Раздел 10.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ И МЕХАНИЗМЫ

ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ФАКТОРОВ НА

ОРГАНИЗМ (БИОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРО-

И МАГНИТОТЕРАПИИ)

В биосфере постоянно существуют и воздействуют на все живые организмы электромагнитные факторы: электрические, магнитные и электромагнитные поля, электрические токи и электрически заряженные частицы – аэроионы. В зависимости от частоты (длины волны) все электромагнитные поля подразделяются на следующие диапазоны:

длина волны

1. Радиоволны 10^-3 м < < ,

2. Инфракрасное излучение 810^-7 м <  < 10^-3 м,

3. Оптическое излучение 410^-7 м <  < 810^-7 м,

4. Ультрафиолетовое излучение 510^-8 м <  < 410^-7 м,

5. Рентгеновское излучение 10^-12 м <  < 510^-8 м,

6. Гамма-излучение  < 10^-12 м.

Источником электромагнитных факторов служат физические процессы в атмосфере, в недрах Солнца и Земли. В ходе эволюции живые организмы приспособились к электромагнитным воздействиям, а некоторые из них используются для биологических процессов. К примеру, оптическое излучение служит источником энергии для образования органических веществ в результате фотосинтеза, для получения информации из окружающей среды; инфракрасное излучение обеспечивает теплопотерю организма. Установлено, что для нормальной жизнедеятельности человека необходимо воздействие электрического и магнитного поля Земли, отрицательно заряженных аэроионов. Поэтому принято различать физиологическое воздействие электромагнитных факторов, которое необходимо живым организмам для нормальной жизнедеятельности.

Наряду с природными физическими полями в процессе развития техногенной цивилизации в биосфере появились электромагнитные поля антропогенного происхождения, созданные человеком в результате технологической деятельности. Источником этих полей являются антенны телевизионных и радиовещательных станций, технические установки на производстве, бытовая и медицинская радиоэлектронная техника. Интенсивность полей, генерируемых этими устройствами, на много порядков выше природных и при воздействии на организм человека они вызывают неблагоприятные изменения, а при некоторых условиях и развитие заболеваний. Поэтому принято говорить о патогенетическом воздействии электромагнитных факторов. К примеру, облучение человека коротковолновым электромагнитным полем (рентгеновским или гамма-излучением) приводит к развитию лучевой болезни.

Не следует полагать, что патогенным воздействием обладают только искусственно созданные поля. При резком изменении интенсивности природных электромагнитных факторов (повышении солнечной активности, развитии магнитных бурь в атмосфере) наблюдается целый ряд патологических реакций, особенно в ослабленных организмах. Как показали проведенные исследования, в такие периоды увеличивается число инфарктов миокарда, кровотечений при заболеваниях легких, повышается число аварий на транспорте (что свидетельствует о нарушении деятельности центральной нервной системы), и др.

Патогенные реакции наблюдаются не только в случае возрастания, но и при снижении интенсивности электромагнитного воздействия. Например, длительное нахождение человека в условиях экранирования от внешних электромагнитных факторов приводит к нарушению деятельности нервной системы.

Обнаруженные факты ставят перед медициной важную проблему разработать способы эффективной профилактики и лечения подобных патологических состояний.

Электромагнитные факторы широко применяются в медицине для лечения многих патологических состояний. На основании использования электрических и магнитных полей разработаны электро- и магнитотерапия, как часть общей физиотерапии (физического лечения). Кроме того, электрические воздействия (электрические токи и поля) применяются для управления реакциями органов и тканей в процессе электростимуляции. С помощью биотехнических систем – имплантируемых (вживляемых в организм) электрокардиостимуляторов – восстанавливают нарушенную ритмическую деятельность сердца.

В основе физиологических, патогенетических и терапевтических эффектов лежат физические закономерности, описывающие взаимодействие электрических магнитных и электромагнитных полей с биологическими системами. Понимание физиологического проявления электромагнитных полей, разработка надежных способов профилактики от их патогенетического действия, повышение эффективности электро- и магнитотерапии, обоснование доз физического воздействия, разработка новых способов физиотерапии требуют биофизического анализа механизмов взаимодействия с биологическими системами.

В зависимости от характера биологических эффектов принято различить специфическое и неспецифическое воздействие электрических полей и токов. Под неспецифическим воздействием понимают такое, которое наблюдается не только в биологических системах, но и в материальных телах неживой природы, обладающих такими же электрическими свойствами, как и ткани организма. Специфическое воздействием характеризуется тем, что оно вызывает биологические реакции, свойственные только живому организму. Например, при электрическом раздражении возникает сокращение мышц, генерация электрических импульсов в нервной ткани и др. Отметим, что специфическое воздействие используется для создания биотехнических систем, управляющих состоянием и реакциями живого организма.