CC BY
74
DOI 10.14526/01_1111_118 УДК 577. 334
ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ СЛАБОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА
ЖИВОЙ ОРГАНИЗМ
Н.В. Марсакова - кандидат биологических наук, доцент О.Н. Валкина - кандидат биологических наук, доцент ФГБОУ «Ульяновский государственный педагогический университет имени
И.Н.Ульянова»
Площадь 100-летия со дня рождения В. И. Ленина, дом 4, г. Ульяновск, Россия,
432700
E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
Аннотация. В последнее время в терапевтической практике для лечения различных заболеваний широко рекламируется использование слабого магнитного поля. Известно, что магнитные поля (МП) обладают выраженной биологической активностью, которая зависит от интенсивности и длительности воздействия. Материалы. В опытах участвовало 208 крыс-самцов линии Вистар весом 200 г. Использованы установки, вырабатывающие слабое переменное магнитное поле (ПеМП) интенсивностью 011 мТл, частотой 50 Гц, длительность экспозиции 30 минут в течение 10, 20, 30, 40 и 60 дней. Животных содержали на искусственном рационе, рекомендованном Институтом питания АМН. Методыисследования. В статье описывается экспериментально созданная модель гипофункции щитовидной железы. Использовались биохимические методы исследования в крови и органах показателей йода, белкового, углеводного обмена, активности ферментов, поглощения и выведения из органов\\3\. Проводились гистологические исследования органов и тканей. Для выявления роли ЦНС использовался бензогексоний - ганглиоблокатор Н -холинорецептивных систем. Результаты. По мере развития минеральной недостаточности содержание фракций йода (ОЙ, БСЙ, НЙ) в щитовидной железе уменьшалось. Ежедневное воздействие ПеМП в течение 10 дней достоверно не изменяло исследуемые показатели фракции йода в щитовидной железе и других органах, в то время как 20- и 30-суточная экспозиция существенно сдерживала их падение, не доводя до исходных величин. 40- и 60-дневное воздействие увеличивало развивающуюся гипофункцию щитовидной железы. Заключение. Проведенные нами исследования свидетельствуют о неоднозначности воздействия даже слабого МП на физиологические показатели опытных животных в условиях минеральной недостаточности. У экспериментальных животных выявлено развитие ряда неспецифических адаптационных реакций.
Ключевые слова: магнитное поле, гипофункция щитовидной железы, общий йод, белковосвязанный йод, неорганический йод, гипоталамус, гипофиз, лейкоцитарная формула, адаптивные реакции.
PECULIARITIES OF A WEAK MAGNETIC FIELD INFLUENCE ON A LIVING
ORGANISM
Natalia V. Marsakova Olga N. Valkiна
Ulyanovsk State Pedagogical University named after I.N.Ulyanova house the 4, 100th anniversary of the area of Lenin's birth, 432700, Ulyanovsk, Russia
E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
Annotation. Recently weak magnetic fields are widely advertised for different diseases treatment in therapeutic practice. It is known that magnetic fields (MF) have a marked biological activity, which depends on the intensity and duration of influence. Materials. 208 Wistar he-rats (weight 200grams) were used in the experiment. The equipment, producing weak alternating magnetic field (AMF) with the intensity 011mT, frequency 50 Hz, duration of exposition 30 minutes during 10, 20, 30, 40 and 60 days was used. Rats were fed with a made-up ration, recommended by the Medical Sciences Nutrition Academy Institute. Research methods. The article describes experimentally created model of thyroid gland hypofunction. Biochemical research methods of iodine, protein and carbohydrate metabolism indices study in blood and organs, the methods of ferments activity study and the methods of I131 absorption and excretion from the organs were used.Histologic studies of the organs and tissues were held. In order to reveal the role of the central nervous system (CNS) benzohexonium - ganglionic blocking agent H-of choline receptive systems was used. Results. During mineral deficiency the amount of iodine fractions (general iodine (GI), connected by albumen iodine (CAI), inorganic iodine (II)) in thyroid gland decreased. Everyday influence of AMF during 10 days didn't change validly the studied indices of iodine fractions in thyroid gland and other organs, at the same time, 20 and 30 days exposition considerably restrained their decrease, not making their values initial. 40 and 60 days influence increased the developing thyroid gland hypofunction. Conclusion. Held by us research works prove the ambiguityof even a weak alternating magnetic field influence on physiological indices of experimental animals in terms of mineral deficiency. Several nonspecific adaptive reactions development among the experimental animals was revealed.
