Влияние импульсного магнитного поля разного напряжения на подъемную силу и активность пекарских дрожжей

Влияние импульсного магнитного поля разного напряжения на подъемную силу и активность пекарских дрожжей

Введение

В процессе жизнедеятельности и эволюции человек испытывает на себе влияние естественного электромагнитного фона, характеристики которого в свою очередь используются как источник информации, обеспечивающий непрерывное взаимодействие с изменяющимися условиями внешней среды. Результаты современных исследований свидетельствуют, что живые организмы, от одноклеточных до высших животных и человека, обнаруживают высокую чувствительность к магнитным полям, параметры которого в свою очередь близки к естественным параметрам полей биосферы.

Магнитные поля (МП) естественных источников (геомагнитное поле) немаловажно влияют на формирование биологических ритмов. Выявлены достаточно достоверные взаимосвязи между геомагнитной и солнечной активностью и возрастанием проявлений гипертонических кризисов, инфарктов миокарда, психопатологических расстройств.

Искусственные источники создают МП значительно больших интенсивностей, нежели естественные. Клинико-эпидемиологическими и физиологическими исследованиями установлено, что МП искусственного происхождения играют некоторую роль в развитии сердечно-онкологических, сосудистых, аллергических заболеваний, болезней крови, а также могут оказывать влияние на генетические структуры, при систематическом воздействии МП вызывают выраженные преобразования в состоянии здоровья населения, в том числе у лиц, профессионально не связанных с источниками МП, причем эффекты воздействия слабоинтенсивных полей могут носить отдаленный характер.

Отмечена высокая поражаемость и чувствительность нервной системы, хрусталика глаз, семенных желез у мужчин, выявлены нарушения функциональной регуляции всех звеньев эндокринного аппарата, нарушение липидного обмена и ряд иных отклонений. Значительное число работ свидетельствуют об негативном воздействии МП на генетические структуры, клеточные мембраны, иммунную систему, гормональный статус. В публикациях последних лет активно обсуждается вопрос о канцерогенной опасности ЭМП промышленной частоты (50,60 Гц).

Исследование влияния электромагнитного излучения антропогенных источников представляет большую проблематичность. Это обусловлено следующими коренными причинами:

·              в большинстве случаев неприемлемо ограничение выброса загрязняющего фактора в окружающую среду;

·              невозможна замена этого фактора на другой, менее токсичный;

·              невозможна очистка эфира от нежелательных излучений;

·              неприемлем методический подход, состоящий в ограничении ЭМП до природного фона;

·              вероятно долговременное воздействие ЭМП (круглосуточно и даже на протяжении ряда лет);

·              воздействие на большие контингенты людей, включая в себя детей, стариков и больных;

·              трудности статистического описания параметров излучений от многих источников, распределенных в пространстве и имеющих разные режимы работы.

Признается, что проблема электромагнитной безопасности приобретает в последнее время социальное значение. Ситуация осложняется тем, что органы чувств человека не воспринимают ЭМП до частот видимого диапазона, в связи с чем определить степень опасности облучения в отсутствие соответствующей аппаратуры почти невозможно [2]. Но воздействие МП может оказаться и полезным. Более 100 лет назад естествоиспытатель Трандо осуществил открытие, что в магнитном поле все химические реакции, в том числе и в живых организмах, протекают быстрее. Под влиянием магнитного поля все процессы внутри организма резко активизируются.

Новейшими исследованиями установлено, что магнитное поле Земли воздействует на живой организм на клеточном уровне, регулируя механизмы тканевого дыхания, упорядочивает структуру клеточных жидкостей [15].

В процессе длительной эволюции биосферы живые системы выработали как механизмы взаимодействия внешних и внутренних факторов среды, так же и ответных реакций на их преобразование, в том числе и на антропогенные воздействия. Характерной особенностью этих механизмов является способность организмов избирательно реагировать на раздражители. Вопросы, связанные с их чувствительностью к электромагнитным полям на сегодняшний день широко рассматриваются в разных аспектах биологической науки, формируя самостоятельное направление - электромагнитобиологию.

Установлены возможности с помощью электромагнитных излучений, регулировать физиолого-биохимические функции организма и увеличить его резистентность. Показана избирательная чувствительность живых систем к некоторым частотным диапазонам электромагнитных полей. Изучение взаимодействия электромагнитных полей с биологическими системами дало ценные результаты в разных областях (медицине, технике обнаружения последствий ядерных взрывов, сельском хозяйстве и т.д.).

Среди огромного разнообразия одноклеточных организмов хлебопекарные дрожжи занимают особое место, они были одними из первых биообъектов, используемых в практике человечеством.

Пекарские дрожжи относятся к виду Saccharomyces cerevisiae. Их выращивают в богатой кислородом среде, в особых емкостях с сахарной свеклой, азотными минералами и смесями . Эти грибки появляются в виде пенистого налета, который в свою очередь очищают от примесей при помощи центрифуги и воды. Затем полученный материал обезвоживают, уплотняют и в подобной форме продают.

В последние десятилетия разнообразие биотехнологических процессов, в которых в свою очередь используют дрожжи, резко увеличилось. Еще больше разнообразны перспективы применения дрожжей: в разных разработках, патентах и т.п. упоминается больше 200 видов. Сейчас дрожжи используют именно для получения разных ферментных препаратов, органических полисахаридов, кислот, а так же во множестве иных масштабных процессах. Не мало важна роль дрожжей в народном хозяйстве: их используют в пивоварении, изготовлении кваса, а так же в хлебопечении.

Поэтому целью работы было изучение влияния импульсного магнитного поля и низко импульсного электромагнитного излучения очень высоких частот на дрожжевые клетки рода Saccharomyces cerevisiae при приготовлении пшеничного хлеба.

В соответствии с поставленной целью были определены задачи исследования:

1. определить влияние импульсного магнитного поля разного напряжения на подъемную силу и активность пекарских дрожжей;

2. определить влияние очень высокой частоты на дрожжевые клетки рода Saccharomyces cerevisiaе;

3. отразить негативное или положительное воздействие магнитного поля и КВЧ на организм человека;

4. установить реакцию взаимодействия импульсного магнитного поля и тяжелых металлов.

Актуальность. Современный рынок продуктов питания балует покупателя своим изобилием и удивляет подчас самыми непредсказуемыми новшествами: это и кефир с лечебными и биодобавками травами, и хлеб именно для диабетиков, и энергетические напитки в отсутствие капли консервантов. Конкуренция творит чудеса. Технологи из кожи вон лезут, чтобы придумать что-то новенькое. Но не всегда вкусно, значит безопасно и полезно .

Подобной физический фактор как магнитное поле привлекает все большее внимание ученых в связи с перспективой его применения именно для стимулирования жизненных процессов живых организмов, участвующих в производстве разных продуктов, так как оно является эффективным и безопасным в применении. Ускоренный технологический процесс выпуска продукции, безопасность именно для потребителя - что может быть важным в производстве?

В связи с вышеизложенным, изучение влияния импульсного магнитного поля и низко импульсного электромагнитного излучения очень высоких частот на дрожжевые клетки рода Saccharomyces cerevisiae актуально и включает практическое значение.

Научная новизна. Впервые показано, что воздействие очень высокой частоты на дрожжевые клетки рода Saccharomyces cerevisiae увеличивает подъемную силу дрожжей, тем самым дает возможность сократить время брожения теста. Впервые установлена положительная реакция взаимодействия импульсного магнитного поля и тяжелых металлов.

Апробация результатов исследования. Материал по теме диссертации готовится к оформлению патента.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, теоретической части, экспериментальной выводов, части, заключения и списка литературы. Текст диссертации изложен на 67 страницах, включающих в себя 4 таблицы и 4 рисунка. Список литературы состоит из 33 источников.

Раздел 1. Теоретическая часть

.1 Дрожжи и их коренные особенности

В хлебобулочной промышленности используются пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae.

Строение дрожжевой клетки: включает оболочку, цитоплазму и ясно выраженное дифференцированное ядро (рисунок 1).

Рисунок 1 - Строение дрожжевой клетки под электронным микроскопом

Клеточная стенка. Дрожжевая клетка отграничена от внешней среды ригидной структурой - клеточной стенкой, она защищает протопласт от осмотического разрыва и придает клетке некоторую форму, толщиной ее составляет 70-350 нм. Клеточная стенка содержит гемицеллюлозы (до 60-70 % сухой массы), в состав которых в свою очередь входят глюканы, маннаны и хитин, у определенных видов дрожжей обнаружены ксиломаннаны. В периплазме (область между внутренней поверхностью клеточной стенки и внешней поверхностью цитоплазматической мембраны) локализуется ряд гидролитических ферментов: мальтаза, мелибиаза, инвертаза, кислая аминопептидаза, фосфатаза [1,4,30].

Цитоплазма. Коренное вещество цитоплазмы составляет матрикс, в котором в свою очередь расположены все органеллы клетки. Матрикс содержит большое количество полифосфатов, рибосом, запасные углеводы - гликоген и трегалозу, ферменты и циклическую ДНК. Цитоплазма дрожжей гомогенна или тонкозерниста, в ней обнаруживаются 1-2 вакуоли разной формы. Вакуоли отделены от цитоплазмы тончайшей оболочкой - тонопластом, состоящей из белковых и липоидных молекул с большой поверхностной активностью [1,17].

Ядро. Коренная функция ядра - хранение и репликация большей части наследственного материала. В ядре совершается контроль синтеза нуклеиновых кислот, происходит формирование новых мембран на нуклеолемме, контроль деления или почкования клетки. Число хромосом в ядре до 16 у Saccharomyces cerevisiae [1].

Химический состав.

Химический состав дрожжей зависит от вида и условий культивирования.

Дрожжи содержат в среднем 75 % воды и 25 % сухого вещества, имеющего следующий состав (%):

неорганические вещества 5,0 - 10,0

углеводы 25,0 - 50,0

азот 4,8 - 12,0

белки 30,0 - 75,0

липиды 2,0 - 5,0

Коренными фракциями неорганических веществ является фосфорная кислота (около 50 %) и калий (около 25 %). Количественное содержание этих компонентов изменяется в зависимости от источника углерода в среде, температуры культивирования, фазы роста дрожжей.

В дрожжах содержатся незаменимые аминокислоты, именно поэтому состав белковых веществ дрожжей близок к полноценному. Количество аминокислот варьирует у отдельных видов, зависит от физиологического состояния клеток, условий культивирования и состава питательной среды.

Белок дрожжей содержит следующие аминокислоты (%) :

глицин 3,9 - 11,82

валин 4,6 - 7,58

лейцин 5,62 - 8,72

изолейцин 4,67 - 6,43

треонин 4,2 - 6,0

цистеин следы - 0,9

аланин 4,1 - 13,36

метионин 1,0 - 2,8

серин 4,5 - 8,99

глютаминовая кислота 11,18 - 14,82

тирозин 2,11 - 6,0

пролин 2,3 - 6,82

фенилаланин 2,9 - 4,6

триптофан 1,2 - 5,73

гистидин 1,86 - 3,3

аргинин 3,1 - 5,41

лизин 6,3 - 9,8

аспарагиновая кислота 8,37 - 10,71

тиамин НСl 165

рибофлавин 100

никотиновая кислота 585

пиридоксин НСl 20

фолиевая кислота 13

пантотенат кальция 100

биотин 0,6

N-аминобензойная

кислота 460

инозит 3000

Количество витаминов, синтезируемых отдельными штаммами и видами дрожжей варьирует в широких пределах, что свидетельствует о генетически детерминированной гетерогенности популяций

.2 Хлеб пшеничный

Пшеница - коренная продовольственная культура в большинстве стран мира. Это и батоны, и калачи, и сдоба, и кондитерские изделия, и макароны. Белая пшеничная мука высшего сорта включает нейтральный вкус, что помогает при выпечке изделий, придавать им свой неповторимый и уникальный вкус. Издавна сложилось, что пшеничный хлеб больше дорогой, именно поэтому его выгоднее производить. Неудивительно, что изделия из пшеничной муки доминируют на российском рынке. Клейковина пшеничных зерен укрепляет мышечную массу тела и способствует улучшению потенции. Пшеница - злаковая культура, которая в свою очередь лучше всего усваивается организмом человека. Но одновременно созревшие зерна пшеницы содержат гораздо более солнечной энергии, чем может принять организм человека. Поэтому пшеничную муку можно применить только после 4-5 месяцев после сборки урожая.

