VII Съезд биофизиков России
Краснодар, Россия
17-23 апреля 2023 г.
Главная
О Съезде
Организаторы
Программный комитет
Программа Съезда
Место проведения Съезда
Проживание
Оргвзносы
Основные даты
Регистрация
Публикации материалов Съезда
Молодежный конкурс
Контакты
Тезисы
English version
Партнеры Съезда
Правила оформления докладов

Программа Съезда

Секции и тезисы:

Биофотоника. Фотобиология. Фотосинтез. Биолюминесценция. Фоторецепция. Оптогенетика

Митогенетический эффект сверхслабого свечения: спящая красавица или алхимическое прошлое? (к столетию открытия А.Г. Гурвичем сверхслабого свечения биообъектов)

И.В. Володяев1, Е.В. Наумова2*

1.Биологический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова;
2.Институт физики полупроводников им. А.В.Ржанова СО РАН;

* naumova(at)yandex.ru

Как известно, первая работа по сверхслабому свечению (ССИ) биологических объектов была опубликована в 1923 г А.Г. Гурвичем [1], и исследования ССИ получили широкое развитие в последующие годы (см., например, монографии [2,3]). Кроме непосредственного продолжения в лабораториях Гурвича, эти исследования привлекли широкое внимание биологов, физиков и химиков во всем мире и привели к появлению более 1000 публикаций из крупных лабораторий СССР, Германии, Франции, Италии, Нидерландов, США и других стран (см. обзоры [4-7]), в том числе более десятка работ в Nature и других высокорейтинговых журналах (например, [8-11]). Значительный вклад в исследования того времени внесли выдающиеся ученые: нобелевский лауреат Д. Габор [3], акад. Г.М. Франк и акад. Ю.Б. Харитон [12,13], выдающийся химик Р. Одюбер [14], известные микробиологи O. Rahn [15] и L.K. Wolff [11] и др.

Авторы этого периода относили наблюдаемое ими ССИ к УФ диапазону по совокупности экспериментальных данных: пропусканию излучения фильтрами из материалов с различными окнами прозрачности, результатам спектральных исследований, измерениям с помощью УФ-чувствительных газоразрядных счетчиков. Значительная доля работ того времени по тематике ССИ была посвящена его влиянию на скорость митозов ряда биологических объектов (бактерий, дрожжевых грибков, меристем растений и т.п.). Этот «тип ССИ» был назван митогенетическим излучением (МГИ).

С началом Второй мировой войны публикации по теме МГИ практически полностью прекратились, а последующее переоткрытие явления ССИ [16-18] привело к успешному развитию области собственной сверхслабой хемилюминесценции в видимом и ИК диапазонах. При этом упоминания «ранних работ» 1920-x—1940-x гг остались преимущественно в исторических обзорах.

В то же время, ряд проблем, поднятых в ранних публикациях, остались без однозначного решения. Так, в работах [19-21] эффект тушения МГИ крови человека и животных использовался для диагностики онкологических заболеваний. Эффективность онкодиагностики была проверена в ведущих онкологических клиниках Москвы, Ленинграда и ряда других городов СССР, а также на экспериментальных животных моделях, и показала совпадение с диагнозом с точностью 95-97% [19-21]. Кроме того, сам факт утверждаемой авторами стимуляции митозов в тканях за счет их экспонирования МГИ других биообъектов является неожиданным (в контексте современных знаний о природе ССИ в более длинноволновых диапазонах) и его проверка имеет фундаментальное значение.

Нам посчастливилось получить доступ к сохранившейся библиотеке А.Г. Гурвича и его семьи и ознакомиться с оригиналами работ того времени. Большинство из них по разным причинам практически недоступны современному читателю, и рассмотрены нами в ряде обзоров по этой теме [4-7] и готовящейся монографии по эндогенной биофотонике (Springer-Nature, 2023). Здесь мы анализируем методические аспекты работ по МГИ и сопоставляем их результаты с современными данными по физике, биофизике и физиологии объектов исследования. Хотя часть работ того времени выполнена на несовременном уровне доказательности, а в ряде случаев имеются прямые ошибки, целый ряд глубоких тщательных экспериментальных работ (например, [3,11-13,19]) заслуживает серьезного внимания и проверки современными исследователями.

Значимых попыток повторить и проверить эти работы, соблюдая описанные авторами условия, за редким исключением (например, [22]), не было, по-видимому, ввиду их малой доступности.

Мы убеждены, что точная, грамотно проведенная проверка феномена МГИ будет иметь большое научное значение – как фундаментальное (исследование сигнальных каскадов и регуляторных процессов), так и прикладное (диагностика онкозаболеваний, неинвазивный метод оценки состояния различных систем). Значительный прогресс в области методов клеточной биологии, биохимии и биофизики, физических методов и техники эксперимента позволяют надеяться, что на современном уровне эта проблема, имеющая важное фундаментальное и прикладное значение, будет решена.



