350 rub
Journal Biomedical Radioelectronics №2 for 2011 г.
Article in number:
Diagnostics Possibilities of Influence EHF- and Microwave Radiations on Cyanobacteria, Microalgae and Actinomycetes
Keywords: electromagnetic radiation EHF-radiation millimetric waves microwave radiation exometabolites reactivity of the exometabolites cyanobacteria microalgae actinomycetes
Authors:
A.H. Tambiev, A.A. Lukyanov
Abstract:
In this review the materials showing to possibility of early diagnostics of action of electromagnetic waves of a millimetric range of low intensity and a centimetric range on a wide spectrum of phototrophic and heterotrophic microorganisms - cyanobacteria, microalgae and actinomycetes. Diagnostics probably to carry out the offered method of the chemical models which have proved in a number of directions, on change of reactivity of the exometabolites allocated in the culture liquid in the course of growth by cells which is closely connected with a physiological condition of cultures producing them. Earlier we had been offered the general classification water-soluble and flying exometabolites, connected with functions carried out by them which their regulating role in natural biocenoses is shown. Changes in qualitative and quantitative structure of native exometabolites serve as the important information on a physiological condition producing them unicelled and multicelled and according to these changes properties of exometabolites and, as consequence, functions carried out by them can vary. The works begun by us in 1986-88, have shown presence of stimulating action of a unitary irradiation by millimetric waves of low (not thermal) intensity (EHF-radiation) on phototrophic organisms - cyanobacteria (prokaryote) and green microalgae (eukaryote). At the irradiated cultures the biomass exit, growth rate and viability of cells increased. Also the effect of an intensification of photosynthetic processes in cells of the irradiated cultures, accompanied by increase in the maintenance of photosynthetic pigments in cells, and also increase of excretion by them in medium of some organic connections has been found out. Also correlation between level of stimulation of growth of cultures by means of the physical factor and corresponding values reactivity of the native exometabolites has been received. Changes of daily and hour rhythmic of reactivity of the exometabolites at the irradiated cultures of cyanobacteria and microalgae have been received. Thus, it is possible through the integrated characteristic offered by us allocated in medium exometabolites, received by means of chemical model, quickly, during tens minutes to estimate various influences on objects already on early terms of growth, diagnosing character and level of their influence. A number of experiments have been executed on action EHF- and microwave radiation on not photosynthetic organisms - actinomycetes in which the stimulating effect also has been shown at an irradiation of spore suspension and mycelium cells which size also, as well as phototrophic objects correlated with changes of reactivity of the native exometabolites. Use of values reactivity of the exometabolites in culture liquid at partners of the mixed cultures consisting from heterotrophic (actinomycetes) and phototrophic (cyanobacteria, green microalgae) microorganisms, as an indicator was studied at creation of the mixed cultures. The materials presented in this review show possibilities of early diagnostics of the influence EHF- and microwave radiation on cultures of phototrophic and heterotrophic microorganisms, proceeding from values reactivity of the native of exometabolites in culture liquid that is connected with a physiological condition of cultures which can change under the influence of such physical factor as electromagnetic radiation of low intensity.
Pages: 39-53
References
  1. Тамбиев А.Х. Летучие вещества, запахи и их биологическое значение. М.: Знание. 1974. 64 с.
  2. Тамбиев А.Х. Реакционная способность экзометаболитов растений. М.: Изд-во МГУ. 1984. 72 с.
  3. Fogg G.E. The extracellular products of algae // Oceanogr.Mar.Biol.Ann.Rev. 1966. V. 4. P. 195.
  4. Fogg G.E. Extracellular products of algae in freshwater // Arch.Hydrobiol. 1971. V. 5. P. 1
  5. Hellebust J.A. Excretion of some organic compounds by phytoplankton // Limnol., Oceanogr. 1965. V. 10. № 2. P. 192.
  6. Хайлов К.М. Экологический метаболизм в море. Киев: Наукова думка. 1971. 182 с.