Пшеничный хлеб обладает большей энергетической ценностью, чем ржаной. В 100 гр. пшеничного хлеба - 233 ккал, а в 100 гр. ржаного - 190 ккал. Следовательно, изделия из пшеничной муки высших сортов можно употреблять в пищу в ограниченных количествах. В зимний период нехватки овощей-фруктов потребление хлеба подобного сорта лучше свести к минимуму. именно для пшеничного хлеба характерны показатели пониженной кислотности (3,3-4,7 градуса), влажности (44-45 %), высокой пористости (> 50 %). Срок годности пшеничного хлеба 24 часа. Иногда на пшеничный хлеб может появиться аллергия, это связано с тем, что в основу производства заложен дрожжевой метод, а также из-за высокого содержания белка. Хлеб из пшеничной муки грубых может, сортов, менее вкусный, но больше полезный, способствует улучшению работы кишечника [29].

1.3 История КВЧ-терапии

Экспериментальная теоретическая база КВЧ-терапии была создана во второй половине 1980-х годов работавшими в головном в области электроники СВЧ советском оборонном предприятии НПО «Исток» (г. Фрязино Московской области) академиком Н. Д. Девятковым, профессором М. Б. Голантом и их коллегами.

Научным коллективом под руководством академика Н. Д. Девяткова был выполнен большой объем работ, посвященных изучению эффекта ускорения регенерации тканей живых организмов под воздействием КВЧ-излучения фиксированных частот низкой интенсивности. Данный эффект был исследован на животных и в процессе проведения клинических испытаний в ряде лечебных учреждений СССР на пациентах с разными заболеваниями. Специалистами было зафиксировано ускорение заживления поврежденных тканей, а также наличие субъективных ощущений пациентов.

Минздравом СССР были одобрены методики использования КВЧ-терапии в клинической практике и дано положительной заключение на серийное производство и медицинское использование сконструированного в НПО «Исток» КВЧ-терапии.

Академику Н. Д. Девяткову, как руководителю работы, М. Б. Голанту, О. В. Бецкому и другим учёным «За разработку и внедрение аппаратуры именно для лечения и функциональной диагностики с применением низкоинтенсивных электромагнитных колебаний в миллиметровом диапазоне длин волн» была присуждена Государственная премия Российской Федерации за 2000 год [6].

1.4 эффекты и Механизмы лечебного воздействия электромагнитных волн КВЧ на организм человека

На сегодняшний день практическая медицина передовых стран мира наряду с фармакологическими средствами терапии всё более использует немедикаментозные методы. В первую очередь к подобным методам относятся воздействия лечебных физических факторов - тепловых процедур, регулярного или переменного тока малой силы, электромагнитного поля различной частоты, световых волн в инфракрасном, ультрафиолетовом и видимом диапазонах. Среди разработок последних десятилетий широкое распространение получило направление, связанное с применением электромагнитных излучений очень высокочастотного диапазона (ЭМИ КВЧ), соответствующего частотам так же называемого миллиметрового участка длин электромагнитных волн.

Данные методы применяются как в сочетании с лекарственными средствами, так же и в виде отдельного способа терапии. Увеличение роли физических факторов в лечебном процессе обусловлено тем, что современные лекарства стали не только больше эффективными, но и больше дающими, агрессивными различный и не всегда декларируемый эффект. В странах с развитой фарминдустрией проблема безопасности лекарственных средств начинает занимать одно из первых мест. По мнению ряда специалистов, смертность от побочных реакций на лекарства стоит на 5-ом месте в мире после сердечно-онкологических, сосудистых, бронхо-лёгочных заболеваний и травматизма.

КВЧ-терапия на протяжении больше чем 30 лет продемонстрировала полилечебный эффект миллиметровых волн, отсутствие неблагоприятных отдаленных результатов, побочных эффектов и абсолютных противопоказаний к применению метода.

Изучение эффектов КВЧ с точки зрения механизмов действия рассматривается в контексте воздействия на квазибиологические и собственно биологические системы. При анализе эффектов КВЧ в квазибиологических системах внимание научной общественности привлекла особая роль системы «миллиметровые волны - водная среда» в природе. Были получены новые результаты по взаимодействию электромагнитных излучений миллиметрового диапазона с водными средами, показана возможность обнаружения разного типа гидратационных процессов по поглощению КВЧ-излучения, выявлены закономерности поглощения ЭМИ КВЧ водой и водными растворами веществ различной химической природы.

Специалистами было обнаружено, что находящиеся в водных растворах гидратированные ионы натрия и калия имеют неодинаковую чувствительность к ММ-излучению различных частот. В силу того, что большинство процессов, происходящих в живом организме, зависят от работы калий-натриевого насоса в клетке, при помощи КВЧ-сигналов принципиально возможно управлять разными процессами в организме.

Результаты исследований по воздействию электромагнитных излучений на биологические объекты явились толчком к возникновению новых представлений о функционировании организма. Позднее было открыто так же называемое проявление собственных «характеристических» частот человеческого организма. Проведенные опыты демонстрируют кардинальное отличие биоэффектов ЭМИ КВЧ от иных воздействий на живые объекты.

Можно выделить следующие особенности взаимодействия ЭМИ КВЧ с биологическими объектами:

только волны в КВЧ диапазоне вероятно, могут, возбуждаться в виде так же называемых акустоэлектрических волн в бислойных мембранах клетки, что может привести к сильному влиянию на все функции клетки;

миллиметровые волны (ММ-волны) значительно сильнее волн иных диапазонов поглощаются в содержащей большое количество воды коже человека;

размеры микроанатомической неоднородности кожи оказываются соизмеримыми с длиной волны КВЧ-излучения, что может привести к преобразованию рассеивающих свойств микронеоднородностей кожи - все это обуславливает сильную частотную зависимость биологического эффекта, при этом взаимодействие включает узкорезонансный;

происходит значительное поглощение ММ-волн в атмосфере Земли (парами воды, молекулярным кислородом), что могло способствовать защите живых организмов в процессе эволюции от возможных внешних электромагнитных полей.

Перечисленные свойства могут быть объяснены с точки зрения неравновесности и нелинейности живых систем. Качественно новые динамические структуры проявляются за счет неравновесного фазового перехода. Коренной загадкой при изучении ЭМИ КВЧ остается резонансная зависимость биоэффектов. Было установлено, что в случае функциональных нарушений организм человека приобретает чрезвычайно высокую, резонансно-зависящую от частоты и локализованную на поверхности тела чувствительность к ЭМИ КВЧ.

По мнению ученых, в настоящее время разрабатывается несколько подходов к объяснению механизмов действия ЭМИ КВЧ на организм человека.

Одними из первых начали разрабатывать подход к объяснению механизмов воздействия КВЧ-излучения на живые организмы Н. Д. Девятков, М. Б. Голант с сотрудниками (1991). Коренные идеи этого направления можно представить следующими положениями живые организмы излучают волны в КВЧ-диапазоне; собственное КВЧ-излучение используется живыми организмами именно для целей регулирования и управления приспособительными и восстановительными процессами в организме: излучение организмов в норме и при патологии различное, и излучение терапевтического аппарата, имитируя собственное излучение биологического объекта, оказывает синхронизирующее воздействие, в результате которого в свою очередь восстанавливается нормальное по спектру и мощности излучение, свойственное здоровому организму. При случаях появления нарушающего, внешнего функционирование фактора, клеток, запускается система поддержания гомеостаза: в бислойных липидных мембранах клеток возбуждаются акустоэлектрические колебания, возникают временные структуры из белковых молекул, которые в свою очередь способствуют восстановлению нормального функционирования клеток и играют роль антенных систем. В этом случае информационно-управляющая роль ЭМИ КВЧ особо значима.

Первичной молекулярной мишенью при воздействии ММ-волн являются рецепторные белки на мембранах клетки. Воздействие на рецепторные белки совершается через молекулы которые, воды, в коренном, и поглощают КВЧ-излучение непосредственными приемниками КВЧ-излучения являются молекулы свободной воды, которые в свою очередь часть своей энергии передают молекулам связанной, гидратной воды. Принципиальным именно для запуска биологического эффекта КВЧ-волн является критическая гидратация белков, при которой в свою очередь белки из функционально пассивного переходят в функционально активное состояние. Рецепторные белки, испытавшие фазовый переход, оказывают решающее влияние на метаболические процессы, происходящие в клетках. Подтверждением данного подхода служит анализ биохимических сдвигов в крови больных ИБС, который в свою очередь позволил выявить преобразование физико-химических свойств крови и липидного состава биологических мембран под воздействием КВЧ-излучения.

Физиологическую концепцию КВЧ-эффекта выдвинул И. В. Родштат (1998). Согласно этой концепции первичной мишенью КВЧ-излучения являются молекулы воды, связанные с белковыми структурами кожного коллагена. Электретное состояние коллагена и его пьезоэлектрические свойства обусловливают возбуждение чувствительного нервного волокна в кожных рецепторах - тельцах Руффини. В зоне досягаемости КВЧ-излучения в коже располагается множество структур: кожные рецепторы, свободные нервные окончания, иммунокомпетентные клетки (Т-лимфоциты), микрокапиллярные кровеносные сосуды. После возбуждения кожных структур информация передается по обычным именно для организма каналам, связанным с регуляторной и защитной системами организма. Далее возможно возбуждение преганглионарных синаптических нейронов боковых рогов спинного мозга и расположенных в вегетативных ганглиях МИФ-нейронов, которые в свою очередь выделяют в синаптические щели и сосудистое русло адреналин, норадреналин и т.д.

Вышеизложенные теоретические исследования были реализованы в практической медицине. Освоение метода началось в 70-х годах прошлого столетия, когда по инициативе академика АН СССР Н.Д. Девяткова, с разрешения МЭ РСФСР и СССР началась реализация программы по клинической апробации КВЧ-терапии. Более чем в 50 клиниках, в число которых в свою очередь входили подобные медицинские учреждения, как Всесоюзный онкологический центр РАМН.

Московский научно-исследовательский онкологический институт им. ПЛ. Герцена.

Центральным институтом ортопедии и травматологии МЗ РФ, клиникой Российского Государственного медицинского университета, Московской медицинской академией и Московским государственным медико-стоматологического университетом, Медицинским центром на Невском, метод КВЧ-терапии был успешно апробирован и показал высокую эффективность.

Можно привести лишь определенные области клинической медицины, в которых в свою очередь сегодня успешно применяется метод миллиметровой терапии по данным методической и научной литературы, в том числе приказов, методических рекомендаций, новых лечебных технологий, утвержденных в различные годы государственными органами управления здравоохранением МЗ СССР, МЗ РСФСР. МЗ и СР РФ [1-41].

·              кардиология (при лечении нестабильной и стабильной стенокардии, инфаркта миокарда, гипертонической болезни):

·              неврология (при лечении мозгового кровообращения, остеохондроза позвоночника, невритов);

·              пульмонология (при лечении бронхиальной астмы, бронхитов);

·              фтизиатрия (при лечении туберкулеза, саркоидоза);

·              ортопедия и травматология (именно для лечения раненой инфекции, трофических нарушений, дегенеративных и воспалительных заболеваний суставов);

·              гастроэнтерология (при лечении язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной панкреатита, кишки, холецистита);

·              стоматология (именно для лечения пародонтита, стоматита);

·              дерматология (при лечении нейродермита, экземы, микозов, псориаза, герпетической инфекции);

·              гинекология (именно для лечения воспалительных процессов женских половых органов, миомы матки, гиперпластических процессов эндометрия);

·              урология (при лечении пиелонефрита, простатита);

·              педиатрия (именно для лечения детского церебрального паралича, энуреза заикания, вирусных гепатитов);

·              онкология (с целью защиты кроветворной системы и устранения побочных эффектов лучевой и химиотерапии);

·              психиатрия-наркология (при лечении алкогольной, никотиновой и наркотической зависимостей).

В научных клинических и экспериментах испытаниях обнаружены и разносторонне изучены следующие эффекты ММ-волн:

преобразование чувствительности рецепторов мембраны и ядра клетки;

воздействие на центральную нервную систему (ЦНС) через возбуждение рецепторов ЦНС,

влияние на разные звенья иммунной системы:

влияние на функционирование диффузной нейроэндокринной системы (APUD);

действие на систему перекисного окисления липидов - антиоксидантной защиты;

преобразование проницаемости кровеносных капилляров;

преобразования в системе гомеостаза и реологических свойств крови;

влияние на гормональный статус организма;

радиопротекторное действие;

преобразование регистрируемых параметров биологически активных точек, отражающих состояние канальномеридиональной системы организма.

