CC BY
213
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
УДК Б1Б-03Б.82/.85:Б15.847.5
ВЛИЯНИЕ НИЗКОИНТЕНСИВНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ МИКРОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА НА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗМА В ПРОЦЕССЕ МЕДИЦИНСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ
А.Г. Полякова,
Консультативно-реабилитационный отдел ФБГУ «Научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии»
Полякова Алла Георгиевна - e-mail: [email protected]
В статье анализируются результаты современных исследований, оценивающих влияние низкоинтенсивных шумовых сигналов электромагнитного излучения (ЭМИ) крайне высокочастотного (КВЧ) и терагерцового (ТГц) диапазонов на биологические системы различных уровней организации (клетки, ткани, организм). Акцентируется внимание на зависимости целенаправленной регуляции функциональной клеточной активности, микрогемокровотока, биохимического метаболизма и гемореологии от различных частотно-энергетических параметров излучения.
Ключевые слова: электромагнитное излучение, крайне высокочастотный диапазон, терагерцовый диапазон, микроциркуляция, биохимические показатели, система гемостаза,
медицинская реабилитация.
This article analyzes the results of modern studies evaluating the effect of low intensity noise signals of electromagnetic radiation (EMR) extremely high frequency (EHF) and the Terahertz (Thz) bands on biological systems of different levels of Organization (cells, tissues, and body). Focuses on functional regulation focused on cellular activity, mikrogemokrovotoka, biochemical metabolism and gemoreologii from the various frequency-power parameters of the radiation.
Key words: electromagnetic radiation, extremely high frequency range, the teragercovyj range, microcirculation, biochemical parameters, hemostasis system, medical rehabilitation.
В современной медицинской реабилитации акцентируется научное обоснование применения немедикаментозных технологий, обладающих полифункциональным, системным воздействием на организм [1]. Преимущества немедикаментозных методов основываются на активации собственных эндогенных биорегуляторов организма, что позволяет избежать побочных эффектов [2].
В последние годы большое внимание уделяется использованию с лечебной целью низкоинтенсивного (НИ) электромагнитного излучения (ЭМИ) крайне высокочастотного (КВЧ) и терагерцового (ТГц) диапазонов, в которых осуществляется процесс межклеточных взаимодействий и содержатся спектры основных молекул-метаболитов (N0, 02, Н20), участвующих в патогенезе различных заболеваний, регуляции биохимических процессов и физиологических функций организма [3-6].
Приоритет изучения влияния ЭМИ КВЧ и ТГц диапазонов на биообъекты принадлежит России [7], с конца ХХ века данной проблемой занимаются в Германии, Украине,
Италии, США, Израиле, где изучаются лечебно-диагностические возможности микроволн [цит. по 8]. Благодаря временному научному коллективу, созданному на базе института радиотехники и электроники РАН и ЦИТО, началось практическое использование ЭМИ КВЧ в травматологии и ортопедии [9].
Открытие острорезонансного характера поглощения НИ ЭМИ КВЧ живыми средами [10] инициировало появление приборов, работающих на моногармонических фиксированных частотах с длинами волн 4,9; 5,6; 7,1 мм (Явь-1, КВЧ-НД и т. п.). Более совершенными считаются приборы «шумовики» с широкополосным спектром излучения, что позволяет организму самому подстраиваться к нужной частоте. В Нижегородском госуниверситете разработан прибор «АМФИТ», который работает в режиме шумового диапазона 53-78 ГГц с энергетическими параметрами, близкими к излучению организма (уровнем мощности 1 мВт и равномерным спектром плотности мощности шума +2 дБ), что ограничивает развитие возможных побочных эффектов [11].
В Нижнем Новгороде более 20 лет проводятся многоцентровые биомедицинские исследования результатов воздействия ЭМИ КВЧ от прибора «АМФИТ» на фундаментальные аспекты жизнедеятельности организма [12]. Сотрудниками НИИ травматологии и ортопедии впервые зарегистрирована разнонаправленная зависимость ответной пролиферативной реакции и функциональной активности дермальных фибробластов различного генеза (из здоровой и рубцово-измененной кожи) на облучение клеток в системе in vitro [13, 14]. Полученные результаты с учетом зарегистрированных морфологических ультраструктурных отличий дермальных фибробластов различного происхождения подтверждают существующую гипотезу о конформации клеточной мембраны как основе механизма действия ЭМИ КВЧ, ведущего к усилению репаративных процессов, увеличению скорости пролиферации эпидермиса, нормализации функциональной активности поврежденных клеток с развитием каскада адаптационных реакций организма через синтез цитоки-нов в клетках кожи [15, 16].
