ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ЖИВЫМИ КЛЕТКАМИ КРОВИ

March 27, 2012 by admin Комментировать »

Асаенок И. С., Валенко В. С., Путилин В. Н. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники П. Бровки, 6, Минск – 220013, Беларусь Тел.: +(375) 17 2313978; e-mail: hanms@bsuir.unibel.by

Аннотация – Рассмотрены некоторые аспекты взаимодействия низкоинтенсивных микроволновых излучений (мм ЭМИ) с биологическими объектами, а также экспериментальные результаты, позволяющие сделать выводы о физических механизмах взаимодействия слабых электромагнитных волн с живыми клетками, а также разработать методику и схему применения миллиметрового ЭМИ. Показана возможность целенаправленной бальнеологии, восстанавливающей естественное функционирование живых организмов, нарушенное различными вредными воздействиями, в том числе и радиационными.

I. Введение

В настоящее время считается доказанным фактом предположение о возможности специфического действия низкоинтенсивных электромагнитных излучений миллиметрового диапазона на биологические структуры и организмы. Установлено [1], что проникновение мм ЭМИ в среду (объект) происходит на резонансных частотах молекулярных осцилляторов среды, причем резонансное взаимодействие трактуется как резонансная прозрачность среды для мм- волн, а не как отсутствие поглощения в среде.

Известно [2], что мм ЭМИ влияют на метаболические процессы в биологических системах на клеточном и организменном уровнях (например, синтез АТФ, транспорт ионов через клеточную мембрану, регуляторные и репаративные процессы и т. д.) и обладают терапевтической эффективностью при некоторых заболеваниях.

При этом практическое применение миллиметровых волн в медицине опережает понимание физических механизмов взаимодействия слабых электромагнитных волн с живыми клетками. Механизмы воздействия мм ЭМИ на животную клетку не изучены, равно как и не разработаны методы и биологические модели для их исследования.

II.  Основная часть

В процессе исследований была использована оригинальная технология капсулирования исследуемых жидкостных биологических объектов с целью их помещения непосредственно в измерительную систему миллиметрового диапазона. Используя эту технологию, впервые были проведены экспериментальные исследования взаимодействия мм ЭМИ с живыми клетками крови человека [3].

Взаимодействие организма со средой опосредуется через кроветворную и тесно связанную с ней в анатомическом и функциональном отношении иммунную систему. В этой связи клетки крови рассматриваются как индикаторы для оценки состояния организма при различных заболеваниях, влияния на организм неблагоприятных экологических и профессиональных факторов.

Поэтому было предложено использовать как объект исследования лимфоциты крови, учитывая их биологические свойства и доступность для анализа, как тест- систему, пригодную для разработки методов миллиметровой терапии, направленных на повышение резистентности организма. Исследования направлены на изучение морфологических особенностей строения биологических клеток, объясняющих состав, устройство и взаимодействие физико-химических компонентов клеток в условиях воздействия ЭМИ.

В работе на модельной системе культивируемых клеток впервые были исследованы экспериментальные результаты воздействия повреждающих факторов (химических соединений, ионизирующей радиации) на фоне действия на эти клетки мм ЭМИ низкой интенсивности.

Биологические эффекты в работе регистрировались с помощью классического MTT-теста, позволяющего определять уровень метаболической активности клеток по их взаимодействию с метилтиа- золтетразолием. Клетки крови подвергались воздействию ЭМИ в диапазоне волн (30-100) ГГц до и после их повреждения химическими и физическими факторами. Экспериментально установлена возможность воздействия мм ЭМИ на живые клетки не только восстанавливающего характера, но и в значительной мере активизирующего естественное функционирование клеток. Для создания и аналитического рассмотрения моделей функционирования живых клеток и их компонентов в условиях воздействия мм ЭМИ предложен подход к определению характеристик и параметров основных причинно-следственных связей в ходе обменных процессов в животной клетке и уточнение физических механизмов информационного взаимодействия слабых электромагнитных волн миллиметрового диапазона с живыми клетками.

