ЖИВАЯ МАТЕРИЯ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЯХ ТЕХНОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

July 8, 2012 by admin Комментировать »

Булгаков Б. М. *, Шахбазов В. Г. "^Григорьева Н. Н. **, Сиренко С. П. *, Сулима Т. Н.*, Чепель Л. М.**, Белоус О. И. *, Фисун А. И. *

Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины ул. Ак. Проскуры, 12, Харьков 61085 тел. 0572 44-87-41, e-mail: svetlanal(8)jre.kharkov. ua Харьковский национальный университет им. В. H. Каразина пл. Свободы, 4, Харьков 61077

Аннотация в экспериментах на живых организмах изучалось действие микроволнового излучения низкой интенсивности. Сравнивались эффекты, полученные с помощью различных источников излучения. Установлено, что продолжительность реакции последействия проявляется во втором поколении. Обсуждаются возможные последствия для здоровья при систематическом воздействии низкоинтенсивных микроволновых полей на живой организм.

I.  Введение

Стремительное развитие средств связи, радиолокации и навигации и освоение коротковолновых диапазонов длин волн привело к значительному повышению электромагнитного фона в тех участках спектра, где отмечено применение электромагнитных полей слабой интенсивности в терапевтических целях [1]. Отметим также то обстоятельство, что районы высокого фона совпадают с местами концентрации населения в крупных городах и мегаполисах коротковолновые системы наиболее сконцентрированы. По перечисленным причинам снижение риска заболеваний как следствия СВЧ и КВЧ фона задача, которая носит комплексный характер. Она содержит в себе ряд исследований по действию ЭМП (электромагнитного поля) на биологические объекты, выявления механизмов этого процесса, а также развития коммуникационных структур с учетом оценки безопасности.

II.  Основная часть

1.  Воздействие ЭМП на центральную нервную систему. В связи с неопределенностью представлений о путях рецепции СВЧ и КВЧ излучения, его действие оценивается по изменению функциональ-ного состояния различных систем организма: нервной, иммунной, эндокринной и др. Известно, что наиболее эффективными являются те физические факторы воздействия, которые по своим свойствам близки к физиологическим процессам в организме. Следовательно, можно ожидать что действие ЭМП на организм происходит через нервную систему.

Эксперимент поставлен на крысах-самцах и кроликах с имплантацией электродов в билатеральносимметричные области фронтальной, темпоральной и окципитальной коры головного мозга, а также в вентральный и дорсальный гипокам и базотеральное ядро миндалины. Регистрация биопотенциалов областей мозга, указанных выше проводилась шестнадцатиканальным элекгроэнцефалографом Medicor. Спектральный анализ реализаций электроэнцефаллограмм длительностью 40-50 с проводился на базе быстрого преобразования Фурье. Строились графики

функций спектральной плотности (Gxx(f)’), вычислялись коэффициенты асимметрии спектров и показатели функции парной когерентности (х^,(./)) по специально разработанным программам [2]. Оценка индивидуальных параметров доминирующей частоты {fd), которой соответствует максимум спектральной функции, на дискретных временных отрезках регистрации биоэлектрической активности и построение графиков зависимости fd(t) позволили

выявить группы структур, реагирующих на СВЧвоздействие и ареактивных к нему. Структуры мозга,

имевшие сходную динамику изменений fd(t) , были

объединены в две группы: 1 левая фронтальная кора, левая и правая темпоральная кора, левая и правая окципитальная кора, дорсальный гиппокамп, базолатеральное ядро миндалины; 2 правая фронтальная кора и вентральный гиппокамп.

Воздействие излучением мм-диапазона вызвало устойчивое однонаправленные изменения биоэлектрической активности мозговых структур, объединенных в первую группу. Они состояли в увеличении спектральной плотности волн тета-, альфаи бетадиапазонов.

Таким образом были обнаружены объективные доказательства реакции головного мозга при общем воздействии на организм излучения мм-диапазона. Эта реакция состоит в избирательной активации ряда структур неокортекса и лимбической системы. Стадийность и характер перестроек нейродинамической организации деятельности этих структур указывает на то, что они являются результатом формирования функциональной системы, обеспечивающей ответную реакцию организма на предъявляемый фактор среды излучение КВЧ диапазона [2,3].

2. Действие СВЧ и КВЧ полей на организм в целом, влияние на наследственность. Одним из направлений исследований является изучение природы и особенностей влияния ЭМИ на жизнедеятельность организма как целого. С этой целью была проведена серия экспериментов по выяснению реакции различных пород тутового шелкопряда (TLU) на облучение их на стадии грены ЭМИ СВЧ и КВЧ диапазонов, а также по изучению последействия указанных микроволн в следующем поколении ТШ [4].

