Mitogenetické záření je ultrafialové záření širokého rozsahu (190-325 nm), o kterém se předpokládalo, že k němu může docházet při exotermických chemických reakcích probíhajících in vitro a v živých systémech a vyznačuje se velmi nízkou intenzitou. Absorpce takto slabého proudu vysokoenergetických fotonů molekulami vede v živých systémech k řadě důsledků, z nichž nejdůležitější je stimulace buněčného dělení ( mitózy ).
Studie nenalezly žádné mitogenetické záření [1] [2] .
Mitogenetické záření (MHI) objevil v roce 1923 A. G. Gurvich při pokusech s kořeny cibule [3] . Další kořen byl přiveden blízko jednoho rostoucího kořene cibule. Špička druhého kořene byla orientována kolmo k dlouhé ose prvního v určité vzdálenosti od jeho špičky, blízko zóny buněčného dělení, která určuje růst kořene. V důsledku toho se na straně, na kterou byl náraz nasměrován, zvýšila frekvence buněčného dělení a kořen se podle toho ohnul. Skleněná deska mezi dvěma kořeny efekt odstranila, zatímco křemenná neovlivnila efekt. V důsledku toho podle Gurvichova závěru není účinek způsoben chemickými vlivy, ale zářením absorbovaným sklem a neabsorbovaným křemenem. Tyto vlastnosti má ultrafialové záření.
Spektrální složení záření bylo později stanoveno v experimentech G. M. Franka , studenta Gurvicha, který pomocí křemenného spektrografu zjistil, že pouze UV záření v rozsahu 190-325 nm způsobuje zvýšení mitóz v kultuře kvasinek. [4] .
Gurvich prokázal důležitý praktický význam otevřeného záření při studiu rakovinných nádorů. Ukázalo se, že záření nádorových buněk je velmi odlišné od záření normálních buněk a v krvi pacientů s rakovinou našli látku schopnou potlačit MHI normálních buněk. Za výzkum problému rakoviny byl A. Gurvič několikrát nominován (v letech 1932, 1933 a 1934) na Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu a v roce 1941 mu byla udělena Stalinova cena .
Studie různých aspektů MHI přitahovaly velkou pozornost vědců v předválečných letech. Ačkoli na konferenci Faradayovy společnosti v roce 1938 spolupředsedové konference P. Pringsheim a S. I. Vavilov poznamenali, že emise UV záření během chemických reakcí v biologických procesech lze považovat za konečně prokázané, vlastnosti mitogenetického záření pozorované v experimentech se značně lišily od pojetí klasické biochemie. Spolu s velkým množstvím článků potvrzujících Gurvičovy závěry (celkem více než 1000 publikací, z toho 10 v časopise Nature ), se objevily i práce (asi 20, zejména obsáhlá studie [5] ), které zpochybňují jeho Výsledek. Za důvod výskytu prací, ve kterých se autorům nepodařilo detekovat MHI efekt, je třeba považovat extrémně slabou úroveň MHI (obvykle 10-1000 fotonů/(cm²·s)) a značnou složitost experimentálního protokolu. Jak ukazují autoři [6] , kteří prostudovali prakticky všechny významné „negativní“ práce, žádná z nich nesplňovala potřebné požadavky pro experiment. Bohužel válka výzkum v této oblasti na dlouhou dobu přerušila.
V poválečném období, po smrti A. G. Gurviče v roce 1954, ve výzkumu pokračovala Anna Gurvich (dcera A. G. Gurvicha) [7] a skupina Tarusova B. N. na katedře biofyziky Biologické fakulty Moskevské státní univerzity. [8] . Bohužel tato díla, publikovaná již v 60. letech v ruštině, nebyla na Západě známa. Takže od konce 30. let, díky několika neúspěšným pokusům o jeho reprodukci, byl efekt MHI považován za „uzavřený“ a jeho studie západními vědci byly zcela zastaveny. Navíc neschopnost vědců teoreticky vysvětlit a experimentálně spolehlivě registrovat MHI efekt dala Irvingovi Langmuirovi důvod jej připsat takzvané „ patologické vědě “ [9] .
Přesto pokračovaly práce na studiu ultraslabého elektromagnetického záření biologických objektů. Práce akademika V. P. Kaznacheeva [10] a nedávná monografie A. V. Budagovského [11] byly tedy věnovány problémům mezibuněčné vzdálené interakce . A. M. Kuzin předpokládal, že jím objevená sekundární biogenní záření v roce 1994 mají společnou povahu s mitogenetickými paprsky. Oba procesy jsou podle jeho názoru založeny na koherentním záření ultra nízké intenzity, které nepřetržitě vzniká v kondenzovaných polymerech pod vlivem atomového záření pozemského a kosmického původu [12] .
V současnosti ultraslabé koherentní záření biologických objektů studuje několik výzkumných skupin, včetně skupiny A. Poppa z Mezinárodního biofyzikálního ústavu (Neuss, Německo) a skupiny L. V. Belousova na Biologické fakultě Moskevské státní univerzity. .
Význam mitogenetického záření v podmínkách kosmického letu mají posoudit experimenty zařazené (pro období 2014–2020) do programu vědeckého a aplikovaného výzkumu vesmírných komplexů s lidskou posádkou. Web TsNIIMASH obsahuje podrobný program experimentu a popis zařízení navrženého společností Research and Production Enterprise Biotekhsis LLC pro jeho realizaci [13] . Je třeba poznamenat, že „metoda byla vyvinuta v Rusku a používá se jako kontrola složení mikrobiálních komunit v ekologii, biotechnologii a medicíně. Neexistují žádné zahraniční analogy."
