RU2379681C1 - Method of water analysis for biological activity - Google Patents

Method of water analysis for biological activity Download PDF

Info

Publication number
RU2379681C1
RU2379681C1 RU2008123434/14A RU2008123434A RU2379681C1 RU 2379681 C1 RU2379681 C1 RU 2379681C1 RU 2008123434/14 A RU2008123434/14 A RU 2008123434/14A RU 2008123434 A RU2008123434 A RU 2008123434A RU 2379681 C1 RU2379681 C1 RU 2379681C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
cells
biological activity
activity
ampa
Prior art date
Application number
RU2008123434/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Александрович Мокрушин (RU)
Анатолий Александрович Мокрушин
Наталия Михайловна Корнюшина (RU)
Наталия Михайловна Корнюшина
Original Assignee
Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской Академии Наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской Академии Наук filed Critical Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской Академии Наук
Priority to RU2008123434/14A priority Critical patent/RU2379681C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2379681C1 publication Critical patent/RU2379681C1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention concerns medicine, and can be used for water analysis for biological activity. That is ensured by preparing standard saline of water. Dead-end preparations of nervous cells are prepared and place cells in the saline for preset time. The cells are electrically stimulated by single square-wave pulses of duration 0.1 msec, superthreshold intensity at frequency 1 pulse per hour. Then the excitatory postsynaptic potentials are discharged and recorded both initial and each 2 hours within and after water reaction in cells from a receptor of a-amino-3-hydroxy-5-methylyoxizole-4-propionic acid (AMPA) of the first reciprocal total activating potential of compact neuron group, from a receptor of N-methyl-D-aspartate - the AMPA following reciprocal making active potential of compact neuron group and inhibitory postsynaptic neuron potentials. The biological activity of water in preset time intervals is determined by functioning of nervous cells depending on prolonged water reaction in comparing parametres of nervous cell activity both initial, and within reaction and thereafter.
EFFECT: possibility to compare biological activity of water at molecular-cell level through determining its reaction with dead-end nervous cells.
2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к исследованиям свойств воды. В настоящее время принято, что вода биологически нейтральное вещество.The invention relates to studies of the properties of water. It is now accepted that water is a biologically neutral substance.

Аналогов изобретения при поиске не обнаружено.No analogues of the invention were found during the search.

Задача - определение на молекулярно-клеточном уровне воздействия воды на функционирование нервных клеток в зависимости от продолжительности воздействия на них водой как биологически активным веществом.The task is to determine at the molecular-cellular level the effect of water on the functioning of nerve cells, depending on the duration of exposure to water as a biologically active substance.

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.In modern transplantology, cryopreservation is used for long-term preservation of tissues and organs until they are implanted in the recipient's body. However, this is not acceptable for nerve tissue, since in the process of freezing / thawing, the membranes of nerve cells and their functional contacts, synapses, are destroyed. The urgent problem of ensuring the viability of the nervous tissue, its functioning.

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 потенциалаThe essence of the proposed method for determining biological activity consists in the preparation of standard saline solution from water, the preparation of surviving preparations of nerve cells, placement of cells for a predetermined time of 11 hours in saline solution, cell stimulation with single, rectangular electric pulses of 0.1 ms duration, suprathreshold intensity, with a frequency of 1 pulse per hour. Allocation and registration of the initial and every 2 hours during and after exposure to water the occurrence of inhibitory postsynaptic potential

(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.(TP SPm), the exciting postsynaptic potential slow in cells from the AMPA receptor - (α-amino-3-hydroxy-5-methylioxazole-4-propionic acid) - the first response total activating potential of the compact group of neurons and from the NMDA receptor - (N- methyl-D-aspartate) - the subsequent activating potential of a group of neurons after AMPA, and from the action potential (PD), the determination of the biological active effect of water when comparing the parameters of the induced activity of the initial nerve cells during the incubation process and after its completion at predetermined intervals, cells functioning in the water depending on prolonged (11 hours) exposure to water.

Способ определения биологической активности воды осуществляют так.The method for determining the biological activity of water is as follows.

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.Prepare a standard saline solution from water. Preparing preparations of surviving nerve cells in the form of slices of the nerve tissue of the brain or single, prepared, or in tissue culture. These nerve cells for a given time of 11 hours (determined by the limitation of the time of work according to the technical passport of the electrophysiological installation) are placed in saline. Cells are stimulated with single rectangular electric pulses with a duration of 0.1 ms, above threshold intensity with a frequency of 1 pulse per 1 hour. Allocate the potentials PD, AMPA VPSP, NMDA VPSP, TPSPm initial and every 2 hours in the process of being in water.

