на южном — 0,7, на магнитном экваторе — 0,35 Э.

Переменные ГМII имеют либо определенный и плавный ход, либо беспорядочный, при котором амплитуды, фазы и периоды колебаний резко и непрерывно изменяются.

Любые изменения параметров ГМІІ от спокойного уровня являются геомагнитными возмущениями. Их амплитуда колеблется от единиц до тысяч гамм, длительность их — от секунд до суток. Возмущения естественного МІІ Земли могут иметь локальный характер и наблюдаться только в ограниченном секторе долгот и широт или охватывать одновременно всю Землю. Такие возмущения принято называть магнитными бурями.

Выделяют магнитные бури с внезапным и постепенным началом. В первом случае на фоне спокойного хода всех элементов внезапно происходит скачок, отмечаемый одновременно в пределах 1—2 мин на всех станциях Земли. Во втором случае возмущения возникают в виде постепенного увеличения амплитуды всех элементов, при этом начальный момент с той точностью, с которой он устанавливается для бурь с внезапным началом, определить не удается. В этом случае моменты начала бури, определяемые на разных станциях, могут отстоять друг от друга на час и больше ІЯновский, 1978].

Одним из видов изменения геомагнитного поля являются геомагнитные пульсации. Это электромагнитные волны очень низкой частоты, наблюдающиеся на поверхности Земли. Геомагнитные пульсации разделяются на два класса: 1) регуляторные Р_с (имеют квазисинусоидальпую форму и устойчивый режим колебаний); 2) перегуляторные P_t (имеют вид коротких колебаний с широким и нестационарным спектром частот). Регуляторные пульсации Рс охватывают весь диапазон быстрых колебаний с периодами приблизительно от 0,2 до 1000 с. Пульсации Р% делятся на две группы с периодами 1—40 и 40—150 с. Геомагнитные пульсации занимают диапазон частот от миллигерц до нескольких герц.

Межпланетное магнитное поле представляет собой магнитное поле солнечной фотосферы, выносимое в космическое пространство расширяющимися потоками солнечной плазмы. В среднем это магнитное поле примерно ориентировано либо по направлению к Солннѵ. либп^от. Солнца. При рассмотрепии секторной структуры межпланетного маЙштного поля в плоскости эклиптики могут быть выделены секторы с противоположной направленностью (полярностью межпланетного магнитного доля). Положительная полярность (+) наблюдается в секторе с ориентацией межпланетного магнитного поля от Солнца; в секторе с ориентацией поля к Солнцу — отрицательная полярность (—). При переходе из сектора одной полярности в сектор другой меняется несколько параметров, включая уровень магнитной возмущен- ности_г амплитуду микропульсаций в некоторых частотных полосах.

Для характеристики степени магнитной активности, сопоставления вариаций магнитного поля Земли с другими физическими явлениями, а также для нахождения связи между ними используют индексы магнитной возмущенпости. Их разделяют на локальные (Kj), характеризующие возмущеішость магнитного поля в основном вблизи данной обсерватории, и планетарные (A_p)_fi характеризующие возмущенность магнитного поля всей Земли в целом. Планетарный индекс (Л_р) — это размах колебаний горизонтальной компоненты геомагнитного поля, усредненный по ряду магнитных станций. Для оценки степени возмущенпости ГМП используют девятибалльную шкалу. Это численная характеристика степени возмущенпости, выраженная в баллах, где каждому баллу соответствует амплитуда колебаний магнитных элементов за 3-часовой промежуток с поправкой на спокойную суточную вариацию. Величина деления шкалы выбирается своя для каждой обсерватории, чтобы исключить влияние широты места, так как степень возмущенпости на разных широтах различна при одной и той же активности Солнца.

Естественное электромагнитное поле Земли постоянно находится в непрерывном изменении, при этолі наблюдаются вариации различных параметров, которые связаны в основном с солнечной активностью. Показателем солнечной активности является индекс Вольфа, который представляет собой сумму пятеп на видимом диске Солнца, сложенную с удесятеренным количеством групп пятен. Индекс вспышечной активности Солнца (F) — это суммарная за сутки площадь всех зарегистрированных хромосферных вспышек с учетом их яркости.

Строгой функциональной зависимости роста магнитной активности от солнечной активности установить еще не удалось. Однако при рассмотрении графиков солнечной и магнитной активности можно утверждать, что в годы максимального количества солнечных пятен магнитная активность также достигает наибольшей величины, хотя ее возрастание несколько запаздывает по отношению к росту солнечной [Яновский, 1978].

