Несимметричные частицы ориентируются либо параллельно, либо перпендикулярно к направлению силовых линий. Это зави­сит от соотношения между удельной проводимостью частиц и окружающей их среды и от частоты ЭМП (для электрических параметров, близких к биологичес­ким).

Второй эффект — «диэлектрическое насыщение» в растворах белков и других биологических макромолекул под действием вы­сокоинтенсивных ЭМП сверхвысоких частот. Он предполагает, что под действием таких полей все поляризованные боковые цепи макромолекул ориентируются в направлении электрических силовых линий и что это может приводить к разрыву водородных связей и других вторичных внутри- и межмолекулярных связей и к изменению зоны гидратации (от которой зависит растворимость молекул). Такие эффекты могли бы вызывать денатурацию или коагуляцию молекул, что подтверждается экспериментально.

Третий эффект обусловлен действием сил Лоренца в переменных полях на ионы в электролите. Если раствор электро­лита находится под действи­ем перпендикулярных друг другу и синфазно изменяю­щихся электрического и маг­нитного полей, то электри­ческое поле (в среднем по времени) не оказывает влия­ния на ионы, а под действием  сил Лоренца и положитель­ные и отрицательные ионы перемещаются в одном на­правлении - перпендикуляр­но направлению электриче­ских силовых линий. Такого рода эффекты были экс­периментально обнаружены. Нужно подчер­кнуть, что рассматриваемые эффекты зависят от суммы подвижностей ионов, а не от их разности  и указывают на возможность возникновения такого эф­фекта под действием электромагнитной волны, распространяю­щейся в среде. При этом действию сил Лоренца в клеточной среде будут подвергаться не только ионы электролита, но и сво­бодные метаболиты в ионизированной форме.

Наибольший интерес представляют эффекты резонансного по­глощения ЭМП различных частотных диапазонов в биологичес­ких средах.

Была теоретически рассмотрена возможность резо­нансного поглощения ЭМП белковыми молекулами в связи с так называемыми дисперсионными силами взаимодействия. В белках, содержащих ряд нейтральных и отрицательно заряжен­ных основных боковых групп, среднеквадратичная величина дипольного момента отлична от нуля, даже если их средний посто­янный момент равен нулю. Это обусловливается тем, что (за исключением случая сильно кислотных растворов) число поляри­зованных боковых групп в белковой молекуле обычно превышает число связанных с ними протонов, так что существует множество возможных конфигураций распределения протонов в молекуле, мало отличающихся по свободной энергии. Для молекул фермен­тов, в предположении непрерывного распределения основных  групп, среднее расстояние между группами составляет примерно 9,5 Å. С такими диполь-дипольными взаимодействиями, происхо­дящими за счет флуктуации распределения протонов, может быть связано поглощение кванта энергии, соответствующего частоте 10 Ггц. Авторы предположили, что такое резонансное влияние ЭМП на распределение протонов в молекуле фермента может привести к изменению скорости образования фермент-субстрат­ного комплекса.

Предполагается, что поглощение энергии ЭМП сверхвысоких частот может быть связано с вращением внутримо­лекулярных структур относительно С-С-связей с трансляцион­ными переходами гидроксильных групп из одного положения с водородной связью в другое, с вращательными уровнями метастабильных состояний и т. д. Рассматривалась также возмож­ность ионизационных эффектов ЭМП сверхвысоких частот, при­водящих к формированию радикалов О2 и ОН при высоких им­пульсных мощностях. Эти общие предположе­ния не получили пока еще убедительных экспериментальных под­тверждений, хотя результаты некоторых исследований дают основания ожидать их в недалеком будущем.

В общем виде обсуждалась и возможность резонансного по­глощения ЭМП во всем теле человека и животных или в отдель­ных частях тела. Так, например, эффект потери животными кон­троля над моторными функциями при воздействии ЭМП на область головы и позвоночника рассматривался с позиций воз­можного резонанса в краниальной полости или вдоль позвоноч­ного столба.

Теперь рассмотрим

 Экспериментальные исследования биологических эффектов ЭМП.

Эти исследования охватывают всю рассматриваемую область ЭМП – от постоянных полей до миллиметровых радиоволн. Наиболее значительный материал накоплен в исследованиях с УВЧ- и СВЧ-диапазонами; в меньшей мере освоены постоянные магнитные и электрические поля и низкочастотный диапазон, сравнительно небольшое число работ связано с ЭМП высоких частот.

Летальное действие ЭМП.

