Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Բակտերիաների աճը և կենսունակությունը որոշ ֆիզիկական գործոնների և հակաբիոտիկների ազդեցության ներքո

Օհանյան, Վահե Աշոտի (2012) Բակտերիաների աճը և կենսունակությունը որոշ ֆիզիկական գործոնների և հակաբիոտիկների ազդեցության ներքո. PhD thesis, ԵՊՀ.

[img]
Preview
PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (404Kb) | Preview

    Abstract

    The living organisms and the environment itself are always disturbed by various physical factors and chemical affecting agents. The typical examples are light, electromagnetic and gravitational fields, temperature and heliophysical fluctuations, partial pressure of oxygen, osmotic pressure, etc. The electromagnetic fields (EF) in extremely high frequencies (EHF) with low intensity are among the ones that interest the scientists the most, because biological objects, including bacteria, show high sensitivity toward those fields (Deviatkov et al. 2000; Petin, 2006; Belyaev, 2005; Trchounian, 2010). The investigation of these fields is necessary and verified based on several aspects and points of view. The industrial and medical applications of these waves were established based on biological effects of electromagnetic irradiation (EMI) in EHF. But, almost in all cases the selection of used waves and the methods of application were based on practical observations. There is neither a simple explanation that is able to reveal the affecting mechanisms of the waves, nor fundamental knowledge about the biophysical and other alternations that occur after the irradiation (Berkinblit, Glagoleva, 1998; Deviatkov et al. 2000; Pakhomov, Murphy, 2002; Belyaev, 2005; Alexandrov et al., 2006; Petin, 2006; Ruediger, 2009). These kinds of observations are important in terms of ubiquitous presence of artificial sources of EMI in environments of living organisms and particularly human beings. The most obvious sources are telecommunication technologies and remote control systems. Therefore, in order to eliminate or decrease the possibility of potential adverse effects of biological objects and to improve human safety standards, the research of the affecting mechanisms of electromagnetic waves becomes significant. There are several hypothesis concerning biological effects of EMI. They are based on resonant interactions of EMI and biological systems (Deviatkov et al. 2000; Sinitsyn, Petrosyan, 2000). But they are unable to explain the non-thermal effects of EMI in EHF in details. The physicochemical mechanism of the effects still stains unrevealed. Particularly, was shown, that probably the primary target of EMI in living cells is the cell membrane (Trchounian, 2010; Torgomyan et al., 2012). The membrane is able to convert the fluctuations of affecting electromagnetic waves into acoustic-electric variations (Deviatkov et al., 1991), while water seems to appear as mediator (Fesenko et al., 1995). It should be mentioned that the effects of EMI in EHF on bacteria is also important, because the cell-to-cell interactions through these waves is possible (Trushin, 2003), since bacteria itself are able to irradiate in ultrasonic range (Matsuhashi et al., 1998). Հանգուցային բառեր` Enterococcus hirae, Pseudomonas putida, Erwinia herbicola, էլեկտրամագնիսական ճառագայթում, կենսունակություն, հակաբիոտիկներ, շնչառական ակտիվություն: Այս աշխատանքի շրջանակներում ուսումնասիրվել են տարբեր ֆիզիկական և քիմիական գործոնների, մասնավորապես ծայրահեղ բարձր հաճախություններում էլեկտրամագնիսական ճառագայթման և հակաբիոտիկների, ինչպես նաև ուլտրաձայնի, ջերմային և օսմոսային շոկերի ազդեցությունները անաերոբ` Enterococcus hirae բակտերիաների աճի և կենսունակության, իոնային հոսքերի և ԱԵՖ-ազային ակտիվության, ինչպես նաև աերոբ` Pseudomonas putida, Erwinia herbicola բակտերիաների կենսունակության և շնչառական ակտիվության վրա: Բացահայտվել է, որ գլյուկոզի խմորման ընթացքում անաերոբ պայմաններում աճեցված E. hirae բակտերիաների 51.8 ԳՀց և 53.0 ԳՀց ցածր ուժգնության էլեկտրամա·նիսական կոհերենտ ալիքներով ճառագայթումը առաջացնում է բակտերիասպան ազդեցություն, որը կախված է ճառագայթման տևողությունից: Սակայն ցույց է տրվել, որ մեկ ժամ տևողությունից երկար ճառագայթումները էական տարբերություն չեն ցուցաբերում: Բացահայտվել է նաև, որ այս բակտերիասպան ազդեցությունը ուժգնանում է, երբ անաերոբ բակտերիաների