On the mechanism of the effect of ultraviolet emission of the gas-discharge mercury lamp on the thickness of the water layer adjacent to human erythrocyte membrane
Abstract
The nuclear magnetic resonance technique (spin echo) has been applied to measure the time scale for water molecule transition through the membrane of human blood erythrocytes. The effective thickness of the layer of non-mixing water adjacent to the erythrocyte membrane was determined. The effective thickness of this layer was found to decrease by 25% after four-minute exposure to ultraviolet gas-discharge mercury lamp radiation. To specify the effect, the measurements were repeated in separate lines in the emission spectrum of mercury vapor. To select the lines, a combination of glass light filters whose refractive indices could be controlled was used. Emissions at the 312.6 nm, 365.0 nm, 404.7 nm, 435.8 nm, and 577.0 nm lines during four-minute intervals result in a 4 -18% reduction in the effective thickness of the water layer. The effect was explained by the transformation of the electromagnetic energy into acoustic energy occurring under the influence of radiation. This conclusion has been drawn from the correlation between the reduction in the effective thickness of the water layer adjacent to the erythrocyte membrane for each spectrum line and the energy transformation efficiency factor for the same spectrum line. Thus, the mechanism of the effect of ultraviolet emission of the gas-discharge mercury lamp on erythrocytes is comprised of the following sequence of events: (1) electromagnetic radiation enters the blood, (2) electromagnetic energy transforms into sound wave energy in the blood, (3) the oscillations stimulate an increase in air bubble size in the water layer adjacent to the erythrocyte membrane, (4) the air bubbles increase their speed both in the gravitational field (speed is proportional to the bubble radius squared) and in the temperature field (speed is proportional to the bubble radius), and (5) the increase in the bubble speed due to an increase in their size enhances mixing and decreasing the density of the water layer and thence the effective thickness of this layer.
Downloads
References
миокарда применением ультрафиолетовой крови // Профилактика заболеваний внутренних органов и
диспансеризация больных. Тезисы докл. пленума правл. Всес. о-ва терапевтов. Харьков. – 1978. – С. 75-76.
2. Поташов Л.В. , Кругликова О.Ф. , Никитин Г.В. , Чеминава Р.В. Ультрафиолетовое облучение аутокрови в
условиях эксперимента // Фотобиология животной клетки. Ленинград. – Наука, 1979. – С. 223-228.
3. Самойлова К. А. , Дуткевич И. Г. Фотобиологические процессы в клетках и плазме крови и их роль в лечебно –
оздоровительном действии УФ излучения // Механизмы влияния облученной ультрафиолетовыми лучами крови на
организм человека и животных. Ленинград. Наука, 1986. С. 154-177.
4. Сафронов В. В. , Воеводин Д. А. Механизм влияния ультрафиолетового облучения крови на организм в
эксперименте // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1992. № 2. С. 145.
5. Алмазова Е.Б. , Бондаренко В.А. , Емец Б.Г. , Перский Е.Э. Влияние ультрафиолетового излучения на
эффективную толщину неперемешиваемого слоя воды, примыкающего к мембране эритроцита // Фотобиология и
фотомедицина. – 2000. - . 3, № 3-4. – С. 115-119.
6. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. – М.: Наука, 1982. – 620 с.
7. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. – М.: Наука, 1986. – 736 с.
8. Гусев В.Э. , Карабутов А.А. Лазерная оптоакустика. – М. : Наука, 1991. – 304 с.
9. Bell A.G. Upon the production of sound by radiant energy // Amer. J. of Science. – 1880. – Vol. 20. P. - 305-312.
10. Roentgen W.C. On tones produced by the intermittent irradiation of a gas // Philos. Mag. – 1881. – Vol. 11, N 68. -
P. 308-311.
11. Tyndall J. Action of an intermittent beam of radiant heat upon gaseous matter // Proc. Poy. Soc. London A. – 1881. –
Vol. 31, N 208. – P. 307-316.
12. Гросс Е.Ф. , Аболиньш Я.Я. , Шултин А.А. О наблюдении оптико-акустического эффекта в жидкости // Журнал
технической физики. – 1958. – Т. 28. – С. 832-836.
13. Гросс Е.Ф. , Аболиньш Я.Я. , Шултин А.А. Оптико-акустический эффект в кристаллах // Журнал технической
физики. – 1958. – Т. 28. – С. 2255-2260.
14. Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Справочник по растворимости / Под ред. В.В. Кафарова. – Том 1. –
Книга 1. – М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1961. – 960 с.
15. Гаврилов Л.Р. Содержание свободного газа в жидкостях и методы его измерения // Физические основы
ультразвуковой технологии / Под ред. Л.Д. Розенберга. – М.: Наука, 1970. – С. 395-426.
16. Акуличев В.А. Пульсации кавитационных полостей // Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л.Д. Розенберга.
– М.: Наука, 1968.- С. 129 – 166.
17. Hsieh D.G. , Plesset M.S. Theory of rectified diffusion of mass into gas bubbles // J. Acoust. Soc. Amer. – 1961. –
Vоl. 33, № 2. – P. 206 - 215.
18. Емец Б.Г. Двухступенчатый механизм влияния низкоинтенсивных электромагнитных волн на биологические
клетки // Вісник Харківського національного університету. - № 570. Радіофізика та електроніка. – 2002. – Вип. 2. –
С. 298-301.
19. Государственный стандарт Союза ССР. Стекло цветное оптическое. ГОСТ 9411-66. Издание официальное. М.:
Госкомитет стандартов СМ СССР, 1972. - 55 с.
20. Абрагам А. Ядерный магнетизм. М.: Изд. ин. лит. , 1963. 551 с.
21. Conlon T. , Outhred R. Water diffusion permeability of erythrocytes using an NMR – technique // Biochem. and Biophys.
Acta. 1972. V. 282. No 2. P. - 354-361.
22. Котык А. , Яначек К. Мембранный транспорт. М.: Мир, 1980.- 338 с.
23. Воробьев А. И. , Бриллиант М. Л. , Андреева Н. Е. и др. Руководство по гематологии. Т. 1. М.: Медицина, 1985. -
448 с.
24. Таблицы физических величин. Справочник. (Под ред. Кикоина И. К. ) М.: Атомиздат, 1976. - 1008 с.
25. Арцишевская Р. А. , Самойлова К. А. Функциональные и структурные изменения поверхности эритроцитов
человека после облучения УФ лучами разной длины волны // Цитология. 1983. Т. 25. № 12. С. 1387-1392.
26. Шифрин К.С. Введение в оптику океана. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1983. – 278 с.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