Анализ наблюдений и проведенные экспериментальные исследования позволяют утверждать, что одним из наиболее важных параметров внешней среды является естественное электромагнитное поле Земли, обладающее сложной структурой и свойствами.

Поднят вопрос о биологическом значении естественных электромагнитных полей, о значении геомагнитного поля для функционирования живых организмов. Интерес к этому вопросу вызван тем, что экспериментальные наблюдения и теоретические исследования дают основание считать, что естественный фон Земли является необходимым эволюционно сложившимся условием для нормальной жизнедеятельности биологических систем. Геомагнитное поле Земли влияет на живые существа любой степени организации — от простейших до высших. Это влияние характеризуется многообразными эффектами — от изменений на молекулярном уровне до реакций целостного организма.

Многочисленными исследованиями удалось выявить статистические закономерности, убедительно демонстрирующие тесную связь между динамикой геомагнитных возмущений и дисфункцией живых организмов на разных структурных уровнях их организации [Музалевская, 1973]. Определенную корреляцию между геомагнитными возмущениями и заболеваемостью нервными, сердечно-сосудистыми, инфекционными, психическими и другими болезнями приводят многие авторы [Новикова, 1968; Чижевский, 1973|. В работах A. JI. Чижевского впервые обобщен н проанализирован обширный материал, касающийся корреляции между солнечной активностью и ходом пандемии, эпидемий холеры, чумы, гриппа. А. Л. Чижевским (1973) показано, что ритм этих ^ццдемий согласуется с ритмами солнечной активности.

В последние годы получены указания на наличие пренатальных воздействий со стороны гелиофизическнх параметров. В частности обнаружено, что риск заболеваемости шизофренией пропорционален числам Вольфа в пренатальный период болезни [Исхаков, 1972]. Выло показано, что уровень солнечной активности в год рождения ребенка в некоторой степени детерминирует его конституциональные особенности [Козлов и др., 1969].

Безусловно, что между солнечной активностью и процессами, происходящими в биосфере, существует тесная связь. Механизм ее, однако, не ясен. Вероятно, эта связь имеет сложный, многоступенчатый характер.

Под солнечной активностью понимают как внутренние процессы, происходящие на Солнце, так и внешние формы их проявления (пятна, факелы, хромосфериые вспышки и т. д.), сопровождающиеся излучением колоссальной энергии. Показано, что одним из основных проводников солнечного влияния на Землю является геомагнитное поле. При этом обнаружено существование тесной связи между магнитным полем Солнца, его окружения и магнитным нолем Земли.

Многие исследователи, в течение ряда лет сравнивая разные биологические, физико-химические, химические, геофизические процессы, происходящие в различных частях земного шара, отметили, что они синфазны и синхронны. Синхронность прослеживается в резком одновременном изменении биологических явлений. Кроме того, наблюдают четкую синфазность колебаний биологических процессов на протяжении года (сезонные ритмы) и многих лет (когда учитываются показатели процессов в целом за год) ІДубров, 1974].

Анализ экспериментального материала, полученного с 1966 по 1976 г., но выявлению дистантных межклеточных взаимодействий показал, что существует сезонная и суточная зависимость в проявлении «зеркального» ЦПЭ от каких-то причин, приходящих извне.

Рис. 8. Гистограмма проявления «зеркального» эффекта в результате дистантных межклеточных взаимодействий в течение 1966—1976 гг.

Для решения этого вопроса проведен статистический анализ результатов исследований «зеркального» ЦПЭ с целью выяснения вопроса — существует ли зависи

мость количества «положительных» результатов (когда эффект наблюдается) от месяца наблюдения. Накопленный материал позволяет решать этот вопрос в следующих направлениях.

1. По всему накопленному материалу без подразделения на месяцы и годы (рис. 8).

2. В приложении к сумме экспериментов, проведенных в течение фиксированного месяца за весь период, например, все эксперименты, проведенные в течение января — февраля и т. д. 1966—1976 гг. (рис. 9).

3. В приложении к сумме экспериментов, выполненных в течение одного года (рис. 10).

По результатам анализа можно отметить следующее.

1. В целом, если рассматривать все эксперименты за 10 лет независимо от месяца и года, оказывается, что почти в любом месяце наблюдаются как положительные, так и отрицательные результаты (см. рис. 9).

Существуют два распределения, связанные между собой в соответствии с гистограммой (см. рис. 8). При построении гистограмм видны две тенденции: проявление «зеркального» ЦПЭ от 0 до 30% (отрицательный и слабоноложительный результат), который отмечается в 40% случаев из 100, по в остальных 60% случаев мы имеем четкое распределение, стремящееся к нормальному, где максимум падает на 60—70%.