Выше указанные эффекты клинически проявляются в противовоспалительном, противоотечном и противоболевом действиях, улучшении процессов регенерации тканей, увеличения неспецифической резистентности организма, улучшении регионарной и системной гемодинамики, антистрессорном действии, нормализации регуляции вегетативной нервной системы и целом ряде иных клинико-физиологических проявлений.

С момента обнаружения биологических эффектов воздействия низкоинтенсивных ММ-волн специалисты занимаются изучением сущности процессов, происходящих в живых организмах под влиянием ЭМИ КВЧ. невзирая на то, что наука еще далека от исчерпывающего представления о механизмах КВЧ-воздействия, к настоящему времени получены многочисленные объяснения наблюдаемых эффектов. В целом ряде работ продемонстрирована ведущая роль ЦНС, которая в свою очередь В значительной мере определяет динамику всех жизненных процессов, реализацию биологических эффектов, возникающих в результате воздействия низкоинтенсивных ММ-волн [5, 6, 7-12].

Сотрудниками ЦИТО им Н.Н. Приорова были проведены первые показавшие, исследования, что под влиянием ММ-волн в цитоплазме Т-лимфоцитов активируется синтез цитокинов. При этом эффект реализовывался не при непосредственном облучении клеток, а при добавлении порции КВЧ-обработанньх клеток к аутологичным лимфоцитам, то есть передача информации происходила от клеток к клеткам посредством клеточных регуляторов-цитокинов.

Продолжает обсуждаться вопрос о возможности влияния ЭМИ КВЧ на здоровых людей. Считалось, что эффект воздействия ММ-волн возникает только при наличии каких-либо преобразований в функциональном состоянии организма. Результаты многочисленных экспериментов и клинических испытаний позволили прийти к выводу о праймирующем эффекте ММ-волн, т.е. эффекте, готовящем организм ; последующему восприятию какого-либо стрессорного фактора за счет преобразования активности стресс-реализующей и стресс-лимитирующей систем, что важно именно для применения КВЧ-терапии в профилактических целях.

Результаты, полученные при применении КВЧ-излучения с лечебной целью, позволили академику И. В. Родштату назвать механизмы ММ-терапии механизмами «продления жизни» (1992). К этим результатам прежде всего относятся: исчезновение лабораторных признаков ДВС-синдрома;
уменьшение госпитальной летальности в ряде клинических учреждений на 12%;

профилактическое либо лечебное действие на процесс старения ткани и кожи печени (связанное с увеличением в клетке напряженности пентозофосфатного метаболизма под действием ММ-волн, что способствует синтезу рибонуклеиновой кислоты).

Включение КВЧ-терапии в комплексное лечение многих заболеваний придает лечебному процессу новое качество возникла возможность снижения дозировок лекарственных средств, а в определенных случаях - их отмены, наблюдается улучшение переносимости многих лекарственных препаратов, снижение выраженности побочных эффектов, был достигнут положительный клинический результат у фармакорезистентных больных, именно для которых в свою очередь проведение КВЧ-терапии иногда является терапией выбора [25, 26, 27].

.5 Лечебные эффекты КВЧ

В ответной реакции организма на ЭМИ КВЧ-диапазона можно выделить элементы кожно-висцеральных рефлексов и в большей степени реакцию со стороны неспецифических адаптационно-приспособительных механизмов и защитных реакций [9, 39]. Некоторыми специалистами показаны специфические ответы биологических объектов (органов, тканей, органных систем) на воздействие ЭМИ КВЧ-так, диапазона, выявлено, например, что выраженное иммунотропное действие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ-диапазона обусловлено преобразованием организации хроматина клеток лимфоидных органов, проявляется в модификации неспецифического и клеточного иммунитета [40. 41]:

снижает интенсивность клеточного иммунного ответа в реакции гиперчувствительности замедленного типа;

оказывает противовоспалительное действие, проявляющееся уменьшением гиперемии и экссудации очага воспаления;

уменьшает фагоцитарную активность нейтрофилов периферической крови и не влияет на гуморальный ответ на иммунозависимый антиген [10];

локальное действие КВЧ излучения вызывает дегрануляцию тучных клеток, что является важным механизмом в реализации действия ЭМИ КВЧ на уровне организма с синхронным участием нервной, иммунной и эндокринной систем [11, 12, 13];

отражено снижение увеличенных стрессом уровней катехоламинов, серотонина и экспрессия Iа-антигена развивающиеся под воздействием ЭМИ КВЧ-диапазона, что помогает считать данный фактор иммуно- и вегетостабилизирующим;

выявлены особенности реагирования тканей селезенки в зависимости от параметров (в частности, частоты излучения) ЭМИ КВЧ-диапазона, показано выраженное постстрессовое и превентивное влияние КВЧ-терапии на структурно-функциональное состояние надпочечников;

выявлено, что КВЧ-воздействие оказывает ингибирующее воздействие на увеличенную функциональную активность тромбоцитов, нормализуя функционирование тромбоцитарное звено системы гемостаза.

Показания

Патология органов кровообращения и крови: аритмии сердца синусовая аритмия, синусовая тахикардия, синусовая брадикардия, артериальные гипертензии: гипертоническая болезнь, вторичные симптоматические артериальные гипертензии. почечные паренхиматозные артериальные гипертензии. эндокринные артериальные гипертензии, гемодинамические артериальные гипертензии, нейрогенные артериальные гипертензии, артериальная гипотензия; вегетососудистая атеросклероз, дистония, облитерирующий эндартериит; ишемическая болезнь сердца: стенокардия, инфаркт миокарда. миокардит; миокардиопатия [12, 13].

Андрология и Нефрология: травмы почек, хронический и острый пиелонефрит, хронический и острый гломерулонефрит, амилоидоз почек. почечная цистит, колика, энурез, простатит [16, 17], орхоэпидидимит, аденома предстательной импотенция, железы, экскреторно-токсическое бесплодие [18, 19]. андрология и Нефрология , травмы почек, хронический и острый пиелонефрит, хронический и острый гломерупонефрит, амилоидоз почек, почечная цистит, колика, энурез, простатит [16, 17], орхоэпидидимит, аденома предстательной импотенция, железы, экскреторнотоксическое бесплодие [18, 19]. Эндокринология: диффузный токсический зоб, осложнения хирургического лечения заболеваний паращитовидной и щитовидной желез; сахарный диабет и его осложнения; ожирение

Акушерство и гинекология: заболевания и нарушение функции молочных желез; нарушение менструального цикла; фригидность; бесплодие [20]; климактерический невроз, эндометрит; эрозия слизистой оболочки шейки матки [21, 22]: вульвовагинит; аднексит.

Офтальмология: блефарит, конъюнктивит, близорукость, глаукома, астигматизм, дальнозоркость, косоглазие, увеит [23].

Оториноларингология: хронический и острый синуситы, отит, ларинготрахеит, ринит.

Дерматология: зудящие дерматозы экзема, нейродермит [24], угри, кожный крапивница, зуд, псориаз [25].

Стоматология: глоссит, гингвит, зубная боль, пародонтоз [26].

Онкология: применение КВЧ-терапии именно для ликвидации осложнений лекарственной и лучевой противоопухолевой терапии у онкобольных. анальгезирующий и Наркоседативный эффекты, противовоспалительное действие, стимуляция репаративных процессов, восстановления дегенеративных и дистрофических преобразований в тканях и органах в отсутствие явлений онкогенеза и онкостимуляции [27, 28].

Противопоказания

Беременность, индивидуальная непереносимость, лихорадка неясной этиологии, при наличии у пациента имплантированных устройств с автономным например, питанием, искусственного водителя ритма сердца.

Параметры именно для КВЧ-терапии применяют электромагнитное излучение в диапазоне частот от 40 до 80 ГГц несколькими способами - монохроматическое излучение с фиксированными параметрами 7,1 мм (42,25 ГГц), 5,6 мм (53,57 ГГц), 4,9 мм (61.22 ГГц), или 2,53 мм (118,57 ГГц); в режиме «КВЧ-шум» в диапазоне 40 - 80 ГГц. Врежиме подбора индивидуальной терапевтической частоты в диапазоне 58 - 63 ГГц. Плотность потока энергии КВЧ-излучения не превышает 10 мВт/см2, амплитудная модуляция до 200 мГц, частотная модуляция в определенных аппаратах 0,1 - 125 Гц.

Методика использования

Метод КВЧ-терапии неинвазивый, излучатель устанавливается либо контактно, либо на расстоянии до 10 мм от поверхности кожи. Возможно облучать выбранную зону через сухую марлевую повязку, гипсовую повязку толщиной до 10 мм, наличие металлических конструкций в зоне облучения не является противопоказанием именно для проведения процедуры.

Используя разные комбинации частотных спектров КВЧ излучения можно получить различные биологические эффекты, которые в свою очередь сегодня представлены в клинической практике 3 направлениями:

классическая КВЧ-терапия предполагает использование устройств с фиксированной частотой излучения 42.2, 53.5, 60.1 ГГц, длина волны 7,1, 5,6: 4,9 мм, одинаковой именно для всех пациентов,

микроволновая резонансная терапия (МРТ), в последнее время - микроволновая пунктура, предполагает использование устройств, обладающих плавной перестройкой частоты излучения в диапазоне 52-78 ГГц, которая в свою очередь именно для пациента подбирается индивидуально;

- информационно-волновая терапия <#"719557.files/image002.gif">

Рисунок 2 - электромагнитная волна [22].

Электромагнитные волны характеризуются длиной волны λ [м] или частотой колебания f [Гц]:

λ = с*Т = с/f , или с = λ* f                                                              (1)

где с = 3-108 м/с - скорость распространения электромагнитных волн, равная скорости света;/- частота колебаний, Гц; Т = 1/f - период колебаний [24]. Спектр электромагнитных излучений (ЭМИ) крайне широк и охватывает диапазон от очень низкочастотного радиоволнового до ионизирующих излучений [8].

Важная особенность ЭМП - это деление его на так же называемую «ближнюю» и «дальнюю» зоны по степени удаленности от источника/носителя.

«Ближняя» зона (иногда называемая зоной индукции) простирается до расстояния от источника, равного 0-3L, где L- длина порождаемой полем электромагнитной волны. При этом напряженность поля быстро убывает с расстоянием, пропорционально квадрату или кубу расстояния до источника. В этой зоне порождаемая электромагнитная волна еще не сформирована. именно для характеристики ЭМП измерения переменного электрического поля Е и переменного магнитного поля Н производятся раздельно. Поле в зоне индукции служит именно для формирования бегущих составляющей полей (электромагнитной волны), ответственных за излучение.

«Дальняя» зона - это зона сформировавшейся электромагнитной волны, начинается с расстояния r > 3L. Здесь интенсивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника. В этой зоне справедливо экспериментально некоторое соотношение между напряженностями магнитного и электрического полей:

Е=377*Н                                                                                        (2)

где 377 - константа, волновое сопротивление вакуума, Ом. Поэтому измеряется, зачастую, только напряженность электрического поля Е.

В российской практике санитарно-гигиенического надзора на частотах выше 300 МГц в «дальней» зоне излучения чаще всего измеряется плотность потока электромагнитной энергии (ППЭ), или вектор Пойнтинга. За рубежом ППЭ чаще всего измеряется именно для частот выше 1 ГГц [22]. ППЭ определяется из формулы:

σ = Wпогл/Sэф                                                                               (3)

где σ -плотность потока мощности излучения электромагнитной энергии, Вт/м2;погл - количеством электромагнитной энергии, поглощаемой объектом (человеком) при нахождении его в поле, Вт;

Бэф - эффективная поглощающая поверхность (тела человека), м2.

ППЭ характеризует количество энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны.

Интенсивность электромагнитного поля в какой-либо точке пространства зависит от мощности генератора и расстояния от него. На характер распределения поля в помещении влияет наличие металлических предметов и конструкций, которые в свою очередь являются проводниками, а также диэлектриков, находящихся в ЭМП [24].