Объектами исследования служили породы ТШ Белококонная-1 (В-1) и Белококонная-2 (Б-2). На грену пород Б-1 и Б-2 на четвертые сутки весенней инкубации воздействовали ЭМИ СВЧ (длина волны /1=1,6 см и КВЧ (длина волны Л =5-8 мм) диапазонов. Величина ППМ (плотности потока мощности) в зоне расположения грены была около 10 мВт/см2. Экспозиция облучения КВЧ микроволнами 1,5; 5 и 20 мин. СВЧ микроволнами 10; 20 и 30 мин. Последствия облучения определяли по проценту вышедших гусениц, весу коконов самок и самцов, весу оболочек коконов. Затем была проведена выкормка гусениц и скрещивание имаго в различных вариантах: "контроль х контроль", "опыт х опыт", "опыт х контроль", "контроль х опыт", после чего проведена оценка последействия ЭМИ СВЧ и КВЧ диапазонов по числу отложенных яиц, проценту оплодотворенных яиц и проценту вышедших гусениц.

Имеются данные о том, что наблюдается "запоминание" организмом на более или менее длительное время воздействий ЭМИ, и что такой биологический эффект, не исчезающий после прекращения облучения, проявляется лишь при достаточно длительном воздействии ЭМИ. Так, для организмов с любой сложностью организации необходимая длительность облучения в КВЧ-диапазоне составляет около 1 часа. В этой связи мы проследили, как вышеописанные воздействия ЭМИ СВЧ и КВЧ диапазонов на грену ТШ отразятся на плодовитости взрослых особей и выживаемости отложенной ими грены.

Проведенные исследования свидетельствуют о том, что самки ТШ, вышедшие из грены, облученной ЭМИ СВЧ и КВЧ диапазонов, в среднем отличаются повышенной плодовитостью по сравнению с контролем. Скрещивание контрольных самок из необлученной грены с самцами из грены, облученной ЭМИ СВЧ в течение 20 минут, привело к статистически значимому увеличению процента оплодотворенных яиц. Для породы В-2 показатель вырос на 5,7%, а для породы В-1 на 7,6%. Другие экспозиции облучения в рассматриваемом выше варианте скрещивания не оказали значимого влияния на рассматриваемые показатели плодовитости.

Эмбриональная стадия ТШ чувствительна к действию ЭМИ СВЧ И КВЧ диапазонов. Направленность и интенсивность реакции грены ТШ на ЭМИ СВЧ и КВЧ диапазонов зависят от генотипа особей, дозы облучения и пола. Биологический эффект от воздействия на эмбрионы ТШ ЭМИ СВЧ и КВЧ диапазонов сохраняется на протяжении онтогенеза. Влияние ЭМИ СВЧ и КВЧ диапазонов переносится на потомство ТШ.

Установлено, что облучение имаго дрозофилы до спаривания в течение 30 минут повлияло на плодовитость и жизнеспособность потомков. Репродуктивная способность самок линии ВА увеличилась в вариантах опыта от 6 до 15%. Теплоустойчивость (ТУ) имаго в первом поколении после действия КВЧизлучения также увеличилась. У самок на 13-24%, у самцов на 9-13%. Во втором и третьем поколении этот эффект исчезал. При воздействии мм волнами 30 минутной экспозицией на линию НА отмечено, что и на самок, и на самцов это излучение действует угнетающе. Репродуктивная способность также снижена по отношению к контролю. При более короткой экспозиции 10 минут, репродуктивная способность самок линии ВА в опытных вариантах увеличилась на 22-50%, ТУ имаго повысилась на 13-30%. У линии НА при 10 минутном воздействии репродуктивная способность, а также ТУ и самок, и самцов поднялась до уровня контроля.

Влияние облучения мм волнами в различных участках диапазона и при различных условиях облучения может быть либо положительным, либо отрицательным в зависимости от физиологического состояния объекта и продолжительности экспозиции [4]. Что мы и наблюдаем в наших опытах угнетение слабой линии НА при 30 минутном воздействии КВЧизлучения. В результате исследования выявлено, что влияние ЭМИ малых уровней мощности переносится на потомство. Можно предположить, что КВЧизлучение оказывает влияние на зародышевые клетки, так как биологический эффект проявляется в первом поколении. Эффект повышения жизнеспособности и плодовитости дрозофилы, отмеченный при облучении одной из родительских особей, может быть отнесен к категории физиологического гетерозиса (ФГ). Проблема ФГ весьма актуальна в селекции растений и животных. Однако, этот эффект, полученный посредством КВЧ-излучения, до сих пор не был описан.

