CC BY
15DOI: 10.24412/2076-1503-2021 -12-263-267 NIION: 2018-0076-12/21-416 MOSURED: 77/27-023-2021-12-615
РОХЛИН Андрей Викторович,
кандидат филологических наук, доцент, ФГБНУ «Институт возрастной физиологии РАО»,
e-mail: rohaand@yandex.ru.
МЕЩЕРЯКОВ Алексей Викторович,
кандидат биологических наук, доцент ФГБОУ ВО «Ульяновский институт гражданской авиации им. главного маршала авиации Б.П. Бугаева», e-mail: aleksei236632@yandex.ru
КОНДРАТОВ Владимир Николаевич,
старший преподаватель ФГБОУ ВО «Ульяновский институт гражданской авиации им. главного маршала авиации Б.П. Бугаева», e-mail: vkodratov55@mail.ru
УШНИКОВ Анатолий Иванович,
кандидат педагогических наук, доцент ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный педагогический
университет им. И.Н. Ульянова», e-mail: anatolyushnikov@yandex.ru
ЗАВИСИМОСТЬ ОБЩЕГО И ЛОКАЛЬНЫХ ЭФФЕКТОВ ОТ ЧАСТОТЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН, ТИПА ИЗЛУЧЕНИЯ И ВРЕМЕНИ ВОЗДЕЙСТВИЯ
Публикация подготовлена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научных проектов № № 19-07-00453, 20-07-00597
Аннотация. В статье представлены результаты исследования воздействия электромагнитных волн различной мощности. Подчеркивается, что особенностью отклика биологических объектов на воздействие электромагнитных волн является резонансность отклика биосистем. Полученные данные свидетельствуют, что действие низкоинтенсивного излучения миллиметрового диапазона на выбранные точки не приводит к изменениям функций здорового организма, но нормализует их при патологиях.
Ключевые слова: электромагнитное излучение, биологический объект, мощность излучения, организм, локализация облучения.
ROKHLIN Andrey Viktorovich,
Candidate of Phil.sciences, Associate Professor, FGBNU "Institute of Age Physiology of RAO"
MESHSHERYAKOV Alexey Viktorovich,
Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Ulyanovsk Institute of Civil Aviation named after Chief Marshal
of Aviation B.P. Bugaev
KONDRATOV Vladimir Nikolaevich,
Senior Lecturer, Ulyanovsk Institute of Civil Aviation named after Chief Marshal of Aviation B.P. Bugaev,
USHNIIKOV Anatoly Ivanovich,
PhD, Associate Professor, Ulyanovsk State Pedagogical University named after I.N. Ulyanov
ОБРАЗОВАНИЕ И ПРАВО № 12 • 2021
THE DEPENDENCE OF THE GENERAL AND LOCAL EFFECTS ON THE FREQUENCY OF ELECTROMAGNETIC WAVES, THE TYPE OF RADIATION AND THE TIME OF EXPOSURE
Annotation. The article presents the results of a study of the effects of electromagnetic waves of different power. It is emphasized that a feature of the response of biological objects to the effects of electromagnetic waves is the resonance response of biosystems. The data obtained indicate that the effect of low-intensity radiation of the millimeter range on the selected points does not lead to changes in the functions of a healthy organism, but normalizes them in pathologies.
Key words: electromagnetic radiation, biological object, radiation power, organism, radiation localization.
Введение. Зависимость электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на параметры организма исследовалась в ряде работ [1; 3; 4; 7]. Отметим, что при облучении in vivo в экспериментах затруднительно определить поглощаемую биообъектом мощность; контролируется, как правило, уровень воздействующей мощности. Если эксперимент корректен то баланс мощностей (падающей и отраженной) позволяет определить величину поглощенной мощности. Плотность потока исходящей мощности является мерой
Еще одной особенностью отклика биологических объектов на воздействие электромагнитных волн является резонансность отклика биосистем [6]. Основываясь на литературных данных, можно утверждать, что изменение функции или состояния биообъекта отмечается лишь при электромагнитном излучении в узком частотном интервале. Существует несколько частот, воздействие на которых обуславливает качественно одинаковый отклик биосистем [4]. Отметим, что подобные изменения проявляются под действием электро-
энергетического взаимодействия биообъектов с электромагнитными волнами, поскольку уровень падающей мощности дает верхнюю оценку мощности, поглощенной биообъектом. Величина порога определяется условиями воздействия и характеристиками биообъекта. Экспериментально установлено, что эффект воздействия начинает проявляться при определенной «пороговой» величине плотности потока падающей мощности [5; 8]. В случае более мощных потоках эффект не изменяется.