  7. Горюнова С.В. Прижизненные выделения водорослей, их физиологическая роль и влияние на общий режим водоемов // Гидробиологический журнал. 1966. Т. 2. № 4. С. 28-35.
  8. Sharp J.H. Exretion of organic matter by marine phytoplankton: do healthy cells do it - // Limnol., Oceanogr. 1977. V. 22. № 3. P. 381.
  9. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н. Выделение органического вещества у морских водорослей // Успехи современной биологии. 1981. Т. 92. Вып. 1 (4). С. 100-114.
  10. Тамбиев А.Х., Дуда В.И., Сингер М. Влияние биологически активных фракций, продуцируемых микроорганизмами, на процессы окисления диоксифенилаланина / Тезисы.докл.конф.по молекул.биофизике. М. 1966. С. 58.
  11. Тамбиев А.Х., Дуда В.И., Сингер М. Исследование лету-
    чих соединений, продуцируемых некоторыми видами анаэробных бактерий, с применением химической модели - диоксифенилаланина // ДАН СССР. 1969. Т.184. В. 2. С. 457-459.
  12. А.С. № 227535. Способ определения наличия и интенсивности биогенного запаха / А.Х. Тамбиев, М.М.Телитченко. 1968.
  13. Верц К., Рейц Д., Дравникс Ф.Исследование методом ЭПР автоокисления 3,4-диоксифенилаланина. / В кн.: Свободные радикалы в биологических системах. М.: ИЛ. 1963. С. 223 - 226.
  14. Тамбиев А.Х. О реакционной способности летучих экзометаболитов некоторых сине -зеленых водорослей, бактерий, грибов и актиномицетов // Микробиология. 1974. Т. 43. В. 3. С. 458-462.
  15. Тамбиев А.Х. О реакционной способности летучих и водорастворимых экзометаболитов. / В кн.: Биоантиокислители. М.: Наука. 1975. С. 96 - 99.
  16. Золотухина Е.Ю., Тамбиев А.Х. Реакционная способность экзометаболитов некоторых синезеленых водорослей // ДАН СССР. 1980. Т. 250. № 6. С. 1513 - 1516.
  17. Золотухина Е.Ю., Полонных А.К., Жильцова Л.В., Дзизюров В.Д., Бурдин К.С., Силкин В.А., Тамбиев А.Х. Окислительная активность культуральной среды как показатель физиологического состояния агароносной водоросли Ahnfeltiatobuchiensis // Вестник МГУ им. М.В.Ломоносова. Сер. 16. Биология. 1989. №1. С. 39-46.
  18. А.С. №1077598. Способ определения физиологического состояния макрофитных водорослей / А.Х. Тамбиев, Е.Ю. Золотухина, Ю.М. Золотухин. 1983.
  19. Тамбиев А.Х., Лапшин О.М.Временные ритмы изменений реакционной способности среды морских водорослей. / В кн.: Применение научных разработок ученых-биологов в рыбном хозяйстве. М.: Изд-во МГУ. 1987. С. 131-136.
  20. Чернов Г.А. Некоторые стороны внешнего метаболизма черноморской водоросли Phyllophoranervosa // Гидробиологический журнал. 1972. Т. 8. № 5. С.100.
  21. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Васильев В.Г. Действие КВЧ-облучения на аксеничные эксплантаты и фототрофные клеточные суспензии морских макрофитных водорослей. / Материалы междунар. конф. «Автотрофные микроорганизмы». М.: МАКС пресс. 2000. С. 180-181.
  22. Тамбиев А.Х., Золотухина Е.Ю., Иванова Т.П., Паньков С.Л. Реакционная способность экзометаболитов морской зеленой водоросли PlatymonasviridisRouch // ДАН СССР. 1983. Т. 273. В. 6. С. 1512 - 1516.
  23. Tambiev A.H., Lapshin O.M. Rhythms of excretion of organic substances by microalgae // Abstr. 8 th Inter. Biotechnol. Symp. Paris. 1988. A 150. P. 128.
  24. Tambiev A.H., Kirikova N.N., Lapshin O.M. Reactionary ability of native exometabolites in algae - bacterium association // Abstr. 5 thInter. Symp. onmicrobialecology (ISME-5). Kyoto. 1989. 8.27-9.1. P. 166.
  25. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н. Ритмические процессы в клетках микроводорослей и действие на них КВЧ-излучения // Биотехнология. 1997. № 7-8. C. 50-55.
  26. Тамбиев А.Х., Золотухина Е.Ю., Золотухин Ю.М. Портативная установка для определения реакционной способности выделений водорослей по методу химических моделей // Океанология. 1985. Т. 25. В. 2. С. 327- 330.
  27. Симонов А.И., Чернышов В.И., Токуев, Ю.С. Леонова Е.М., Тамбиев А.Х. Оценка потенциальной возможности природных вод к утилизации органических веществ через цепные свободнорадикальные реакции // В кн.: Биофизические аспекты загрязнения биосферы. М.: Наука. 1973. С. 135.
  28. Чернышов В.И., Телитченко М.М. Сезонная динамика энергии активации свободнорадикальных процессов окисления растворенных в воде органических веществ по водоемам разного типа // Докл. МОИП. Отдел. зоол.-ботан. 1974. С. 56.
  29. Токуев Ю.С., Цыбань А.В., Чернышов В.И. Свободнорадикальные процессы на разных стадиях роста морских микроорганизмов // В кн.: Биофизические аспекты загрязнения биосферы. М.: Наука. 1973. С. 35.
  30. Кирикова Н.Н., Лябушева О.А., Тамбиев А.Х.Сравнение физиологических характеристик двух культур цианобактерий Spirulinaplatensis и Spirulinamaxima// Материалы междунар. науч. конф. «Биотехнология на рубеже двух тысячелетий». Саранск. 2001. С. 100 - 101.
  31. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лябушева О.А. Включение селена и меди в клетки цианобактерий Spirulinaplatensis и Spirulinamaxima и эффект КВЧ-излучения // Труды 10-й юбил. междунар. конф.: «Новые информационные технологии в медицине и экологии». Украина. Крым. Ялта - Гурзуф. 2002. С. 268- 273.
  32. Тамбиев А.Х., Лукьянов А.А. Изучение физиологических различий культур цианобактерий Spirulinaplatensis и Spirulinamaxima // Биомедицинская радиоэлектроника. 2008. № 12. С. 49 - 51.
  33. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Мазо В.К. Циа­нобактерии рода Spirulina как перспективный объект фотобиотехнологии // Технологии живых систем. 2006. Т. 3. № 2. С. 9 - 27.
  34. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Яковлева М.Н., Мантрова Г.М., Гусев М.В. Стимуляция роста сине-зеленых водорослей при действии электромагнитного излучения ММ-диапазона низкой интенсивности // Тезисы докл. 6-го Всес. семинара: «Применение ММ излучения низкой интенсивности в биологии и медицине». М. 1986. С. 35.
  35. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лапшин О.М.Изменение реакционной способности экзометаболитов сине-зеленой водоросли Spirulinaplatensis при действии электромагнитного излучения ММ диапазона низкой интенсивности // Тезисы. докл. 6-го Всес. семинара: «Применение ММ излучения низкой интенсивности в биологии и медицине». М. 1986. С. 45.
  36. Tambiev A.H., Gusev M.V., Kirikova N.N., Beckiy O.V., Gulaev Yy.V.Stimulation of growth cyanobacteria by millimeter electromagnetic radiation of low intensity. / Abst. 14 Inter. Congress оf Microbiology / England, Manchester (Microbe - 86). P. G9 Appl. Microbiology. 1986. P. 300.
  37. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лапшин О.М., Яковлева М.Н., Мантрова Г.М. Изменение реакционной способности экзометаболитов синезеленой водоросли спирулина под действием ММ излучения // В сб.: Медико-биологические аспекты миллиметрового излучения низкой интенсивности. М. 1987. С. 121 - 125.
  38. Tambiev A.H., Kirikova N.N., Lapshin O.M., Gusev M.V.Physiological criterion of cyanobacterium growth stimulation // Abstr. 8 thInter. Biotechnol. symp. Paris. 1988. C193. P. 259.
  39. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лапшин О.М., Смирнов Н.А., Гусев М.В. Стимулирующее действие электромагнитного излучения миллиметрового диапазона низкой интенсивности на рост микроводорослей // Вестник моск. ун-та. Сер. 16. Биология. 1990. № 1. С. 32-36.
  40. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лапшин О.М., Гусев М.В. Изменение ростовых характеристик при воздействии на микроводоросли электромагнитного излучения миллиметрового диапазона низкой интенсивности // Вестник моск. ун-та. 1990. С. 16. Биология. № 2. С. 42- 47.
  41. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лапшин О.М., Бецкий О.В., Яковлева М.Н., Мантрова Г.М., Гусев М.В.Некоторые закономерности взаимодействия ЭМИ ММ диапазона с микроводорослями // Тезисы докл. на 7-м Всес. семин.: «Применение КВЧ излучения низкой интенсивности в биологии и медицине». М. 1989. С. 84.
  42. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лапшин О.М. Влияние ЭМИ ММ диапазона на фотосинтетическую активность микроводорослей // Тезисы докл. на 7-м Всес. семин.: «Применение КВЧ излучения низкой интенсивности в биологии и медицине». М. 1989. С. 83.
  43. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Бецкий О.В., Гуляев Ю.В. Миллиметровые волны и фотосинтезирующие организмы. М.: Радиотехника. 2003. 175 с.
  44. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лапшин О.М. Изменение фотосинтетической активности микроводорослей под влиянием электромагнитного излучения // Физиология растений. 1992. Т. 39. В. 5. С. 1004 - 1010.
  45. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лебедева А.Ф.Влияние КВЧ излучения на физиологическую активность микроводорослей // Вестник моск. ун-та. Сер. 16. Биология. 1993. № 1. С. 58 - 64.
  46. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Маркарова Е.Н. Измене­ние фотосинтетической активности и транспорта ионов при взаимодействии цианобактерии Spirulinaplatensis с КВЧ-излучением в присутствии селена // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000. № 4. С. 47- 53.
  47. Tambiev A.H., Kirikova N.N. The prospects of use of EHF radiation in photobiotechnology. / In: Biological aspeсts of low intensity millimeter waves / By N.D.Deviatkov and O.V.Betskii (eds). M.: Sevenplus. 1994. P. 125 - 163.
  48. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н. Некоторые новые представления о причинах формирования стимулирующих эффектов КВЧ-излучения // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000. № 1. C. 23 - 33.
  49. Tambiev A.H., Kirikova N.N. Effect of EHF radiation on cyanobacteria Spirulina platensis // Crit. Rev. Biomed. Engin. 2000. V. 29. № 3-4. P. 589-602.
  50. Tambiev A.H., Kirikova N.N. Novel concepts of the causes of EHF-radiation-indued stimulating effects // Crit. Rev. Biomed. Engin. 2000. V. 28. № 5-6. P. 60 -76.
  51. Betskii O.V., Tambiev A.H., Kirikova N.N. et al. Low intensity millimeter waves and their application in hi-tech technologies // Scientific Israel-tehnological advantages. 2000. V. 2. № 3-4. P. 97 - 108.
  52. Гусев М.В., Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н. Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона низкой интенсивности на рост цианобактерий // Микробиология. 1990. Т. 59. С. 359 - 360.
  53. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н. Влияние электромагнитного излучения на экскрецию некоторых органических соединений у фотосинтезирующих организмов // Биотехнология. 1997. № 1. С. 48 - 52.
  54. Ciferri O. Spirulina, the edible microorganism // Microbiol. Rev. 1983. V. 47. № 4. P. 551 - 578.
  55. Маркарова Е.Н., Кирикова Н.Н., Саари Л.А., Тамбиев А.Х. Поглощение минеральных веществ у Spirulinaplatensis при действии КВЧ - излучения // Вестник моск. ун-та, Сер. 16. Биология. 1992. № 2. С. 22 - 27.
  56. Маркарова Е.Н., Кирикова Н.Н., Тамбиев А.Х.Действие КВЧ излучения на кинетику транспорта у Spirulinaplatensis // Вестник моск. ун-та. Сер. 16. Биология. 1995. № 2. С. 16 - 23.
  57. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Маркарова Е.Н.Влияние электромагнитного излучения на рост и ионный статус среды культивирования у S. platensis // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1996. № 8. С. 23 - 28.
  58. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Маркарова Е.Н., Лукьянов А.А. Возможность стимуляции роста цианобактерий, микроводорослей и актиномицетов с помощью КВЧ-излучения // Материалы междунар. конф.: «Биологические ресурсы и устойчивое развитие» Пущино: НИА-природа. 2001. С. 212 - 213.
  59. Голант М.Б., Брюхова А.К., Реброва Т.Б.Некоторые закономерности действия электромагнитных излучений миллиметрового диапазона на микроорганизмы // Сб. докл.: «Применение миллиметрового излучения низкой интенсивности в биологии и медицине» М.: ИРЭ АН СССР. 1985. С.157-161.
  60. Лунева И.О., Шуб Г.М. Воздействие СВЧ энергии миллиметрового диапазона на свойства E. coli и St. aureus, кодируемые плазмидными и хромосомными генами // Сб. докл.: «Применение миллиметрового излучения низкой интенсивности в биологии и медицине». М.: ИРЭ АН СССР. 1986. С. 29-30.
  61. Исаева В.С. Влияние КВЧ-облучения на жизнедеятельность микроорганизмов // В сб.: «Международный симпозиум Миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине» М. 1991. Ч. 2. С. 478-482.
  62. Реброва Т.Б. Влияние электромагнитного диа­пазона на жизнедеятельность микроорганизмов // Миллиметровые волны в биологии и медици­не. 1992. № 1. С.104-124.
  63. Rebrova T.B. The influence of MM-wave electromagnetic radiation on vital activity of microorganisms // Biological aspects of low intensity millimeter waves / By N.D. Deviatkov, O.V. Betskii (eds.). M.: Sevenplus. 1994. P. 104-124.
  64. Дрокина Т.В., Попова Л.Ю. Действие миллиметровых электромагнитных волн на люминесценцию бактерий // Биофизика. 1998. Т. 43. В. 3. С. 522-525.
  65. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лукьянов А.А. Применение активных частот электромагнитного излучения миллиметрового и сантиметрового диапазона в микробиологии // Наукоемкие технологии. 2002. № 1. Т. 3. С. 34-53.
  66. Ли Ю.В., Терехова Л.П., Гапочка М.Г. Выделение актиномицетов из почвы с использованием КВЧ-излучения // Микробиология. 2002. Т. 71. № 1. С. 119-122.
  67. Ли Ю.В., Терехова Л.П., Алферова И.В., Галатенко О.А., Гапочка М.Г. Применение сукцессионного анализа в комбинации с КВЧ-излучением для селективного выделения актиномицетов из почвы // Микробиология. 2003. Т. 72. № 1. С. 131-135.
  68. Nyrop J.E. A specific effect of high frequency electric currents on biological object // Nature. 1946. V. 157. № 5. P. 1047-1053.
  69. Nicdel S., Chen C.S., Parish M.E., Mackellar D.G., Friedrich L.M.Pasteurization of citrus juice with microwave-energy in a continuous-flow unit // J. Agr. Food Chem. 1993. V. 41. Iss. 11. P. 2116-2119.
  70. Lopezfandino R., Villamiel M., Corzo N., Olano A. Assessment of the thermal-treatment of milk during continuous microwave and conventional heating // J. Food Protect. 1996. V. 59. Iss. 8. P. 889-892.
  71. Villamiel M., Lopezfadino R., Corzo N., Martinezcastro I., Olano A. Effects of continuous-flow microwave treatment on chemical and microbiological characteristics of milk // Z. Lebensmittel-Untersuch. Fors. 1996. V. 202. Iss. 1. P. 15-18.