3.  Влияние ЭМП на функциональное состояние клеток. Особый интерес представляют исследования поляризационных характеристик СВЧ и КВЧ воздействий на клеточном уровне [5, 6]. Можно предположить, что характер реакции клеток будет зависеть от поляризационных характеристик электромагнитных полей (линейная, правоили левокруговая поляризация). Авторами настоящей работы были проведены исследования по влиянию различно поляризованного электромагнитного излучения (ЭМИ) на электрофоретическую подвижность ядер клеток буккального эпителия человека. Обнаружено увеличение количества электроотрицательных ядер (ЭОЯ), причем при круговой поляризации (правой) эффект облучения выражен сильнее.

4. ЭМП как лечебный фактор. Было также показано, что действие ЭМИ определенных доз на клетки (in vitro) [6] и правильно подобранное лечение больного (in vivo) приводят показатель ЭОЯ к возрастной норме (ВН) [7], что является иллюстрацией проявления закона Вильдера. Согласно данному закону физиологические показатели, имеющие значительные отклонения от нормы, при мягких воздействиях на организм возвращаются к норме.

Уровни облучения ЭМИ в проведенных исследованиях лежат в области нетеплового воздействия и не повреждают клетки, а способствуют восстановлению заряда ядра и, по-видимому, его функций. Однако механизм восстановления заряда пока остается не выясненным. Как известно, единой точки зрения на механизм действия микроволн на клетку пока не существует [1,8]. Имеющиеся представления не могут в полной мере, по нашему мнению, объяснить результаты, полученные в настоящей работе. Авторы склонны привлечь к объяснению установленных закономерностей представление о функционировании ядерного генома как генератора крайне низкоинтенсивных акустических и электромагнитных колебаний. Излучение ядерного генератора обусловливает формирование ядерного биоэлектрического потенциала и биологического поля клетки. Внешнее микроволновое излучение, вступая во взаимодействие с излучением ядерного генератора, может быть причиной разнообразных биологических эффектов, которые часто сложны в интерпретации. Больший эффект право-поляризованных волн ЭМИ, возможно, связан со строением молекул нуклеиновых кислот, которые представляют собой правозакрученную спираль, при этом могут наблюдаться взаимодействия внутреннего и внешнего ЭМИ.

Эффекты низкоинтенсивных ЭМИ можно объяснить синхронизирующим действием внешнего ЭМИ на автоколебания элементов клеточных мембран и появлением внутренних информационных сигналов, воздействующих на регуляторные системы клетки. Регуляторные процессы, в свою очередь, могут повлиять на заряд мембраны клеточного ядра, способствуя его нормализации [8].

1.     Проведенные исследования подтверждают, что действие ЭМП СВЧ и КВЧ диапазонов носит двоякий характер: только в малых контролируемых дозах поля дают лечебный эффект [7], в больших дозах наблюдается подавление жизненных функций организма.

2.     В терапевтических СВЧ и КВЧ процедурах необходим объективный экспересс-контроль состояния организма (показатель ЭОЯ, спектры энцефалограмм и др.) [3,6,7].

3.     Повышение СВЧ и КВЧ фона следует отнести к неконтролируемым дозам облучения. Поэтому, с одной стороны требуется новая идеология построения излучательных и приемных систем коммуникационных сетей, снижение энергозатрат на единицу передаваемой информации, с другой стороны пересмотр предельно допустимых доз облучения как обслуживающего персонала, так и населения [9].

IV.  Список литературы

1.     Бецкий О. В., Девятков Н. Д., Кислое В. В. Миллиметровые волны низкой интенсивности в медицине и биологии. Зарубежная электроника, 1996, № 12, с .3-15.

2.     Сулима Т. Н., Фисун А. И., Фурсов А. М., Смородин В. В. Спектральный анализ влияния излучения мм диапазона на нейродинамическую организацию деятельности головного мозга. ДАН НАН Украины, 1994, № 11, с.141-144.

3.     Сулима Т. Н., Фисун А. И. Экспериментальное обоснование физиологических механизмов терапевтического действия излучения микроволнового диапазона. ДАН НАН Украины, 1996, № 10, с.155-160.

4.     Shakhbazov V. G., Grigoryeva N. N., Chepel L. М.,

Sirenko S. P. and all. Effect of Electromagnetic Radiation and Temperature on Wheat. Speed Viability. Telecommunication and radio engineering, 2002, vol. 57, No 2-3,

pp. 161-167.

5.     Shckorbatov Yu. G., Shakhbazov V. G., Navrotskaya V. V., Sirenko S. P. and all. Application of intracellular microelectrophoresis to analysis of the influence of the lowlevel microwave radiation on electrokinetic properties of nuclei in human epithelial cells. Electrophoresis, 2002, v. 23, № 13, pp. 2074-2079.