2. В случае, когда эффект наблюдается, доля экспериментов для вышеуказанных выборок изменяется в зависимости от меся-

Рис. 10. Проявление «зеркального» ЦПЭ в трчевпс 19G6 ^г.

ца наблюдения, что следует из гистограмм (рис. И). Прослеживается резкое угнетение доли отрицательных и слабоположительных результатов от января к маю и вновь возрастание отрицательных результатов от сентября к декабрю. Показано, что отрицательный результат есть всегда, но доля его в каждом месяце меняется (см. рис. 8, 9, 11).

3. Средний процент положительных экспериментов зависит от месяца наблюдения, при сопоставлении полученных нами гистограмм от месяца к месяцу (например, февраль, март, май, июнь и т. д.) (см. рис. 11).

Таким образом, существует сезонная зависимость «зеркального» ЦПЭ, проявление его носит диалектический характер, т. е. мы можем иметь как положительные, так и отрицательные результаты, но вероятность их в различпые месяцы различна.

Многолетние исследования феномена дистантных межклеточных взаимодействий показали, что «зеркальный» ЦПЭ наблюдается в среднем от 65 до 85% случаев для 5%-ного уровня значимости в зависимости от месяца года, но в то зке время наблюдаются дни с «отрицательным» «!30%) результатом в месяцы с максимальным (в среднем 80%) проявлением «зеркального» ЦПЭ.

Анализ накопленного материала (свыше 12 ООО опытов) показывает, что частичную невоспроизводимость экспериментов, осуществляемых при стандартных условиях, трудно объяснить толь-

ко техническими или методическими погрешностями. Это хорошо согласуется с тем фактом, что воспроизводимость опытов для некоторых культур тканей обнаруживает отчетливый сезонный ход: «отрицательные» результаты чаще фиксируются зимой. Однако и для летнего периода, когда воспроизводимость опытов выше, часть экспериментов дает низкий (либо нулевой) результат, на что мы указывали выше. Такая ситуация наводит па мысль о возможности влияния на исход опыта неконтролируемых гелио- геофизических факторов. В связи с этим проведено сопоставление зафиксированного в описанных опытах процента наблюдаемого цитопатического «зеркального» эффекта с гелиогеофизическими индексами.

Совместно с сотрудником Крымской обсерватории Б. М. Владимирским проверена возможность влияния геомагнитной воз- мущепности на воспроизводимость экспериментов по «зеркальному» ЦПЭ.

Важнейшими гелиогеофизическими факторами являются, по- видимому, амплитудно-спектральные вариации фоновых электромагнитных полей очень низких частот, поэтому в качестве индексов для сопоставления выбраны показатели, отражающие эти вариации: полярность межпланетного магнитного поля («-ь», «—»), планетарный индекс геомагнитной возмущенности (Л_р), цюрихские относительные числа солнечных пятен (R_z)- Известно, что степень влияния гелиогеофизических факторов зависит во многих случаях от сезона. В связи с этим сопоставление проводилось отдельно для зимних и летних месяцев. Все вычисления сделаны на ЭВМ ЕС-1020. Использовался метод наложения эпох, который заключается в следующем: условно день с определенным геомагнитным событием (в частности, за нулевой день во всех случаях брался день посадки ткани) выбирается в качестве реперной точки (нулевая «эпоха»). Значение индекса в эту дату заносится в таблицу. В той же строчке влево записывается значение индекса за один день (—Id), два (—2d), три (—3d), четыре дня (—id) до нулевой эпохи. Вправо от нулевой эпохи записывается значение индекса после эксперимента — спустя один (+ld), два. (+2d), три -r(3d), четыре дня (+4d). Со следующей датой поступают аналогичным образом, значение индекса записывается под соответствующим днем первой строки. Если индекс относительно реперной даты изменяется хаотически, итоговый ход средних значений индекса — прямая параллельная оси абсцисс с соответствующими флуктуациями (флуктуации тем меньше, чем больше число «эпох»). Если имеется тенденция к когерентности, систематические изменения в среднем значении индекса выделяются на фоне уменьшенных флуктуаций. При использовании метода наложения «эпох» важно, чтобы опорные даты («нулевые эпохи») отстояли друг от друга на интервал времени, не меньший, чем выбранный интервал исследования. Соответственно в данном случае из таблиц дат экспериментов выбирались только

даты, отстоящие друг от друга не менее чем на Id. Отдельно изучались группы опытов с хорошо выраженным эффектом 05=30% — положительный опыт) и отрицательным результатом «!30%).