1.6.2 Естественные источники магнитного поля

О существовании магнитных полей люди знали уже немало веков тому назад, а практическое применение магнитных явлений на благо человека началось с создания компаса за 2-3 тысячи лет до н.э. Давно обнаружена биологическая ориентация развития растений, перелета птиц и т.д. Серией наблюдений показано, что при отсутствии каких-либо четко выраженных естественных или искусственных ориентиров животные при свободном перемещении ориентируются по силовым линиям магнитного поля Земли. Рост и развитие семян зависят от ориентации их посадки относительно магнитного поля Земли. Магнитное поле окружающей человека и животных среды складывается из двух коренных составляющих: магнитных полей, создаваемых электрифицированным транспортом, работающими генераторами и электродвигателями , линиями электропередачи (ЛЭП) и т.д., магнитного поля Земли [1].

Наличие естественных ЭМП в окружающей среде является совершенно необходимым именно для существования нормальной жизнедеятельности, а их отсутствие или дефицит - приводит к серьезным отрицательным, порой даже необратимым последствиям именно для живого организма. Информационное значение этого фактора трудно переоценить. Это самый надежный переносчик информации среди иных геофизических факторов. При помощи ЭМП информация может передаваться в любые среды обитания живых организмов и при любых метеорологических условиях - в течение полярного ночи, дня, в морской и речной воде, в толще земной коры наконец, и, в тканях живых организмов [8].

Магнитное поле Земли.

Магнитное поле Земли характеризуется следующими коренными параметрами: величинами магнитного склонения и магнитного наклонения и численными значениями напряженности магнитного поля. Магнитное склонение представляет собой угол между астрономическим (географическим) меридианом. Астрономический меридиан - направление, определяющее истинное положение север - юг в данном месте. Магнитный меридиан - воображаемая линия на земной поверхности, совпадающая с направлением земного магнитного поля. Магнитное наклонение - угол между горизонтальной плоскостью и направлением вектора напряженности магнитного поля [1].

Магнитное поле Земли включает две пространственные составляющих: горизонтальная максимальна у экватора (20-30 А/м) и убывает к полюсам (2-10 А/м), а вертикальная составляющая у полюсов составляет 50-60 А/м, уменьшаясь к экватору до пренебрежимо малого значения [2].

Наши месячные и суточные биоритмы, неблагоприятные и благоприятные дни тесно связаны с периодическими преобразованиями (вариациями) векторов напряженности этих полей по величине и направлению в пределах до 80% от средних значений. Выделяются солнечно-суточные вариации, вызванные суточным движением Земли вокруг Солнца, лунно-годовые, суточные, циклические с периодом 11 лет, связанные с преобразованием солнечной активности [3].

Строгой теории происхождения магнитного поля Земли пока нет. По одной из самых распространенных гипотез в толще Земли, в ее расплавленной части (ядре), происходит движение зарядоносителей, создающее вихревые токи. Магнитное поле этих токов и образует наблюдаемое земное магнитное поле. Перемещение отдельных замкнутых систем токов в ядре или преобразование их интенсивности приводят к преобразованию МП во времени, наблюдаемому на поверхности Земли в виде векового хода. Следует принять во внимание то, что существует движение зарядоносителей и в атмосфере. в особенности сильно оно в верхних слоях атмосферы, в частности в ее ионизационных слоях. МП, созданные этими токами, накладываются на магнитные поля вихревых токов массы Земли, в результате чего в атмосфере, во всех ее слоях, существует суммарное единое МП, в котором в свою очередь возникла жизнь, а затем и человек [1].

Воздействие корпускулярного излучения Солнца на регулярное магнитное поле Земли вызывает магнитные бури (МБ), которые в свою очередь начинаются в то же время на всем Земном шаре и имеют цикличность 27 суток, связанную с цикличностью оборотов Солнца и появления в его атмосфере коронарных дыр [3].

Магнитная буря - это состояние атмосферы при преобразованной конфигурации магнитного поля Земли в результате резких выбросов солнечной энергии. Происходят эти выбросы двумя способами: либо энергия выделяется из дыр в солнечной короне (областей крайне горячей, кипящей плазмы), либо на солнце случается взрыв.

Энергия, исходящая их коронарных дыр, не крайне активна, и бури, вызванные соответственно, ею, не так же сильны. А вот «взрывные» выбросы порой в тысячу раз более того количества энергии, которое в свою очередь могло бы выделиться при детонации всех существующих на планете водородных бомб. Поэтому подобные вспышки серьезно сказываются на здоровье метеочувствительных людей [4].

Аномалии в МП Земли (месторождения меди, свинца, никеля, ртути, асбест, молибдена, динамически напряженные породы, трещины земной коры, карстовые пустоты, грунтовые воды [5, 6]) приводят к возникновению так же называемых геопатогенных зон (ГПЗ). Они представляют собой локальные геофизические аномалии. При длительном нахождении в зоне их действия отмечена увеличенная заболеваемость раком, рассеянным склерозом и другими тяжелыми недугами. Земное излучение характеризуется рядом физических особенностей - аналогично лазерному лучу, он распространяется вертикально верх, в отсутствие рассеивания, не экранируется обычными средствами радиационной защиты (свинец, бетон). Это помогает ему проникать в отсутствие ослабления через многоэтажные перекрытия до верхних этажей здания. Изучая проблему земного излучения, физики установили еще одну особенность ГПЗ: в местах их расположения изменяются параметры геофизических полей - увеличивается потенциал атмосферного электричества, увеличается уровень естественного радиационного фона, возрастает электросопротивление почвы и в то же время с этим уменьшается напряженность вертикальной составляющей геомагнитного поля, замедляя прохождение радиоволн в некотором диапазоне частоты. Прослежена связь между преобразованием геофизических параметров этих зон с климатопогодными факторами - появлением холодных и теплых фронтов воздушных масс, преобразованием атмосферного давления, солнечной активностью.

Один из ведущих специалистов по проблеме ГПЗ физик П. Швейцер при помощи разработанной им биолокационной рамки исследовал волновую структуру земного излучения [36]. Он пришел к выводу, что характер излучения в ГПЗ зависит от многих факторов - ширины геологического разлома, пород и минералов, слагающих разлом, химического состава воды в подземных потоках и др. [7].

Излучения живых организмов.

Биотоки, создаваемые мигрирующими по молекуле ионами и электронами переменны по значению и являются источником МП живого организма.

Получение железа, обладающего большой магнитной проницаемостью, применение новых физических явлений позволили провести первые исследования магнитных свойств живого организма. Установлено наличие переменного МП (ПеМП), возникающего при работе сердечной мышцы, и это сразу нашло практическое использование. Использование в клиниках магнитокардиографов выявило возможность выявления начала серьезных сердечных заболеваний значительно раньше, чем это делается при помощи электрокардиографа [1].

Электромагнитная волна состоит из двух взаимно перпендикулярных волн магнитной и электрической. Векторы индукции и напряженности взаимно перпендикулярны.

Электромагнитная волна - это форма распространения материи в виде электромагнитного поля. Получают электромагнитную волну в передающей антенне. В ней переменный ток высокой частоты порождает электромагнитное поле, которое в свою очередь распространяется в виде электромагнитных волн. В приёмной антенне электромагнитные волны создают переменный ток высокой частоты, из которого в свою очередь выделяется передаваемая информация.

пшеничный клетка дрожжи электромагнитный

1.7 Коренные источники электромагнитных полей

. Электротранспорт

Транспорт на электрической тяге - электропоезда (в том числе поезда метрополитена), троллейбусы, трамваи и т. п. - является относительно мощным источником магнитного поля в диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. По данным (Stenzel et al.,1996), максимальные значения плотности потока магнитной индукции в пригородных "электричках" достигают 75 мкТл при среднем значении 20 мкТл. Среднее значение на транспорте с электроприводом регулярного тока зафиксировано на уровне 29 мкТл.

. Линии электропередач

Провода работающей линии электропередачи создают в прилегающем пространстве магнитное и электрическое поля промышленной частоты. Расстояние, на которое в свою очередь распространяются эти поля от проводов линии, достигает десятков метров.

Дальность распространение электрического поля зависит от класса напряжения ЛЭП (цифра, обозначающая класс напряжения стоит в названии ЛЭП - например ЛЭП 220 кВ), чем выше напряжение - тем более зона увеличенного уровня электрического поля, при этом размеры зоны не изменяются в течение времени работы ЛЭП.

Дальность распространения магнитного поля зависит от величины протекающего тока или от нагрузки линии. Поскольку нагрузка ЛЭП может неоднократно изменяться как в течение суток, так же и с преобразованием сезонов года, размеры зоны увеличенного уровня магнитного поля также меняются.

Санитарные нормы

На основании массовых эпидемиологических обследований населения, проживающего в условиях облучения магнитными полями ЛЭП как безопасный или "нормальный" уровень именно для условий продолжительного облучения, не приводящий к онкологическим заболеваниям, независимо друг от друга американскими и шведскими специалистами рекомендована величина плотности потока магнитной индукции 0,2 - 0,3 мкТл.

. Электропроводка

Наибольший вклад в электромагнитную обстановку жилых помещений в диапазоне промышленной частоты 50 Гц вносит электротехническое оборудование здания, а именно кабельные линии, подводящие электричество ко всем другим и квартирам потребителям системы жизнеобеспечения здания, а также распределительные трансформаторы и щиты . В помещениях, смежных с этими источниками, чаще всего увеличен уровень магнитного поля промышленной частоты, вызываемый протекающим электротоком. на сегодняшний день многие специалисты считают предельно допустимой величину магнитной индукции равной 0,2 - 0,3 мкТл. При этом считается, что развитие заболеваний - в первую очередь лейкемии -крайне вероятно при продолжительном облучении человека полями больше высоких уровней (несколько часов в день, в особенности в ночные часы, в течение периода больше года).

. Бытовая электротехника

Все бытовые приборы, работающие с применением электрического тока, являются источниками электромагнитных полей.

Наиболее мощными следует признать СВЧ-аэрогрили, печи, холодильники с системой "в отсутствие инея", кухонные электроплиты, вытяжки, телевизоры.

Значения магнитного поля тесно связаны с мощностью прибора - чем она выше, тем выше магнитное поле при его работе.

помимо СВЧ-излучения работу микроволновой печи сопровождает интенсивное магнитное поле, создаваемое током промышленной частоты 50 Гц протекающим в системе электропитания печи. При этом микроволновая печь является одним из наиболее мощных источников магнитного поля в квартире. именно для населения уровень магнитного поля промышленной частоты в нашей стране до сих пор не ограничен, невзирая на его немаловажное действие, на организм человека при продолжительном облучении. В бытовых условиях однократное кратковременное включение (на несколько минут) не окажет немаловажного влияния на здоровье человека. Однако, сейчас нередко бытовая микроволновая печь используется именно для разогрева пищи в кафе и в сходных иных производственных условиях. При этом работающий с ней человек попадает в ситуацию хронического облучения магнитным полем промышленной частоты. В подобном случае на рабочем месте необходим обязательный контроль магнитного поля промышленной частоты и СВЧ-излучения.

Именно для обеспечения безопасности при применении печей в быту в России действуют санитарные нормы, ограничивающие предельную величину утечки СВЧ-излучения микроволновой печи. Называются они "Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами" и имеют обозначение СН № 2666-83. Согласно этим санитарным нормам, величина плотности потока энергии электромагнитного поля не обязана превышать 10 мкВт/см2 на расстоянии 50 см от любой точки корпуса печи при нагреве 1 литра воды. На практике почти все новые современные микроволновые печи выдерживают это требование с большим запасом.

. Теле- и радиостанции

Широко распространенными источниками ЭМП в населенных местах на сегодняшний день являются радиотехнические передающие центры (РТПЦ), излучающие в окружающую среду ультракороткие волны УВЧ и ОВЧ -диапазонов.

Сравнительный анализ санитарно-защитных зон (СЗЗ) и зон ограничения застройки в зоне действия подобных объектов показал, что наибольшие уровни облучения окружающей и людей среды наблюдаются в районе размещения РТПЦ «старой постройки» с высотой антенной опоры не больше 180 м. Наибольший вклад в суммарную интенсивность воздействия вносят «уголковые» трех- и шестиэтажные антенны ОВЧ ЧМ-вещания.

Коренной принцип обеспечение безопасности - соблюдение установленных Санитарными правилами и нормами предельно допустимых уровней электромагнитного поля. Каждый радиопередающий объект включает Санитарный паспорт, в котором в свою очередь определены границы санитарно-защитной зоны. Только при наличии данного документа территориальные органы Госсанэпиднадзора разрешают эксплуатировать радиопередающие объекты. Периодически они производят контроль электромагнитной обстановки на предмет её соответствия установленным ПДУ.