С учетом полученных данных нами была разработана эффективная методика стимуляции трофо-репаративных процессов у детей с болезнью Пертеса [17] и больных с последствиями ожогов. Анализ использования КВЧ-пунктуры у этих пациентов зарегистрировал достоверное улучшение основных вегетативных показателей и уровня неспецифических адаптационных реакций организма (НАРО) в процессе комплексной реабилитации [18]. Эти данные подтверждают мнение [19] о тесной связи процессов, инициируемых микроволнами, с формированием интегральных антистрессорных реакций организма, что успешно используется на практике в процессах коррекции психоэмоциональных посттравматических нарушений [20, 21] и контроля эффективности КВЧ-пунктуры [22].
Появление в медицинской практике новых приборов ЭМИ ТГц, в диапазоне излучения которых находятся спектры молекул NO и О2, инициировало проведение сравнительных экспериментальных исследований влияния ЭМИ КВЧ и ТГЧ на основные аспекты гомеостаза [23-25].
Нами анализировалась динамика микрогемокровотока в экспериментальном кожном лоскуте крыс, получавших в послеоперационном периоде курсовое воздействие микроволн узко- и широкополосных диапазонов ЭМИ КВЧ и ТГц на проекцию рефлексогенной зоны вегетативной регуляции [26]. Меньшая степень необратимых сосудистых изменений оказалась у животных, получавших ЭМИ КВЧ (53-78 ГГц) и ТГц (110-170 ГГц). Клинически это выражалось сокращением площади краевого некроза в лоскуте (28% и 31% соответственно) по сравнению с контрольной группой животных без облучения (46%) и группой сравнения, получавшей облучение узкополосным спектром ЭМИ ТГц (156,6±3,1 ГГц), в котором отсутствуют частоты молекул-мессенджеров (43%). По данным лазерной доплеровской флоуметрии максимальным саногенетическим эффектом поддержания микроциркуляции в ишемизированном лоскуте обладает ЭМИ КВЧ изучаемого диапазона.
Результаты биохимических исследований сыворотки крови животных, получавших ЭМИ КВЧ (53-78 ГГц) и ТГц (110-170 ГГц), зарегистрировали в первом случае наиболее выраженное снижение процессов перекисного окисления
липидов, а во втором - уровня мочевины, что свидетельствует об антиоксидантном и антитоксическом влиянии на организм и соответствует данным литературы [27, 28]. Также отмечено, что микроволны в шумовом режиме изучаемых диапазонов обладают равноценным корригирующим влиянием на параметры системы гемостаза в норме и при патологии, приводя в зависимости от экспозиции и дозы облучения к необходимой активизации либо торможению активности тромбоцитов, времени коагуляции и фибринолиза [25]. Поэтому при включении ЭМИ КВЧ и ТГц в комплексную терапию необходимо иметь в виду исходную функциональную активность тромбоцитов для профилактики возможных геморрагических и тромботичес-ких осложнений.
Таким образом, выявлено значение широкополосного шумового режима ЭМИ КВЧ и ТГц диапазонов как управляющих сигналов в развитии биологических адаптационно-компенсаторных восстановительных процессов в организме. В прикладном аспекте это подтверждает целесообразность их дифференцированного использования в комплексной медицинской реабилитации больных ортопедо-травматологического профиля как инструмент для целенаправленного воздействия на процессы микроциркуляции и репарации в очаге поражения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пономаренко Г.Н. Инновационные восстановительные технологии. Курортные ведомости. 2010. № 5 (62). С. 15-18.
Ponomarenko G.N. Innovacionnye vosstanovitel'nye tehnologii. Kurortnye vedomosti. 2010. № 5 (62). S.15-18.
2. Учебник по восстановительной медицине /под ред. А.Н. Разумова, И.П. Бобровницкого, А.М. Василенко. М.: Восстановительная медицина, 2009. 648 с.
Uchebnik po vosstanovitel'noj mediciny /pod red. A.N. Razumova, I.P. Bobrovnickogo, A.M. Vasilenko. M.: Vosstanovitel'naja medicina, 2009. 648s.
3. Teppone M., Novikova L., Grigoriev S., Avakian R. Extremely High Frequency (EHF) Therapy. Complementary Medicine International. 1996. № 3. Р. 29-35.