Значения индекса Ар брались из международной сводки Solar geophysical data (США, 1965—1976 гг.). Смысл этого индекса — усредненный но ряду магнитных станций размах колебаний горизонтальной компоненты геомагнитного поля. Для спокойных условий Ар си 2—5; магнитная буря соответствует Ар ~ 50. ГІа графике обращает на себя внимание ход Ар в интервале (—4с?)—(—id). Видно, что для «удачных» и «неудачных» опытов ход индекса прямо противоположен. Ар для «неудачных» опытов повышен для —Ы и падает в ~1,4 раза в день для —id. Для «удачных» опытов ситуация обратная.

Каталоги данных Svalgard за 1965—1976 гг. (США), С. М. Мансурова за 1965—1976 гг. (СССР) содержат информацию о межпланетном магнитном ноле. При переходе из сектора одной полярности в сектор другой меняется сразу несколько параметров, включая уровень магнитной возмущенности, амплитуду микропульсаций в некоторых частотных полосах, градиент потенциала. Установлено, что некоторые показатели жизнедеятельности организма (в частности, бактерий) чувствительны к изменению полярности, хотя конкретная причина этого неизвестна. Из рассмотренного материала следует, что отрицательные опыты имеют тенденцию располагаться так, что в дни —3d id

преобладают секторы положительной полярности. Для положительных опытов ситуация противоположная (преобладание в этом же интервале дней с отрицательной полярностью).

Данные для индекса R_z имеются только с 1969 г., ранее индекс не вычислялся из-за малой статистики, в данном случае четкого результата не получено. Можно только сказать, что R_z — индекс для отрицательных опытов — в среднем больше для интервала (—5d)—(—Id), чем для интервала (+ld)—(+7d), т. е. большие вспышки имеют тенденцию сопутствовать отрицательным результатам.

Для сопоставления из всего массива данных отобраны три серии экспериментов, в достаточной мере обеспеченных статистически, проведенные на культурах тканей: фибробласты эмбриона человека (ФЭЧ), куриные фибробласты (КФ), культура раковой ткани гортани человека (Нер-2).

Некоторые из результатов для двух видов культур тканей представлены на рис. 12. Для графиков а, б по вертикальной оси отложено число дней с положительной (+) и отрицательной (—) полярностями межпланетного магнитного поля для положительных (а) и отрицательных (б) опытов. На графиках в по вертикальной оси отложены значения индекса Ар. На всех графиках по горизонтальной оси отложены даты экспериментов (по методу Кри), Анализ результатов позволяет отметить следующее (см. рис. 12, А—В).

1. Для культур ФЭЧ все кривые для опытов с положительным исходом существенно отличаются от кривых опытов с отрицательным результатом (см. рис. 12). Высокие показатели эксперимента приходятся на ситуацию, при которой за (—2d) до посадки ткани происходит смена полярности межпланетного магнитного поля (+), (—) (график, а). Этому соответствует значительное (~ —1,8 раза) возрастание Ар в (—Id, см. график, в) и соответственно меньшее значение B_z. Эффект является систематическим, не зависит от сезона и фазы солнечного цикла. Степень его выраженности уменьшается при снижении результативности опыта. Для отрицательных опытов распределение дней по возму- щенности в Ар не имеет значения.

2. Эксперименты с культурой КФ (см. рис. 12, Б) имеют большие шансы на положительный исход, если опыты приходятся на дни отрицательной полярности межпланетного поля. Это, по- видимому, особенно существенно перед посадкой ткани (сравните графики а и б). Изменения уровня геомагнитной возмущенности (индекс Ар) на исход опыта не влияют (см. график в).

3. Статистика опытов на культурах тканей Нер-2 недостаточна для уверенного суждения (см. рис. 12, В). Однако можно ду-

мать, что распределение положительных и отрицательных опытов аналогично экспериментам с культурой ФЭЧ. Эффект в данном случае более четко выражен для зимы.

Таким образом, во всех изученных сериях опытов влияние гелиогеофизйческих факторов хорошо заметно; оно зависит от вида культуры тканой. Истолковать обнаруженные эффекты в настоящее время затруднительно. Однако можно заметить, что практически во всех случаях успешные опыты чаще приходятся на дни отрицательной полярности межпланетного магнитного ноля. Если это характерно для разных видов клеток, то в дни отрицательной полярности межпланетного магнитного поля клетки исследуемых культур тканей должны испытывать некоторое «адаптационное напряжение». На этом фоне наблюдение «зеркального» ЦПЭ должно иметь больше шансов на успех. Непосредственно действующий фактор — электромагнитное поле — может влиять при этом на ферментные системы клеток, очень чувствительные к изменениям параметров поля.