Была проведена серия экспериментов для изучения воздействия на организм собак, кроликов и крыс импульсных и непрерывных СВЧ-полей высоких интенсивностей (2800 и 200 МГц соответственно). В результате экспериментов выяснили, что:

Гибель животных наступает в тех случаях, когда под действием ЭМП высокой интенсивности температура тела животных (определяемая по ректальной температуре) повышается до уровня выше критического, т.е. до 41-42º для крупных животных и 42-43º для мелких. При таких условиях происходит необратимое нарушение терморегуляции в организме и животное погибает.

Гибель животных под действием ЭМП нельзя рассматривать просто как результат перегрева тела, так как наблюдается ряд глубоких нарушений регуляторных процессов в организме, которые зависят не только от величины электромагнитной энергии, преобразующейся в тепловую, но и от частоты ЭМП, от локализации воздействия и от физиологического состояния животного.

Пришли к выводу, что данный эффект можно рассматривать как результат теплового стрессорного действия ЭМП, т.к.фазы изменения температуры соответствуют трём стадиям стресса – «реакции тревоги», «стадии резистентности» и «стадии истощения», а наблюдаемые изменения крови характерны для ранних проявлений теплового стресса.

Особенность летального эффекта микроволн проявляется в адаптации к ним организма животных при повторных облучениях.

Морфологические изменения в тканях и органах под действием ЭМП.

Морфологические изменения в органах и тканях животных происходит как в результате однократного воздействия ЭМП высоких интенсивностей, так и кумулятивно – при многократных воздействиях ЭМП  малых интенсивностей.

Поражаются тем более глубокие ткани, чем ниже частота ЭМП и чем меньше размеры животного. Однако менее выраженные изменения в глубоко расположенных органах и тканях  отмечаются и в тех случаях, когда ЭМП полностью поглощаются в поверхностных, кожных тканях.

Характер морфологических изменений под действием ЭМП может быть самым различным – от резких поражений при летальных воздействиях (ожоги, некроз тканей, кровоизлияния, дегенеративные изменения в клетках и т.д.) до умеренных или слабых обратимых изменений при воздействиях ЭМП малых интенсивностей.

Морфологические изменения в органах и тканях под действием ЭМП различных частот и постоянного магнитного поля могут появляться и в отсутствие какого – либо существенного теплового эффекта. По-видимому, они возникают  за счёт кумуляции каких-то функциональных нарушений регуляции обменных процессов.

Наиболее часто наблюдаются морфологические изменения в тканях периферической и центральной нервной системы, нарушаются её регуляторные функции, как за счёт разрыва соответствующих связей, так и за счёт изменения структуры самих нервных клеток. Такие нарушения однотипны при воздействии ЭМП самых различных частот вплоть до  постоянного магнитного поля.

Действие ЭМП на глаза и семенники.

Глаза и семенники – органы, бедные кровеносными сосудами. Следовательно, Они должны сильнее нагреваться под действием ЭМП, чем органы, в которых возможен  интенсивный отвод тепла за счёт усиления кровотока.

Обнаружено, что при однократном облучении глаз микроволнами (от 3 до 30 см) , в результате  многократных облучений (10 сеансов по 30 минут с интенсивностью 150 мВт\см2  ) и при хроническом (несколько лет) воздействии микроволн с интенсивностью несколько мВт\см2   в хрусталике глаза возникает помутнение (катаракта).Также под действием микроволн обнаружены понижение активности ферментов аденозинфосфатазы и пирофосфатазы, ау кроликов, облучавшихся ежедневно в течение 3,5 месяца микроволнами интенсивностью 1 мВт\см2  , понижалось внутриглазное давление.

Мужские половые органы в высшей степени чувствительны к тепловому воздействию и, следовательно, особенно уязвимы при облучении. Безопасная плотность излучения в виде максимального уровня 5 мВт/см2 значительно ниже, чем для других чувствительных к облучению органов. В результате облучения семенников может наступить временное или постоянное бесплодие. Повреждение половых тканей рассматривают особо, так как некоторые генетики считают, что небольшие дозы облучения не приводят к каким-либо физиологическим нарушениям, в то же время могут вызвать мутации генов, которые остаются скрытыми в течение нескольких поколений.

Для семенников было обнаружено, что дегенеративные изменения в семенниках крыс при 10-минутном облучении микроволнами (2800 МГц) возникают при повышении температуры до 30-35º.При многократном облучении 3-сантиметровыми  волнами с интенсивностью 100 мВт\см2  , вызывающее повышение температуры в тканях семенников только на 3,3º, приводило к атрофии семенных канальцев.

Морфологические изменения в семенниках возникали у морских свинок под действием постоянного магнитного поля (7000 э, 500 часов) в форме некробиотических изменений клеток сперматогенного эпителия, наблюдалось понижение в них содержания ДНК и РНК.

