Влияние широкополосного импульсно-модулированного ЭМП низкой интенсивности на общую возбудимость ЦНС Текст научной статьи по специальности «Ядерная техника»

Научная статья на тему 'Влияние широкополосного импульсно-модулированного ЭМП низкой интенсивности на общую возбудимость ЦНС' по специальности 'Ядерная техника' Читать статью
Pdf скачать pdf Quote цитировать Review рецензии ВАК
Авторы
другие авторы
Коды
  • ГРНТИ: 58.35 — Действие излучений и защита от них
  • ВАК РФ: 05.14.03; 05.26.01; 02.00.09; 03.00.01; 05.04.11
  • УДK: 539.12.04;621.039.58;621.039.75;614.876;613.648;612.014.481/.482

Статистика по статье
  • 236
    читатели
  • 85
    скачивания
  • 0
    в избранном
  • 1
    соц.сети

Ключевые слова
  • электромагнитное излучение
  • импульсная модуляция
  • низкая интенсивность
  • возбудимость ЦНС
  • этаноловый тест
  • Electromagnetic radiation
  • pulsed modulation
  • nontermal intensity
  • CNS excitability
  • ethanol test

Аннотация
научной статьи
по ядерной технике, автор научной работы — Жаворонков Л. П., Дубовик Б. В., Павлова Л. Н., Колганова О. И., Посадская В. М.

В опытах на самцах гибридных мышей (СВАхС57ВL6)F1 с помощью метода этанолового наркотического сна изучали влияние монои поличастотного электромагнитного поля в диапазоне 4,17-7,86 ГГц, модулированного импульсами с частотой посылок 3-1 Гц (длительность импульса 50 мс), на общую возбудимость ЦНС. Исследовали зависимость реакции ЦНС от суммарной амплитуды при значениях от 250 до 2000 мкВт/см2 (средний поток падающей энергии ППЭ от 12 до 300 мкВт/см2) и роль отдельных моночастот в суммарном эффекте блока генераторов. Зависимость изменений возбудимости ЦНС от длины волны изучали при воздействии широкополосного многочастотного излучения по трем диапазонам (1-2, 3-4 и 6-8 ГГц) в условиях изодозного поглощения энергии поля в поверхностных структурах мозга. Выявлено статистически значимое снижение возбудимости ЦНС в ближайший период последействия низкоинтенсивных многочастотных ЭМ-полей, сделан вывод о значимости этого фактора в нормативно-гигиеническом отношении. Однако зависимость эффекта микроволн от количества несущих, от частотных диапазонов и амплитуды импульсов носит сложный характер, и значимые изменения возбудимости возникают лишь при определенных сочетаниях физических параметров поля.

Abstract 2011 year, VAK speciality — 05.14.03;05.26.01;02.00.09;03.00.01;05.04.11, author — Zhavoronkov L. P., Dubovik B. V., Pavlova L. N., Kolganova O. I., Posadskaya V. M.

In experiments with male hybrid mice (CBAxC57BL6)F1 the influence of monoand polyfrequency pulse-modulated electromagnetic field (3-1 Hz, 50 ms) on the whole excitability of the central nervous system (CNS) was studied by the method of ethanol narcotic sleep. The dependence of the CNS response on the power flux density in the pulse under the sum amplitudes from 250 until 2000 µW/cm2 the mean power flux density was varied from 12 up to 300 µW/cm2 and the role of single monofrequency in the whole effect of block. The dependence of the variation in the CNS excitability on the carrier wavelength under wideband polyfrequency radiation within three ranges (1-2, 3-4 and 6-8 GHz) in the condition of isodose distribution of the absorbed energy in structures of brain surface. Statistically significant decrease in the CNS excitability was observed in the nearest period after action of low intensity polyfrequency electromagnetic radiation. It was concluded that this phenomenon might be important in regulatory-hygienic attitude. However, the dependence of the microwave effect on the number of carrier wavelengths, the frequency range and the pulse amplitude is characterized by a complex pattern and the significant change in the excitability arises only under definite combinations of microwave physical parameters.

Научная статья по специальности "Действие излучений и защита от них" из научного журнала "Радиация и риск (Бюллетень Национального радиационно-эпидемиологического регистра)", Жаворонков Л. П., Дубовик Б. В., Павлова Л. Н., Колганова О. И., Посадская В. М.

 
Читайте также
Рецензии [0]

Похожие темы
научных работ
по ядерной технике , автор научной работы — Жаворонков Л. П., Дубовик Б. В., Павлова Л. Н., Колганова О. И., Посадская В. М.