Известно, что одним из важнейших гелиофизических факторов являются возмущения магнитного поля Земли, вариации которого зависят от широты. Амплитуда колебаний геомагнитного поля в диапазоне микропульсаций возрастает от средних широт к высоким, пекоторые типы микропульсаций регистрируются только в высоких широтах.

Полоса вдоль 67-й геомагнитной широты, называемой авро- ральный овал,— арена протекания сложного комплекса электромагнитных явлений, тесно связанных с солнечной активностью. Существенной особенностью данной зоны являются изменения в структуре цикличности возмущений ГМП: электромагнитная обстановка заметно изменяется при переходе от полярной ночи к полярному дню. От средних широт к высоким (67⁹) возрастает амплитуда . колебаний геомагнитного поля в диапазоне микропульсаций, и величина этого возрастания зависит от частоты, что приводит к большим изменениям спектрального состава возмущений ГМП при перемещении по широте.

Вариации характеристик возмущений ГМП с широтой должны сказываться на показателях жизнедеятельности организма, так как биологическая эффективность воздействия ГМП зависит от амплитуды, частоты, поляризации и некоторых других параметров поля [Владимирский, 1975]. Широтный эффект обнаружен многими авторами [Данилов и др., 1971; Ковальчук, 1974; Данилов, 1975].

Особый интерес для нас представляют биофизические аспекты, связанные с исследованиями взаимоотношений собственного электромагнитного излучения биосистемы и изменением ЭМП Зѳмли при широтных перемещениях. Он вызван тем, что в настоящее время экспериментальные наблюдения и теоретические исследования дают основание считать ГМП наряду с другими электромагнитными факторами ответственным за биологические эффекты,

коррелирующие с вариациями солнечной активности.

Многочисленными исследованиями удалось выявить статистические закономерности, убедительно демонстрирующие тесную связь между динамикой геомагнитных возмущений и дисфункцией живых организмов па различных структурных уровнях их организации. Обнаружено, что возможной причиной этой связи являются изменения проницаемости биологических мембран и оболочек под влиянием геомагнитного поля [Дубров, 19(>9, 1973].

Геомагнитное поле оказывает влияние буквально на все процессы, совершающиеся в отдельных клетках, организмах, и в конечном итоге на всю биосферу Земли. Проведенные исследования показывают, что гомеостазис, т. е. способность поддерживать динамическое постоянство состава и свойства фенотипа и генотипа, может зависеть от геомагнитного поля и находиться под его контролем. Полученные данные открывают возможность для глубокого и полного объяснения некоторых проблем гелиобиологии. ІІа основе признания роли геомагнитного поля в жизнедеятельности организмов становится понятной глобальность и синхронность гелиобиологических реакций, ибо геомагнитное поле все- проникающе и имеет различные вариации. Но вместе с тем остается недостаточно ясным ряд вопросов: какие именно геофизические факторы оказывают существенное влияние на жизнедеятельность живых организмов; имеется ли специфическое влияние их на различные виды экологических объектов (человек, животное, растения, бактерии): количественные и качественные особенности изолированного и комбинированного воздействия на биосистемы; молекулярные механизмы их биологического действия; проявления действия этих факторов на здоровых и больных людей и т. д. [Дубров, 1973, 1974].

ІІа эти вопросы можно в значительной мере ответить при проведении одновременных (синхронных) экспериментов в различных географических пунктах Земли.

Отличительной особенностью таких экспериментов является, во-первых, то, что в каждом географическом пункте в конкретный момент времени имеется своя специфическая географическая и метеорологическая обстановка, обусловливающая локальное влияние ее на биосферу; во-вторых, указанные экологические факторы, наряду с локальными проявлениями, характеризуются глобальными эффектами, и поэтому значительные изменения указанных факторов должны отражаться на жизнедеятельности биосистем (синхропно).

Учитывая специфические особенности расположения Норильска (необычная структура электромагнитных полей, близость магнитного полюса и т. д.), для нас особый интерес представляли биофизические аспекты, связанные с исследованиями взаимоотношений собственного электромагнитного излучения биосистемы и геомагнитных факторов.

Изучая фепомен дистантных межклеточных взаимодействий (ДМВ), мы должны были по забывать о том, что имеем доло с двумя монослоями клеточных культур, взаимодействующих как между собой, так и с внешними факторами, действующими на них. Нами изучалось влияние гелиогеомагнитпой обстановки в условиях средних и высоких широт в синхронном эксперименте (Новосибирск — Норильск) на монослой клеток и на воспроизводимость ДМВ. Исследования делились на два этапа: исследовали жизнеспособность клеточного монослоя и определяли особенности проявления ДМВ. Первый этап исследований проводили на перевиваемых линиях RH, ФЭЧ, Нер-2.

Рост перевиваемых клеточных культур изучался следующим образом.

1. Исследовали жизнеспособность клеточного монослоя, используя концентрацию клеток 80 тыс./мл для ткани RH, Нер-2 и 100 тыс./мл для культуры ткани ФЭЧ. Взвесь клеток разливали в пенициллиновые флаконы со стеклами по 2 мл и инкубировали в термостате при 37°С. Через определенное время инкубации ((5, 12, 24, 48, 72, 96, 120, 144, 168 ч) стекла с выросшим па них клеточным монослоем фиксировали метиловым спиртом и окрашивали гематоксилин-эозином и по Фёльгепу. Результаты обрабатывали с учетом следующих параметров:

а) Sp — количество ядер на единицу площади препарата, которое характеризует плотность роста монослоя;

б) МА — митотическая активность (в процентах) — количество делящихся ядер на 100 ядер монослоя — пролиферативная способность клеток;

в) d — диаметр ядер (в микронах) — среднекалиберный диаметр ядер клеток монослоя.

2. Выявляя сроки появления монослоя па стекле, определяли тест на «кооперативность» клеток (количество клеточных контактов). Для этого клеточную взвесь разливали в пенициллиновые флаконы в концентрации 50 и 100 тыс./мл. Материал фиксировали через 24, 48, 72 ч. Морфометрический апализ проводили но указанным выше параметрам (а, б, в).

3. Определяя резистентность клеточного мопослоя к ядам (сулема), клеточную взвесь с концентрацией 80 тыс./мл разливали в пенициллиновые флаконы и после формирования мопослоя на стекле заражали односуточную (24 ч роста) и двухсуточную (48 ч) клеточную культуру сулемой, концентрация которой равнялась

2. и 5 мкг/мл. Поражение монослоя оценивали но 4-балльной системе.

4. Для выяснения корреляции между перекисным окислением липидов и жизнеспособностью клеточного монослоя проведены опыты с определением интенсивности перекиспого окисления липидов в Норильске по сравнению с их интенсивностью в Новосибирске, которую оценивали по образованию диеновых конъюгатов по методике Арчакова и Владимирова. Измерения проводились на спектрофотометре СФ-4.

Рис. 13. Влияние гелиомагнитной обстановки на мопослоіі клеток в условиях иысоклх широт но месяцам.

I — Лр-шідекс; 2 — К-шідекс в Новосибирске; 3 — К-индекс в Норильске; а и б — плотность роста монослоя: 4 — в Новосибирске, 5 — в Норильске; виг — митотическая активность: 4 — в Новосибирске, о — в Норильске.

Эксперимент проводили синхронно в Новосибирске и Норильске во время полярной ночи. Условия опытов строго стандартизированы: вся посуда приготовлена с использованием новосибирской воды, питательная среда, версеп — одной серии, перевиваемые клеточные линии привезены в Норильск из Новосибирска. Всего проведено три серии экспериментов по 200 флаконов в каждом. Полученные данные обработаны статистически (рис. 13).

В первой серии экспериментов обнаружено, что клетки монослоя хорошо распластываются на стекло, процесс их контактирования между собой выше по сравнению с Новосибирском, затем с 48 ч рост мопослоя в Норильске становится более энергичным, на плато клетки выходят к 72 ч, затем в Норильске монослой погибает к концу 6 сут, в Новосибирске же он жизнеспособен более 9 сут. В то же время отмечается, что как в Норильске, так и в Новосибирске пик митотической активности приходится на 24 ч, но в Норильске он в 2,5 раза выше (см. рис. 13).

Во второй серии не зафиксировано существенных различий в росте клеточного монослоя в обоих пунктах, митотическая активность клеток в Норильске оказалась в 3 раза ниже по сравнению с клеточной культурой в Новосибирске. Особенностью роста монослоя в Норильске является наличие двух пиков митотической активности, приходящихся на 24 и 60 ч (см. рис. 13).