4. Бецкий О.В., Креницкий А.П. и др. Биофизические эффекты волн тера-герцового диапазона и перспективы развития новых направлений в биомедицинской технологии: «Терагерцовая терапия» и «Терагерцовая диагностика». Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2003. № 12. С. 3-6.
Beckij O.V., Krenickij A.P. i dr. Biofizicheskie jeffekty voln teragercovogo diapazona i perspektivy razvitija novyh napravlenij v biomedicinskoj tehnologii: «Teragercovaja terapija» i «Teragercovaja diagnostika». Biomedicinskie tehnologii i radiojelektronika. 2003. № 12. S. 3-6.
5. Зотова Е.А., Малинина Ю.А. и др. Биологические эффекты воздействия миллиметрового и субмиллиметрового излучения. Известия Самар. науч. центра Рос. акад. наук. 2008. Т. 10. № 2. С. 636-641.
Zotova E.A., Malinina Ju.A. i dr. Biologicheskie jeffekty vozdejstvija millimetrovogo i submillimetrovogo izluchenija. Izvestija Samar. nauch. centra Ros. akad. nauk 2008. T. 10. № 2. S. 636-641.
6. Улащик В.С. Электромагнитные волны терагерцевого диапазона и их лечебно-профилактическое использование. Вопр. курортологии, физиотерапии и лечеб. физкульт. 2007. № 4. С. 3-7.
Ulaschik V.S. Jelektromagnitnye volny teragercevogo diapazona i ih lechebno-profilakticheskoe ispol'zovanie. Vopr. kurortologii, fizioterapii i lecheb. fizkul't. 2007. № 4. S. 3-7.
7. Девятков Н.Д. Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона длин волн па биологические объекты. Успехи физических наук. 1973. Т. 110. Вып. 3. С. 453-454.
Devjatkov N.D. Vlijanie jelektromagnitnogo izluchenija millimetrovogo diapazona dlin voln pa biologicheskie ob'ekty. Uspehi fizicheskih nauk. 1973. T. 110. Vyp. 3. S. 453-454.
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
8. Вакс В.Л., Домрачева Е.Г., Собакинская Е.А. и др. Применение методов и средств нестационарной спектроскопии субТГц и ТГц диапазонов частот для неинвазивной медицинской диагностики Оптический журнал. 2012. № 2 (79). С. 9-14.
Vaks V.L., Domracheva E.G., Sobakinskaja E.A. I dr.. Primenenije metodov i sredstv nestacionarnoj spectroscopii subTGz and TGz chastot dlja neinvazivnoj medicinskoj diagnostiki. Opticheskij zurnal. 2012. № 2 (79). S. 9-14.
9. Каменев Ю.Ф. Применение электромагнитного излучения в травматологии и ортопедии. Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1999. № 2. С. 20-24.
Kamenev Ju.F. Primenenie jelektromagnitnogo izluchenija v travmatologii i ortopedii. Millimetrovye volny v biologii i medicine. 1999. № 2. S. 20-24.
10. Петросян В.И., Девятков Н.Д., Гуляев Ю.В. и др. Эффекты резонансного взаимодействия ММ-волн с водными биосредами. Миллиметровые волны в медицине и биологии. 11 Росс. симпоз. с междунар. участием: Сборн. докл. М.: ИРЭ РАН, 1997. С. 139.
Petrosjan V.I., Devjatkov N.D., Guljaev Ju.V. i dr. Jeffekty rezonansnogo vzaimodejstvija MM-voln s vodnymi biosredami. Millimetrovye volny v medicine i biologii. 11 Ross. cimpoz. s mezhdunar. uchastiem: Sborn. dokl. M.: IRJe RAN, 1997. S. 139.
11. Корнаухов А.В., Анисимов С.И., Алябина Н.А. и др. Аппарат КВЧ-терапии с шумовым излучением «АМФИТ-0,2/10-01» и некоторые аспекты его применения в медицине. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1999. №2 (14). С. 49-52.
Kornauhov A.V., Anisimov S.I., Aljabina N.A. i dr. Apparat KVCh-terapii s shumovym izlucheniem «AMFIT-0,2/10-01» i nekotorye aspekty ego primenenija v medicine. Millimetrovye volny v biologii i medicine. 1999. № 2 (14). S. 49-52.
12. КВЧ-терапия низкоинтенсивным шумовым излучением / Балчугов В.А., Полякова А.Г., Анисимов С.И. и др. Н. Новгород: НГУ, 2002. 192 с.