Keywords: magnetic field, thyroid gland hypofunction, general iodine, connected by albumen iodine, inorganic iodine, hypothalamus, hypophysis, leukogram, adaptive reactions.
Актуальность. Обитатели планеты Земля находятся под постоянным воздействием магнитных полей, которые имеют двоякое происхождение -естественное и антропогенное. С одной стороны - естественное геомагнитное поле, а с другой - антропогенные магнитные поля. Расширение сферы применения магнитных материалов, установок, приборов в народном хозяйстве, на производстве, в быту приводит к увеличению контингента людей, подвергающихся действию искусственных магнитных полей.
В последнее время в терапевтической практике для лечения различных заболеваний широко рекламируется использование слабого магнитного поля посредством таких приборов, как «Алмаг», «Диамаг», «Бимаг», «Эретон», «Целитон», «Ладиум», а также магнитных браслетов и др. Эти
приборы различными категориями населения широко используются самостоятельно в домашних условиях в оздоровительных целях, а некоторые из них, например, «Ладиум», «Целитон», магнитные браслеты, применяются без ограничения, постоянно.
В литературе и прилагаемых инструкциях, как правило, озвучивается положительный эффект воздействия магнитных полей[1,2,4]. Однако воздействию магнитного поля в той или иной степени подвергаются все системы организма. При этом, если здоровый организм может адаптироваться к воздействию магнитных полей, то организму, ослабленному болезнями, воздействие магнитных полей может нанести существенный урон.
Известно, что магнитные поля (МП) обладают выраженной биологической активностью, которая зависит от
интенсивности и длительности
воздействия. Наши длительные исследования, выполненные на животных, выявили неоднозначность их влияния [3]. В связи с этим, когда производители приборов рекламируют совершенную их безопасность, необходимо обратить внимание населения на проблемы сохранения здоровья и предостеречь пользователей от беспорядочного, самостоятельного использования
магнитотерапевтических приборов и предупредить их о нежелательных последствиях.
Целью данной работы явилось теоретическое обоснование воздействия слабых ПеМП на функциональные показатели экспериментальных животных.
Задачи:
1. Теоретически обосновать механизм воздействия слабых магнитных полей на функциональные показатели крыс линии Вистар в условиях минеральной недостаточности.
2. Экспериментально исследовать динамику физиологических показателей животных при различных сроках экспозиции слабого магнитного тока.
Материалы. Известно, что наибольшая чувствительность к воздействию МП характерна для больного организма, с нарушенным гомеостазом, поэтому нами была создана экспериментальная модель развития у животных гипофункции щитовидной железы. Исследование проводили на 208 крысах-самцах линии Вистар, массой 200г. Животные содержались на искусственной диете. В состав диеты входили: казеин, сахар, дрожжи, крахмал, подсолнечное масло, а также комплекс витаминов и минеральных веществ. В двух опытных группах из солевой диеты были исключены соли йода, меди, кобальта, которые непосредственно участвуют в синтезе гормонов щитовидной железы. Одна опытная группа подвергалась воздействию слабого МП в течение 10, 20,
30, 40 и 60 дней, при ежедневной экспозиции в течение 30 минут, интенсивностью 011 мТл, частотой 50 гц.
