Mitogenetisk strålning är ultraviolett strålning av ett brett spektrum (190-325 nm), om vilken man antog att den kan inträffa under exoterma kemiska reaktioner som inträffar in vitro och i levande system och kännetecknas av en mycket låg intensitet. Absorptionen av en så svag ström av högenergifotoner av molekyler leder till ett antal konsekvenser i levande system, av vilka den viktigaste är stimuleringen av celldelningar ( mitoser ).
Studier har inte funnit någon mitogenetisk strålning [1] [2] .
Mitogenetisk strålning (MHI) upptäcktes 1923 av A. G. Gurvich i experiment med lökrötter [3] . En annan rot fördes nära en växande rot av löken. Spetsen på den andra roten var orienterad vinkelrätt mot den förstas långa axel på något avstånd från dess spets, nära celldelningszonen, som bestämmer rotens tillväxt. Som ett resultat ökade frekvensen av celldelning på den sida som påverkan riktades till, och roten böjde sig följaktligen. Glasplattan mellan de två rötterna tog bort effekten, medan den kvarts inte påverkade effekten. Följaktligen, enligt Gurvichs slutsats, beror effekten inte på kemisk påverkan, utan på strålning som absorberas av glas och inte absorberas av kvarts. Ultraviolett strålning har dessa egenskaper.
Den spektrala sammansättningen av strålningen fastställdes senare i experiment av G. M. Frank , en student av Gurvich, som med hjälp av en kvartsspektrograf fastställde att endast UV-strålning i intervallet 190-325 nm orsakar en ökning av mitoser i en jästkultur [4] .
Gurvich visade den viktiga praktiska betydelsen av öppen strålning i studiet av cancertumörer. Det visade sig att strålningen från tumörceller skiljer sig mycket från strålningen från normala celler, och i blodet hos cancerpatienter hittade de ett ämne som kan undertrycka normala cellers MHI. För forskning om cancerproblemet nominerades A. Gurvich flera gånger (1932, 1933 och 1934) till Nobelpriset i fysiologi eller medicin, och 1941 tilldelades han Stalinpriset .
Studier av olika aspekter av MHI väckte stor uppmärksamhet av forskare under förkrigsåren. Även om vid Faraday Societys konferens 1938, noterade medordförandena för konferensen, P. Pringsheim och S. I. Vavilov , att emissionen av UV-strålning under kemiska reaktioner i biologiska processer kan anses vara slutgiltigt fastställda, egenskaperna hos mitogenetisk strålning observerade i experiment skilde sig mycket från begreppen klassisk biokemi. Tillsammans med ett stort antal artiklar som bekräftar Gurvichs slutsatser (mer än 1000 publikationer totalt, 10 av dem i tidskriften Nature ), fanns det också verk (ett 20-tal, i synnerhet en omfattande studie [5] ) som tvivlade på hans resultat. Orsaken till uppkomsten av verk där författarna misslyckades med att upptäcka MHI-effekten bör betraktas som en extremt svag nivå av MHI (vanligtvis 10-1000 fotoner/(cm²·s)) och den betydande komplexiteten i det experimentella protokollet. Som framgår av författarna [6] , som studerade praktiskt taget alla betydande "negativa" verk, uppfyllde ingen av dem de nödvändiga kraven för experimentet. Tyvärr avbröt kriget forskningen på detta område under lång tid.
Under efterkrigstiden, efter A. G. Gurvichs död 1954, fortsatte forskningen av Anna Gurvich (dotter till A. G. Gurvich) [7] och gruppen Tarusov B. N. vid institutionen för biofysik vid den biologiska fakulteten vid Moskvas statliga universitet [8] . Tyvärr var dessa verk, publicerade redan på 1960-talet på ryska, inte kända i väst. Så från slutet av 30-talet, tack vare flera misslyckade försök att reproducera den, ansågs MHI-effekten vara "stängd", och dess studier av västerländska forskare stoppades helt. Dessutom gav oförmågan hos forskare att teoretiskt förklara och experimentellt tillförlitligt registrera MHI-effekten Irving Langmuir anledning att tillskriva den den så kallade " patologiska vetenskapen " [9] .
Ändå fortsatte arbetet med studier av ultrasvag elektromagnetisk strålning av biologiska objekt. Således ägnades verken av akademikern V.P. Kaznacheev [10] och den senaste monografin av A.V. Budagovsky [11] åt problemen med intercellulär fjärrinteraktion . A. M. Kuzin antog att den sekundära biogena strålningen som upptäcktes av honom 1994 har en gemensam natur med mitogenetiska strålar. Enligt hans åsikt är båda processerna baserade på koherent strålning med ultralåg intensitet som kontinuerligt uppstår i kondenserade polymerer under påverkan av atomär strålning av jordbundet och kosmiskt ursprung [12] .
För närvarande studeras den ultrasvaga koherenta strålningen av biologiska objekt av flera forskargrupper, inklusive A. Popps grupp vid International Institute of Biophysics (Neuss, Tyskland) och L. V. Belousovs grupp vid den biologiska fakulteten vid Moskvas statliga universitet .
Betydelsen av mitogenetisk strålning under rymdflygningsförhållanden ska bedömas genom de experiment som ingår (för perioden 2014–2020) i programmet för vetenskaplig och tillämpad forskning om bemannade rymdkomplex. TsNIIMASH-webbplatsen innehåller ett detaljerat program för experimentet och en beskrivning av enheten designad av Research and Production Enterprise Biotekhsis LLC för dess implementering [13] . Det noteras att ”metoden utvecklades i Ryssland och används som en kontroll av sammansättningen av mikrobiella samhällen inom ekologi, bioteknik och medicin. Det finns inga utländska analoger.”