Текст
научной работы
на тему "Влияние широкополосного импульсно-модулированного ЭМП низкой интенсивности на общую возбудимость ЦНС". Научная статья по специальности "Действие излучений и защита от них"

Влияние широкополосного импульсно-модулированного ЭМП низкой интенсивности на общую возбудимость ЦНС
Жаворонков Л.П., Дубовик Б.В.1, Павлова Л.Н., Колганова О.И., Посадская В.М.
ФГБУ МРНЦ Минздравсоцразвития России, Обнинск;
1 Белорусский государственный медицинский университет, Минск, Республика Беларусь
В опытах на самцах гибридных мышей (СВАхС57В1_6)р1 с помощью метода этанолового наркотического сна изучали влияние моно- и поличастотного электромагнитного поля в диапазоне 4,17-7,86 ГГц, модулированного импульсами с частотой посылок 3-1 Гц (длительность импульса - 50 мс), на общую возбудимость ЦНС. Исследовали зависимость реакции ЦНС от суммарной амплитуды при значениях от 250 до 2000 мкВт/см2 (средний поток падающей энергии - ППЭ - от 12 до 300 мкВт/см2) и роль отдельных моночастот в суммарном эффекте блока генераторов. Зависимость изменений возбудимости ЦНС от длины волны изучали при воздействии широкополосного многочастотного излучения по трем диапазонам (1 -2, 3-4 и 6-8 ГГц) в условиях изодозного поглощения энергии поля в поверхностных структурах мозга. Выявлено статистически значимое снижение возбудимости ЦНС в ближайший период последействия низкоинтенсивных многочастотных ЭМ-полей, сделан вывод о значимости этого фактора в нормативно-гигиеническом отношении. Однако зависимость эффекта микроволн от количества несущих, от частотных диапазонов и амплитуды импульсов носит сложный характер, и значимые изменения возбудимости возникают лишь при определенных сочетаниях физических параметров поля.
Ключевые слова: электромагнитное излучение, импульсная модуляция, низкая интенсивность, возбудимость ЦНС, этаноловый тест.
Введение
Основываясь на данных многочисленных источников литературы [2, 3, 9-11, 20] и собственных исследований [8, 12], следует считать установленным тот феномен, что при определенных условиях воздействие низкоинтенсивного электромагнитного поля (ЭМП), не приводящее к изменению теплового баланса биообъекта, может вызвать реакции различных функциональных систем организма в виде изменения тех или иных показателей, отражающих состояние этих систем. По мнению большинства исследователей решающее значение в возникновении этих реакций, в отличие от хорошо расшифрованных механизмов действия на живой объект ЭМ-полей тепловых уровней, приобретает организация воздействия - некая информация, как бы закодированная в физических (прежде всего модуляционных) либо временных параметрах ЭМИ. Многие данные свидетельствуют о более высокой значимости для проявления биотроп-ных эффектов импульсной организации облучения по сравнению с непрерывной генерацией поля [1, 3, 5, 17, 18]. Существующие гигиенические нормативы для ЭМП основаны на выделении в биообъекте тепла и не учитывают возможную повышенную биотропность импульсного микроволнового облучения по сравнению с непрерывной генерацией поля при равных энергетических характеристиках. Корректная оценка значимости этого фактора для определения безопасных уровней ЭМП разной организации актуальна и потому, что большинство реально существующих вариантов электромагнитных излучений техногенного происхождения (локаторы, базовые станции сотовой связи и т.д.) работают в режимах импульсной модуляции поля.
Жаворонков Л.П.* - зав. лаб., д.м.н.; Павлова Л.Н. - вед. научн. сотр., к.м.н.; Колганова О.И. - ст.н.с., к.б.н.; Посадская В.М. - м.н.с. ФГБУ МРНЦ Минздравсоцразвития России. Дубовик Б.В. - зав. каф. фармакологии БГМУ, д.м.н., Минск, Республика Беларусь. ‘Контакты: 249036, Калужская обл., Обнинск, ул. Королева, 4. Тел.: (48439) 9-71-38; e-mail: leonid.petrovich@inbox.ru.
Незавершенность представлений о сущности данного феномена обусловлена не только многообразием реально воздействующих и потенциально значимых физических и модуляционных характеристик излучения (интенсивности излучения, ритма подачи импульсов и т.д.), но и многочисленностью, а также часто встречающейся разнонаправленностью выявляемых реакций ведущих функциональных систем. Существенное значение при этом имеет временной фактор непосредственного воздействия и сроки тестирования в период последействия. Ряд авторов считает, что организм на данный вид воздействия отвечает стандартными фазово-протекающими реакциями ведущих функциональных систем, укладывающимися в картину общего адаптационного синдрома (стресса) [4, 15].