В крови и органах животных определяли содержание общего йода (ОЙ), белковосвязанного йода (БСЙ). Неорганический йод (НЙ) рассчитывался по разности содержания ОЙ и БСЙ. Учитывался вес животных и их органов. В сыворотке крови определяли содержание общего белка и его фракций, уровень глюкозы, активность альдолазы и лактатдегидрогеназы (ЛДГ),
концентрацию молочной и
пировиноградной кислот. Функциональное состояние щитовидной железы оценивали также по поглощению и выведению I131 , который вводили под кожу в области бедра в дозе 1 мкКи. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с использованием t-критерия Стьюдента.
Результаты и их обсуждение. Как показали исследования, по мере развития минеральной недостаточности в организме животных содержание ОЙ, БСЙ, НЙ достоверно снижалось в органах и тканях. Так, содержание исследуемых веществ в тканях щитовидной железы в начале опыта составляло, соответственно, 49,0± 0,9 (в мг/100 г ткани); 43,1±0,5; 5,9±0,1, а к концу эксперимента, т.е. через 2 месяца, исследуемые показатели соответствовали значениям 32,2±0,4; 27,2±0,2; 5,0±0,01. Масса щитовидной железы при этом увеличивалась с 11,2±0,01 до 17,0±0,02 мг. Полученные данные свидетельствовали о развитии гипофункции щитовидной железы. Дополнительно проведенные исследования с I131 показали позднее наступление максимума поглощения I131 и замедленное его выведение, что характерно для угнетенной функции щитовидной железы. Так, максимум поглощения I131 щитовидной железой в опытных группах отмечался через 9 часов (в контрольной группе - через 2 часа) и составлял 52,7%±0,2, Р< 0,001, замедлялось его выведение через 24 часа -40,9%±0,4, Р <0,001( в контрольной группе
- 7,9%±0,1, Р<0,001); в печени, соответственно, - 35,5%±0,5 (14,4%±0,02); в сердце - 3,25%±0,01 (0,7% ±0,001); в почках - 2,81%±0,02 (0,8%±0,001); в крови
- 2,17%± 0,02 (0.12%± 0,001).
Ежедневное воздействие слабого ПеМП течение 10 дней достоверно не оказывало влияния на исследуемые показатели экспериментальных животных. Воздействие МП в течение 20 и 30 дней существенно сдерживало их падение, не доводя до исходных величин. Так, содержание ОЙ снижалось до 45,2±0,4; БСЙ - до 41,2±0,8; НЙ - до 3,8,0±0,001 мг/ 100 г ткани. При этом отмечалось снижение массы щитовидной железы до 14,2±0,02 мг. 40-дневная экспозиция МП уменьшала его компенсирующее действие, а 60-дневное влияние усугубляло развивающуюся гипофункцию
щитовидной железы. При длительном воздействии МП в ней содержание ОЙ составило 22,4±0,4; БСЙ - 18,2±0,1, а НЙ -0,42±0,01. У животных отмечалось резкое падение массы тела, вялость, потеря аппетита, корм оставался нетронутым, наблюдались значительные площади облысения.
Гистологические исследования также показали неоднозначность действия МП на функции организма экспериментальных животных. Так, 10-дневная экспозиция вызывала слабое развитие сосудистой реакции,
наблюдались лимфоидные скопления вокруг мелких и крупных сосудов шаровидной формы внутри паренхимы печени по мере развития минеральной недостаточности. 20- и, особенно, 30-дневное воздействие сдерживало развитие сосудистой реакции, а более длительное нахождение организма животных в МП вызывало усиление сосудистой реакции, увеличение лимфоидных скоплений, появление в гепатоцитах грубой зернистости ( зернистое перерождение клеток печени).
Одним из возможных
физиологических механизмов влияния МП на живой организм является участие
центральной нервной системы (ЦНС). Для проверки данной гипотезы нами было проведено исследование на 80 крысах-самцах. Сформировали 2 группы животных, содержащихся на рационе с минеральной недостаточностью.