Sedan upptäckten av mitogenetisk strålning har forskare ställts inför frågan om källan till sådan högenergistrålning (med en energi på mer än 100 kcal/mol), medan den registrerades och studerades i enzymatiska processer med en utenergi på bara några få kcal/mol. Gurvich själv trodde att organismernas förmåga att avge fotoner beror på ett speciellt tillstånd av högmolekylära komplex av levande materia. Gurvich kallade sådana hypotetiska ensembler av makromolekyler för " icke-jämviktsmolekylära konstellationer ". Deras icke-jämviktstillstånd stöds av den energi som frigörs under ämnesomsättningen, och den rumsliga ordningen beror på en yttre faktor i förhållande till "konstellationerna" - ett vektorbiologiskt fält . Om vi begränsar oss till energisidan av frågan, så följer det av Gurwichs koncept att varje metabolisk störning , varje störning i rum-tidsstrukturen av konstellationer bör åtföljas av frigörande av energi, och eftersom den metaboliska energin i konstellationer är fördelat mellan olika energinivåer, då kan en del av den frigöras i formen "heta" ultravioletta fotoner.
Förutom den avgörande rollen för icke-jämviktskonstellationer, tog Gurvich hänsyn till fria radikalers viktiga roll i kemiska och enzymatiska reaktioner åtföljda av mitogenetisk strålning, men ansåg inte att detta var dess huvudsakliga källa.
En annan synpunkt hade B. N. Tarusov [14] . Han trodde att fria radikalreaktioner, främst lipidperoxidation och rekombination av reaktiva syrearter, tjänar som en direkt källa till supersvag biologisk strålning. Sådana reaktioner äger rum i celler om de normala sätten att använda syre av celler störs. De är skadliga för kroppen, eftersom radikaler ska skada cellulära strukturer, störa det normala förloppet av fysiologiska processer, och strålningen som åtföljer dem spelar ingen funktionell roll.
För närvarande har ingen av de två ansatserna fått en avgörande fördel i arbetet med ultrasvag strålning av biologiska objekt [15] .
Mitogenetisk strålning upptäcktes först av A. G. Gurvich i experiment med lökrötter, som fungerade som en biologisk detektor. Aktivt delande celler i rotspetsen på ett avstånd av 2–3 mm inducerade mitos i den meristematiska vävnaden hos en annan rot som isolerats kemiskt från den. Ytterligare studier har visat att inte bara lökrötter utan även olika celler, vävnader och organ av vegetabiliskt och animaliskt ursprung har denna egenskap. En av de mest bekväma för forskning var jästkulturceller [4] [7] . Sådana biodetektorer har exceptionell känslighet för strålning, vars intensitet, enligt uppskattningar av fysiker som arbetade mellan 1930-1940. med Geiger-Muller fotonräknare, är 1-1000 quanta cm −2 s −1 [16] . En kvantitativ bedömning av intensiteten i experiment med biodetektorer erhålls genom omräkning av antalet mitoser och statistisk bearbetning av resultaten enligt en viss metod [17] .
Stora svårigheter och motsägelser har uppstått i försöken att registrera mitogenetisk strålning och bestämma dess spektrala sammansättning på grund av den extremt låga ljusintensiteten. Situationen komplicerades ytterligare av det faktum att inte bara aktivt delande celler, utan även differentierade vävnader, lösningar av aminosyror, lipider, DNA, etc., emitterade i de studerade våglängdsområdena [18] . Sålunda tillät känsligheten hos fotomultiplikatorerna, som B. N. Tarusovs grupp hade till sitt förfogande, varken att på ett tillförlitligt sätt bekräfta eller motbevisa de data som Gurvich erhöll med hjälp av biodetektorer.
Moderna forskare av ultrasvag strålning av biologiska objekt använder både biosensorer och mycket känsliga fotomultiplikatorer i fotonräkningsläget [19] , [20]
Inledningsvis var den biologiska rollen för mitogenetisk strålning (som följer av själva namnet) förknippad med stimulering av mitoser i biologiska objekt. När man försöker förklara mekanismen för sådan stimulering uppstår många frågor. VG Petukhov [21] noterar att många av Gurvichs experiment utfördes under naturlig (dagsljus) belysning, vars spektrum inkluderar hela det mitogenetiska våglängdsområdet. Det vill säga, ett tillräckligt antal kvanta av det ultravioletta området av spektrumet faller på biodetektorn. Stimulering av mitoser sker dock endast när försumbart svag (1–100 kvanta cm– 2 s– 1 ) strålning tillförs dem .
från bioinduktorn. Den höga strålningsriktningen som upptäcktes av Gurvich själv, bekräftad 1975 av V. M. Inyushin och P. R. Chekurov [22] när de analyserade sina egna experiment på fotografisk inspelning av mitogenetisk strålning från lökrötter, gjorde det möjligt att lägga fram ett antagande om koherensen hos supersvaga strålning från biologiska objekt (inklusive mitogenetiska) [20] . Frågan om den biologiska strålningens koherens behandlas i detalj i monografin [11] .
Enligt Gurvich leder högenergifotoner av mitogenetisk strålning till uppkomsten och bred distribution av kedjeprocesser i levande system. Detta följer av A. G. Gurvichs idé om det icke-jämviktsordnade tillståndet för det molekylära substratet av levande system. Själva existensen av mitogenetisk strålning är en manifestation av det biologiska fältet, som styr ordnade högmolekylära icke-jämviktskomplex under morfogenesens gång.
Försök görs att bygga modeller av biologisk strålning baserade på teorin om holografisk induktion av morfogenes [11] och inom ramen för att beskriva kooperativa koherenta processer i biologiska objekt ur kvantelektrodynamikens synvinkel [20] .