Хорошо известно, что ведущей функциональной системой организма высших животных и человека, реагирующей на разнообразные, в том числе и стрессогенные воздействия, является ЦНС. С изменениями ее состояния, а именно, динамических взаимоотношений между процессами возбуждения и торможения в ЦНС многие авторы связывают проявление эпилептиформ-ного эффекта низкоинтенсивного ЭМИ [6, 7], нередко наблюдаемого и описанного у лиц, соприкасающихся с ЭМП в силу их профессиональной деятельности или при других обстоятельствах [11, 13, 14, 21]. При этом на ЭЭГ регистрировались различные формы судорожной активности мозга: параксизмальные разряды, высокоамплитудные разряды на фоне регулярного тета-ритма, билатерально синхронизированные вспышки, активность типа пик-волна. С учетом таких фактов, экспериментальное изучение состояния возбудимости ЦНС представляет особый интерес при изучении биоэффектов ЭМИ как для оценки реакций организма на данный вид воздействия, так и в плане изучения механизмов разного рода отклонений, обнаруживаемых в других функциональных системах.
Нашими предыдущими исследованиями [8] выявлен не резко выраженный, но стандартно воспроизводимый эффект на ЦНС кратковременного электромагнитного облучения от одного источника при низкой (нетепловой) интенсивности и монохроматической модуляции (меандр) с частотой посылок импульсов в диапазоне ритмов ЭЭГ. Установлено, что при такой организации СВЧ-облучения в ряде случаев модифицируется общая возбудимость ЦНС, чаще в виде потенцирования наркотического эффекта. Полученные нами данные, даже при импульсной модуляции в простейшем режиме меандра, свидетельствуют о преимущественной эффективности определенных диапазонов ЭМИ по интенсивности и, по-видимому, подтверждают высказывания о реальном существовании избирательно действующих уровней ППЭ (энергетических окон) в зоне низкоинтенсивных излучений [16]. Следует отметить, что при некоторых режимах ЭМИ регистрировали и обратный эффект в виде повышения возбудимости ЦНС.
Поскольку в реальной жизни мы имеем дело с одновременным воздействием на организм электромагнитных полей разных частотных диапазонов при разных мощностях и режимах модуляции, то, следовательно, при такой сложной организации излучения можно ожидать другое качество биотропных эффектов ЭМИ, предположительно, за счет значительного расширения спектра вовлеченных в ответ потенциальных осцилляторов мозга [19]. С другой стороны, вполне возможна ситуация, когда излучения с разными параметрами при наложении могут «погашать» биоэффекты друг друга. Теоретически просчитать последствия многочастотного микроволнового облучения затруднительно из-за большого числа потенциально значимых для про-
явления эффекта параметров и явного недостатка фактических данных, при помощи которых можно было бы проверить те или иные расчёты.
С учетом всех этих обстоятельств целью настоящего экспериментального исследования явилось изучение особенностей реакций ЦНС в условиях воздействия на организм низкоинтенсивного ЭМИ, организованного с использованием блока из нескольких одновременно действующих генераторов микроволн с разной несущей частотой.
В опытах на мышах изучали эффекты на общую возбудимость мозга животных ЭМИ-блока (электромагнитного излучения от сформированного блока) несущих частот сантиметрового и дециметрового диапазонов (1-8 ГГц) при импульсной модуляции в диапазоне частот посылок импульсов, при которых регистрировался модифицирующий эффект в предварительных опытах с моночастотным излучением. С учетом того, что в условиях пребывания в поличастот-ном ЭМП вполне реальны воздействия мощными высокоамплитудными импульсами, в ряде экспериментов мы изучали зависимость реакций ЦНС от амплитуды импульса. В отдельной серии опытов оценивали особенности изменения общей возбудимости ЦНС при широкополосном излучении по трем диапазонам несущих частот с разной экспозиционной характеристикой (ППЭ), при которой обеспечивается их равный вклад в суммарную поглощенную дозу в поверхностных структурах мозга животных.
Материалы и методы исследования
Эксперименты проведены на самцах гибридных мышей (СВЛхС57ВЬ1)Р1, массой 20-24 г. Животных тщательно отбирали для опыта по внешним кондициям и адаптировали в течение нескольких дней к режиму лаборатории в условиях климатического комфорта.
Облучение проводили в безэховой камере при температуре воздуха 21-22оС, в зоне сформированной волны (2,1 -3,0 м от рупора) в изодозном поле (±10 %) при вертикальной Е-ориентации поля, ППЭ в зоне облучения контролировали перед каждым опытом с помощью дозиметра ПЗ-9.
Воздействию одновременно подвергали по 6 мышей, помещенных в индивидуальные пеналы из оргстекла, обеспечивающие свободный воздухо- и теплообмен с окружающей средой. Контрольных мышей помещали в аналогичные контейнеры и в течение всего срока экспозиции (одновременно с подопытными животными) выдерживали в изолированном боксе при тех же климатических условиях.
В процессе работы с СВЧ как биотропным фактором, нами было установлено, что достаточно результативным экспресс-методом для оценки эффектов микроволн на ведущую стресс-систему организма - ЦНС - является наркотический этаноловый тест на мышах [8]. Этанол относится к наркотическим средствам неэлектролитного типа действия на мембраны мозга и модификация его эффекта у животных отражает изменение возбудимости ЦНС независимо от их генеза. Поэтому он был использован для анализа роли энергетических, спектральных и модуляционных параметров в эффектах импульсного микроволнового облучения при разнообразных комбинациях и сочетаниях многочисленных одновременно действующих параметров ЭМП. В последующем можно попытаться вычленить вклад в эффект отдельных несущих частот, а также энергетических, модуляционных и временных параметров или сделать вывод об особенностях эффекта при их суммарном воздействии.
Этанол вводили внутрибрюшинно непосредственно после облучения (через 2-5 минут) подопытным и контрольным мышам в порядке чередования в дозе 10 мл/кг в виде 44 % водного раствора. Наркотический эффект оценивали по длительности бокового положения животных, которое тестировали по строго установленному стандарту, включая климатические условия на рабочем месте. Каждый эксперимент, сопровождаемый ложно облученным контролем дублировался через 40-50 минут и результаты обоих опытов суммировались.
Полученные данные обрабатывали статистически с использованием комплексной программы, анализирующей различия между выборками по параметрическим (1-критерий Стьюден-та и Р-критерий Фишера) и непараметрическим критериям (11-критерий Вилкоксона-Манна-Уитни, медианный критерий х2, ранговый критерий Вардена). Данный подход позволяет выявить эффект воздействия при любом распределении данных и относительно небольших по объему выборках.
Результаты
Эффект амплитуды импульсов. Для оценки значимости этого параметра при облучении сантиметровыми волнами в опытах на 144 мышах (по 18 мышей в группе) апробировано 30-минутное воздействие импульсного ЭМИ от 8 генераторов в диапазоне 5-8 ГГц при варьировании суммарной амплитуды импульса от 250 до 2000 мкВт/см2. Другие параметры облучения (частота модуляции от 3 до 1 Гц, продолжительность импульсов 50 мс) сохраняли стандартными. Следует отметить, что с учетом частоты посылок импульсов и их длины средняя ППЭ находилась в пределах от 12 до 300 мкВт/см2.
Как видно из данных, представленных на рисунке 1, эффективность ЭМИ имеет определенную зависимость от суммарной амплитуды импульса. Продолжительность этанолового наркоза во всех случаях эксперимента имела направленность к удлинению, но статистически значимое снижение возбудимости регистрировали в группах опытных мышей, у которых значения суммарной амплитуды импульсного поличастотного ЭМИ лежали в области 500 и 2000 мкВт/см2.
О
О
£
I I Контр Опыт
250
500
1000
2000
2
Суммарная амплитуда импульса, мкВт/см
Рис. 1. Изменение продолжительности наркотического сна мышей после 30-минутного воздействия низкоинтенсивного поличастотного ЭМИ при разных значениях
амплитуды импульсов.
Роль моночастот в суммарной эффективности модулированных микроволн. Как было показано нами ранее [8], СВЧ-облучение животных в режиме меандровой модуляции может снижать возбудимость ЦНС мышей по этаноловому тесту, но однонаправленной зависимости эффекта от мощности и частотного диапазона не выявляется.
Для оценки суммарного эффекта многочастотного облучения, а также вклада в него отдельных несущих частот в сантиметровом диапазоне (4,17-7,86 ГГц, 9 генераторов) сопоставляли полученные эффекты по изменению продолжительности наркотического сна у групп мышей с поличастотным вариантом облучения с эффектом отдельных несущих этого диапазона при равных суммах значений ППЭ в импульсе (300, 2000 и 5000 мкВт/см2) и равном вкладе отдельных несущих частот. Соответственно уровни средней ППЭ варьировали от 8 до 380 мкВт/см2. В данных экспериментах применяли циклический режим облучения, состоящий из трех циклов воздействия излучения по 5 минут с паузами по 10 минут. Другие параметры облучения (длительность импульса - 25 мс, частота импульсной модуляции от 3 до 1 Гц) были стандартными.
Сравнительная эффективность многочастотного и моночастотного режимов облучения при разных амплитудах импульсов представлена на рисунке 2.
Анализ результатов показывает, во-первых, разную эффективность дискретно несущих частот и их суммы, различие в эффекте между отдельными несущими данного спектра и, во-вторых, неодинаковый характер зависимости эффекта от амплитуды импульсов для одних составляющих и их суммарного спектра. Так, при облучении мышей СВЧ-полем в диапазоне 4,17-7,86 ГГц отдельными моночастотами при амплитуде импульса 300 мкВт/см2 (рис. 2А) статистически значимые изменения возбудимости мы наблюдали лишь в трех вариантах опыта, причем они имели разнонаправленный характер. Одновременное включение всех девяти генераторов этого же диапазона не давало значимого эффекта. При тех же условиях и параметрах воздействия, но при возрастании амплитуды импульсов до 2000 мкВт/см2 (рис. 2Б) увеличение продолжительности наркотического сна (статистически значимое или в виде тенденции), свидетельствующее о снижении общей возбудимости ЦНС, выявляется почти во всех случаях моночастотного излучения, однако, по сравнению с предыдущим вариантом, более сильное воздействие оказывают другие несущие. ЭМП от всех восьми генераторов также вызывает значимое удлинение наркотического сна, но, как показал анализ полученных данных, не является простым суммированием эффекта. Так, например, продолжительность наркотического сна при использовании отдельных несущих 5,32 и 6,2 ГГц превышала эффект одновременного воздействия набора из 9 генераторов микроволн.
Наиболее примечательным в этих мультипараметрических зависимостях является наличие достаточно стойкого нейродепрессивного эффекта моночастотного облучения в сантиметровом интервале 6,2-7,8 ГГц при высоких амплитудах импульсов (5000 мкВт/см2) и отсутствие такого эффекта при многочастотном воздействии (рис. 2В).
Следует отметить, однако, что при всех вариантах исследованных воздействий наибольший седативный и всегда однонаправленный эффект регистрировали при несущей частоте 6,2 ГГц.
Несущая частота, ГГ ц
К 40 •
£ зо-
о
о
3 25'
4
Н 20 •
Щ 15' я £° 10С
5 ■ 0
Б
] Контроль 1ХХ>1 Опыт
д
д,
I
4,17-7,86 4,17 4,55 4,91 5,32 6,2 6,6 7,21 7,38 7,86
Несущая частота, ГГц
ч
о
ч
о
£
45 40 -35 30 25 20 15 10 5 0
В
д
4,17-7,86 4,17 4,55 4,91 5,32 6,2 6,6 7,2 7,38 7,86
Несущая частота, ГГц
Рис. 2. Изменение чувствительности мышей к этанолу после СВЧ-облучения блоком несущих (4-8 ГГц) и моночастотами.
Амплитуда в импульсе: А - 300 мкВт/см2; Б - 2000 мкВт/см2; В - 5000 мкВт/см2. * - р<0,05.
Роль спектра несущих при «изодозном» варианте многочастотного ЭМИ. Воздействие ЭМИ на ЦНС при многочастотных микроволновых излучениях различного спектрального диапазона предполагает неравномерное распределение энергии, поглощенной поверхностными и
более глубоко расположенными структурными образованиями мозга. Это предопределяет особые трудности в вопросах санитарно-гигиенического нормирования для населения мегаполисов и крупных городов, население которых подвергается воздействию разных источников неионизирующих излучений. Корректная постановка вопроса о сравнительной эффективности многочастотного ЭМИ разных длин волн требует при проведении экспериментов стандартизации по меньшей мере одного из дозовых параметров. Учитывая, что поглощенные дозы в глубине мозга трудно рассчитать с достаточной точностью, а сантиметровые волны могут сильнее, чем дециметровые, поглощаться поверхностными структурами, в наших экспериментах на мышах мы сравнивали эффективность спектральных диапазонов 1-2 ГГц (I), 3-4 ГГц (II) и 6-8 ГГц (III) в условиях изодозного поглощения энергии на поверхности мозга. Считаем, что такой подход можно распространить и на объекты больших размеров.