Используя сформулированную идею, предлагается обоснование структурной модели функционирования живой клетки и ее компонентов, необходимое для численного моделирования жизнедеятельности клетки в условиях вредных воздействий, что является принципиально новым и в научной литературе не встречается. На основе полученных результатов предлагаются некоторые подходы к повышению резистентности клетки.

III.  Заключение

По результатам исследований на модельной клеточной системе выработаны рекомендации к стимулированию или ингибированию некоторых функций клеток при различных нарушениях их деятельности (иммунодефицитные и аутоиммунные заболевания, возможно, опухолевые заболевания лимфоидной системы и др.), а также показана возможность создания принципиально нового метода микроволновой диагностики с целью повышения резистентности биологических клеток. Целенаправленное информационное воздействие ЭМИ на живые клетки позволит нормализовать нарушенные регуляторные механизмы – гормональные, нервные, иммунные, и, соответственно – восстановить функции отдельных тканей, систем, органов и адаптационно-компенсаторных систем организма при различных нарушениях за счет вредных внешних воздействий.

[1]     Девя/7жов        Н. Д., Голант М. Б., Бецкий О. В. Миллиметровые волны и их роль в процессах жизнедеятельности

–                           М., Радио и связь, 1991169с.

[2]  Валенко В. С., Свирновский А. И., Ковалева О. В. Влияние микроволнового излучения на функциональное состояние лимфоцитов периферической крови – материалы II Международной Научно-методической конференции «Проблемы проектирования и производства радиоэлектронных средств», г. Новополоцк, Беларусь, 2002.

INVESTIGATION INTO THE INTERACTION OF MICROWAVE RADIATION WITH LIVE BLOOD CELLS

Asayenok I. S., Valenko V. S., Putilin V. N.

Belarussian State University of Informatics and Radio Electronics

4               P. Brovki St., Minsk – 220013, Belarus phone: +375 17 2398610 e-mail: hanms@bsuir. unibel. by

I.  Introduction

Mm waves are known to influence metabolic processes in biological systems (for example, ATP synthesis, ion transport through cell membranes, regulatory processes, etc.) and to have therapeutic effect on certain diseases. At the same time, the understanding of physical mechanisms behind the interaction of weak electromagnetic waves with live cells falls behind practical applications of mm waves in medicine. The mechanisms behind the effect of mm waves on animal cells remain uninvestigated, while techniques and biological models for their research are still to be developed.

The research involved a proprietary technology of encapsulating liquid biological objects under study with the purpose of placing them directly into a mm-wave measuring system. Using this technology, experimental research into the interaction of mm waves with live human blood cells has been carried out for the first time.

In this investigation blood cells are regarded as indicators for assessing the state of human organism affected by various diseases and the impact of adverse environmental and occupational factors.

Using blood lymphocytes as a matter for scientific enquiry has been suggested for the first time with regard to their biological properties and accessibility for analysis within a test system suitable for the development of mm-wave therapy techniques aimed at increasing body resistance. The investigations have been focused on studying morphological features of biological cell structures that would provide an insight into their make-up and composition, as well as into the interaction between cell chemical components under the influence of mm waves.

Blood cells were exposed to mm-waves in a 30-100GHz range before and after being damaged by chemical and physical factors. A possibility has been established of mm-wave influence on live cells that, apart from regenerative functions, considerably boosts natural functioning of cells. An approach to the definition of characteristics and parameters of basic cause- and-effect relations has been suggested for metabolic processes in animal cells; physical mechanisms behind the information interaction of weak EM mm waves with live cells have been clarified with the purpose of developing and analytically investigating the models of functioning of live cells and their components under the impact of EM mm waves.

I.    Conclusions

Investigations into a model cell system have allowed for the recommendations to be developed for stimulation or inhibition of certain cell functions occurring in various impairments. A possibility of developing a conceptually new microwave diagnostics technique with the goal of increasing the resistance of biological cells has been shown.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты