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

Размещено на http://www.allbest.ru/

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:

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

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

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

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

1.1 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

Дрожжи содержат ряд витаминов групп В. Так в хлебопекарных дрожжах их находится (мкг/г сухой массы):

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

1.2 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).

В итоге можно отметить, что многофакторный характер влияния на организм КВЧ-излучения. затрагивающий все коренные звенья патогенеза заболеваний человека, обусловливает вовлечение в реакцию на КВЧ-воздействие всего организма.

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].

1.5 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 (ИВТ) связана с использованием шумового источника излучения КIЗ1I-диаоазона с позиций иглорефлексотерапии.

Применение классической КВЧ-терапии основано на наличии в данном диапазоне частот резонансов отдельных систем организма лимфатической, кровеносной и т. д., например, так же, на частоте воздействия 42,194 ГГц происходит повышение способности эритроцитов крови транспортировать кислород и приводит к ускорению процессов заживления поврежденных тканей, детоксикации организма. Поэтому использование данной частоты носит универсальный характер при достаточно широком наборе патологических процессов, сопровождающихся тканевой гипоксией.

Воздействие проводится на кожные проекции патологического очага, точки максимальной болезненности, биологически активные зоны, области крупных суставов.

Использование аппаратов, реализующих технологии МРТ, связано с индивидуальной настройкой частоты излучения именно для конкретной патологии и конкретного пациента. Это связано с отличием частотных характеристик клеток отдельных органов и систем человека, а также преобразованием их при возникновении патологического процесса. Воздействие проводится на биологически активные точки (точки акупунктуры) и биологически активные зоны (зоны Захарьина-паравертебрально, Геда, учитывая сегментарную иннервацию органов-мишеней.

В ИВТ применяются генераторы, имеющие широкополосное излучение. с высокой степенью равномерности в широком участке КВЧ диапазона, так же что необходимость подбора резонансных частот именно для пациента отпадает. В данном случае именно для оптимального именно для и воздействия предупреждения нежелательных эффектов важен адекватный выбор рефлексотерапевтического меридиана и биологически активной точки (БАТ). именно для увеличения терапевтического эффекта КВЧ-терапии и предупреждения адаптации к фактору применяется низкочастотная модуляция КВЧ-сигнала. Дозирование КВЧ-излучения совершается количеством и временем зон воздействия. Продолжительность воздействия на одну зону -- до 15 минут, количество зон воздействия -- до трех. Лечение курсовое, продолжительность курса терапии -- 15 ежедневных процедур. Повторные курсы КВЧ-терапии проводятся по показаниям через 2 -- 4 месяца.

1.6 Магнитное поле

Магнитное поле -- это особый вид материи, посредством которой в свою очередь совершается связь и взаимодействие между движущимися электрическими зарядами. Везде, где существует движущийся электрический заряд или ток, возникает магнитное поле [14]. Постоянным называется магнитное поле, в котором в свою очередь значение вектора магнитной индукции в каждой точке не изменяется со временем. Постоянное магнитное поле существует вокруг неподвижного магнита или неподвижного проводника с регулярным током.

Переменное магнитное поле получается не только при движении магнита или проводника с регулярным током относительно наблюдателя. также магнитное поле изменяется в пространстве, окружающем неподвижный проводник с изменяющимся током. Так, при замыкании электрической цепи ток за определенный промежуток времени возрастает от нуля до своего наибольшего значения, достигнув которого в свою очередь, он перестает изменяться. При этом вместе с током изменяется и его магнитное поле. Наоборот, при размыкании цепи ток и его магнитное поле уменьшаются до нуля. При этом вектор В меняется не только по модулю, по и но направлению[23].

Комбинированное магнитное поле является суперпозицией коллинеарных регулярного (им может быть геомагнитное поле ~50 мкТ) и переменного магнитных полей. Магнитное поле действует на электрические токи, движущиеся заряды и регулярные магниты, на схемах условно изображается магнитными силовыми линиями (линиями индукции). Это воображаемые линии, касательные к которым в свою очередь в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции в этих точках поля. Линии магнитной индукции замкнуты. Замкнутость линий магнитной индукции означает, что в природе отсутствуют свободные магнитные заряды. Особенностью МП является то, что оно является не потенциальным вихревым полем [21].

Вектор В магнитной индукции служит силовой характеристикой магнитного поля. Индукция магнитного поля в вакууме называется напряженностью Н магнитного поля. Она зависит от силы тока и также убывает с увеличением расстояния между источниками последнего. Поток вектора В через перпендикулярную ему поверхность называют магнитным потоком Ф, который в свою очередь является скалярной величиной.

1.6.1 Источники магнитного поля

Изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся магнитное поле - вихревое электрическое поле. Это является физической причиной существования электромагнитного поля. Непрерывно изменяясь, обе компоненты поддерживают существование электромагнитного поля. Поле неподвижной или равномерно движущейся частицы неразрывно связано с носителем (заряженной частицей). Однако при ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП «отрывается» от них и существует в окружающей среде независимо, в виде электромагнитных волн (рис.), не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают при исчезновении тока в излучившей их антенне) [22].

Рисунок 2 - электромагнитная волна [22].

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

? = с*Т = с/f , или с = ?* 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:

? = Wпогл/Sэф (3)

где ? -плотность потока мощности излучения электромагнитной энергии, Вт/м2;

Wпогл - 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.