магнитного излучения, а коэффициент индукции имеет зависимость от длины волны воздействующего излучения. Общие эффекты, проявляющиеся на уровне организма, зависят от локализации и продолжительности облучения электромагнитными волнами [2; 8].
Организация исследования. Воздействие на крыс осуществлялось электромагнитным излучением волнами в диапазоне 5,6 - 7,1 мм. Облучение производилось в течение 15, 30 и 60 минут при локализациях:
ОБРАЗОВАНИЕ И ПРАВО № 12 • 2021
а
0.1 1.0 10.0
Р, мВт/см
Рисунок 1 - Зависимость синтеза колицина от плотности излучения
1) затылок;
2) правое бедро;
3) левое бедро.
Замеры проводились по содержания перок-сидазы, липидов в нейтрофилах щелочного и кислого фосфатов, концентрации сукцинат, а эффект оценивался по неспецифической резистивности.
Результаты исследования. Данные, полученные в работе, свидетельствуют, что при воздействии электромагнитного излучения волной 5,6 мм в течение 60 минут эффект менее выражен, чем при длительности экспозиции 15-30 минут. При длительности экспозиции в течение 60 минут наблюдалось значительное уменьшение содержания редокс- и гидролитических ферментов в нейтрофилах и лимфоцитах по сравнению с контролем на третий и пятый дни, и показатели возвращались к исходным значениям к девятому дню после облучения.
Адаптация к электромагнитному излучению с длиной волны 7,1 мм развивалась позднее и менее эффективно, чем в случае облучения на длине волны 5,6 мм. Локализация воздействия также модифицировала эффект электромагнитных волн. Воздействие при облучении затылка было более эффективно, чем при экспозиции внешних поверхностей бедер. В этом случае механизм воздействия имел неспецифический характер, который не связан с локальным нагревом.
Также исследовалось воздействие электромагнитного излучения с частотой 53,37 ГГц на артериальное давление крыс линии Vistar. Плотность потока падающей мощности составляла 10 мкВт/см2. Результаты эксперимента показали, что электромагнитное излучение влияло только на артериальное давление крыс линии SHR с гипер-тензией, но совершенно не действовало на крыс линии Vistar. После начала облучения через 5 минут артериальное давление снижалось со 147/101 до 114/62 мм. Артериальное давление возвращалось к исходному уровню после окончания облучения. Увеличение плотности потока падающей мощности до 100 мкВт/см2 приводило к нагреву облучаемой зоны на 3...4 °С, но это не приводило к дополнительным эффектам.
Полученные данные свидетельствуют, что действие низкоинтенсивного излучения миллиметрового диапазона на выбранные точки не приводит к изменениям функций здорового организма, но нормализует их при патологиях.
При изучении влияния СВЧ-излучения на организм животных, в частности, на кожные покровы с параметрами излучения 42,96 ГГц и модуляцией 200 МГц на область раны, отмеча-
ОБРАЗОВАНИЕ И ПРАВО № 12 • 2021
лось ускоренное заживление (на 60%). При воздействии на кожу в области шва излучением 53,57 ГГц, 4 мВт/см2 наблюдали ускоренную регенерацию нерва. При воздействии на кожу бедра отмечали асимметрию местных эффектов в виде изменения числа тучных клеток, лимфоцитов, изменение кровонаполнения.
При воздействии на кожу 42,25 ГГц приводило к разрушению цитоплазмы немиелинизиро-ванных и миеленизированных нервных волокон.
При воздействии 58,0-59,5 ГГц на голову для изучения ответной реакции ЦНС наблюдали изменение параметров электроэнцефалограммы:
1) синхронизация (увеличение числа веретенообразных осцилляций и медленных волн;
2) изменение биопотенциалов подкорковых структур (гиппокамп, гипоталамус, ядра таламуса, ретикулярные ядра среднего мозга).
При воздействии 61,5 ГГц отмечалась десин-хронизация а-ритма, активация фоновой активности, изменялись сенсорные ощущения, эмоциональная окраска, появлялась сонливость.
42,2 ГГц вызывали у бодрствующих животных синхронизацию работы ЦНС; у наркотизированных животных - увеличение высокочастотных а- и р-ритмов, увеличение динамичности ЦНС, наблюдалась эпилептоморфная активность, появление редких (2-4 Гц) высокоамплитудных (>300 мкВ)пиков.