KVCh-terapija s nizkointensivnym shumovym izlucheniem / Balchugov V.A., Poljakova A.G., AnisimovS.I. i dr. N. Novgorod: NGU, 2002. 192 s.
13. Алейник Д.Я., Заславская М.И., Корнаухов А.В. и др. Некоторые биологические эффекты КВЧ-излучения. Бюл. эксперим. биологии и медицины. 1999. Т. 127. № 5. С. 416-419.
Alejnik D.Ja., Zaslavskaja M.I., Kornauhov A.V. i dr. Nekotorye biologicheskie jeffekty KVCh-izluchenija. Bjul. jeksperim. biologii i mediciny. 1999. T. 127. № 5. S. 416-419.
14. Полякова А.Г., Алейник Д.Я. Влияние низкоинтенсивных микроволн на клеточную активность дермальных фибробластов различного генеза. Вестник Нижегородского университета им. Н.И.Лобачевского: серия «Биология». 2013. № 6. С. 146-152.
Poljakova A.G., Alejnik D.Ja. Vlijanie nizkointensivnyh mikrovoln na kletochnuju aktivnost' dermal'nyh fibroblastov razlichnogo geneza. Vestnik Nizhegorodskogo universiteta im. N.I.Lobachevskogo: serija «Biologija». 2013. № 6. S. 146-152.
15. Борисенко Г.Г., Полников И.Г., Казаринов К.Д. Биологические мембраны - первичные мишени рецепции электромагнитных полей в медико-биологическом эксперименте. Электронная техника. Вып. 4 (492). 2007. С. 29-42.
Borisenko G.G., Polnikov I.G., Kazarinov K.D. Biologicheskie membrani -pervichnie misheni recepcii electromagnitnich polej v medico-biologicheskom experimente. Electronnaja technica. Vip. 4 (492). 2007. S. 29-42.
16. Полякова А.Г. Механизмы влияния низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высокочастотного и терагерцевого диапазонов на процессы репаративной регенерации соединительной ткани. Успехи современного естествознания. 2013. № 4. С. 32-36.
Poljakova A.G. Mehanizmy vlijanija nizkointensivnogo jelektromagnitnogo izluchenija krajne vysokochastotnogo i teragercevogo diapazonov na processy reparativnoj regeneracii soedinitel'noj tkani. Uspehi sovremennogo estestvoznanija. 2013. № 4. S. 32-36.
17. Патент РФ № 2192842 «Способ консервативного лечения болезни Пертеса». Полякова А.Г., Вашкевич Д.Б., Карева О.В., опубл. 20.11.02. Бюл. № 32.
Patent RF № 2192842 «Sposob konservativnogo lechenija bolezni Pertesa». Poljakova A.G., Vashkevich D.B., Kareva O.V., opubl. 20.11.02. Bjul. № 32.
18. Полякова А.Г., Короткова Н.Л., Малышева И.Е. Контроль резервов адаптации в процессе реконструктивно-восстановительного лечения больных с последствиями ожогов. Медицинский альманах. 2012. № 5 (24). С. 184-186.
Poljakova A.G., Korotkova N.L., Malysheva I.E. Kontrol'rezervovadaptacii v processe rekonstruktivno-vosstanovitel'nogo lechenija bol'nyh s posledstvijami ozhogov. Medicinskij al'manah. 2012. № 5(24). S. 184-186.
19. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Кузьменко ТС. Антистрессорные реакции и активационная терапия. Реакция активации как путь к здоровью через процессы самоорганизации. М.: «Имедис», 1998. 656 с.
Garkavi L.H., Kvakina E.B., Kuz'menko T.S. Antistressornye reakcii i aktivacionnaja terapija. Reakcija aktivacii kak put' k zdorov'ju cherez processy samoorganizacii. M.: «Imedis», 1998. 656 s.
20. Патент РФ № 2301654 «Способ КВЧ-пунктурного лечения стрессовых состояний» / ^каченко Ю.А., Полякова А.Г., Кожемякин А.М., опубл. 27.06.07, бюл. № 18.
Patent RF № 2301654 «Sposob KVCh-punkturnogo lechenija stressovyh sostojanij» / Tkachenko Ju.A., Poljakova A.G., Kozhemjakin A.M., opubl. 27.06.07, bjul. № 18.