1 A. G. Gurwitsch, Arch. Mikr. Anat. Entwickl. 100 (1-2), 11 (1923).

2 А. Г. Гурвич, Л. Д. Гурвич, Митогенетическое излучение. (ВИЭМ, Л., 1934).

3 T. Reiter и D. Gabor, Zellteilung und Strahlung. (Springer-Verlag, Berlin, 1928).

4 И. В. Володяев, Л. В. Белоусов, И. И. Концевая и др., Биофизика 66 (6), 1082 (2021).

5 Е. В. Наумова, Ю. А. Владимиров, Л. В. Белоусов и др., Биофизика 66 (5), 900 (2021).

6 E. V. Naumova, A. E. Naumova, D. A. Isaev et al, J Biomed Phot & Eng 4 (4), 040201 (2018).

7 I. V. Volodyaev, L. V. Beloussov, Frontiers in physiology 6 (00241), 1 (2015).

8 A. G. Gurwitsch, L. D. Gurwitsch, Nature 143 (3633), 1022 (1939).

9 M. Heinemann, Nature 134, 701 (1934).

10 E. G. Prokofiewa, Nature 134 (3389), 574 (1934).

11 L. K. Wolff and G. Ras, Nature 133 (3361), 499 (1934).

12 J. Chariton, G. Frank, и N. Kannegiesser, Naturwiss. 18 (19), 411 (1930).

13 G. Frank, Biol. Zentr. 49, 129 (1929).

14 R. Audubert, Ang. Chemie 51 (11), 153 (1938).

15 O. Rahn, Invisible radiations of organisms. (Gebrüder Bornträger, Berlin, 1936).

16 L. Colli, U. Facchini, Il Nuovo Cimento 12 (1), 150 (1954).

17 Б. Н. Тарусов, А. И. Поливода, А. И. Журавлев, Биофизика 6 (4), 490 (1961).

18 Ю. А. Владимиров, Ф. Ф. Литвин, Биофизика 4 (5), 601 (1959).

19 Б. С. Песоченский, Феномен тушения митогенетического излучения крови при раке и "предраковых состояниях: Дисс. д-р мед.наук, Л., 1942.

20 Е. Е. Авчина, О прогностическом значении реакции тушения митогенетического излучения крови при лечении рака матки: Дисс. канд. мед. наук, Л., 1950.

21 А. Г. Гурвич, Л. Д. Гурвич, С. Я. Залкинд и др., Учение о раковом тушителе, АМН СССР, М., 1947.

22 R. N. Tilbury, T. I. Quickenden, J Biolum & Chemilum 7 (4), 245 (1992).

Mitogenetic effect of ultraweak photon emission: the sleeping beauty or the alchemical past? (to the centenary of discovery of ultraweak photon emission from biological objects by A.G. Gurwitsch)

I.V. Volodyaev1, E.V. Naumova2*

1.Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University;
2.Rzhanov Institute of Semiconductor Physics of SB RAS;

* naumova(at)yandex.ru

As is known, the first work on ultraweak photon emission (UPE) of biological objects was published in 1923 by A.G. Gurwitsch [1], and the research on UPE has been widely developed in the following years (see, for example, monographs [2,3]). Apart from a direct continuation in Gurwitsch's laboratories, this research has attracted the widespread attention of biologists, physicists and chemists throughout the world and resulted in over 1000 publications from major laboratories in the USSR, Germany, France, Italy, the Netherlands, USA and other countries (see reviews [4-7]), including over a dozen papers in “Nature” and other highly ranked journals (e.g. [8-11]). Significant contributions to the research of the time were made by eminent scientists: Nobel laureate D. Gabor [3], Acad. G.M. Frank and Acad. J.B. Hariton [12,13], the eminent chemist R. Audubert [14], the famous microbiologists O. Rahn [15] and L.K. Wolff [11] and others.

The authors of this period attributed the UPE they observed to the UV range according to a set of experimental data: transmission by materials with different transparency windows, spectral studies, measurements with UV-sensitive gas-discharge counters. A considerable part of works of that time on UPE was devoted to its influence on mitosis rate in some biological objects (bacteria, yeast fungi, plant meristems, etc.). This "type of UPE" was called mitogenetic radiation (MGR).

With the outbreak of World War II, publications on the topic of MGR almost completely ceased, and the subsequent rediscovery of UPE [16-18] led to the successful development of the field of the intrinsic ultraweak chemiluminescence in the visible and infrared bands. At the same time, references to the "early works" of 1920-x-1940-x remained mostly in historical reviews.