վրա, ներկայումս լայն կիրառություն ունեցող, առաջին և երկրորդ, ինչպես նաև երրորդ և չորրորդ սերնդի հակաբիոտիկները, մասնավորապես ցեֆտրիաքսոնը, կանամիցինը, ամպիցիլինը ու դալացինը և վերը նշված էլեկտրամագնիսական ալիքները ներգործում են համակցված կերպով: Այդ դեպքում դիտարկվում է աճման տարբեր ցուցանիշների` աճման տեսակարար արագության, աճման գաղտնի լագ փուլի, իոնային հոսքերի և ԱԵՖազային ակտիվության ավելի կտրուկ փոփոխում, որը և պատճառ է բակտերիասպան ազդեցության ի հայտ գալուն: Աճման լագ փուլի գնահատումը ցույց տվեց, որ նույն հաճախություններում ճառա·այթահարումը և/կամ հակաբիոտիկների հետ համակցված ազդեցությունը հանգեցնում է փուլի տևողության երկարաձգմանը 20 %-ից մինչև 83 %-ը` կախված համադրությունից: Այս պայմաններում փոփոխվում է նաև աճման տեսակարար արագությունը, տարբեր պայմաններում նվազելով մինչև 65 % -ով: Փորձերի արդյունքում բացահայտվեց, որ բակտերիաների աճման տարբեր հատկանիշների վրա ամենահզոր ազդեցությունը թողնում է 53.0 ԳՀց ցածր ուժգնության էլեկտրամագնիսական կոհերենտ ալիքների և դալացին ու ցեֆտրիաքսոն հակաբիոտիկների համակցված ազդեցությունները: Ключевые слова: Enterococcus hirae, Pseudomonas putida, Erwinia herbicola, электромагнитное излучение, выживаемость, антибиотики, дыхательная активность. В рамках этой работы были исследованы действие разных физических и химических факторов: электромагнитного излучения (ЭМИ) крайне высоких частот, тепловых и осмотичесых шоков, ультразвука, и влияние антибиотиков на рост и жизнеспособность, ионный транспорт и АТФ-азную активность анаэробных бактерий Enterococcus hirae, а также выживаемость и дыхательную активность аэробных бактерий Pseudomonas putida, Erwinia herbicola. Обнаружено, что ЭМИ в 51.8 ГГц и 53.0 ГГц малой интенсивности оказывает бактерицидное действие на бактерии E. hirae, выращенных в анаэробных условиях при сбраживании глюкозы. Это действие зависит от длительности облучения. Однако доказано, что ЭМИ длительностью более 1 часа не оказывает существенной разницы. Также было выявлено, что бактерицидное действие ЭМИ усиливается, когда на эти бактерии совместно действуют ЭМИ и антибиотики первого, второго, а также третьего и четвертого поколения, в частности, цефтриаксон, далацин, ампицилин, канамицин. В этом случае наблюдается более резкое изменение разных показателей: удельная скорость роста, длительность лаг фазы роста, ионный транспорт и АТФазная активность, что и является причиной уничтожения бактерий. Оценка продолжительности лаг фазы роста показала, что ЭМИ в тех же частотах и/или совмещенное влияние антибиотиков приводит к более длительной фазе - от 20 % до 83 % в зависимости от совместного действия. В этих условиях изменялась также удельная скорость роста, уменьшаясь в разных условиях на 65 %. В результате опытов было выявлено, что на разные характеристки роста бактерий самое мощное влияние оказывает совместное действие ЭМИ с частотой в 53.0 ГГц низкой интенсивности и антибиотиков далацина и цефтриаксона. В результате ЭМИ когерентными волнами низкой интенсивности при частотах 51.8 ГГц и 53.0 ГГц, изменялись также ионные потоки в мембранах, способствуя значительному усилению выхода Н+ ионов (JH+) из клетки, соответственно в 2.8 и 3.2 раз, и уменьшению а потоков К+ (JK+) в клетку соответственно в 2.8 и 6 раз. По результатам опытов, проведенных с антибиотиками, становится ясно, что совмещение ЭМИ крайне высоких частот и антибиотиков усиливает влияние на JH+ и JK+ у E. hirae. Влияние использованных антибиотиков на JK+ свидетельствует о том, что существует прямое влияние на TrkA систему или же они действуют на связь FOF1- АТФазы с этой системой. АТФазная активность E. hirae была оценена как в виде суммарной активности, так и в присутствии ДЦКД. Было доказано, что АТФазная активность мембранных везикул снижается соответственно в 1.2 и 3.5 раз.

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: բակտերիաների աճը եվ կենսունակությունը որոշ ֆիզիկական գործոնների եվ հակաբիոտիկների ազդեցության ներք: Рост и выживаемость бактерий под влиянием некоторых физических факторов и антибиотиков.
    Uncontrolled Keywords: Օհանյան Վահե Աշոտի, Оганян Ваге Ашотович
    Subjects: Physics
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 02 Mar 2017 14:19
    Last Modified: 03 Mar 2017 10:13
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/4228

    Actions (login required)

    View Item