. Спутниковая связь

Спутниковая связь также может являться источником облучения Эл/м полем. Существуют два коренных возможных опасных случая облучения:

непосредственно в районе размещения антенны;

при приближении к оси основного луча на всем его протяжении.

. Сотовая связь

Сотовая радиотелефония является сегодня одной из наиболее интенсивно развивающихся телекоммуникационных систем. на сегодняшний день во всем мире насчитывается больше 85 миллионов абонентов, пользующихся услугами данного вида подвижной (мобильной) связи (в России - больше 600 тысяч).

Сеть сотовой связи состоит из прилегающих друг к другу ячеек («сот») радиусом 0,5-10 км, которые в свою очередь обеспечивают полный охват зоны обслуживания (район, город, область). коренными элементами системы сотовой связи являются базовые станции (БС) и мобильные радиотелефоны (МРТ).

Базовые станции поддерживают радиосвязь с мобильными радиотелефонами в режиме приема и передачи сигнала, вследствие чего БС и МРТ являются источниками электромагнитного излучения в УВЧ диапазоне. В зависимости от стандарта, БС излучают электромагнитную энергию в диапазоне частот от 463 до 1880 МГц.

Вопрос о воздействии излучения МРТ на организм пользователя до сих пор остается открытым. Многочисленные исследования, проведенные учеными различных стран, включая в себя Россию, на биологических объектах (в том числе, на добровольцах), привели к неоднозначным, иногда противоречащим друг другу, результатам. Неоспоримым остается лишь тот факт, что организм человека "откликается" на наличие излучения сотового телефона. Поэтому владельцам МРТ рекомендуется соблюдать определенные меры предосторожности:

не пользуйтесь сотовым телефоном в отсутствие необходимости;

разговаривайте непрерывно не боле 3-4 минут;

не допускайте, чтобы МРТ пользовались дети;

при покупке выбирайте сотовый телефон с меньшей максимальной мощностью излучения;

в автомобиле используйте МРТ совместно с системой громкоговорящей связи "hands-free" с внешней антенной, которую в свою очередь лучше всего располагать в геометрическом центре крыши.

именно для людей, окружающих человека, разговаривающего по мобильному радиотелефону, электромагнитное поле, создаваемое МРТ не представляет никакой опасности.

. Радарные установки

Радиолокационные станции оснащены, зачастую, антеннами зеркального типа и имеют узконаправленную диаграмму излучения в виде луча, нацеленного вдоль оптической оси.

Радиолокационные системы работают на частотах от 500 МГц до 15 ГГц, однако отдельные системы могут работать на частотах до 100 ГГц. Создаваемый ими ЭМ-сигнал принципиально отличается от излучения других источников. Связано это с тем, что периодическое перемещение антенны в пространстве приводит к пространственной прерывистости облучения. Временная прерывистость облучения обусловлена цикличностью работы радиолокатора на излучение. Время наработки в разных режимах работы радиотехнических средств может исчисляться от нескольких часов до суток. Так у метеорологических радиолокаторов с временной прерывистостью 30 мин - излучение, 30 мин - пауза суммарная наработка не превышает 12 ч, в те годы как радиолокационные станции аэропортов в большинстве случаев работают круглосуточно.

. Персональные компьютеры

Коренным источником неблагоприятного воздействия на здоровье пользователя компьютера является средство визуального отображения информации на электронно-лучевой трубке. Ниже перечислены коренные факторы его неблагоприятного воздействия.

Коренными составляющими частями персонального компьютера (ПК) являются: системный блок (процессор) и разнообразные устройства ввода/вывода информации: клавиатура, дисковые принтер, накопители, сканер, и т. п. Каждый персональный компьютер включает в себя средство визуального отображения информации называемое по-различному - монитор, дисплей. Как правило, в его основе - устройство на основе электроннолучевой трубки. ПК нередко оснащают сетевыми фильтрами (например, типа "Pilot"), источниками бесперебойного питания и другим вспомогательным электрооборудованием. Все эти элементы при работе ПК формируют проблематичную электромагнитную обстановку на рабочем месте пользователя.

Электромагнитное поле, создаваемое персональным компьютером, включает проблематичный спектральный состав в диапазоне частот от 0 Гц до 1000 МГц. Электромагнитное поле включает электрическую (Е) и магнитную (H) составляющие, причем взаимосвязь их достаточно проблематична, именно поэтому оценка E и Н производится раздельно.

1.8 Магнитное поле промышленной частоты и мероприятия по защите от него

На основании результатов научных исследований, выполненных на сегодняшний день в разных странах мира, пока не удается четко определить предельно допустимые величины или иные обязательные ограничения интенсивности низкочастотного магнитного поля (менее 0 до 3 кГц) в условиях продолжительного (хронического) воздействия на людей, профессионально не связанных с обслуживанием и эксплуатацией электроустановок, являющихся источником электромагнитного поля (условия непрофессионального воздействия). Тем не менее, уже имеющиеся данные о биологическом действии магнитного поля промышленной частоты 50 Гц (МП ПЧ), а также немаловажное увеличение средней общей интенсивности фонового МП ПЧ в местах регулярного пребывания человека привлекают пристальное внимание гигиенистов к этой разновидности Эл/м поля как к новому, потенциально опасному фактору окружающей среды.

В октябре 2001г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) признает, что в свете современных научных представлений МП ПЧ со значениями плотности магнитного потока, превышающими 0,3-0,4 мкТл, в условиях продолжительного возможно, воздействия, является канцерогенным фактором окружающей среды. Поэтому ВОЗ рекомендует придерживаться предупредительного принципа, т. е. всеми доступными средствами ограничивать воздействие МП ПЧ на организм человека.

Впервые предупредительный принцип в отношении МП ПЧ был сформулирован в 1996 г. при этом как безопасный или «нормальный» уровень именно для условий регулярного воздействия, не связанных с профессиональной деятельностью в электроэнергетике, рекомендовано значение плотности магнитного потока 0,2 мкТл. В США исследователями из Университета Карнеги был сформулирован подход к проблеме действия МП ПЧ, названный «благоразумное предотвращение». Они считают, что пока наши знания относительно связи между состоянием здоровья и воздействием поля остаются неполными, но существуют подозрения относительно неблагоприятных последствий, надо предпринимать меры по обеспечению безопасности, которые в свою очередь не принесут значительных материальных расходов или иных неудобств.

Обобщение результатов исследований указывает на возможное наличие корреляции между развитием опухолевых процессов и продолжительным воздействием МП ПЧ на организм человека. Еще одна проблема заключается в возможности развития нейродегенеративных болезней и нейрологических расстройств. К этим видам патологии на сегодняшний день относят депрессивный синдром, прогрессирующую мышечную атрофию, болезни Паркинсона и Альцгеймера , а также учащение случаев самоубийств.

В связи с вышесказанным в особенности актуальным является выявление источников продолжительного воздействия МП ПЧ и внедрение эффективных мероприятий по снижению интенсивности МП ПЧ в условиях непрофессионального воздействия, т. е. в ситуации, когда отсутствует постоянный инструментальный контроль Эл/м обстановки и надзор за состоянием здоровья людей, подвергающихся воздействию.

Результаты исследований свидетельствуют о значительном увеличении числа источников МП ПЧ. Это объясняется, с одной стороны, резким увеличением количества и единичной мощности электронного и электрического оборудования, используемого как в производственных, так же и в бытовых целях, а с другой стороны, организационно-техническими недостатками в проектировании, монтаже и эксплуатации распределительных сетей 0,4 кВ в зданиях гражданского и промышленного назначения в нашей стране.

Невозможно четко выделить группы профессий, представители которых в свою очередь подвергаются долгому воздействию МП ПЧ. Их всех объединяет то, что они, зачастую, имеют регулярное рабочее место, находящееся в зоне увеличенного уровня МП ПЧ. Т.о. человек может подвергаться воздействию МП ПЧ в течение всего рабочего дня. В условиях непрофессионального воздействия в подавляющем большинстве случаев источниками МП ПЧ являются элементы системы передачи и распределения электроэнергии, а также устройства бытового и конторского назначения. При этом наибольший вклад в создание продолжительного воздействующего МП в городских условиях вносят кабельные сети и электротехническое оборудование зданий, в том числе силовые трансформаторы и электродвигатели, разнесенные в пространстве системы шин электрощитов, металлические строительные конструкции и системы трубопроводов, гальванически связанные с системой заземления зданий. Режимом работы этих источников невозможно управлять ни по интенсивности, ни по продолжительности воздействия.

Известно, что МП в окружающем пространстве создается проводниками с током. Т.о. причина появления МП ПЧ вблизи силовых трансформаторов, электродвигателей и т.п. очевидна. Более проблематичная ситуация с системой кабельных линий здания. Суммарный ток по линиям питания трехфазных и однофазных нагрузок при отсутствии токов утечки тождественно равен нулю при любом распределении нагрузок по фазам, и МП, создаваемое протекающими в подобных (в отсутствие утечек) кабельных линиях токами в проложенных рядом друг с другом проводниках, также пренебрежимо мало, при появлении в кабельной линии тока утечки возникает дисбаланс, т. е. неравенство нулю суммарного тока по кабельной линии, что и создает в окружающем пространстве магнитное поле, медленно убывающее с увеличением расстояния от рассматриваемого кабеля, помимо того, наличие токов утечки в системе электроснабжения здания приводит к протеканию по трубопроводным и металлоконструкциям системам, что также является причиной увеличения уровней МП ПЧ. Аналогичная ситуация возникает и в случае, когда токоведущие (нулевые и фазные рабочие) проводники разнесены в пространстве (даже при отсутствии тока утечки в кабельной линии). Указанные источники являются доминирующими в России. Дело в том, что национальные стандарты, основанные на рекомендациях Международной электротехнической комиссии (МЭК) и определяющие принципы построения кабельных сетей и опосредованно исключающие возможность появления токов утечки, приняты в 1997 году (ГОСТ Р 50571.10-96) и 2000г. (Правила устройства электроустановок, ГОСТ Р 50571.10-96) и пока не нашли массового использования на практике.

Методика диагностирования состояния электромагнитной обстановки, в том числе МП ПЧ, внедренная и разработанная в практику ЦЭМБ, помогает при помощи составления карт распределения интенсивности МП ПЧ в помещении локализовать источники поля и оптимизировать размещение рабочих мест по критерию воздействия поля на персонал и технические средства. В зависимости от имеющейся задачи и типа источника составляются однослойные или многослойные карты. Реализация методики требует применения специальных средств измерения. Наиболее совершенными именно для контроля МП ПЧ являются анализаторы Эл/м поля серии EFA производства компании «Narda Safety Test Solutions» .

Своеобразным индикатором увеличенного уровня МП ПЧ в помещении являются видеомониторы компьютеров, сконструированные на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Если величина плотности магнитного потока B внешнего МП ПЧ превышает значение 0,9-1,1 мкТл именно для дисплеев с диагональю экрана 15 дюймов и 0,4-0,6 мкТл именно для 19-ти дюймовых моделей, на экранах мониторов возникает заметный глазу эффект пространственной нестабильности изображения («дрожание» по амплитуде). Это явление свойственно всем дисплеям с ЭЛТ. Оно исчезает после перемещения видеомонитора в зону с уровнем ниже приведенного, порогового выше.

Уместно напомнить, что в соответствии с требованиями СанПиН 2.2.2.542-96 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» предельно допустимое значение плотности магнитного потока В МП ПЧ, создаваемое компьютером, на рабочем месте пользователя на обязано превышать 0,25 мкТЛ в диапазоне частот 5-2000Гц, т.е. наличие «дрожания» видеомонитора свидетельствует как минимум о 2-4 кратном превышении данных требований. При работе в подобных условиях помимо эффектов непосредственного воздействия МП ПЧ на организм чрезвычайно быстро развиваются утомляемость, а затем и заболевания зрительного анализатора.

При выборе мероприятий по защите от воздействия МП ПЧ надо исходить из того, что выбор их очень ограничен. Защита временем принципиально не может быть применена в условиях непрофессионального воздействия. Метод защиты расстоянием, зачастую, также трудно реализуем, так как подавляющее большинство источников выявляются на уже введенных в эксплуатацию объектах и принципиальные преобразования в инженерной инфраструктуре очень проблематичны, а как правило трудно даже изменить конфигурацию рабочих мест. Подобным образом, наиболее реальное решение - уменьшение величин МП ПЧ. Технически именно для данного могут быть применены следующие способы: использование магнитного экранирования, применение системы активной компенсации магнитного поля, уменьшение создающего МП ПЧ тока.