Расчёты, проведенные в биофизической лаборатории МРНЦ с учетом закономерностей поглощения микроволн в биотканях, показали, что изодозные уровни ЭМИ на поверхности мозга мышей для указанных выше интервалов частотного спектра достигаются при соотношениях ППЭ в свободном пространстве около 3:2:1, соответственно. Согласно этим расчётам, в экспериментах амплитуда импульсов внутри каждого интервала частот (блока генераторов микроволн) формировалась за счет равного вклада несущих и составляла 1500 (I), 1000 (II) и 500 (III) мкВт/см2. Другие параметры облучения были идентичны: продолжительность импульсов -50 мс, импульсная модуляция - 3-1 Г ц, время экспозиции - 30 минут. При воздействии широким спектром несущих (ЫЫИ или И+Ш) амплитуду импульса для каждого блока генераторов сохраняли той же, что при их изолированном применении, суммарная мощность импульса при этом, соответственно, возрастала. Используемые варианты режимов облучения приведены в таблице 1.
Таблица 1
Параметры режимов облучения
Режимы, N п/п Интервалы спектра несущих частот Число несущих ППЭ, мВт/см2 /импульс
1 ЫЫМ 10+5+5 1,5+1,0+0,5
2 I 10 1,5
3 II 5 1,0
4 III 5 0,5
5 М+Ш 5+5 1+0,5
Примечание: интервалы спектра - 1-2 ГГц (I), 3-4 ГГц (II), 6-8 ГГц (III).
Результаты исследований (рис. 3) свидетельствуют о выраженном влиянии на общую возбудимость ЦНС многочастотного облучения в диапазоне частот 1-2 ГГц и 6-8 ГГц при отсутствии существенного эффекта микроволн (при данных условиях эксперимента) в интервале частот 2-4 ГГц. Характерно, что облучение комбинациями блоков частот (т.е. увеличение числа несущих) так же эффективно, однако, не имеет существенных преимуществ. Так, присоединение к эффективному диапазону 6-8 ГГц блока несущих 3-4 ГГц не изменило степень выраженности седативного эффекта.
Следует отметить важную особенность действия ЭМИ на возбудимость в данном эксперименте - проявление значительных асимметрий в распределении индивидуальной чувствительности животных к наркотическому агенту. Как видно из рисунка 3В, эти асимметрии связаны с особенно резкими сдвигами реактивности у 25-40 % животных. Известно, что при воздействии относительно слабых факторов, первой реакцией популяции клеток или организмов, не обязательно приводящей к существенному сдвигу в групповых показателях и поэтому не отслеживаемой стандартными способами, обычно бывает именно ее расслоение, увеличивается вариабельность индивидуальных реакций. Хорошо видимое на рисунке увеличение границ 50 % вариант в подопытных группах и отдельные «выбросы» из распределения свидетельствуют о важной роли фактора индивидуальности в восприимчивости к действию ЭМИ. Можно отметить, что увеличение интерквартильного диапазона регистрируется и при варианте с диапазоном II, когда по значениям средних величин ряды показателей подопытной и контрольной групп практически идентичны.
А
50 40 30 20 10
О
I---1--(---1--’г '■ 1 --1-'--г--1---г--1---1--■ ^
^ :
КО КО КО КО КО
■ [ ■____I__|____I____|_I I_„л__ I___1___I__._1__,
I + II + III I II III II + III
Рис. 3. Сравнительная нейротропная эффективность ЭМП различного спектрального диапазона при изодозном воздействии на поверхностные структуры мозга.
По оси абсцисс - варианты частотных диапазонов ЭМИ: I - 1-2 ГГц, II - 3-4 ГГц, III - 6-8 ГГц. По оси ординат (А) - продолжительность наркотического сна (M±m, мин). В - интерквартильное рассеяние параметра (диаграммы Бокса-Вискера). Средняя горизонтальная линия - медиана показателей группы, верхняя и нижняя горизонтальные линии - границы квартилей, т.е. включающих в себя по 25 % от числа вариант. Вертикальные линии - доверительные интервалы при 95 % значимости. Темные точки - «выскакивающие» из ряда варианты.
Заключение
Обобщая результаты проведенного фармакологического анализа эффектов импульсного ЭМИ на экспериментальной модели продолжительности наркозного сна мышей можно прийти к заключению, что неионизирующее излучение нетепловой интенсивности при наличии импульсной модуляции и одновременном действии нескольких несущих частот может модифицировать общую возбудимость ЦНС животных и поэтому является значимым в нормативногигиеническом отношении фактором.