6.     Сиренко С. П., Гоигорьева Н. Н., Шахбазов В. Г и др. Действие сантиметровых и миллиметровых электромагнитных волн линейной и круговой поляризации на клетки буккального эпителия человека. — В кн. 11-я Международная Крымская конференция «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии». Материалы конференции [Севастополь, 10-14 сентября 2001 г.]. — Севастополь: Вебер, 2001, с. 97-98. ISBN 966-7968-00-6, IEEE Cat. Number 01ЕХ487.

7.     Belous О. I, Fisun A. I, Malakhov V. A., Sirenko S. P. Physiotherapeutic effect of Wideband EHF-radiation in treatment of atherosclerotic discirculatory encephalopathy. Telecommunication and Radio Engineering, 2001, vol. 55, No 1, pp. 83-86.

8.     Бинги H. В. Магнитобиология: эксперименты и модели.

—             М.: "МИЛТА", 2002. — 592 с.

9.     Sulima Т. N. and Fisun A. I. A new approach to safety estimation of the low-level Microwave radiation. Telecommunication and Radio Engineering, 2001, vol. 55, No 9, pp. 53-62.

ANIMATE NATURE UNDER THE ACTION OF ARTIFICAL ELECTROMAGNETIC FIELDS

Bulgakov В. M.*, Shakhbazov V. G.**, GrigoryevaJM. N.**, Sirenko S. P.*, Sulima T. N.*, Chepel L. M.**,

Belous О. I.*, and Fisun A. I.*

Usikov Institute of Radiophysics and Electronics, Ukrainian National Academy of Sciences,

Karazin Kharkov National University

Abstract microwave electromagnetic field effects were studied in experiment on living organisms. Results obtained by application of different radiation sources have been analyzed.

I.  Introduction

Impetuous development of communication, radar and navigation systems and assimilation of short-wave bends are associated with upgrading of electromagnetic background on that spectrum regions where the low-level electromagnetic fields are used for therapy [1]. Notice that the high noise background is co-indent with the locations of townspeople. Consequently, it is necessary to minimize risk to be ill on account of SHF and ESF background.

II.  Man part

1. Impact electromagnetic field on brain neurodynamics. The application of the microwave field to the bioactive point of the rabbits ear or to the all organism has produced widespread changes of the electrical activity in all examined brain areas. To examine the brain activity, the electrodes have been implanted in the laterally symmetrical areas of prefrontal and sensomotoral neocortex, dorsomedial nucleus of the hypothalamus, periaqueductal gray and the nucleus Raphe Magnus. Electroencephalogram was recorded by 16-channal Medicore encephalograph. The microwave effects the stable one-directed of the bioelectrical activity of the brain structures. It consists of the increasing spectral density of a/3 and T — waves. Hence the objective demonstration of cerebrum reaction was discovered when microwave radiation impacts on the organism whole or on the active point. This reaction lies in the activation of the several structures of neocortex and limbic system [2,3].

2. Impact of the SHF and EHF fields on the organism whole, influence on the heredity. Using the experiments with silkworm and Drosophila Melanogaster as an example, it is shown that the microwave irradiation has influence on the birth rate, steadiness to the unfavorable condition and manifests on the second generation.

3.Electromagnetic field and dynamic state of cells. Experiments were performed on the human buccal epithelium cells. Study of electrokinetic properties cells of this kind was conducted applying the method to determine an electrophoresis condition. The percentage of cells with negatively charged nuclei was defined as the negativity of nuclei (ENN). It is defined that the microwave radiation of clockwise polarization is responsible for the most substantial percentage of ENN [5,6].

4.  Electromagnetic fields as a medical factor. Electromagnetic field impact of specified doses on the cells (in vitro) and correctly neat treatment of patient have culminated in age norm of ENN, that is example of a manifestation of the Wider law [6]. Therapeutic effect of wideband EHF-therapy [7] is caused, apparently, first of all by the variations of non-specific cerebral activation and the favorable action tone of vascular wall, which shows the advisability of using the microwave therapy in curing ADE-patients at initial stages, in a complex scheme with traditional chemotherapeutic methods.

III.  Conclusion

1.Investigations performed by authors are evidence in favour of assumption that the SHF and EHF field has the dual character: the advantages and the harm to the heath [7]. 2. For SHF and EHF therapeutic procedures there is a need objective control of the organism state (ENN-factor, encephalogram) [3,6,7]. 3. Increasing microwave background can be classified as uncontrolled irradiation doses. Consequently, a new conception is necessary to create communications networks and a new approach to safety estimation of serving personnel as well as population [9].

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

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