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.Registration time is stipulated for the convenience of comparing the activity of water from various sources or before and after any industrial water treatment. The activity of biological water is determined by comparing the parameters of the induced bioelectric activity of the nerve cells of the original and during incubation in water at predetermined time intervals during their 11-hour stay in the test water.

Пример 1Example 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.The biological activity of local tap water was determined by its effect on the functionality of nerve cells in sections of brain nerve tissue according to the parameters of their induced bioelectric activity, depending on the duration of exposure to water. Cells were incubated in water for 11 hours, see table 1.

Таблица 1Table 1 Параметры потенциалыParameters potentials Вызванная биоэлектрическая активность нейронов (в мкВ) и длительность воздействия водой (в часах)Evoked bioelectric activity of neurons (in μV) and duration of exposure to water (in hours) Исходная активность (мкВ)Initial activity (μV) Активность через 1 ч (мкВ)Activity after 1 h (μV) Активность через 3 ч (мкВ)Activity after 3 hours (μV) Активность через 5 ч (мкВ)Activity after 5 hours (μV) Активность через 7 ч (мкВ)Activity after 7 h (μV) Активность через 9 ч (мкВ)Activity after 9 hours (μV) Активность через 11 ч (мкВ)Activity after 11 h (μV) ПДPD 401401 391391 387387 385385 386386 380380 378378 АМПА ВПСПAMPA VPSP 378378 375375 372372 370370 285285 280280 274274 НМДА ВПСПNMDA UPU 8282 8989 8080 6767 5555 2323 14fourteen ТПСПмTPSPm 3232 2929th 1717 1212 88 33 22

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.As can be seen from the data presented in table 1, when exposed to distilled local tap water during a long (11 h) incubation of brain sections, the functioning of the nerve cells of the sections decreased in potentials: PD by 6%, AMPA EPSP by 18% compared to the initial values. The activity of the most sensitive components of potentials - NMDA of EPSP and TPPSm - decreased most significantly. Thus, the amplitude at the NMDA receptor of EPSP decreased by 83% compared to the initial one. Even more significant was a decrease in the activity of inhibitory mechanisms, determined by the amplitude of the TPPSm potential, by 94%. Thus, prolonged incubation of sections in standard saline solution prepared with tap distilled water reduces the functionality of nerve cells.

Пример 2Example 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.Determination of the effect of saline from the same tap water, but processed in the Water Treatment Device (application for an invention dated 30.10.2007 No. 2007140226/17), on brain nerve cells by the parameters of the induced bioelectric activity. The characteristics of the incubation test solution (concentration of salt components of pH, osmolarity) was identical to the control. Only the tested water is changed.

Таблица 2table 2 Параметры потенциалыParameters potentials Вызванная биоэлектрическая активность нейронов (в мкВ) и длительность воздействия водой (в часах)Evoked bioelectric activity of neurons (in μV) and duration of exposure to water (in hours) Исходная активность (мкВ)Initial activity (μV) Активность через 1 ч (мкВ)Activity after 1 h (μV) Активность через 3 ч (мкВ)Activity after 3 hours (μV) Активность через 5 ч (мкВ)Activity after 5 hours (μV) Активность через 7 ч (мкВ)Activity after 7 h (μV) Активность через 9 ч (мкВ)Activity after 9 hours (μV) Активность через 11 ч (мкВ)Activity after 11 h (μV) ПДPD 390390 398398 381381 38Q38Q 382382 385385 381381 АМПА ВПСПAMPA VPSP 357357 371371 385385 383383 384384 386386 385385 НМДА ВПСПNMDA UPU 7676 8181 8585 7474 7575 7373 7474 ТПСПмTPSPm 2525 2929th 3333 2323 2424 2323 2424

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.As can be seen from the data presented in table 2, a prolonged (11 h) exposure to purified nerve tissue by purified water supports the stable functioning of nerve cells. Before the level of functioning is stabilized, the process of cell activation develops after 1-5 hours of incubation. These data indicate the functionality of nerve cells during prolonged storage in solution in purified water. Since all the characteristics of the incubation solution were the same as in the first example, with the exception of the water itself, which was purified in the device, then, therefore, these effects are due to changes in the properties of water. Such a long-term (11 hours) stable (see Table 2) functioning of nerve cells can be explained by the fact that this water nourishes the cells with energy throughout the entire process of incubation in it.

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.The proposed method allows to determine the biological activity of water at the molecular-cellular level by determining its effect on surviving nerve cells exposed to the test water for a given time. The method allows to determine and compare the level of functionality of cells at predetermined points in time depending on the duration of their stay in the test water.