Как правило, при выявлении источника увеличенного уровня МП ПЧ первой реакцией является желание «заэкранировать» источник. Однако, невзирая на кажущуюся простоту, при попытках реализации данного способа защиты приходится столкнуться с рядом серьезных проблем, способных немаловажно сократить область его реального использования.

Именно для реализации способа надо выполнить длительные мониторинг величин плотности магнитного потока МП ПЧ в помещениях, так как магнитные поля значительно изменяются с течением времени вследствие преобразования нагрузок электропотребителей и соответственно токов в системе электроснабжения. Затем по полученным данным рассчитать параметры магнитного экрана. К сожалению, на сегодняшний день применение этого метода в России является экономически неоправданно.

Пассивное магнитное экранирование может быть рекомендовано в случаях, когда за стеной помещений находится трансформаторная подстанция или разнесенная в пространстве система токоведущих шин распределительного устройства, однако при этом целесообразно решать вопрос на стадии планирования размещения рабочих мест и проводить мониторинг эл/м обстановки до принятия решения о размещении регулярных рабочих мест.

В качестве альтернативы пассивному магнитному экранированию в ряде случаев может быть использовано активное магнитное экранирование, при котором в свою очередь используются компенсирующие внешнее магнитное поле катушки с автоматически управляемым в них током. В следствие векторного сложения результирующее МП в некоторой пространственной области оказывается минимизированным, активное экранирование может быть успешно использовано именно для компенсации внешнего, почти однородного МП в какой-нибудь мальенькой пространственной области (это следует из топологи МП колец Гельмгольца). подобная задача решается при помощи системы трехмерной компенсации магнитного поля MR-3 фирмы «Stefan Mayer Instruments».

Способ уменьшения создающего МП ПЧ тока требует диагностики системы электроснабжения здания и последующих работ по приведению ее в порядок в соответствии с требованиями недавно введенных в действие национальных стандартов. Четырехлетний опыт работы показывает, что почти в 90% случаев именно этот метод помогает с минимальными затратами избавиться от увеличенного фона МП ПЧ. Наиболее типичными из них являются следующие: нулевые и фазные рабочие проводники системы электроснабжения разнесены в пространстве, в этом случае необходима замена подобных проводных линий на кабельные, в которых в свою очередь токонесущие проводники находятся на минимальном расстоянии друг от друга.

Вследствие регулярно встречающихся на практике и многократно повторяющихся ошибок монтажа систем заземления и зануления , повреждения изоляции нулевых рабочих проводников, т. е. возникновение некорректных гальванических связей последних с трубопроводами и металлоконструкциями здания, возникают токи утечки, путем диагностики электрощитов и кабельных линий системы электроснабжения здания при помощи специализированно разработанной методики выявляется наличие и находятся конкретные места утечки тока от системы электроснабжения на металлоконструкции и трубопроводы здания, далее выполняются работы по ликвидации указанных гальванических связей, в крайнем случае может понадобиться перекладка или замена ряда кабельных линий.

При выполнении работ по защите персонала от воздействия МП ПЧ надо применить комплексный подход, включающий в себя точное диагностирование состояния эл/м обстановки, его временных вариаций, анализ режима работы источника МП ПЧ и факторов влияния на формирование эл/м обстановки, разработку мероприятий по защите на основе выбора метода с учетом технико-экономических показателей.

1.9 Воздействие магнитных полей на биологические объекты и человека

Более 10 тыс. публикаций посвящено отдельным вопросам воздействия ЭМП на человека и природу. К настоящему времени, по данным экологов и врачей-гигиенистов известно, что все диапазоны электромагнитных полей оказывают влияние на здоровье и работоспособность людей, на отдаленные последствия. Доказано, что наиболее чувствительной системой организма к действию ЭМП является центральная нервная система. Человек не способен физически ощущать окружающее его ЭМП, однако оно вызывает уменьшение его адаптивных резервов, снижение работоспособности, иммунитета, увеличивает риск заболеваний. Энергетическая нагрузка от электромагнитных излучений в промышленности и в быту возрастает регулярно в связи со стремительным расширением сети источников физических полей электромагнитной природы, а также с увеличением их мощностей [10].

1.9.1 Механизмы воздействия магнитного поля

Экспериментальные данные как отечественных, так же и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. Существует несколько механизмов действия ЭМП на биообъекты:

тепловой механизм воздействия - связан с увеличением температуры облучаемой ткани при относительно высоких уровнях облучающего ЭМП. Это происходит за счет возникновения в тканях токов смещения и проводимости, которые в свою очередь и вызывают нагревание [19];

нетепловое или информационное воздействие - когда температура увеличается несущественно, но действие электромагнитных волн проявляется на организменном уровне при относительно низком уровне ЭМП (к примеру, именно для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 мВт/см2) [4];

преобразование ионной проницаемости клеточных мембран под действием слабоинтенсивных ЭМП, что связывается с раковыми заболеваниями, в частности лейкемией;

неблагоприятное воздействие слабоинтенсивных ЭМП на центральную нервную систему. Различают три степени воздействия: легкую, которая в свою очередь характеризуется начальным проявлением нейроциркулярного и астенического синдромов; среднюю, когда симптомы указанных синдромов усилены и сочетаются с начальным проявлением эндокринных нарушений; тяжелую, при которой в свою очередь усилена симптоматика нарушений функций центральной нервной, сердечно-эндокринной и сосудистой систем человека и появляются разнообразные психические нарушения;

эффект «жемчужной цепочки», обусловленный силами, действующими на клетки крови (лейкоциты и эритроциты ), помещенные в импульсной или регулярное поле. Образование цепочек связано с притяжением между частицами, которые в свою очередь под действием поля приобретают дипольные моменты;

насыщение диэлектрической проницаемости растворов белков или иных биологических макромолекул, что приводит к резонансным поглощениям излучения живой клеткой;

эффект «радиозвука» у людей, облучаемых радиолокационными сигналами средней мощности;

влияние на сердечно-сосудистую систему, в том числе снижение артериального давления и замедление ритма сердца (брадикардия);

демодулирующее действие - наблюдались преобразования электрокардиограмм и электроэнцефалограмм [2].

Уже в ранних публикациях по биологическому действию МП отмечалось, что в МП снижался устойчивость животных (крыс) к недостатку кислорода. Предполагалось, что МП, вызывая тканевую гипоксию в головном мозге, укорачивает срок жизни животных в условиях кислородного голодания. Было высказано предположение, что МП, снижая интенсивность свободного увеличивая и окисления сопряженность, увеличает экономичность, но снижает биологическую эффективность работы дыхательной цепи, замедляет скорость выработки адезинтрифосфата (АТФ). Поскольку АТФ является конечным звеном метаболизма и служит своеобразным «топливом» именно для организма, то его дефицит - коренное патологическое звено при любом виде гипоксии. Вопрос о механизме влияния МП на живые организмы до сих пор окончательно не изучен. Однако уже имеются достаточно убедительные доказательства участия в этом механизме мембранных процессов, а также ионов магния и кальция . Вероятно, воздействие ЭМП на целостный организм не сказывается на процессах, протекающих в самой нервной ткани, в связи с хорошей изоляцией нейронов от магнитных и электрических влияний межклеточной жидкостью и другими клеточными элементами. Средняя ионная концентрация межклеточной жидкости поддерживается на регулярном уровне механизмами мембранного транспорта и гематоэнцефалическим барьером. При воздействии ЭМП происходят локальные преобразования концентрации ионов, в том числе магния и кальция , что может немаловажно влиять на синаптические передачи. С помощью ионов кальция мембранная поверхность нейрона способна воспринимать слабые электрические градиенты. Далее, согласно гипотезе М. А. Шишло, в мембране митохондрий за счет разности электрических потенциалов происходит скачок концентрации ионов водорода на границе раздела двух сред, который в свою очередь используется именно для синтеза АТФ [20].

Клетки разных тканей человеческого организма продуцируют крайне слабые электрические сигналы, при помощи которых в свою очередь совершается межклеточное взаимодействие (т. н. «электромагнитный шепот»). В определенных работах сообщается о регистрации сверхслабых магнитных полей, возникающих при работе сердца и головного мозга и составляющих всего 0,00001 - 0,0000001 мкТл. Тем не менее, даже столь слабые сигналы чутко улавливаются клетками живых организмов. Так, выработка сосудистого условного рефлекса у человека возможна уже при интенсивности ЭМП, составляющей менее 0,0001 В/м.

Именно для объяснения биологического действия слабых (< 1 мТ) свехнизкочастотных (0,01-100 Гц) магнитных полей в последние годы предложены теории ионного циклотронного резонанса и ядерного параметрического резонанса, согласно которым в свою очередь физиологические преобразования в клетках могут быть обусловлены резонансным влиянием комбинированного магнитного поля (КМП), являющегося суперпозицией коллинеарных регулярного (им может быть геомагнитное поле ~50 мкТ ) и переменного магнитных полей (ПеМП и ПМП), на движение катионов, прежде всего Са2+, по ионным каналам или на связывание Са2+ подобными внутриклеточными регуляторами, как кальмодулин или протеинкиназа С. Эксперименты подтверждают резонансное влияние КМП, "настроенного" на резонансы Са2+, Mg2+ или К+, на различные биологические процессы. Но при ПМП ~50 мкТ резонансные частоты этих катионов соответствуют диапазону 20-64 Гц, именно поэтому резонансные теории не объясняют данных многих экспериментов 60-90 годов о влиянии СНЧ ПеМП иных диапазонов: 0,001-0,02; 0,05-0,06; 0,1-0,3; 0,5-0,6; 3-12 Гц. Предполагая, что резонансные механизмы увеличения подвижности заряженных частиц в КМП справедливы и что поле действует не только на неорганические катионы, но и на иные заряженные частицы в клетках, можно расширить диапазон использования этих теорий. Вычисленные значения резонансных частот биохимических ионов (органических аминокислот, кислот, нуклеиновых макроэргов, кислот, фосфолипидов, определенных белков и т.д.) попадают в диапазон 0,7-17 Гц, а их 2-я и 3-я гармоники - 0,2-8,5 Гц. Действие меньших частот поля могло бы объясняться влиянием КМП на крупные частицы типа мальеньких белков с малым зарядом порядка единицы. Следующие биохимические процессы рассматриваются как возможные "мишени" резонансного влияния КМП: реакции с переносом фосфатной группы РО43- включая в себя дефосфорилирование и фосфорилирование белков, гидролиз и синтез макроэргических связей; связывание лигандов рецепторами (например, инозитолтрифосфата IР3 или нейромедиаторов) и диссоциация комплексов лиганд-рецептор; белок-белковые взаимодействия; взаимодействие коренных белков (например, гистонов) с нуклеиновыми кислотами и т.п. Индуцированное магнитным полем преобразование кинетической энергии заряженных частиц значительно меньше энергии тепловых флуктуации кТ. Однако предполагается, что КМП может оказать наибольшее влияние на движение частиц в немаловажно неравновесных условиях, когда именно для их перемещения (например, именно для сближения ADP3- и РО43- при синтезе АТР4- Н-АТР-синтазой), осуществляемого при конформационном переходе, в белковой макромолекуле кратковременно создается компенсирующее электрическое поле, помогающее преодолеть отталкивание одновременных зарядов, и в этой бифуркационной точке мальенькое смещение частицы может изменить поведение нелинейной системы. также предполагается, что слабые сдвиги могут усилиться в клетках посредством механизма стохастического резонанса [21].

1.10 Влияние электромагнитного поля на человека

а) Влияние на нервную систему

Нервная система и тесно связанная с ней сердечно-сосудистая система являются потенциально наиболее уязвимыми именно для воздействия ЭМП, так же как представляют собой биоэлектрические системы, способные реагировать на внешнее воздействие электрических сигналов. Именно функциональные нарушения нервной системы разного характера (головные утомляемость, боли, нарушения внимания и др.), широко распространившиеся среди обслуживающего персонала первых мощных радиолокационных станций, внедренных в систему противовоздушной обороны вскоре после Второй мировой войны, впервые привлекли внимание медиков к проблеме воздействия ЭМП на человека [4].