Установлено, что закономерности эффектов низкоинтенсивного импульсного облучения в зависимости от спектра несущих имеют сложный характер, не укладывающийся в законы адди-ции. Регистрируемые трансформации изменений возбудимости ЦНС в результате воздействия низкоинтенсивного импульсного ЭМИ при многочастотном облучении в зависимости от спектрального состава свидетельствуют об исключительно важном значении организации излучения по составу несущих. Этот фактор может детерминировать как наличие, так и отсутствие обнаруживаемого действия микроволн на функциональное состояние нервной системы и, по-видимому, определить его направленность и силу.
Эффекты микроволн в частотном диапазоне 5-8 ГГц, также как и ЭМИ дециметрового спектра, зависят от энергетических характеристик облучения, однако для относительно активных режимов ЭМП в данном интервале длин волн, по-видимому, существуют свои, оптимальные для данного частотного диапазона параметры воздействия. Такие комбинации параметров воздействия, при которых существенно повышается эффект при той же или даже меньшей энергетической характеристике, можно обозначить термином «мультипараметрические окна».
Показано, что сложноорганизованное СВЧ-облучение от отдельных генераторов ЭМИ в диапазоне несущих частот 4-8 ГГ ц также может приводить к изменению возбудимости ЦНС животных даже в тех случаях, когда воздействие набора излучателей данного диапазона не эффективно. Данные факты подтверждают мнение о сложном взаимовлиянии моночастотного микроволнового излучения низких энергий в рамках изученных частотных спектров.
Хотя этаноловый тест удобен для оперативного скринингового анализа разных вариантов облучения, он не дает ответа на важный вопрос о точках приложения действия ЭМИ, т.е. о морфофункциональных структурах мозга, ответственных за реакции ЦНС на микроволновое облучение нетепловой интенсивности. В связи с этим задачей наших дальнейших исследований является выяснение механизмов воздействия ЭМИ на возбудимость ЦНС с использованием нейрофармакологических подходов.
Литература
1. Григорьев Ю.Г. Роль модуляции в биологическом действии ЭМП //Радиационная биология. Радиоэкология. 1996. Т. 36, № 5. С. 659-670.
2. Григорьев Ю.Г., Григорьев О.А., Иванов А.А. и др. Аутоиммунные процессы после пролонгированного воздействия электромагнитных полей малой интенсивности (результаты эксперимента). Сообщения 1, 2, 3, 4, 5 //Радиационная биология. Радиоэкология. 2010. Т. 50, № 1. С. 5-36.
3. Григорьев Ю.Г., Лукьянова С.Н., Макаров В.П. и др. Двигательная активность кроликов в условиях
хронического импульсного облучения микроволнами низкой интенсивности //Радиационная биология. Радиоэкология. 1995. Т. 35, № 1. С. 29-35.
4. Журавлев Г.И., Федотчев А.И., Семенова Т.П. Влияние прерывистых ЭМИ СВЧ на ЭЭГ и функциональное состояние животных //4-й съезд по радиационным исследованиям. М, 2001. С. 787.
5. Кудряшов Ю.Б., Перов Ю.Ф. Сравнительные биологические эффекты непрерывного и импульсного радиочастотного излучения //3-й съезд по радиационным исследованиям. Пущино, 1997. С. 64-65.
6. Лукьянова С.Н. Феноменология и генез изменений в суммарной биоэлектрической активности головного мозга на электромагнитное излучение //Радиационная биология. Радиоэкология. 2002. Т. 42, № 3. С. 308-314.
7. Лукьянова С.Н., Рынсков В.В., Макаров В.П. Реакция нервной сенсомоторной области коры головного мозга кролика на низкоинтенсивное импульсное СВЧ-излучение //Радиационная биология. Ра-
диоэкология. 1995. Т. 35, № 1. С. 53-56.
8. Павлова Л.Н., Жаворонков Л.П., Дубовик Б.В. и др. Экспериментальная оценка реакций ЦНС на воздействие импульсных ЭМИ низкой интенсивности //Радиация и риск. 2010. Т. 19, № 3. С. 104-119.
9. Ростовцева Г.Г., Судонина Л.Л., Якуб И.Л. и др. К вопросу об астенических состояниях у лиц, подвергшихся воздействию полей радиочастот //Гигиена труда и биологическое действие электромагнитных волн радиочастот. М., 1972. С. 18-19.