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.The method shows that water is a biologically active substance with different levels of activity in different sources. "A device for water purification" (application for invention No. 2007122226/17) was submitted for research to the Institute of Physiology named after I.P. Pavlov of the Russian Academy of Sciences by the authors Yu.A. Levchenko and Yu.I. Sviridov.

Claims (1)

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. A method for determining the biological activity of water, which consists in preparing a standard saline solution from water, preparing surviving nerve cell preparations, placing cells for a predetermined time in saline solution, electrical stimulation of cells with single rectangular pulses of 0.1 ms duration, suprathreshold intensity with a frequency of 1 pulse per hour, lead and registration of the initial and every 2 hours during and after exposure to water excitatory postsynaptic potentials arising in the cells from the receptor α-amino-3-guide roxy-5-methylisoxazole-4-propionic acid (AMPA) of the first response total activating potential of a compact group of neurons, from the N-methyl-D-aspartate receptor - subsequent after AMPA response activating potential of a compact group of neurons and inhibitory postsynaptic potentials of neurons; and determining the biological activity of water at predetermined time intervals for the functioning of nerve cells, depending on the prolonged exposure to water by comparing the parameters of the activity of nerve cells, both initial and in the process of exposure and after its completion.
RU2008123434/14A 2008-06-09 2008-06-09 Method of water analysis for biological activity RU2379681C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008123434/14A RU2379681C1 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Method of water analysis for biological activity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008123434/14A RU2379681C1 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Method of water analysis for biological activity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2379681C1 true RU2379681C1 (en) 2010-01-20

Family

ID=42120930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008123434/14A RU2379681C1 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Method of water analysis for biological activity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2379681C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567030C1 (en) * 2014-04-18 2015-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности" Method to determine biological activity of water

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РАХМАНИН Ю.А. Структурно-энергетические изменения воды и ее биологическая активность.// Гигиена и санитария. - 2007. - №5. - С.34-36. SCHULZ J. Eine einfache Methode zur Aktivitals messung bef sessllen bemhlschen Inoertebraten. // Acta hydrochim., hydrobiol. - 1986. - Bd.14. - №2. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567030C1 (en) * 2014-04-18 2015-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности" Method to determine biological activity of water

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Díaz-García et al. Neuronal stimulation triggers neuronal glycolysis and not lactate uptake
Oakley et al. Neural mechanisms of taste.
Lignani et al. Long-term optical stimulation of channelrhodopsin-expressing neurons to study network plasticity
Tao et al. Extracellular vesicles in bone:“dogrobbers” in the “eternal battle field”
NL8100179A (en) METHOD AND APPARATUS FOR ELECTRONICALLY CONTROLLING INFECTIONS
Lee et al. High frequency stimulation abolishes thalamic network oscillations: an electrophysiological and computational analysis
Zigmond et al. Long-term effects of preganglionic nerve stimulation on tyrosine hydroxylase activity in the rat superior cervical ganglion
Chen et al. Dexamethasone exacerbates spatial acquisition deficits after traumatic brain injury in rats
Henderson et al. High frequency stimulation alters motor maps, impairs skilled reaching performance and is accompanied by an upregulation of specific GABA, glutamate and NMDA receptor subunits
RU2430501C2 (en) Method to stimulate germination of crops
RU2379681C1 (en) Method of water analysis for biological activity
Mann et al. Tylotrich (hair) follicle: association with a slowly adapting tactile receptor in the cat
RU2377563C1 (en) Method of water analysis for biological activity
GB2100112A (en) A physical treatment for influencing biological activity
RU2377562C1 (en) Method of water analysis for biological activity
RU2654865C2 (en) Method for increasing germinating ability of seeds of amur vine
RU2278823C1 (en) Method of production of the electroactivated water used as the stimulating agent for embriogenesis
Vallet et al. Preliminary electrophysiological study of the contact chemoreceptors in a spider
RU2726599C1 (en) Method of treating wounds
Robinson et al. Cholinesterase and glutamic decarboxylase levels in the brain of the hibernating hamster
RU2295969C1 (en) Method for stimulating osteogenesis at fractures of tubular bones
de la Torre-Martinez et al. Sensory responses in dorsolateral striatum are modulated by motor activity in a dopamine-dependent manner
Lovick et al. Inhibition from nucleus raphe magnus of tooth pulp responses in medial reticular neurones of the cat can be antagonized by bicuculline
Tatsumi et al. Synthesis, storage and release of acetylcholine at and from growth cones of rat central cholinergic neurons in culture
Kisnieriene et al. 10 Neurotransmitters in Characean Electrical Signaling

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100610