Электробиофизика и техника электрического повреждения, страница 5

Физиологический ответ у растений на ЭМП ЭТК включает разнообразные реакции, в том числе увеличение потока ионов калия и водорода через мембраны, активацию кальциевых и анионных каналов, что приводит к закислению клетки. Все перечисленные реакции характеризуют защитный ответ растений на ЭМП при электрокультивации. Если электронно-ионный компонент регуляторных систем на элек­трокультивацию реагирует мгновенно, то генерация окислительного взрыва происходит уже через несколько минут после взаимодействия растения и внешнего ЭМП. Особенности этих процессов могут меняться в зависимости от фазы развития рас­тений, анатомии клеток, интенсивности, типа и параметров внешнего ЭМП, т.е. режи­мов работы ЭТК. Однако до высших уровней биосистемы стрессовые электрофизические воздействия доходят с большим запаздыванием и в значительно смягченной форме. На основании этого нами сформулирована теория о существовании у растений двух типов устойчивости к электрокультивации - пассивной и активной, которые соответствуют активным и реактивным сопротивлениям электрической цепи МЭП.

Известен тропизм растений - растения обладают раздражимостью, т.е. способностью отвечать на действие различных факторов внешней среды. В ответ на повреждающее действие в клетке возникает комплекс неспецифических ответных реакций, в основе которых лежат изменение структуры цитоплазматических белков. Многие физиологические показатели белка зависят от его электрических свойств. Одной из характеристик белков является изоэлектрическая точка протоплазмы (ИЭТ). ИЭТ большинства растительных белков лежит в слабокислой среде. В ИЭТ белок имеет минимальное значение вязкости, растворимости, степени гидратации, осмотического давления и электропроводности. Кроме того, ИЭТ зависит от вида растений и особенностей анатомического строения тканей.

Рассмотрим в этом плане влияние влажности почвы при электрокультивации на устойчивость растений, следовательно, и на энергозатраты. Известно, что под действием ЭМП молекулы и различные биологические объекты изменяют свои характеристики и свойства, в частности, ЭМП изменяет электропроводность, теплопередачу, рН, тангенс угла диэлектрических потерь растительных тканей. В работе [31] предпринята попытка исследовать влияние ЭМП при малой плотности потока энергии (микроваттный уровень) на молекулы ДНК во влажной пленке, в которой они стабилизированы связанной водой. ЭМП вызывает перестройку "сетки" водо­родных связей воды и изменение ее энтропии, из­менение флуктуации напряжения, возникавших при разряде конденсатора, в котором вода ис­пользовалась в качестве диэлектрика, изме­нение степени диссоциации молекул воды и концентрации растворенного кислорода. Известно, что вода - один из рецепторов электромагнитной энергии - вносит определяющий вклад в диэлектрические потери ЭМП в биологической ткани. Одной из вероятных причин может быть влияние ЭМП на состояние воды в гидратной "оболочке" ДНК, которая участвует в формировании спи­ральной структуры ДНК и вносит существенный вклад в стабильность структуры молекул ДНК. Физико-химические свойства молекул ДНК (механические, электрические, диэлектри­ческие, термодинамические) определяются взаи­модействием ДНК с молекулами воды в гидрат­ной "оболочке" ДНК. Предполагается [31], что система взаимодействий ДНК - вода, контролируя физические свойства ДНК, способ­на контролировать функции ДНК и соответст­венно процессы считывания генетической ин­формации в клетке. Безусловно, что при электрокультивации такие факторы, как высокая влажность, температура и другие оказывают влияние как на первичные процессы, происходящие под воздействием ЭМП на растительные материалы, так и на развитие патологического процесса у растений.