Od objevu mitogenetického záření stojí vědci před otázkou zdroje takového vysokoenergetického záření (s energií více než 100 kcal/mol), přičemž bylo registrováno a studováno v enzymatických procesech s výstupní energií jen několik kcal/mol. Gurvich sám věřil, že schopnost organismů emitovat fotony je způsobena zvláštním stavem vysokomolekulárních komplexů živé hmoty. Gurvich nazval takovéto hypotetické soubory makromolekul „ nerovnovážné molekulární konstelace “. Jejich nerovnovážný stav je podporován energií uvolněnou při metabolismu a prostorový řád je dán vnějším faktorem ve vztahu ke "souhvězdím" - vektorovému biologickému poli . Pokud se omezíme na energetickou stránku problému, pak z Gurwichovy koncepce vyplývá, že jakákoli metabolická porucha , jakýkoli zásah do časoprostorové struktury konstelací by měl být doprovázen uvolňováním energie, a protože metabolická energie v konstelacích je distribuované mezi různé energetické hladiny, pak se jeho část může uvolnit ve formě „žhavých“ ultrafialových fotonů.
Kromě určující role nerovnovážných konstelací vzal Gurvich v úvahu důležitou roli volných radikálů v chemických a enzymatických reakcích doprovázených mitogenetickým zářením, ale neuvažoval o tom, že jde o jeho hlavní zdroj.
Jiný názor zastával B. N. Tarusov [14] . Věřil, že reakce volných radikálů, především peroxidace lipidů a rekombinace reaktivních forem kyslíku, slouží jako přímý zdroj superslabého biologického záření. Takové reakce probíhají v buňkách, pokud jsou narušeny normální způsoby využívání kyslíku buňkami. Jsou pro tělo škodlivé, protože radikály by měly poškozovat buněčné struktury, narušovat normální průběh fyziologických procesů a záření, které je doprovází, nehraje žádnou funkční roli.
V současné době žádný z těchto dvou přístupů nezískal rozhodující výhodu v práci na ultraslabém záření biologických objektů [15] .
Mitogenetické záření poprvé objevil A. G. Gurvich při pokusech s kořeny cibule, které sloužily jako biologický detektor. Aktivně se dělící buňky kořenového hrotu ve vzdálenosti 2–3 mm vyvolaly mitózu v meristematické tkáni jiného kořene, z něj chemicky izolovaného. Další studie prokázaly, že tuto vlastnost mají nejen kořeny cibule, ale také různé buňky, tkáně a orgány rostlinného a živočišného původu. Jednou z nejvýhodnějších pro výzkum byly buňky kvasinkové kultury [4] [7] . Takové biodetektory mají mimořádnou citlivost na záření, jehož intenzitu podle odhadu fyziků, kteří pracovali v letech 1930-1940. s Geiger-Mullerovými fotonovými čítači je 1-1000 kvanta cm −2 s −1 [16] . Kvantitativní hodnocení intenzity v experimentech s biodetektory se získá přepočtem počtu mitóz a statistickým zpracováním výsledků podle určité metody [17] .
Velké potíže a rozpory se objevily při pokusech zaznamenat mitogenetické záření a určit jeho spektrální složení kvůli extrémně nízké intenzitě světla. Situaci dále komplikoval fakt, že ve studovaných rozsazích vlnových délek emitovaly nejen aktivně se dělící buňky, ale i diferencované tkáně, roztoky aminokyselin, lipidy, DNA atd. [18] . Citlivost fotonásobičů, kterou měla skupina B. N. Tarusova k dispozici, tedy neumožňovala spolehlivě potvrdit ani vyvrátit data získaná Gurvičem pomocí biodetektorů.
Moderní výzkumníci ultraslabého záření biologických objektů využívají jak biosenzory, tak vysoce citlivé fotonásobiče v režimu počítání fotonů [19] , [20]
Zpočátku byla biologická role mitogenetického záření (jak vyplývá ze samotného názvu) spojena se stimulací mitóz v biologických objektech. Při pokusu o vysvětlení mechanismu takové stimulace vyvstává mnoho otázek. VG Petukhov [21] poznamenává, že mnoho Gurvichových experimentů bylo provedeno za přirozeného (denního) osvětlení, jehož spektrum zahrnuje celý rozsah mitogenetických vlnových délek. To znamená, že na biodetektor dopadá dostatečné množství kvant ultrafialové oblasti spektra. Ke stimulaci mitóz však dochází pouze tehdy, když se k nim přidá zanedbatelně slabé (1–100 kvanta cm– 2 s– 1 ) záření .
z bioinduktoru. Vysoká směrovost záření objevená samotným Gurvičem, potvrzená v roce 1975 V. M. Inyushinem a P. R. Chekurovem [22] při analýze vlastních experimentů na fotografickém záznamu mitogenetického záření z kořenů cibule, umožnila vyslovit předpoklad o koherenci superslabých záření z biologických objektů (včetně včetně mitogenetického) [20] . Otázkou koherence biologického záření se podrobně zabývá monografie [11] .
Podle Gurvicha vedou vysokoenergetické fotony mitogenetického záření ke vzniku a široké distribuci řetězových procesů v živých systémech. Vyplývá to z myšlenky A. G. Gurvicha o nerovnovážně uspořádaném stavu molekulárního substrátu živých systémů. Samotná existence mitogenetického záření je projevem biologického pole, které v průběhu morfogeneze řídí uspořádané vysokomolekulární nerovnovážné komplexy.
Probíhají pokusy o sestavení modelů biologického záření na základě teorie holografické indukce morfogeneze [11] a v rámci popisu kooperativních koherentních procesů v biologických objektech z hlediska kvantové elektrodynamiky [20] .