Эффекты ЭМП при злокачественных опухолях и лучевых поражениях.

Введение больным животным экстрактов злокачественных жировых и кожных тканей , предварительно облучённых микроволнами с частотой 3000 МГц, временно замедляло развитие опухоли и увеличивало сроки выживаемости. Однако эти эффекты наблюдались не во всех случаях, а иногда отмечалось и обратное действие. Инъекции больным животным облучённых (в течении 5 мин) экстрактов тканей, взятых у здоровых животных всегда приводили к замедлению роста опухоли, если на период леченья из питания исключали жиры. Инъекции облучённого раствора гликогена ускоряли развитие опухолей. Наблюдалось полное рассасывание саркомы у крыс в результате облучения микроволнами с частотой 6000 МГц при весьма малой интенсивности. Торможение развития злокачественных опухолей у мышей под действием микроволн (3000 и 10000 МГц) наблюдалось и при интенсивном облучении, сопровождавшемся значительным нагреванием тканей.

Действие постоянного магнитного поля на развитие раковой опухоли у мышей давало отрицательные результаты – возрастало число смертных случаев. Но комбинированное действие магнитного поля и микроволн оказалось весьма плодотворным.

 Обнаружено положительное влияние микроволн на сопротивляемость животных к ионизирующему излучению.

Итак, в опытах по действию ЭМП на злокачественные опухоли выявлено, что дело здесь не в тепловом действии ЭМП , а в их влиянии на регуляторные функции в организме, на регуляцию внутриклеточных процессов. При лучевых поражениях обнаруживается влияние ЭМП на регуляцию кроветворения и на другие системы нервно-гуморальной регуляции в организме.

Действие ЭМП на различные части тела и органы.

Отсутствие кровеносных сосудов в некоторых частях тела делает их особенно уязвимыми к облучению сверхвысокими частотами. В этом случае теплота может поглощаться только окружающими сосудистыми тканями, к которым она может поступать только путем теплопроводности. Это в частности справедливо для тканей глаза и таких внутренних органов, как желчный пузырь, мочевой пузырь и желудочно-кишечный тракт. Малое количество кровеносных сосудов в этих тканях затрудняет процесс авторегулирования температуры. Кроме того, отражения от граничных поверхностей полостей тела и областей расположения костного мозга при определенных условиях приводит в образованию стоячих волн. Чрезмерное возрастание температуры в отдельных участках действия стоячих волн может вызвать повреждение ткани. Отражения такого рода вызываются также металлическими предметами, расположенными внутри или на поверхности тела.

Головной и спинной мозг чувствительны к изменениям давления, и поэтому повышение температуры в результате облучения головы может иметь серьезные последствия. Кости черепной коробки вызывают сильные отражения, из-за чего оценить поглощенную энергию очень трудно. Повышение температуры мозга происходит наиболее быстро, когда голова облучается сверху или когда облучается грудная клетка, так как нагретая кровь из грудной клетки непосредственно направляется к мозгу. Облучение головы вызывает состояние сонливости с последующим переходом к бессознательному состоянию. При длительном облучении появляются судороги, переходящие затем в паралич. При облучении головы неизбежно наступает смерть, если температура мозга повышается на 6 °С.

В результате сильного облучения энергией СВЧ может произойти удушье. Пострадавшим необходимо сделать искусственное дыхание, обеспечить быстрое охлаждение тела и кислородное питание. Следует подчеркнуть, что у человека нет органа чувств, который своевременно предупреждал бы об опасности излучения. Из-за большой глубины проникновения электромагнитного излучения никто не должен полагаться на очень обманчивые тепловые ощущения кожи.

Действие ЭМП на нервно-гуморальную регуляцию обнаруживается как по внешне проявляемым реакциям, так и по нарушениям характера и интенсивности физиологических процессов. К первым эффектам можно отнести изменения поведения животных: безусловные реакции на ЭМП, изменение ранее выработанных условных рефлексов; ко вторым – изменение функций различных отделов нервной системы, нарушение гуморальной регуляции, изменения характера и интенсивности биохимических процессов.

Экспериментальные данные о влиянии ЭМП на рост животных и растений не позволяют делать какие либо заключения. Можно отметить только общие черты в действии магнитного поля: на рост животных оно оказывает угнетающее действие, а на рост растений – стимулирующее. Что касается влияния ЭМП на различные стадии развития организмов – от зародышевой клетки до растущего организма, то в этом отношении можно пока отметить только одну общую черту: в большинстве опытов проявлялось нарушающее действие ЭМП на эти процессы.