At the same time, a number of issues raised in the early publications have remained without an unambiguous solution. Thus, in works [19-21] the quenching effect of human and animal blood MGR was used for diagnostics of oncological diseases. The effectiveness of this diagnostics was verified in the leading oncological clinics of Moscow, Leningrad and some other cities of the USSR, as well as on experimental animal models, and showed 95-97% coincidence with the diagnosis [19-21]. Moreover, the very fact of the authors' claimed stimulation of mitosis in tissues by their exposure to MGR of other bioobjects is unexpected (in the context of the current knowledge about the nature of UPE in longer wavelength ranges) and its verification is of fundamental importance.

We were fortunate to have access to the unique library of A.G. Gurwitsch and his family and to have seen the original works. Most of them, for various reasons, are practically inaccessible to the modern reader, and are considered by us in a series of reviews on this topic [4-7] and a forthcoming monograph on endogenous biophotonics (Springer-Nature, 2023). Here we analyze the methodological aspects of the works on MGR and compare their results with modern data on the physics, biophysics and physiology of the research objects. Although some of the work of the time was performed at an uncontemporary level of evidence and in some cases, there are outright errors, a number of in-depth careful experimental works (e.g. [3,11-13,19]) deserve serious attention and verification by modern investigators.

There have been no meaningful attempts to replicate and verify these works, observing the conditions described by the authors, with few exceptions (e.g. [22]), apparently due to their low availability.

We are convinced that an accurate, well-conducted test of the MGR phenomenon will be of great scientific value - both the fundamental (the study of signaling cascades and regulatory processes) and the applied one (diagnosis of cancer, a non-invasive method of assessing the state of various systems). Significant progress in the methods of cell biology, biochemistry and biophysics, physical methods and experimental techniques allow us to hope that this issue, which has important fundamental and applied significance, will be solved at the present level.



1 A.G. Gurwitsch, Arch. Mikr. Anat. Entwickl. 100 (1-2), 11 (1923).

2 A.G. Gurwitsch, L.D. Gurwitsch, Mitogenetic radiation (in Rus) (VIEM, Leningrad, 1934).

3 T. Reiter, D. Gabor, Zellteilung und Strahlung (Springer-Verlag, Berlin, 1928).

4 I.V. Volodyaev, L.V. Beloussov, I. I. Kontsevaya et al, Biophysics 66 (6), 920 (2021).

5 E.V. Naumova, L.V. Beloussov, Y. A. Vladimirov et al, Biophysics 66 (5), 764 (2021).

6 E.V. Naumova, A.E. Naumova, D.A. Isaev et al, J Biomed Phot & Eng 4 (4), 040201 (2018).

7 I.V. Volodyaev, L.V. Beloussov, Frontiers in physiology 6 (00241), 1 (2015).

8 A.G. Gurwitsch, L.D. Gurwitsch, Nature 143 (3633), 1022 (1939).

9 M. Heinemann, Nature 134, 701 (1934).

10 E.G. Prokofiewa, Nature 134 (3389), 574 (1934).

11 L.K. Wolff, G. Ras, Nature 133 (3361), 499 (1934).

12 J. Chariton, G. Frank, N. Kannegiesser, Naturwiss. 18 (19), 411 (1930).

13 G. Frank, Biol. Zentr. 49, 129 (1929).

14 R. Audubert, Ang. Chemie 51 (11), 153 (1938).

15 O. Rahn, Invisible radiations of organisms (Gebrüder Bornträger, Berlin, 1936).

16 L. Colli, U. Facchini, Il Nuovo Cimento 12 (1), 150 (1954).

17 B.N. Tarusov, A.I. Polivoda, A.I. Zhuravlev, Biophysics 6 (4), 83 (1961).

18 Y.A. Vladimirov, F.F. Litvin, Biophysics 4 (5), 103 (1959).

19 B.S. Pesochensky, The phenomenon of the mitogenetic radiation quenching in blood in cancer and "precancer": Dr.Med. Sci. Diss (in Rus), Leningrad Oncological Institute, Leningrad, 1942.

20 E.E. Avchina, On the prognostic value of the reaction of quenching of the mitogenetic radiation of blood in the treatment of uterine cancer: Cand. Med. Sci. Diss. (in Rus), Leningrad, 1950.

21 A.G. Gurwitsch, L.D. Gurwitsch, S.Y. Zalkind et al, The teaching of the cancer quencher: Theory and clinics (in Rus). (USSR Acad Med Sciences Press, Moscow, 1947).

22 R.N. Tilbury, T.I. Quickenden, J Biolum & Chemilum 7 (4), 245 (1992).


Докладчик: Наумова Е.В.
104
2023-02-17

Национальный комитет Российских биофизиков © 2022
National committee of Russian Biophysicists