21. Полякова А.Г., Суслов А.Г. Перспективы применения КВЧ-пунктуры с целью коррекции постстрессорных расстройств. Сборн. науч.труд. «Боевой стресс в мед. и реаб. лиц опасных профессий». М.: ГВКГ им. Н.Н.Бурденко, 2010. С. 316-319.
Poljakova A.G., Suslov A.G. Perspektivy primenenija KVCh-punktury s cel'ju korrekciipoststressornyh rasstrojstv. Sborn. nauch.trud. «Boevojstress vmed. i reab. lic opasnyhprofessij». M.: GVKGim. N.N.Burdenko, 2010. S. 316-319.
22. Патент РФ № 2393765, опубл. 10.07.10 бюл. №20 «Способ контроля адаптационно-компенсаторных реакций организма в процессе КВЧ-пунктуры» / Полякова А.Г., Ерискин Д.В., Короткова Н.Л., Малышева И.Е., Лобанова OT.
Patent RF № 2393765 «Sposob controlja adaptacionno-compensatornih reakcij organizma v processe KVCH-punkturi» /Polyakova A.G., Erískin D.V., Korotkova N.L. i dr. opubl. 10.07.10, bjul. № 20.
23. Цымбал A.A., Киричук В.Ф., Бецкий O3. Реакции системы гемостаза и фибринолиза на электромагнитные волны терагерцового диапазона. Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2011. № 2. С. 23-45.
Cymbal A.A., Kirichuk V.F., Beckij O.V. Reakcii sistemy gemostaza i fibrinoliza na jelektromagnitnye volny teragercovogo diapazona. Millimetrovye volny v biologii i medicine. 2011. № 2. S. 23-45.
24. Иванов А.Н. Электромагнитные волны терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра оксида азота 150,176-150,664 ГГц в коррекции экспериментальных гемодинамических показателей: автореф. дис. ... докт. мед. наук. Саратов, 2012. 46 с.
Ivanov A.N. Jelektromagnitnye volny teragercovogo diapazona na chastotah molekuljarnogo spektra oksida azota 150,176-150,664 GGc v korrekcii jeksperimental'nyh gemodinamicheskih pokazatelej: avtoref. dis. ... dokt. med. nauk. Saratov, 2012.46 s.
25. Полякова А.Г., Преснякова М.В., Кузнецова В.Л., Костина O.B.Экспериментальное изучение влияния субмиллиметровых волн на биохимический метаболизм и систему гемостаза Электронный научно-образовательный Вестник «Здоровье и образование в XXI веке». 2015. T. 17. № 3. С. 1-4.
Poljakova A.G., Presnjakova M.V., Kuznecova V.L., Kostina O.V. Jeksperimental'noe izuchenie vlijanija submillimetrovyh voln na biohimicheskij metabolizm i sistemu gemostaza Jelektronnyj nauchno-obrazovatel'nyj Vestnik «Zdorov'e i obrazovanie v XXI veke». 2015. T. 17. № 3. S. 1-4.
26. Полякова А.Г., Сазонова И.Е., Воловик М.Г. и др. Влияние низкоинтенсивных ЭМИ 110-170ГГц на состояние тканевого кровотока в кожном лоскуте крыс. Вестник восстановительной медицины (принята в печать 2014).
Poljakova A.G., Sazonova I.E., Volovik M.G. i dr. Vlijanie nizkointensivnyh JeMI 110-170GGc na sostojanie tkanevogo krovotoka v kozhnom loskute krys. Vestnik vosstanovitel'noj mediciny (prinjata v pechat').
27. Лебедева Н.Н., Котровская T.K Экспериментально-клинические исследования в области биологических эффектов миллиметровых волн (обзор, часть 1). Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1999. № 3. С. 3-13.
Lebedeva N.N., Kotrovskaja T.I. Experimental'no-klinicheskie issledovanija v oblasti biologicheskih effektov millimetrovih voln (obzor, chast' 1). Millimetrovye volny v biologii i medicine. 1999. № 3. S. 3-13.
28. Агаева С.А., Аминов А.В., Бабаев Х.Ф. и др. Влияние ЭМИ КВЧ низкой интенсивности на содержание моноаминов и перекисное окисление липидов в головном мозге у крыс. Вестник МГОУ. 2011. № 4. С. 27-29.
Ageeva S.A., Aminov A.V., Babayev H.F. i dr. Vlijanie EMI KVCh nizkoj intensivnosti na soderzhanie monoaminov i perekisnoe okislenie lipidov v golovnom mozge kris. Vestnik MGOU. 2011. № 4. S. 27-29. ГЛ|