При воздействии волны длиной 7,1 мм (10 мВт/см2) наблюдали: нормализацию процессов торможения и активации (таламус и гипоталамус).
На канал перикарда излучение 53,59653,613 ГГц и модуляция 0,05 Гц, <5 мВт/см2 вызывали увеличение мощности спектральной составляющей в диапазоне а- и р-ритмов, увеличение частоты следования потенциалов действия афферентных волокон срединного нерва.
Вегетативная нервная система реагировала при воздействии (0,05 Гц, 0,08-0,12 Гц, 0,15-0,5 на тыльную сторона кисти изменением сердечного ритма.
Общее облучение и хроническое облучение (несущая 1 ГГц, пачечн. 32Гц в пачке 250Гц) вызывали вегетативные дисфункции. Нейроэндокрин-ная система реагировала резким повышением уровня серотонина и катехоламинов в лимфатических узлах.
Симпатоадреналовая система при облучении (5,6 мм, 7,1 мм, 10 мВт/см2) области большого затылочного бугра отвечала коррекцией адаптивных изменений (изменение обмена катехоламинов и других медиаторов, цитохимических показателей лимфоцитов, морфологическому состоянию крови, реакция адекватная).
Общее облучение (53,57 ГГц, 42,25 ГГц) -вызывало повышение выживаемости при инфицировании летальным гриппом.
Облучение конечности вызывало стойкое улучшение, наблюдалась положительная динамика иммунных (IgE, IgM, IgG) и нейроэндокрин-ных (T3, T4, кортизол, эстрадиол) показателей. In vitro - Коррекция антиоксидантной и антитоксической систем крови. Облучение (38,8-42,3 ГГц, 10 мВт/см2) приводило к изменению в эритроидном ростке: увеличение количества эритроцитов и лейкоцитов в периферической крови.
Модификация действия ионизирующего излучения при общем облучении (42,2 ГГц) приводило к снижению смертности при Y-облучении. При 42,19±0,19 ГГц - отмечалась коррекция статуса иммунной системы.
Таким образом, воздействие электромагнитного излучения соответствующих характеристик проявляется во всех системах организма.
Список литературы:
[1] Аполлонский С.М., Воздействие внешней электромагнитной среды на человека и средства защиты: монография. В 3 т. Т. 3. - СПб.: СЗТУ, 2011. - 286 с.
[2] Алдибекова К.Н., Кибраева З.Ю. Влияние электромагнитных излучений на биосистемы // Перспективы развития научных исследований в 21 веке: материалы 1-й междунар. науч.-практ. конф., 31 янв. 2013 / НИЦ «Апробация». - М.: Перо, 2013. - С.51-53.
[3] Баранов Н.Н., Мандругин А.А. В окружении электромагнитных полей. Медико-биологические и экологические проблемы // Изв. Акад. элек-тротехн. наук РФ. 2015. № 1-2. - С. 34-41.
[4] Крылов В.Н., Ошевенский Л.В. Влияние КВЧ-воздействия на изолированную гладкомы-шечную ткань кишечника крыс //Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2000. № 2. - С. 11-14.
[5] Мещеряков А.В. и др. Посттравматический репарационный процесс в тонических и фазных мышцах / А.В. Мещеряков, Б.В. Свиридов,
A.Д. Депутат, Е.А. Дронина, А.А. Ермолаева // Актуальные проблемы биохимии и биоэнергетики спорта XXI века: материалы Всероссийской научно-практической интернет-конференции 25-26 апреля 2016 г. / под общ. ред. Р.В. Тамбовцевой,
B.Н. Черемисинова, С.Н. Литвиненко, И.А. Никулиной, О.С. Жумаева, Е.В. Плетневой. - М.: Изд-во РГУФКСМиТ (ГЦОЛИФК), 2016. - С. 289294.
[6] Мещеряков А.В. и др. Радиационный гор-мезис и степень его воздействия на организм / А.В. Мещеряков, Е.А. Разумовский, В.А. Жевне-
ров, A.A. Сандин // Актуальные проблемы биохимии и биоэнергетики спорта XXI века: материалы Всероссийской научно-практической интернет-конференции с международным участием (Москва, 10-26 апреля 2017 г.) / под общ. ред. Р.В.Тамбовцевой, В.Н. Черемисинова, С.Н. Литвиненко, И.А. Никулиной, О.С. Жумаева, Е.В. Плетневой. - М.: Изд-во РГУФКСМиТ (ГЦОЛИФК), 2017. - С. 352-355.