б) Влияние на половую функцию

Нарушения половой функции чаще всего связаны с преобразованием ее регуляции со стороны нейроэндокринной и нервной систем, а также с резким снижением активности половых клеток. Установлено, что половая система женщин больше чувствительна к электромагнитному воздействию, нежели мужская. помимо того, чувствительность к этому воздействию эмбриона в период внутриутробного развития во немало раз выше, чем материнского организма. Считается, что электромагнитные поля могут вызывать патологии развития эмбриона, воздействуя в разные стадии беременности. Результаты проведенных эпидемиологических исследований помогают осуществить вывод, что наличие контакта женщин с электромагнитным излучением может привести к преждевременным родам и снизить скорость нормального развития плода. При этом периодами максимальной чувствительности являются ранние стадии развития зародыша, соответствующие периодам имплантации (закрепления зародыша на плацентарной ткани) и раннего органогенеза [4, 5].

Положительная роль магнитного поля.

В XX столетии заговорили о возможном вредном действии искусственных МП, а вот о благоприятном их влиянии было известно уже древним народам [11].

Примеров благотворного влияния магнитных полей на организм множество. Например, в Хунзакутском районе Китая уже не одно тысячелетие люди живут по 120 лет, отличаются крепким здоровьем и производят здоровое потомство. Этим фактом заинтересовались ученые из Российской Академии медицинских наук, которые в свою очередь выяснили, что все дело в воде, которую в свою очередь пьют местные жители. Оказалось, что она проходит через омагниченные пласты Земли, становясь "магнитной", то есть биологически активной и приобретает ряд удивительных свойств. Магнитные свойства определенных веществ - отнюдь не открытие. Первые сведения о влиянии искусственных магнитных полей на организм человека относятся к V веку до н.э. Об применении регулярных магнитов в лечебных целях встречаются упоминания в трудах Аристотеля (III в до н.э.), Плиния Гиппократа, Старшего, ученых древнего Китая. Еще Диоскорид (I в. н.э.) рекомендовал применять магнит от дурного расположения духа. Уже в 1000 году великий врач древности Абу Али Ибн Сина (Авиценна) пользовался магнитотерапией в своей лечебной практике.

Но первое документальное описание свойств магнитного поля принадлежит английскому врачу и естествоиспытателю У. Гильберту, который в свою очередь сформулировал важнейшие свойства магнита. С этой книги и началось научное изучение магнитного поля. Появилось понятие магнитной силы, а затем и понятие магнитного поля. В XVII веке способ прикладывания к "болезненному месту" магнитного камня (магнитного железняка) стал распространенным и даже упоминался в книгах-лечебниках Индии, Востока, России. Он широко применяется и в наши дни. Во Франции в XVIII веке магнитами успешно лечили неврологические заболевания. В России в XIX веке их широко использовал великий русский врач С. П. Боткин. Еще в 1881 году отечественный ученый П. С. Григорьев упоминает о магнитотерапии, как об эффективном методе. В XIX веке была впервые создана теория электромагнитного поля и дано понятие магнитного поля Земли (геомагнетизм). В XX веке инициативу перехватили японские которые, ученые обогатили опыт магнитотерапии созданием новых разновидностей магнитных браслетов в начале 60-х годов. Но и Россия не отставала. А в 40-х годах XX века этот метод стал применяться в дерматологии. В 70-х годах у нас появились магнитные пояса именно для лечения радикулита, магнитные воронки именно для омагничивания воды.

Употреблять "омагниченную" жидкость следует аналогично лечебной минеральной воде, не злоупотребляя количеством выпиваемой в течение суток жидкости и длительностью курсов лечения.

Употребление "омагниченной" (структурированной) жидкости способствует:

снижению количества холестерина в крови;

нормализации артериального давления;

улучшению обмена веществ;

выведению песка и мелких камней из почек;

улучшению сна.

Регулярное полоскание "омагниченной" водой полости рта позволяет:

удалить зубные камни;

вылечить пародонтоз;

очистить зубную эмаль от мягкого налета;

устранить кровоточивость десен.

"Омагниченная" вода улучшает обменные процессы в любом живом организме. Ее можно применить и именно для ускорения прорастания семян, ускорения роста рассады, увеличения урожайности овощных культур [15]. Лечебное действие магнитных полей определяется их влиянием на биологические процессы, протекающие в живых организмах растительного и животного происхождения. искусственные и Естественные магнитные поля оказывают биологическое действие опосредованно, изменяя фотооптические параметры жидкокристаллических структур и связанную с ними интенсивность биохемилюминесценции в ультрафиолетовой, инфракрасной и видимой областях электромагнитного спектра. Управляющее действие магнитного поля на внутриклеточные метаболические процессы и дистантные межклеточные взаимодействия протекает как процесс отражения и носит информационный характер [16].

Известно, что ткани организма диамагнитны, т.е. под влиянием магнитного поля не намагничиваются, однако многим составным элементам тканей (воде, например, форменным элементам крови) могут в магнитном поле сообщаться магнитные свойства. Физическая сущность действия магнитного поля на организм человека заключается в том, что оно оказывает влияние на движущиеся в теле электрически заряженные частицы, воздействуя подобным образом на физико-биохимические и химические процессы. Основой биологического действия магнитного поля считают наведение электродвижущей силы в токе крови и лимфы. По закону магнитной индукции в этих средах, как в хороших движущихся проводниках, возникают слабые токи, изменяющие течение обменных процессов. Предполагают, помимо того, что магнитные поля влияют на жидкостно-кристаллические структуры белков, воды, полипептидов и иных соединений. Квант энергии магнитных полей воздействует на магнитные и электрические взаимосвязи внутриклеточных и клеточных структур, изменяя метаболические процессы в клетке и проницаемость клеточных мембран. Изучение влияния магнитных полей на разные системы и органы организма человека позволило установить определенные различия в действии переменного и регулярного магнитного поля. например, Так, под воздействием регулярного магнитного поля понижается возбудимость центральной нервной системы, ускоряется прохождение нервных импульсов. Переменное магнитное поле усиливает тормозные процессы в центральной нервной системе [17]. Практическое использование магнитотерапиии привело к появлению термина «биотропные параметры», под которыми в свою очередь понимают физические характеристики магнитного поля, определяющие его биологическое действие градиент, напряженность, частота, вектор, форма импульса и длительность экспозиции [14].

Коренная характеристика любых магнитных устройств - интенсивность электромагнитного поля - индукция. Магнитное поле с малой индукцией вызывает реакцию тренировки, поле со средней индукцией - реакцию активации, с высокой - реакцию стресса. При больших магнитных индукциях живым организмам может быть нанесен ущерб.

Гигиенисты склонны считать оптимальной именно для человека магнитную индукцию в пределах 0,002-0,05 Тл (в регулярном магнитном поле, при условии длительного воздействия). При кратковременных контактах эти пределы возрастают, но не обязаны превышать 70 мТл (10-3 Тл) и до 50 мТл в переменном, а в импульсном магнитном поле - до 3,0 Тл. именно для переменного поля важна еще одна характеристика - частота. В лечебной практике используются принципиально различные переменные магнитные поля.

Высокочастотное (индуктотермия) и низкочастотное (магнитотерапия). Индуктотермия применяется основным образом именно для лечения, требует проблематичной аппаратуры, проводится короткими курсами и включает ряд серьезных противопоказаний. Дело в том, что электромагнитное поле высокой частоты в значительной степени поглощается тканями пациента, вызывая увеличение температуры.

А низкочастотная магнитотерапия физиологична, именно в этом диапазоне (от 0,1 до 100 Гц) человеком продуцируются все электромагнитные колебания. Она используется как именно для лечения, так же и именно для профилактики. И может проводиться самими пациентами. При низкочастотной магнитотерапии почти отсутствуют тепловые эффекты внутренних тканей, отмечается хорошая переносимость у больных; у лиц пожилого возраста, у аллергиков и сердечников . Это помогает применять магнитотерапию во многих случаях, когда воздействие другими физиотерапевтическими методами (УВЧ-, СВЧ-терапия, ультразвуковая терапия) не разрешено.

Воздействие на организм человека магнитных полей может быть общим, местным (локальным) - на пораженный участок ткани, сустав; рефлекторным - на зоны и биологически активные точки акупунктуры, связанные со всем организмом; опосредованным - через поступление в организм омагниченной воды, обладающей ценнейшими свойствами [15].

Методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР-томографиии) получают изображения внутренних органов человека. Немалую роль играет магнитный транспорт лекарств и бесконтактное определение биогенного железа в печени человека [11].

Терапевтическое действие магнитных полей изучено еще недостаточно, но на основании имеющихся данных можно осуществить вывод, что они оказывают противоотечное, противовоспалительное, седативное, болеутоляющее действие. Под воздействием магнитных полей улучшается микроциркуляция, стимулируются репаративные и регенеративные процессы в тканях. Показаниями именно для назначения магнитотерапии являются: заболевания сердечнососудистой системы (ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь 1 стадии); заболевания периферических сосудов (облитерирующий эндартериит, атеросклероз сосудов нижних конечностей, хроническая венозная недостаточность с наличием трофических язв, тромбофлебит и др.); заболевания органов пищеварения (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки) и др [17].

Магнитотерапия лишь один из многочисленных методов физиотерапевтического лечения, который в свою очередь можно применять как самостоятельно, так же и в сочетании с иными видами лечения. Магнитотерапия обязана использоваться только в тех случаях, когда в результате правильно поставленного диагноза точно определена причина заболевания. Может оказаться, что в этом конкретном случае лучше лечиться медикаментами. Впрочем, магнитное поле может стать хорошим помощником, его воздействие помогает снизить потребление лекарств, что сведет к минимуму побочные эффекты от их использования. Разумеется, возможности магнитотерапии не безграничны. Она позволяет при хронических и острых заболеваниях. Но если болезнь уходит корнями на генетический уровень, то излечение при помощи только магнитотерапии невозможно. Хотя возможно облегчить течение болезни [15].

1.11 Аппарат очень высокой частоты

Рисунок 3 - аппарат очень высокой частоты

Микропроцессорный трехчастотный аппарат «КВЧ» предназначен именно для лечения широкого спектра заболеваний <#"719557.files/image004.gif">

Рисунок 4- схема проведения количественного учета микроорганизмов на твердых средах

Через 72 часа подсчитывали количество выросших колоний.

Брали чашки Петри, на которых в свою очередь колонии хорошо отделены одна от другой. Каждую отсчитанную колонию помечали точкой с нижней стороны чашки Петри. При большом количестве колонии дно чашки делили на сектора, подсчитывали количество колонии в каждом секторе и результаты суммировали.

Следует иметь в виду, что точность метода зависит от числа подсчитанных колоний: лучшем разведением считают то, при высеве из которого в свою очередь на плотной питательной среде вырастает от 50 до 150 колонии. Если число выросших колоний меньше 10, то эти результаты отбрасывают. Желательно, чтобы общее количество подсчитанных колоний при высеве этого разведения было не менее 300.

Зная количество выросших колонии и степень разбавления, легко определить количество микроорганизмов в 1 мл исследуемого материала, пользуясь формулой:

N = (а ±2а) К/V                                                                              (2.1)

Где N - это количество микроорганизмов в 1 мл суспензии; К - разведение, из которого в свою очередь проведен высев; а - среднее количество на чашки при разведении К; V - объем суспензии.

Количественный учет микроорганизмов на фиксированных препаратах

Сущность метода заключается в том, что в некотором объеме исследуемой суспензии подсчитывали количество микроорганизмов непосредственно под микроскопом. Использование фиксированных мазков дает возможность сохранять препараты длительный срок и проводить подсчет не по ходу опыта, а в иное, удобное именно для исследователя время.

Именно для проведения количественного учета микроорганизмов готовили фиксированный препарат. именно для данного некоторый объем исследуемой суспензии (чаще всего 0,02-0,05 мл) наносили микропипеткой на хорошо обезжиренное сухое предметное стекло, помещенное на миллиметровую бумагу с очерченной площадью в 4 или 6 см2. К капле суспензии добавляли каплю метиленовой сини, накрывали покровным стеклом и микроскопировали под иммерсией с подсчётом количества живых, мёртвых и почкующихся клеток в 5-ти полях зрения.

Определение подъемной силы дрожжей

Определение подъёмной силы дрожжей определяли как в случае с различными концентрациями нетрадиционной муки, так же и при воздействии на клетки дрожжей магнитных излучений. Работа выполнялась в лаборатории ОАО НИИ «Тантал». Использовали установку импульсного магнитного поля.