Животным экспериментальной группы внутримышечно вводился бензогексоний в дозе 30 мг/кг, являющийся ганглиоблокатором Н-холинорецептивных систем, тем самым прекращали поток импульсов из ЦНС к органам. Животным контрольной группы вводили
физиологический раствор за 30 минут до воздействия ПеМП. Половину каждой группы подвергали воздействию ПеМП. Содержание ОЙ, БСЙ, НЙ в тканях щитовидной железы уменьшалось у всех животных, содержащихся на рационе с минеральной недостаточностью. Влияние МП не вызывало никакого компенсирующего действия. Таким образом, можно предположить, что действие слабого магнитного поля осуществляется с участием ЦНС. При активации гипоталамуса за счет выделения рилизинг-гормонов усиливается
активность гипофиза и стимулируется синтез тиреотропного гормона, который, в свою очередь, усиливает активность щитовидной железы и способствует захвату йода из органов и тканей, вызывая компенсирующее влияние слабого МП, действующего в течение 20 и, особенно, 30 дней. По- видимому, МП активизирует также и кору больших полушарий, так как в этот период повышается двигательная активность крыс, улучшается аппетит. Более длительное воздействие МП, вероятно, тормозит активность
гипоталамуса, а затем и синтез тиреотропного гормона и гормонов щитовидной железы, об этом свидетельствуют биохимические,
клинические, гистологические показатели, резко ухудшается общее состояние организма.
Исследуя неоднозначность
воздействия слабого МП на организм животных в условиях минеральной
недостаточности, мы провели наблюдение за развитием ряда неспецифических адаптационных реакций по Г. Селье: тревоги, резистентности (активации) и истощения (стресса), о которых можно судить по ряду биохимических показателей и соотношению компонентов в лейкоцитарной формуле. Так, 10-дневное воздействие МП снижало в крови экспериментальных животных число эозинофилов, лимфоцитов, незначительно увеличивало количество нейтрофилов, приводило к повышению проницаемости стенок кровеносных сосудов, снижению общего белка, глюкозы, увеличению активности альдолазы,
лактатдегидрогеназы, молочной и пировиноградной кислот. Данные показатели свидетельствовали о развитии реакции тревоги. 20- и 30-дневное воздействие МП восстанавливало лейкоцитарную формулу, увеличивало содержание общего белка, в основном за счет гамма-глобулинов, которые связаны с повышением активности защитных систем организма. По литературным данным, этот период характерен для реакции активации (стадии резистентности). Дальнейшее увеличение длительности влияния МП в течение 40 и 60 дней приводило к увеличению содержания эозинофилов, усилению лейкоцитоза за счет увеличения количества лимфоцитов и нейтрофилов, расширению области проницаемости стенок кровеносных сосудов, появлению кровоизлияний. Эти результаты
свидетельствуют о развитии реакции истощения. В этом состоянии подвергать организм воздействию ПеМП
нежелательно.
Заключение. Таким образом, проведенные нами исследования свидетельствовали о неоднозначности воздействия даже слабого МП на физиологические показатели опытных животных в условиях экспериментально созданной минеральной недостаточности. Так, 10-дневное воздействие слабого магнитного поля уже приводит к незначительным изменениям изучаемых
показателей, вызывая развитие реакции тревоги в организме. Экспозиция магнитного поля в течение 20 и 30 дней способствовала некоторой компенсации тех нарушений, которые присутствовали в организме, развивалась реакция резистентности, активации, повышались защитные силы организма, результатом чего может быть наблюдаемый положительный лечебный эффект. Более длительная экспозиция МП
неблагоприятно отражалась на состоянии физиологических функций, вызывая стрессовую реакцию организма, истощение.
Избирательность ответной реакции организма на действие слабого магнитного поля, по-видимому, зависит от электрических и магнитных свойств тканей, различий в их микроциркуляции, интенсивности метаболизма и состояния нейрогуморальной регуляции. Наиболее активно магнитное поле влияет на нервную систему и, особенно, на нервные центры гипоталамуса. В связи с этим можно предположить, что результаты воздействия магнитного поля на ткани и органы в значительной степени зависят от исходного функционального состояния организма. Поэтому длительное, бесконтрольное самостоятельное
использование магнитных приборов без рекомендации и наблюдения врача нежелательно.
