Биотропные параметры магнитных полей. Влияние естественных электромагнитных полей на живые организмы и механизмы воздействия (стр. 2 из 2)

Энергия магнитного поля (W) может служить обобщенным показателем, характеризующим воздействие МП на живой организм. Энергия магнитного поля вычисляется через его параметры:

(2)

где В — индукция магнитного поля, V — объем, занимаемый биообъектом;

— относительная магнитная проницаемость; ₀— магнитная постоянная.

Учитывая общее время экспозиции можно определить работу А магнитного поля:

(3)

Последнее соотношение связывает основные характеристики поля (индукция, частота) и время его взаимодействия с живым организмом.

Затрачивается работа магнитного поля, в основном, на перемещение заряженных частиц биообъекта.

Влияние естественных электромагнитных полей на живые организмы

Систематическое воздействие различных факторов внешней среды на живые организмы способствовало созданию у них тонких механизмов адаптации, позволяющих приспосабливаться к изменяющимся условиям. Наиболее эффективно процесс формирования этих механизмов запускается возмущающими влияниями, в том числе и имеющими электромагнитную природу, например, распределенными по всему электромагнитному спектру, включая инфранизкие частоты, геомагнитные и геоэлектрические поля. Поскольку независимо от природы фактора, способствовавшего их возникновению, адаптационные механизмы играют важную роль в жизнедеятельности и неспецифической резистентное™ организма, то возможность осознанного управления процессами их формирования постоянно привлекает внимание исследователей. Именно с этих позиций естественные и искусственные магнитные и электромагнитные поля представляют собой область повышенного интереса.

Формирование вышеперечисленных эффектов, вероятно, объясняется тем, что ЭМП, обладая высокой избирательной проникающей способностью, вызывают изменения не только в нейроглиальных клетках мозга, но при более длительных или интенсивных воздействиях способны повлиять на структуру нейронов и кровеносных сосудов.

В заключение этого раздела, посвященного анализу эффектов действия ЭМП на живые организмы на различных уровнях организации: клеточном, органном, системном и в целом на функциональное состояние организма, можно отметить, что геомагнитные и электромагнитные поля способны оказывать влияние на жизнедеятельность организма. При этом установлено, что действие МП неоднозначно, и могут иметь место как отрицательные последствия, так и положительные результаты. Вышесказанное предопределяет два основных направления дальнейших исследований:

— необходимость тщательной проработки проблемы с позиций экологии;

— дальнейшее изучение возможностей использования ЭМП в практической медицине.

Прогрессивное развитие этих направлений невозможно без дальнейшего продолжения фундаментальных исследований, направленных на изучение механизмов влияния ЭМП на живые системы.

Механизмы действия магнитных полей на живой организм

В экспериментальной биологии и медицинской практике накоплен громадный эмпирический опыт об эффектах ЭМП, требующий систематизации и теоретического осмысления для расшифровки механизмов их действия на живые объекты. Обилие гипотез по этой проблеме свидетельствует скорее о ее нерешенности, чем о достаточном уровне понимания механизмов взаимодействия живого с естественными и искусственными магнитными полями.

В попытках добиться решения этой проблемы следует исходить из того, что организм представляет собой многоуровневую иерархическую организацию. Особенности структуры каждого из этих уровней предопределяют характерную избирательность взаимодействия по различным параметрам МП. В связи с этим для осмысления механизмов действия МП на живые системы предлагается выделить следующие уровни, на которых это взаимодействие прослеживается достаточно явно.

1. Ядерно-молекулярный уровень, включающий подуровни:

— электронно-ядерный;

— ионно-молекулярный.

2. Цитохимический уровень, в котором следует выделить:

— субклеточные структуры;

— структурные образования, обеспечивающие ионное равновесие в клетках и тканевой жидкости;

— клеточные мембраны;

— биополимеры, определяющие вязкость и способность изменять агрегатное состояние жидких сред организма.

3. Тканевый уровень, на котором воздействие МП будет предопределяться:

— особенностями морфологии данной ткани;

— функциональной предназначенностью тканей;

— преобладающим характером метаболизма.

4. Органный уровень (воздействие на отдельные органы).

5. Системный уровень, включающий:

— центральную, периферическую и вегетативную нервные системы;

— сенсорные системы;

— сердечно-сосудистую систему;

— эндокринную систему;

— дыхательную, пищеварительную и выделительную системы;

— систему крови;

— опорно-двигательный аппарат и др.

6. Межсистемный уровень, описывающий взаимодействие между отдельными системами организма.

7. Общесистемный уровень, формирующийся при интегрировании взаимодействий между всеми системами.

8. Межличностный уровень, включающий:

— воздействие одного организма на другой через собственное излучение ЭМП;

— взаимодействие живых организмов во внешнем ЭМП.

Электронно-ядерный уровень. Изучение организма на квантовомуровне показывает, что химические реакции, протекающие в условиях in vivo, имеют много общего с «пробирочными» реакциями, а механизмы действия МП на живой организм основаны на адекватном изменении энергии химических связей в биологических процессах. Результатом химических реакций, как правило, является превращение молекул одних веществ в другие за счет перестройки электронных оболочек ядер. Физические влияния МП связаны с вероятностью протекания элементарных химических актов, когда в результате химических превращений вследствие распаривания электронов, появляются свободные радикалы. Радикальные пары могут существовать в состоянии с общим спином 8=0 (синглетное состояние) и в состоянии с общим спином 5=1 (три-плетное состояние). Переход между различными спиновыми состояниями пары возможен в случае воздействия внешним магнитным полем, тем самым изменяется вероятность течения химических реакций и, как следствие, имеет место проявление тех или иных магнитобиологических эффектов. Так, в работе рассматривается влияние постоянного МП на перенос нервного импульса по седалищному нерву человека с точки зрения гипотезы, в основе которой лежит влияние постоянного МП на спиновые эффекты кинетики ионных каналов.

И, тем не менее, несмотря на обилие литературы, описывающей влияние МП на биохимические процессы, в частности, на активность ферментов, концентрацию продуктов химических реакций, данные изменения могут оказаться следствием совершенно иного, неизвестного механизма воздействия МП.

ЛИТЕРАТУРА

1. Системы комплексной электромагнитотерапии: Учебное пособие для вузов/ Под ред А.М. Беркутова, В.И.Жулева, Г.А. Кураева, Е.М. Прошина. – М.: Лаборатория Базовых знаний, 2000г. – 376с.

2. Электронная аппаратура для стимуляции органов и тканей /Под ред Р.И.Утямышева и М.Враны - М.: Энергоатомиздат, 2003.384с.

3. Ливенсон А.Р. Электромедицинская аппаратура. :[Учебн. пособие] - Мн.: Медицина, 2001. - 344с.