[7] Мещеряков А. В. и др. Воздействия магнитного поля на митотическую активность / А.В. Мещеряков, Е.А. Дронина, С.Л. Порохин, Т.Е. Мещерякова // Актуальные проблемы биохимии и биоэнергетики спорта XXI века: материалы Всероссийской научной заочной конференции (Москва, 10-12 апреля 2018 г.) / под общ. ред. Р.В. Тамбовцевой, В.Н. Черемисинова, С.Н. Литви-ненко, И.А. Никулиной, Д.И. Сечина, Е.В. Плетневой. - М.: РГУФКСМиТ (ГЦОЛИФК), 2018. -С.261-266.
[8] Никулин Р.Н. Биологическое действие СВЧ-излучения низкой интенсивности // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2011. № 2(62). - С. 46-57.
Spisok literatury:
[1] Apollonskij S.M., Vozdejstvie vneshnej elek-tromagnitnoj sredy na cheloveka i sredstva zashchity: monografiya. V 3 t. T. 3. - SPb.: SZTU, 2011. -286 s.
[2] Aldibekova K.N., Kibraeva Z.YU. Vliyanie elektromagnitnyh izluchenij na biosistemy // Perspek-tivy razvitiya nauchnyh issledovanij v 21 veke: mate-rialy 1-j mezhdunar. nauch.-prakt. konf., 31 yanv. 2013 / NIC «Aprobaciya». - M.: Pero, 2013. - S.51-53.
[3] Baranov N.N., Mandrugin A.A. V okruzhenii elektromagnitnyh polej. Mediko-biologicheskie i eko-logicheskie problemy // Izv. Akad. elektrotekhn. nauk RF. 2015. № 1-2. - S. 34-41.
[4] Krylov V.N., Oshevenskij L.V. Vliyanie KVCH-vozdejstviya na izolirovannuyu gladkomys-hechnuyu tkan' kishechnika krys //Millimetrovye volny v biologii i medicine. 2000. № 2. - S. 11-14.
[5] Meshcheryakov A.V. i dr. Posttravmatich-eskij reparacionnyj process v tonicheskih i faznyh myshcah / A.V. Meshcheryakov, B.V. Sviridov, A.D. Deputat, E.A. Dronina, A.A. Ermolaeva // Aktual'nye problemy biohimii i bioenergetiki sporta XXI veka: materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj inter-net-konferencii 25-26 aprelya 2016 g. / pod obshch. red. R.V. Tambovcevoj, V.N. CHeremisinova, S.N. Lit-vinenko, I.A. Nikulinoj, O.S. ZHumaeva, E.V. Plet-nevoj. - M.: Izd-vo RGUFKSMiT (GCOLIFK), 2016. - S. 289-294.
ОБРАЗОВАНИЕ И ПРАВО № 12 • 2021
[6] Meshcheryakov A.V. i dr. Radiacionnyj gormezis i stepen' ego vozdejstviya na organizm / A.V. Meshcheryakov, E.A. Razumovskij, V.A. ZHevnerov, A.A. Sandin // Aktual'nye problemy biohimii i bioenergetiki sporta XXI veka: materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj internet-konfer-encii s mezhdunarodnym uchastiem (Moskva, 10-26 aprelya 2017 g.) / pod obshch. red. R.V.Tambovcevoj, V.N. CHeremisinova, S.N. Litvinenko, I.A. Nikulinoj, O.S. ZHumaeva, E.V. Pletnevoj. - M.: Izd-vo RGUFK-SMiT (GCOLIFK), 2017. - S. 352-355.
[7] Meshcheryakov A. V. i dr. Vozdejstviya mag-nitnogo polya na mitoticheskuyu aktivnost' / A.V.
Meshcheryakov, E.A. Dronina, S.L. Porohin, T.E. Meshcheryakova // Aktual'nye problemy biohimii i bioenergetiki sporta XXI veka: materialy Vserossijskoj nauchnoj zaochnoj konferencii (Moskva, 10-12 aprelya 2018 g.) / pod obshch. red. R.V. Tambovce-voj, V.N. CHeremisinova, S.N. Litvinenko, I.A. Nikulinoj, D.I. Sechina, E.V. Pletnevoj. - M.: RGUFK-SMiT (GCOLIFK), 2018. - S.261-266.
[8] Nikulin R.N. Biologicheskoe dejstvie SVCH-izlucheniya nizkoj intensivnosti // Millimetro-vye volny v biologii i medicine. 2011. № 2(62). - S. 46-57.
ОБРАЗОВАНИЕ И ПРАВО № 12 • 2021