Допустимые дозы ЭМП.

Многочисленные гигиенические исследования показали, что у людей, систематически подвергающихся воздействию ЭМП радиочастот, возникают обратимые функциональные изменения нейрогуморальной регуляции. В нашей стране (в бывшем СССР) установлены допустимые интенсивности ЭМП: для СВЧ – полей – 0,01 мВт/см2, для УВЧ – 5 В/м, для ВЧ – 20 В/м. Для устройств, работающих в области частот 30 - 300 МГц была введена предельная напряженность электрического поля волны в 80 В/м. Для частот свыше 300 МГц установлена предельно допустимая мощность излучения 10 микроватт на кВ см. (для облучаемого персонала). Для населения этот уровень меньше в 5 - 10 раз без ограничения времени облучения.

Европейская комиссия подготовила рекомендации по ограничению воздействия широкого диапазона статических электрических и магнитных полей на людей.

Эти поля, известные также под названием неионизирующих излучений, создаются такими устройствами, как дисплеи, широковещательные передатчики, сотовые и мобильные телефоны, электробытовые приборы и линии электропередач. Например, электромагнитные поля частотой от 100 КГц до 300 ГГц, используемые в мобильных телефонах и ретрансляторах GSM, могут вызвать тепловое воздействие, способное привести к повышению температуры живых организмов более чем на один градус Цельсия. В России число пользователей сотовых телефонов уже превышает 100 тыс. Вряд ли кому-нибудь из них приходила мысль засунуть голову в микроволновую печь - представление о том, что высокочастотное электромагнитное излучение в считанные секунды может сделать с курицей, убережет их от такого шага. Но, к счастью, согласно выводам американских исследователей, опасения, что мобильные телефоны могут вызывать рак мозга, не обоснованы. Однако, те же ученые предупреждают: дети, пользующиеся мобильными телефонами, подвергаются повышенному риску расстройства памяти и сна.

Рекомендации стали очередным аргументом в продолжающемся уже не один год обсуждении воздействия электромагнитных излучений на человеческий организм. В числе возможных последствий облучения специалисты называют заболевание раком.

Рекомендации не имеют статуса официального документа до принятия квалифицированным большинством Совета министров стран Европы. В них содержится призыв к странам - участницам Европейского союза принять соответствующие меры для защиты населения, ограничивая вредное воздействие за счет контроля допустимой частоты.

В то же время в рекомендациях упоминается о некоторых исследованиях, согласно которым опасность таких излучений для здоровья нельзя считать доказанной.

Я считаю, что пока рано говорить о том, полезно или вредно электромагнитное излучение. Как и в большинстве случаев, ответ на этот вопрос неоднозначен. Ясно одно, вопрос этот с каждым днём роста цивилизации, урбанизации и научно – технического прогресса становится всё актуальней. Человечество должно научится грамотно использовать плоды своего развития и в то же время уметь защититься  от них.

Список литературы:

1.А.С.Пресман  «Электромагнитные поля и живая природа»

2. А.С.Пресман   «Электромагнитная сигнализация в живой природе»

3. А.С.Пресман   «Электромагнитное поле и жизнь»

4. «ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СВЧ-ПОЛЯ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА»  Краев А_А_  (кафедра физики, МГТУ)

5. M&W_ Новости медицины

6. Human Club «Радиотелефон - наш друг»

7.Computerworld Россия #27-98

План:

1.Вступление

2. Естественные и искусственные источники электромагнитных полей в средах обитания организмов

*Электрическое поле Земли.

*Магнитное поле Земли.

*Атмосферики

*Радиоизлучения Солнца и галактик.

*ЭМП в окрестности генераторов различных частотных диапазонов.

*«Радиофон».

3.Физические основы взаимодействия электромагнитных полей с биологическими объектами.

*Биологические объекты в электростатическом поле.

*Биологические объекты в магнитостатическом поле.

*Поглощение энергии ЭМП в тканях и преобразование ее в тепловую

*Тепловой эффект ЭМП в тканях живых организмов.

*Нетепловые эффекты ЭМП в биосредах.

4. Экспериментальные исследования биологических эффектов ЭМП.

*Летальное действие ЭМП.

*Морфологические изменения в тканях и органах под действием ЭМП.

*Действие ЭМП на глаза и семенники.

*Эффекты ЭМП при злокачественных опухолях и лучевых поражениях

*Действие ЭМП на различные части тела и органы.

*Действие ЭМП на нервно-гуморальную регуляцию

*О влиянии ЭМП на рост животных и растений

5. Допустимые дозы ЭМП.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5