  72. Wu Q. Effect of high-power microwave on indicator bacteria for sterilization // IEEE. Trans. Biomed. Eng. 1996. V. 43. Iss. 7. P. 752-754.
  73. Salvatorelli G., Marchetti M.G., Betti V., Rosaspina S., Finzi G.Comparison of the effects of microwave-radiation and conventional heating on Bacillus subtilis spores // Microbios. 1996. V. 87. Iss. 352. P. 169-174.
  74. Булина Т.И., Алфёрова И.В., Терехова Л.П.Новый метод выделения актиномицетов с использованием обработки почвенных образцов микроволнами // Микробиология. 1997. Т. 66. № 2. С. 278-282.
  75. Лихачёва А.А., Лукьянов А.А., Зенова Г.М., Тамбиев А.Х. Влияние СВЧ-излучения на физиологические характеристики культур актиномицетов и бактерий // Биотехнология. 2000. № 5. С. 31-35.
  76. Лихачева А.А., Комарова А.С., Лукьянов А.А., Горленко М.В., Терехов А.С. Влияние СВЧ-излучения на почвенные стрептомицеты // Почвоведение. 2006. № 8. С. 951-955.
  77. Лихачёва А.А., Лукьянов А.А., Тамбиев А.Х., Зенова Г.М. Влияние электромагнитных волн СВЧ-диапазона на некоторые виды актиномицетов // Труды конф.: «Проблемы экологии и физиологии микроорганизмов». М. 2000. С. 70.
  78. Лихачёва А.А., Лукьянов А.А., Зенова Г.М.Действие СВЧ-излучения на споры и мицелий актиномицета. / Труды VIII междунар. конф.: «Новые информационные технологии в медицине и экологии». Украина. Ялта-Гурзуф. 2000. С. 82.
  79. Тамбиев А.Х., Лукьянов А.А. Изменение временных параметров роста культуры актиномицета Steptomyces xantohromogenes при действии СВЧ-излучения на мицелиальные клетки // Бюллетень МОИП. Отд. биол. 2009. Т. 114. Вып. 2. С. 244-246.
  80. Лукьянов А.А., Тамбиев А.Х. Изменение реакционной способности культуральной жидкости микроорганизмов как важный фактор при подборе ассоциативных пар // Тезисы докл. всеросс. симпоз. с междунар. участием «Биотехнология микробов». М. 2004. С. 59.
  81. Тамбиев А.Х., Лукьянов А.А. Возможный критерий при подборе ассоциативных пар и смешанных культур микроорганизмов // Материалы XV Междунар. конф. «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии». Украина. Крым. Ялта-Гурзуф. 2007. С. 146-147.
  82. Девятков Н.Д., Голант М.Б., Бецкий О.В.Миллиметровые волны и их роль в процессах в процессах жизнедеятельности. М.: Радио и связь. 1991.
  83. Бецкий О.В. Миллиметровые волны в биоло­гии и медицине // Радиотехника и электрони­ка. 1993. Т. 38. № 10. C 1760-1782.
  84. Betskii O.V. Electromagnetic Millimeter Waves and Living Organisms. / In : Biological aspects of low intensity millimeter waves / By N.D. Deviatkov, O.V. Betskii(eds). M.: Sevenplus. 1994. P. 8 - 38.
  85. Тамбиев А.Х. Закономерности, проявляющиеся при действии миллиметровых волн низкой интенсивности на фотосинтезирующие организмы // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2009. № 4 (56). C. 56 - 68.
  86. Тамбиев А.Х. Взаимодействие миллиметровых волн с фотосинтезирующими организмами, в том числе объектами фотобиотехнологии // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника (к 100-летию со дня рожд. академика Н.Д.Девяткова). 2007. № 2 - 4. C. 140 - 156.
  87. Лященко А.К., Лилеев А.С. К вопросу о химических изменениях при воздействии миллиметрового излучения на биологические объекты // Тезисы докл. 7-го Всес. семинара: «Применение КВЧ излучения низкой интенсивности в биологии и медицине». М. 1989. С. 128.