В третьей серии экспериментов установлено, что монослой в Норильске по всем параметрам растет энергичнее: плотпость роста и количество ядер на единицу площади в 2 раза выше, чем в Новосибирске, пик митотической активности, приходящийся на 48 ч, выше в 3 раза. К концу 6 сут появляется много пикнотиче- ских клеток и мопослой погибает, в Новосибирске в это время он жизнеспособен более 9 сут.

При исследовании действия ядов па клеточный монослой установлено, что в Норильске суточный монослой не погибал при действии 3 мкг/мл сулемы и частично погибал при действии

3. мкг/мл. Двухсуточный монослой полностью сохранялся при действии 5 мкг/мл. В суточном монослое, выращенном в Новосибирске, отмечалась гибель клеток при действии уже 3 мкг/мл. Та же картина отмечалась и при исследовании поведения 2-су- точного монослоя. Таким образом, мопослой в Норильске оказался более устойчивым к воздействию сулемы.

Проводя исследования на «кооперативность» с целыо определения сроков появления монослоя на стекле, использовали различные концентрации: 5-10³, 7,5-10³; 1-10³ клеток в 1 мл среды. Установлено, что в Норильске монослой образуется через 2 сут уже из 5-10³ клеток/мл среды, а в Новосибирске за то же время из той же взвеси вырастают только отдельные колонии. Этот факт еще раз подтверждает наши данные о том, что в Норильске клеточная культура росла более энергично.

Учитывая статистическую достоверность полученного материала, однотипность методики работы, синхронность экспериментов и одинаковую обеспеченность каждого опыта, мы можем предполагать, что различия в результатах серий зависят не от «внутренних» условий экспериментов, а от воздействия внешних факторов, так как все условия исследований в Новосибирске и Норильске были идентичны, кроме ЭМП Земли и ряда географических показателей, не контролируемых условиями эксперимента.

Полученные результаты сравнены с данными по ІТ-иидексу, планетарному индексу {Ар) и по знакам секторов межпланетного магнитного поля, полученным в обсерваториях Норильска и Новосибирска.

В период проведения первого эксперимента по выращиванию культур геофизическая обстановка в Норильске характеризовалась высоким уровнем магнитной активности. Начало первого эксперимента совпало с магнитной бурей очень большой интенсивности с внезапным началом и амплитудой возмущения до 1500 у, что соответствует Я-индексу 8—9 баллов (ZK за сутки 36 баллов). Активный период магнитной бури длился три дня, но и после него уровень магнитной активности оставался высоким в точение всего эксперимента. В то же время в Новосибирске интенсивность магнитной бури была меньше (амплитуда возмущения до 330 у, что соответствует /Г-индексу 7—8 баллов, 2/Г за сутки равна 28 баллам). Продолжительность магнитонапряженного периода в Новосибирске также была меньше.

Таким образом, магнитная активность в период эксперимента сильнее проявилась в Норильске, этим, вероятно, можно объяснить различия в росте мопослоя по всем изученным нами параметрам. Видимо, интенсивность роста привела к быстрому истощению моно- слоя, погибшему на 2—3 сут раньше, чем в Новосибирске. Рост монослоя в Новосибирске был более замедленным и митотическая активность в 2 раза ниже, но контактирование клеток и ядерпо- клеточные отношения выражены лучше, поэтому монослой оказался более жизнеспособным.

При анализе второго эксперимента видно, что больших различий в росте монослоя по указанным выше параметрам не отмечается. Оба монослоя жизнеспособны до 9 сут. Это объясняется, по-видимому, тем, что вариации ЭЛ1П Земли в период опытов были невелики: Ар = 8, местные индексы Норильска и Новосибирска соответственно Я—17, К—15.

В период третьего эксперимента вновь наблюдается повышение магнитной активности: в Норильске if—36, в Новосибирске К=20, а Ар=28, т. е. наблюдалась напряженнаягелиогеомагпитная обстановка. Результаты опыта в какой-то степени повторяют динамику изученных показателей первого эксперимента.

Пик митотической активности приходится на 48 ч, совпадая в этот день с Ар —28. Жизнеспособность мопослоя в Норильске оказалась на 3 сут меньше, чем в Новосибирске, как и в первом эксперименте.

При анализе таблиц знаков секторов межпланетного магнитного поля можно видеть, что время первого и третьего эксперимента совпадает со сменой знака + на —, что, видимо, в какой-то мере обусловливает схожесть результатов обоих экспериментов. Во время второго эксперимента знак сменился с — на

Исследования явления ДМ В в Новосибирске и Норильске проводили также синхронно. За время экспедиций проведено 20 экспериментов по 25 опытов в каждом, включая контроль.