10. Рынсков В.В. Влияние низкоинтенсивного микроволнового облучения в непрерывном режиме на поведение белых крыс //Радиобиология. 1985. № 1. С. 114-116.
11. Садчикова М.Н., Глотова К.В., Снегова Г.В., Коренковская С.П. Клиника и лечение радиоволновой болезни //Гигиена труда и биологическое действие электромагнитных волн радиочастот. М., 1972. С. 14-15.
12. Семин Ю.А., Шварцбург Л.К., Дубовик Б.В. Изменение вторичной структуры ДНК под влиянием внешнего электромагнитного поля малой интенсивности //Радиационная биология. Радиоэкология. 1995. Вып. 1. С. 36-41.
13. Суровикина Т.Б., Караш И.А. Новое в морфологии и клинической патологии вегетативной нервной системы. Л., 1974. С. 70-76.
14. Тягин Н.В. Клинические аспекты облучения СВЧ-диапазона. Л.: Медицина, 1971. 174 с.
15. Холодов Ю.А. Влияние электромагнитных и магнитных полей на центральную нервную систему. М.: Наука, 1996. 284 с.
16. Эйди В. Частотные и энергетические окна при воздействии слабых электромагнитных полей на живую ткань //ТИИЭР. 1980. Т. 68, № 1. С. 140-148.
17. Elder J.A. Biological effects of nonionizing radiation: 2nd joint US /USSR Symp. on the comprehensive analysis of the environment. Honolulu. October, 21-26, 1975. Washington, D.C. 20460. P. 68-74.
18. Frey A.H., Feld S.R. Avoidance by rats of illumination with low-power non-ionizing electromagnetic energy //J. Comp. Physiol. Psychol. 1975. V. 89, N 2. P. 83-188.
19. Frohlich H. Long-range coherence and energy storage in biological systems //Int. J. Quant. Chem. 1968. V. 2, N 5. P. 641-649.
20. Lai H., Horita A., Choy C.K. et al. Low-level microwave irradiation attenuates nalaxone-induced withdrawal syndrome in morphine-dependent rats //Pharmacol. Biochem. Behav. 1986. V. 24, N 1. P. 151-153.
21. Smith C. Electromagnetic effect in humans: Biological Conference and respons to extermal stimuli. H.Frohlicy (ed.) Springer-Verlag. 1988. P. 97-103.
The influence of wideband pulsed-modulated electromagnetic field of low intensity on the whole excitability of the central nervous system
Zhavoronkov L.P., Dubovick B.V.1, Pavlova L.N., Kolganova O.I., Posadskaya V.M.
Medical Radiological Research Center of the Russian Ministry of Health and Social Development, Obninsk;
1 Belarussian State Medical University, Minsk
In experiments with male hybrid mice (CBAxC57BL6)Fi the influence of mono- and polyfrequency pulse-modulated electromagnetic field (3-1 Hz, 50 ms) on the whole excitability of the central nervous system (CNS) was studied by the method of ethanol narcotic sleep. The dependence of the CNS response on the power flux density in the pulse under the sum amplitudes from 250 until 2000 |jW/cm2 the mean power flux density was varied from 12 up to 300 |jW/cm2 and the role of single monofrequency in the whole effect of block. The dependence of the variation in the CNS excitability on the carrier wavelength under wideband polyfrequency radiation within three ranges (1-2, 3-4 and 6-8 GHz) in the condition of isodose distribution of the absorbed energy in structures of brain surface. Statistically significant decrease in the CNS excitability was observed in the nearest period after action of low intensity polyfrequency electromagnetic radiation. It was concluded that this phenomenon might be important in regulatory-hygienic attitude. However, the dependence of the microwave effect on the number of carrier wavelengths, the frequency range and the pulse amplitude is characterized by a complex pattern and the significant change in the excitability arises only under definite combinations of microwave physical parameters.
Key words: electromagnetic radiation, pulsed modulation, nontermal intensity, CNS excitability, ethanol test.
Zhavoronkov L.P.* - Head of Dep., MD; Pavlova L.N. - Lead. Researcher, C. Sc., Med.; Kolganova O.I. - Sen. Res., C. Sc. Biol.; Posadskaya V.M. - Res. Assistant. MRRC. Dubovick B.V. - Chief of Pharmacol. Chair BSMU, MD, Minsk, Rep. Belarus. ‘Contacts: 4 Korolyov str., Obninsk, Kaluga region, Russia, 249036. Tel.: (48439) 9-71-38; e-mail: leonid.petrovich@inbox.ru.

читать описание
Star side в избранное
скачать
цитировать
наверх