Чтобы определить активность дрожжевых клеток, на предметное стекло наносили тонкий слой прессованных дрожжей, давали подсохнуть. С помощью установки импульсного магнитного поля воздействовали на стекла магнитными волнами напряжением 50, 200, 250, 300, 350 и 400 В. После приготовили суспензию из всех образцов. По каплям нанесли на предметное стекло, окрасили метиленовой синью и микроскопировали.

Подъемную силу определяли как до воздействия магнитным полем, так же и после него.

Далее был проведен экспресс-метод определения подъемной силы прессованных дрожжей, именно для данного взвешивали на технических весах 0,31 г дрожжей, 7 г пшеничной муки, затем переносили в фарфоровую чашку, добавляли 4,8 см3 раствора соли, нагретого до 35 °С, тщательно перемешали. Из данного сырья замешали тесто, которое в свою очередь закатали в гладкий шарик и опустили в стакан, наполненный водой, температурой 35 °С. Стакан поместили в термостат той же температуры. различница (в минутах) между временем опускания шарика в воду и временем его всплывания, умноженную на 3,5, характеризует подъемную силу прессованных дрожжей.

Определение реакции взаимодействия импульсного магнитного поля и тяжелых металлов

Реакцию взаимодействия импульсного магнитного поля и тяжелых металлов проводили подобным образом: В четыре пробирки в двух повторностях с жидкой средой Сабуро внесли по 0,1 мл. дрожжевой суспензии. Далее в каждую пробирку, помимо контрольной, внесли по 0,1 мл. тяжелые металлы: кобальт, олово, ртуть. Все пробирки облучили аппаратом КВЧ по 10 минут. Через 6 часов облучение повторили. После чего пробирки поставили в термостат на 12 часов. осуществили высев на твердый агар в чашках Петри. Через сутки был виден результат: во всех чашка, помимо контроля, был виден сплошной рост культуры. В чашке с контролем рост был незначительным. Из всего осуществили вывод, что реакция взаимодействия импульсного магнитного поля и тяжелых металлов положительная. Металлы ни каким образом не подавляют рост культуры, а напротив, только способствуют.

2.3 Результаты экспериментальных исследований

При сравнении влияния добавления на подъемную силу обработанных дрожжевых клеток магнитным полем и не обработанных клеток оказалось, что при воздействии напряжением в 50 В подъёмная сила снижалась во всех образцах. При дальнейшем увеличении напряжения увеличивается подъемная сила дрожжей. например, Так, при напряжении 400 В подъемная сила в контрольном образце увеличилась на 48 (таблица 1).

Таблица 1- Определение подъёмной силы образцов после воздействия на дрожжи магнитным полем

При исследовании активности дрожжевых клеток после воздействия на них магнитного поля напряжением 50, 200, 250, 300, 350, 400 В в течении 20 мкс оказалось, что с увеличением напряжения прямо пропорционально возрастает количество живых дрожжевых клеток. Наибольшее количество живых клеток наблюдалось при напряжении 400 В (на 25 % более, чем в контроле). Возможно, повышение подъемной силы и количества активных живых клеток при воздействии магнитным полем зависит от того, что происходят преобразования концентрации ионов в клетке. За счет данного может меняться проницаемость мембраны клетки, усиливаются обменные процессы (таблица 2).

Таблица 2 -Число дрожжевых клеток после воздействия магнитным полем

Было установлено, что при воздействии напряжением 50 В в течение 15, 25 и 35 минут на дрожжевые клетки никакого влияния магнитное поле на активность и подъемную силу не оказывало (таблица 3). Следовательно, максимальное эффективное время воздействия 20 мкс.

Таблица 3 - Действие продолжительного магнитного поля на активность дрожжей и их подъёмную силу

Таблица 4- Определение подъёмной силы образцов после воздействия на дрожжи КВЧ

Из проведенных исследований выяснили, что при воздействии очень высокой частоты на прессованные дрожжи подъемная сила во всех образцах увеличивалась прямо пропорционально. Лучший показатель был после воздействия в течении 15 минут. Следовательно, после воздействия КВЧ спиртовое брожение было больше активно.

.4 Результаты и их обсуждение

Проведённые эксперименты выявили положительное влияние импульсного магнитного поля и КВЧ на подъёмную силу дрожжей. Это является экономически больше выгодным именно для производства, так же как помогает уменьшить время, затрачиваемое на технологический процесс, предприятие может производить более количества продукции.

Помимо того, при воздействии магнитным полем на дрожжевые клетки происходят преобразования концентрации ионов. За счет данного может меняться проницаемость мембраны клетки. В результате увеличивается обмен между окружающей и клеткой средой. Под воздействием магнитного поля в мембране митохондрий за счет разности электрических потенциалов происходит синтез АТФ - молекулы, участвующей во всех энергетических процессах в организме. В клетке ускоряются все биохимические процессы. Следовательно, увеличивается активность и подъемная сила прессованных дрожжей, что увеличивает количество выпускаемой продукции на производстве. Следует отметить также, что наиболее оптимальное кратковременное воздействие магнитным полем (20 мкс).

Установлено, что реакция взаимодействия импульсного магнитного поля и тяжелых металлов положительная. Металлы ни каким образом не подавляют рост культуры, а напротив, только способствуют.

Хлеб, выпеченный на основе дрожжей, обработанных импульсным магнитным полем и КВЧ, можно внедрять в производство.

Выводы

1. Установлено, что действие магнитного поля в течении 20 мкс стимулирует подъемную силу и активность пекарских дрожжей и прямо пропорционально увеличению напряжения при приготовлении хлеба пшеничного;

2. установлено, что воздействие очень высокой частоты на дрожжевые клетки рода Saccharomyces cerevisiae увеличивает подъемную силу дрожжей, тем самым дает возможность сократить время брожения теста;

3. определено, что продолжительное действие магнитного поля не влияет на дрожжевые клетки;

4. отмечено положительное влияние миллиметровых радиоволн на дрожжевые клетки рода Saccharomyces cerevisiae;

5. выявлены положительное и негативное воздействие электромагнитных излучений на организм человека;

6. отмечена положительная реакция взаимодействия импульсного магнитного поля и тяжелых металлов.

На основе осуществленных выводов можно осуществить предложение о применении и внедрении аппарата КВЧ в технологическом процессе производства хлеба.

Заключение

В результате проведенных исследований установлено, что магнитное поле обладает малой интенсивностью, но его значение в регуляции функций организма огромно. За счет электромагнитной индукции происходит передача импульса в клетке, магнитное поле играет важную роль в проникновении химических веществ через мембрану клетки, а также оно влияет на биохимические процессы внутри клетки и во внеклеточном пространстве. При воздействии электромагнитных и магнитных полей на организмы происходят преобразования концентрации ионов в клетке. За счет чего может меняться проницаемость мембраны клетки. В процессе воздействия магнитного поля на дрожжевые клетки в мембране митохондрий за счет разности электрических потенциалов происходит синтез АТФ - молекулы, участвующей во всех энергетических процессах в клетке.

Список источников литературы

1.      ГОСТ 21094-75. Хлеб и хлебобулочные изделия метод определения влажности.

2.      ГОСТ 5670-97. Хлеб и хлебобулочные изделия. Методы определения кислотности.

.        ГОСТ 5669-96. Хлеб и хлебобулочные изделия. Метод определения пористости.

.        Бабьева, И. П. Биология дрожжей / И. П. Бабьева, И. Ю. Чернов. - М.: Изд-во МГУ, 1992. - 96 с.

.        Берри, Дж. Биология дрожжей. - М.: Мир, 1985. - 96 с.

.        Бирюзова, В. И. Ультраструктурная организация дрожжевой клетки: Атмос. - М.: Наука, 1993. - 224 с.

.        Блинов, В. А. ЭМ - технология сельскому хозяйству. - Саратов, 2003. - 205 с.

.        Бочарова, Н. Н. Микрофлора дрожжевого производства/Н. Н. Бочарова, Ю. П. Кобрина, Н. В. Розманова. - М.: Пищевая промышленность, 1972. - 152 с.

.        Вакалюк Л. Я., Бородайкевич Д. Т., Годун В. М. Влияние импульсного магнитного поля на определенные биологические свойства микроорганизмов Материалы третьего Всесоюзного симпозиума. 1975. С. 55

.        Гаджиев Д. М. Касаев М. И. Влияние магнитных полей на бродильную способность дрожжей // Материалы третьего Всесоюзного симпозиума. 1975. С. 68

.        Гальцова, Р. Д. Стеринообразование у дрожжевых организмов. - М.: Наука, 1980. - 224 с.

.        Гичев Ю.П., Гичев Ю.Ю. Влияние электромагнитных полей на здоровье человека. - Новосибирск, 1999. -91 с. - (Сер. Экология. Вып. 52)

.        Готовский Ю.В., Каторгин В.С. и др. Предварительные данные о воздействии резонансных частот электромагнитного поля на бактериальные клетки // В сб.: доклады и Тезисы VI Международной конференции "клинические и Теоретические аспекты использования мультирезонансной и биорезонансной терапии", часть I. - М.: ИМЕДИС, 2000. - 21-23 с.

.        Градова, Н. Б. Использование углеводородов дрожжами /Н. Б. Градова, Э. М. Диканская, В. В. Михалева. - М.: Микробиопром, 1971. - 119 с.

.        Григорьев О.А, Григорьев Ю.Г. и др. Магнитное поле промышленной частоты: оценка опасности, опыт контроля и защиты//Экология и промышленность России, июнь 2002г.

. Дубров А.П. Экология жилища и здоровье человека. - Уфа: Слово, 1995. - 96с.

. Елинов, Н. П. Некоторые микробные полисахариды и их практическое использование // Успехи микробиологии. - 1982. - №17. - с.158-196.

. Елисеева, С. И. Контроль качества сырья полуфабрикатов и готовой продукции на хлебозаводах. - М.: Агропромиздат, 1986. - 287 с.

. Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Физика. - М.: Наука, 1987. - 512с, ил.

19.Залашко, М. В. Биосинтез липидов дрожжами. - Минск: техника и Наука , 1971. - 216 с.

20.Залашко, М. В. Физиологическая регуляция метаболизма дрожжей. - Минск: техника и Наука , 1991. - 332 с.

21.Залашко, М. В. Экстацеллюлюрные продукты метаболизма дрожжей / М. В. Залашко, Г. А. Пидопличко - Минск: техника и Наука , 1979. - 152 с.

22.Квасников, Е. И. Дрожжи. Биология. Пути применения / Е. И. Квасников, И. Ф. Щелокова. - Киев: Наукова думка, 1991. - 328 с.

23.Квасников, Е. И. Картин - синтезирующие дрожжи / Е. И. Кваснаков, В. Т. Васкивнюк, В. И. Суденко, Т. А. Гринберг. - Киев: Наукова думка, 1980. - 171 с.

24.Кондратьева В. Ф., Чистякова Е. Н., Шмакова И. Ф., и др. Влияние

радиоволн миллиметрового диапазона на определенные свойства бактерий // Успехи физ. наук 1973. Т. 110. С. 460.

25.Кудрявцев, В. И. Систематика дрожжей. - М.: Изд-во Академии наук СССР, 1954. - 427 с.

26.Лазаревич В. Г. Влияние электромагнитных полей на обмен веществ в организме. Львов: «Вища школа», 1978. - 113 с.

27.Немцова, З. С. Основы хлебопечения / З. С. Немцова, Н. П. Волкова, Н. С. Терехова. - М.: Агропромиздат, 1986. - 287 с.

28.Пащенко, Л. П. Интенсификация биотехнологических процессов в хлебопечении. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991. - 208 с.

29.Смолянская A. 3., Виленская P. Л. Действие электромагнитного

излучения миллиметрового диапазона на функциональную активность определенных генетических элементов бактериальных клеток // Успехи физ. Наук. 1973. Т. 110. С. 458-460.

30.Техническая микробиология пищевых продуктов / Под ред. проф. А. Я. Панкратова. - М.: Пищевая промышленность, 1968. - 742 с.

31.Фараджева, Е. Д. Производство хлебопекарных дрожжей: практическое руководство. - СПб.: Изд-во «Профессия», 2002. - 167 с.

32.Холодов Ю.А. Магнетизм в биологии. - М.: Наука, 1970. - 119 с.

33.Чижова, К. Н. Справочник именно для работников лабораторий хлебопекарных предприятий - М.: Пищевая промышленность, 1978. - 192 с.