С 20/1 по 23/II 1976 г. исследовали явление дистантных межклеточных взаимодействий как в Новосибирске, так и в Норильске. Впервые «зеркальный» ЦПЭ зарегистрирован в Новосибирске 2 февраля 1976 г. в 40—50% случаев. В Норильске первое проявление «зеркального» эффекта отмечено 23/11 1976 г. в 30—40% случаев.

Исследования следующей экспедиции, проводившиеся в декабре 1976 г. и январе 1977 г., показали, что вначале «зеркальный» ЦПЭ отсутствовал в обоих пунктах, а с 24 декабря в Новосибирске оп начал проявляться с тенденцией к стойкому увеличению до 60—80%. В Норильске во всех опытах эффект отсутствовал до конца февраля 1976 г.

Исследования во время полярного дня (май — июль 1979 г.) показали, что «зеркальный» ЦПЭ в эти месяцы наблюдается как в Норильске, так и в Новосибирске от 40 до 60% случаев в зависимости от дня эксперимента. В то же время отмечались дни с отрицательным результатом, когда эффект не наблюдался.

Феномен ДМВ в Норильске за период исследования проявился во время полярной ночи, в среднем на месяц позже, чем в Новосибирске. С конца февраля па данной широте заканчивается полярная ночь и над горизонтом появляется [кратковременно солнце. Возможно, проявление феномена ДМВ на 69-й широте связано с углом солнца над горизонтом. Во время начала полярного дня «зеркальный» ЦПЭ проявлялся в 40—60% положительных результатов, так же как и в Новосибирске в это время года. Таким образом, нами получена определенная корреляция феномена ДМВ с параметрами гелиогеомагнитной обстановки, временем и местом проведения эксперимента.

Таким образом, в наших исследованиях, приведенных ранее (1966—1975 гг.), отмечена сезонность в проявлении дистантных межклеточных взаимодействий, которая заключалась в том, что в течение 1,5—2 мес (декабрь — январь) «зеркальный» ЦПЭ исчезал (исследования в Новосибирске), и, начиная с марта до сентября каждого указанного года, проявлялся до 60—80%.

Подводя итоги поиска влияния гелиогеографических факторов на ДМВ, можем сказать, что для экспериментов, в которых (ДМВ) эффект отсутствовал, Лр повышен и понижен для всех тех случаев, когда результат эксперимента положителен. В дни «удачных» экспериментов преобладают секторы отрицательной полярности и секторы положительной полярности — для отрицательных опытов. При анализе индекса вспышечпой активности Солнца установлено, что большие значения этого индекса имеют тенденцию сопутствовать «отрицательным» опытам. Таким образом, получена определенная корреляция биологических процессов на клеточном уровне с параметрами гелиогеомагнитной обстановки, временем и местом проведения эксперимента по /Г-индексу (местным индексам), знаку межпланетного магнитного поля, индексу солнечных вспышек. Гелиогеомагнитная обстановка в исследуемой широтной точке, по нашим данным, может играть определенную роль в жизнедеятельности клеточного монослоя и в проявлении феномена дистантных межклеточпых взаимодействий.

В настоящее время экспериментальные наблюдения и теоретические исследования дают основание считать геомагнитное поле ответственным за биологические эффекты функционирования живых организмов. Геомагнитное поле оказывает решающее влияние буквально на все процессы, совершающиеся в отдельных клетках, организмах. Влияние геомагнитного поля па живые системы с различным уровнем организации проходит и опосредуется через

сложные климатометеорологические цепи и звенья, так как эта связь основывается на сложных закономерностях, существующих в природе. Вот почему в ряде случаев влияние геомагнитного поля скрыто серией промежуточных звеньев чисто биологической взаимосвязи. На основе признания ведущей роли геомагнитного поля в жизнедеятельности биологических объектов становится понятной синхронность гелиобиологических реакций, но вместе с тем возникает ряд вопросов: какие именно параметры оказывают существенное влияние на жизнедеятельность живых организмов; количественные и качественные особенности изолированного и комбинированного воздействия на биосистемы. На эти вопросы можно в значительной мере ответить при проведении синхронных экспериментов с использованием искусственных магнитных полей. Работы по экранированию биологических объектов интересны тем, что в них делается прямая попытка полпостыо освободиться от воздействия геомагнитного поля или, по крайней мере, сильно уменьшить его влияние. Поставленные задачи' служат целью наших дальнейших исследований.