Литература
1. Вестник новых медицинских технологий. - Том 21. - № 3. - 2014. - 250 с.
2. Лещенко, В. Г. Медицинская и биологическая физика. Практикум : Учебное пособие / В. Г. Лещенко, Г. К. Ильич. - М. : НИЦ ИНФРА. - М., 2013. - 334 с.
3. Марсакова, Н. В. К вопросу о влиянии магнитного поля на функциональное состояние щитовидной железы крыс, содержащихся на рационе с минеральной недостаточностью. / Н. В. Марсакова, Л. Д. Назаренко // Региональные эколого-фаунистические исследования как научная основа фаунистического мониторинга. - Ульяновск, 1995. - С. 187-189.
4. Романов, В. П. Концепция современного естествознания. Практикум : Учебное пособие / В. П. Романов. - М. : НИЦ ИНФРА-М, 2015. - 128 с.
5. Рыбина И.Л. Особенности метаболических изменений при адаптации организма спортсменов циклических видов спорта к тренировочным нагрузкам в условиях среднегорной подготовки / И.Л. Рыбина // Педагогико-психъологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. - 2016. - Том 11 №1. - С. 231-237. http://iournal-science.org/ru/article/346.html. DOI: 10.14526/01_1111_97
6. Нюняев И.В. Показатели функциональных и адапционных резервов организма студентов на занятиях по физическому воспитанию / И.В. Нюняев // Педагогико-психъологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. - 2015. -№4(37). - С. 131-135. http://iournal-science.org/ru/article/274. html. DOI: 10.14526/01_1111_61
References
1. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologii, 2014, Vol. 21, No. 3, 250 p.
2. Leshchenko V. G., Ilich G.K.
Meditsinskaya i biologicheskaya fizika. Praktikum
[Medical and biological physics. Workshop], Moscow : Scientific Research Center INFRA-M, 2013, 334 p.
3. Marsakova N. V., Nazarenko L.D.
Regional'nye ekologo-faunisticheskie issledovaniya kak nauchnaya osnova faunisticheskogo monitoring, Ulyanovsk, 1995, pp. 187-189.
4. Romanov V. P. Kontseptsiya sovremennogo estestvoznaniya. Praktikum [The conception of modern science. Workshop], Moscow : Scientific Research Center INFRA-M, 2015, 128 p.
5. Rybina I.L. Pedagogiko-psikhologicheskie i mediko-biologicheskie problemy fizicheskoi kul'tury i sporta, 2016, Vol. 11 No.1, pp. 231-237. http://journal-science.org/ru/article/346.html. DOI: 10.14526/01_1111_97
6. Nynyaev I.V. Pedagogiko-psikhologicheskie i mediko-biologicheskie problemy fizicheskoi kul'tury i sporta, 2015, No. 4(37), pp. 131135. http://journal-science.org/ru/article/274.html. DOI: 10.14526/01 1111 61
Подано: 13.04.2016г.
Принято: 15.04.2016г.
Валкина Ольга Николаевна — доцент, кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии человека и основ медицинских знаний ФГБОУ «Ульяновский государственный педагогический университет имени И.Н.Ульянова», Площадь 100-летия со дня рождения В. И. Ленина, дом 4, г. Ульяновск, Россия, 432700e-mail: valkina. on@,mail. ru
Марсакова Наталья Валерьяновна - преподаватель кафедры биологии человека и основ медицинских знаний ФГБОУ «Ульяновский государственный педагогический университет имени И.Н.Ульянова», Площадь 100-летия со дня рождения В. И. Ленина, дом 4, г. Ульяновск, Россия, 432700, e-mail: [email protected]
